量化风险 源头控制

文·图/陈朝阳

量化风险 源头控制

文·图/陈朝阳

在锂离子电池工厂建立专家队伍，利用统计学量化风险，利用工程技术进行源头控制，将职业卫生因素控制到无害化程度，实现了连续18年零职业病的成果。

新能源科技有限公司（Amperex Technology Limited，以下简称“ATL公司”）创建于1999年，是锂离子电池的生产者和创新者，以提供高质量可充电式锂离子电池的电芯、封装和系统整合方案为发展方向。

在锂电池生产车间，粉尘、化学毒物及噪声是三大职业病危害因素，ATL公司通过分析检测，利用统计学量化风险，并使用工程技术进行源头控制，将生产现场的职业病危害因素控制到无害化程度，保证了公司连续18年无职业病发生。

建造“EHS安全屋”

2003年，ATL公司开始以安全屋文化建设模型为依据组建EHS部门。安全屋文化建设模型具有整体、兼容的特点，包括底部基础、三大支柱及屋顶三部分，见图1。

底部基础由领导支持、专业组织2个模块构成，将如何指导行为、如何让决定发挥作用作为根本。在ATL公司，EHS部门拥有极高的地位，向全员下发的邮件内容一周后自动升级为公司内部的执行标准文件，对于安全工作不到位的员工，除追究当事人责任外，还要扣除其主管经理的奖金，这些“特权”均来自于企业领导的支持。另外，ATL公司的EHS部门内还有1名国家机械安全防火防爆小组专家和3名广东省安全生产协会专家组成的专业组织进行技术支持。

三大支柱分别为技术、体系及全员参与。技术支柱包括设备本质安全性、使用先进安全的技术、公司对安全投入的有力保障；体系支柱是指要拥有专业团队、优化安全流程及思考，团队在2004年发明的用水灭锂离子电池火灾方法，降温速度达到618 ℃/s，比其他灭火剂降温快10倍以上，正在准备写入国标条款；全员参与支柱要求鼓励全体员工参与到安全工作中。

图1 EHS安全屋模型

屋顶部分是由企业安全文化的基础特征构成，体现了安全文化外部展现部分，对于ATL公司来说，“科学创造安全”就是企业实现安全发展的宗旨。

图2 锂离子电池生产作业现场

控制粉尘浓度

锂离子电池在生产中采用的原材料大多是固体粉料，粉尘的吸入会对员工的职业健康产生危害，ATL公司采用更容易收集的粉料，并通过工程防护措施将粉尘浓度控制到标准范围内。（作业现场见图2）

锂离子电池生产中用到的钴酸锂、石墨等粉料密度是空气密度的1 000倍以上，更容易沉降，在排放口6 m处测试粉尘浓度就能够达到室内空气质量标准。

在工程控制措施方面，ATL公司通过湿法生产、密封泵送、使用移动除尘器等方式进行除尘。ATL公司员工发现，由于其生产工艺的特殊性，每次加料时间仅需要20 min，但运行时间却需要10 h，因此，只需要在加料时做移动除尘就可以保障生产车间粉尘浓度不超过职业接触限值（OEL）。

在去除粉尘残留时，ATL公司对风道进行优化设计，控制风速不低于0.5 m/s，并做局部密封和多级密封等措施。以石墨粉尘为例，通过公司多次的统计数据发现，生产车间的石墨粉尘浓度为0.07 mg/m3，仅是GBZ 2.1-2007《工作场所有害因素职业接触限值 第1部分：化学有害因素》规定的4 mg/m3的2%，而在美国工业卫生协会AIHA的标准中，当工作场所职业接触限值为标准规定的2%左右时，就可以视为可忽略风险。

选择无害物料

锂离子电池用到的正极粉料如钴酸锂、磷酸铁锂、锂镍钴锰， 负极粉末如石墨、炭黑，粘结剂如SBR胶颗粒、PVDF胶颗粒、食用糖精等原材料，经查阅文献，并送相关专业机构检测证明，全部为没有急性毒性的原材料，且这些固体粉料不和水反应、不溶于水或酸雨，不会因为遇水而浸出毒性，有非常好的本质安全性。

ATL公司对于原料采购的要求也十分严格，由于很多物质贴出的MSDS（化学品安全技术说明书）可能有误，因此，每次新品种的物料采购回来后，EHS部门都要求到专业的检测机构进行检测，获得真实的检测数据。

N-甲基吡咯烷酮（NMP）溶剂是一种电解液溶剂，在锂电池生产中被广泛使用，其中含有的LiPF6有一定毒性，但由于其在溶剂中溶解浓度有限，经计算可得其半数致死量（LD50）为7 250 mg/kg，后经广东省进出口检疫检测局食品检测中心测试LD50值为7 230 mg/kg，在电解液溶剂中表现为实际无毒性物质，预测误差不到1%，证明了模型正确，可以使用。曾有供应商推销一种新型电解液溶剂取代NMP溶剂，成本可以降低30%，但是经检测发现，其急性毒性较大，因此公司没有引入作为量产物料，以保证量产物料无毒（急性毒性）的实践。

在化学品管理方面，ATL公司应用AIHA打分法，即健康风险指标 K=f（H，EI）。其中，H 为危害风险指标，可用H=max(LD50等级，OEL等级，刺激性等级，致癌性等级)计算。EI为暴露指标，可用 EI=DI×QI×CI×FI计 算（DI为扩散指数，QI为每天用量指数，CI为现场控制指数，FI为接触频繁指数），EI、DI、QI、CI、FI都可以通过查表获得数据。由三个公式可以计算出健康风险指标K，并据此化学品的风险等级，经计算发现，ATL公司共使用微小风险级别的化学品13种、低风险级别的化学品8种。

图3 辐射强度标准对比图

控制辐射到公众照射标准

锂离子电池在生产中需用到X射线反射装置来检测电池极片对位情况，为降低射线对员工身体健康的危害，ATL公司选择有豁免证书的装置。据GB 18871-2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》规定，在正常运行操作条件下，在距设备的任何可达表面0.1 m处所引起的周围剂量当量率或定向剂量当量率不超过1μSv/h或所产生辐射的最大能量不大于5 keV时，经审管部门认可后可以被豁免。

测试涂膜膜片厚度时还需要用到β射线放射元素，ATL公司在部分设备上花费1万多元增加铅板，吸收射线，改造设备达到公众照射水平，用专业检测数据，分析数据统计分布规律，量化残余风险到可忽略程度。

图3中清晰显示出生产车间的辐射值已达到公众照射水平，低于环境本地辐射，远小于职业接触限值OEL=20 mSv/a，有足够的安全余量。

软硬交叉降低噪声

在搅拌、冲切岗位，噪声危害较大。ATL公司通过调研，归纳出两种降低噪声的模型，一种为波长匹配模型，即用波长的一定尺寸构造凸凹结构来降低噪声，其降低值通常在5 db(A)以下；第二种为能量消耗模型，在建筑物常用双层玻璃夹胶，其降低值通常在20 db(A)左右。

由于第二种模型的降低值较为明显，ATL公司对其进行了重点验证。该模型原理类似于钢球碰软球，再软球碰钢球，按照能量急剧消耗的机理，特地制作了多层硬软交叉的噪声隔离罩，硬物质选用结实的纸箱，软物质选用柔软的被子，测试效果较好，推广至生产现场可知，双层玻璃夹软胶比单层隔音棉效果好很多。

依据第二种模型原理，对设备的部件采取工程措施降低噪声，通过用消音器材质改变降低噪声，设备局部多层软硬叠合结构隔离噪声，设立隔音的值班室等措施，将大部分的噪声控制至公众接受水平，少量噪声值为80～85 db（A）的设备，规定员工佩戴劳防用品工作。EHS部门还正在调研用声学照相机来拍摄噪声分布的可能性，希望未来可以像热像仪照片定位热分布一样，精准定位噪声发出部位。

编辑 毕文婷