锂电池储存安全现状及处置对策研究

戴忠

摘要：企业对于锂电池的安全储存和管理若存在认知不足和意识淡漠问题，极易引发事故。现通过调研企业锂电池储存现状，并排查相关隐患、总结突出问题，提出有针对性的指导建议，以供参考。

关键词：锂电池储存；隐患排查；安全监控；风险评估；应急处置

中图分类号：D631.6     文献标识码：A       文章编号：2096-1227（2023）12-0071-04

1 研究背景

经过30多年的不断升级，锂电池已成为小容量市场和大容量储能设备领域中的成熟应用。然而，其安全性一直是限制使用场景的重要问题。近年来，涉及电动车的火灾或燃烧事故时有发生，需要更加注意防范。2022年，全年共接报电动自行车（电动助力车）火灾1.8万起，比2021年上升23.4%，接报居住场所内因蓄电池（电动自行车充电电池居多）故障引发的火灾3242起，比2021年上升17.3%[1]。北京大红门储能电站于2021年4月16日发生起火爆炸事故，事故造成1人遇难、2名消防员牺牲、1名消防员受伤，火灾直接财产损失1660.81万元[2]。

目前，锂电池的安全标准及相应规范相对滞后，导致许多企业在实际安全管理中缺乏法规标准可供参考。同时，企业若在锂电池的储存和管理方面存在认知不足、意识淡漠等问题，极易引发事故。为此，通过调研某园区企业锂电池储存现状并排查相关隐患、总结突出问题，提出有针对性的指导建议。

2 锂电池储存的突出问题

根据企业经营性质，可将锂电池企业分为锂电池Pack企业和散件组装锂电企业。锂电池Pack企业会根据下游企业的应用场景需求，将锂电池组装成特定形式并配以电池管理系统。散件组装锂电企业则是指在产品生产销售过程中需要使用到锂电池的企业，例如电脑组装、无人飞机生产、自动机械臂制造等。需要注意的是，除了向散件组装企业提供动力来源外，一些锂电池Pack企业还向储能场景提供服务。对于这类企业来说，一是在仓库存储大量原材料时要格外小心；二是在单个产品（如储能站）中所含高密度能源型号数量较多时要格外小心。相比之下，这种类型的企业需要更加重视安全管理。目前企业锂电池储存存在的突出问题有：

2.1  锂电池仓库未独立设置

经过对某园区30家锂电池使用及储存企业实地调研考察，发现只有不到50%的锂电池企业设置了独立的仓库存放锂电池。同时，这些企业还存在混存混放问题（见图1）以及未单独存放废旧电池的情况。废旧锂电池属于甲类危险品，而存在安全缺陷的次品电池更是会显著提高自燃和失控风险。一般来说，锂电池仓库中存放有少量其他材料的问题可以轻易整改。但是如果有大量其他材料被存放在锂电池仓库，而锂电池数量较少，就需要重新规划合适的仓库专门用于存储锂电池。

锂电池的自放电会受到环境温度和湿度的影响，高温和潮湿都会加速电池的自放电。如果储存环境温度过高，锂电池的自放电速率就会增加，同时还会导致锂电池热失控的风险增加。而水分对锂离子电池性能具有重要影响，在生产过程中需要严格控制水分含量以防止腐蚀损坏正负极材料和捕收剂。《原電池 第4部分：锂电池的安全要求》就规定勿将锂电池置于阳光直射或雨淋处，因为潮湿可能会导致绝缘性能下降并引起自放电和腐蚀现象。为了保证最佳效果，正常的储存温度应在+10℃～+25℃之间，并避免长时间暴露于极端湿度环境下。室外存放储能电站见图2。

但经过实地调研发现，有些管理人员并不清楚锂电池对储存环境的要求，也没有考虑到需要单独设置仓库。即使企业单独设置了锂电池仓库，也很少采取措施有效控制环境温湿度。

2.2  锂电池仓库自动报警系统不完善

对于锂电池使用储存企业而言，如果自动报警系统存在缺陷，就难以及时发现锂电池热失控和仓库火灾，因此，企业需要更有效的监测和报警机制。敞开式“中间仓库”难以安装可靠的火灾探测和报警设备，而独立设置的锂电池仓库只有极少数企业安装了感烟探测器，并且这些设备未能实现现场声光报警或远程信号传输。例如，某公司在其锂电池仓库布置了一个感烟探测器，但该设备没有现场声光报警功能，并且报警信号只能传输至固定手机客户端，在及时发现仓库内情况方面存在一定难度。设计自动报警系统时必须考虑监测的有效性。对于早期火灾预防来说，依靠感烟感温探测器并不理想。因此建议采用可燃气体报警装置，并配备声光报警以及远程信号传输功能。在安装探头时需要考虑数量和位置等因素，并可以考虑加装图像监测系统或红外区域探测器等早期火灾监测设备。需要注意的是，如果要在锂电池仓库内安装早期自动报警系统并相应联动事故排风装置，还需考虑防爆要求。

2.3  仓库锂电池堆放不符合安全要求

针对锂电池的堆放有两点要求：一是高度不得过高，不能超过制造商规定的高度。一般纸质包装箱的堆放高度不得超过1.5m，木箱的堆放高度不超过3m。这是因为如果电池箱叠在一起，最下层箱中的电池可能会受损并导致电解质泄漏。显然，电池箱堆放的高度取决于包装箱强度。二是每个堆垛之间应至少满足仓储场所规定的“五距”。调查结果表明，在锂电池仓库中较少出现高度堆放情况，但大多数企业未能满足“五距”要求。虽然许多公司使用货架存储锂电池符合相关标准承重和堆叠限制，但考虑到锂电池爆炸危险性及单位体积内能量密度过高可能带来严重后果，因此建议避免采用货架形式存储[3]。

2.4  废旧电池未单独存放

废旧电池应单独存放的原因有两个：一是废旧电池和良好电池的危险性不同，不能混在一起。二是废旧电池因其危险性对储存环境有特别要求。有安全缺陷的次品电池属于甲类火灾危险物，因此，如果废旧电池未经处理消除其安全隐患，则应按照甲类危险物质的储存要求进行储存。然而，在实地调查中发现，许多企业将废旧锂电池与正常锂电池混放在同一个仓库里。虽然废旧电池的数量不大，但是对于大量正常锂电池来说，无疑增加了火灾风险。

部分企業虽然将废旧锂电池进行了单独存放，但是没有采取防潮和防高温措施。例如，某家企业将废旧锂电池放在室外（见图3），这样不仅难以抵御雨水和高温的侵袭，而且还会增加短路风险。如果采取适当措施对废旧电池进行处理，则可以根据实际情况降低储存要求，当然，在处理过程中也需要寻求相关资质单位帮助并做好相应处置工作。

调研过程中发现，有些企业管理人员对锂电池危害了解不足，认为锂电池只要进行了放电处置就不存在危险。例如，某公司处理废旧锂电池的方法是将其放置于沙箱中进行放电。与其他企业相比，该企业具有更高的安全意识，但需要注意的是，废旧电池放电并不能完全消除其安全隐患，只能略微降低风险。因此，对于处理废旧锂电池的建议如下：如果仅是电池特性不符合需求而没有安全隐患，可以退回给制造商；如果检测发现存在安全隐患，则不应采取一般快递的方式退回给制造商（这会增加自燃风险），建议做好妥善处置再存放。

2.5  事故应急物资不足

仓库现场常见的消防设施包括消火栓、沙箱和干粉灭火器等。需要注意的是，由于锂电池内部可能会发生自燃，最有效的扑救方式仍然是使用大量水来冷却锂电池内部。所以，在仓库内应该配备大容量推车式水基型灭火器以应对局部火灾。部分企业仓库也会配备事故处置水桶（见图4），如早期发现某电池单体发生自燃，可将其放置到水桶中，这样可以避免采用灭火器进行处置对其他电池单体造成的不良影响。

调查发现，有些企业没有制定专门应对锂电池事故的处置预案。若仓库内发生早期锂电池起火事件，则处理难度较高。此时禁止使用水喷淋进行扑救，以免导致损失加剧，而且如果缺乏足够的消防用水可能会使后果更加严重。而二氧化碳和干粉灭火剂也无法有效扑灭明火，在看不到明显明火的位置也很容易出现新一轮爆燃事件。因此，建议先使用二氧化碳灭火器等工具扑打明显火势之处，并采取适当方法将起火锂电池转移到水桶中，在转移过程中要避免锂电池重新着火或者爆炸产生碎片伤害人员等问题。

3 锂电池企业现场管理存在的问题

锂电池企业现场管理存在的问题有：一是缺乏短路保护；二是没有相应的应急处置预案。有些企业虽然会采取防止接错和短路的措施，但是对正负极的保护仍有不足。例如，某些公司设计了不同的模具来避免电极接错的情况，但这些措施并不能完全预防其他原因导致的正负极短路。为了确保电池安全，在运输、装卸和储存时需要注意端子保护，并使用绝缘材料进行覆盖。一些公司在特定工序中也采用类似措施，如使用绝缘板覆盖电池组表面以避免正负极短路。未采取绝缘保护的锂电池见图5，正负极模具见图6，绝缘材料进行覆盖见图7。

考虑到锂电池组装过程中可能出现的热失控情况，建议将所有产品放置于可移动货架上，以便发生锂电池热失控事件时，可以迅速将货架移到水桶旁边进行转移，以缩短处置时间并保障人员安全。一般情况下，企业是使用二氧化碳灭火器和干粉灭火器进行灭火，但这两类灭火器难以满足锂电池作业场所的消防救援需求，建议企业在锂电池作业场所增加大容量水基灭火剂配置，以备不时之需。

4 安全管理对策及建议

根据调研结果，针对锂电池企业的安全管理，提出以下建议：一是加强锂电池安全培训。在调研过程中发现，很多人认为锂电池放电后就较为安全，可见企业员工对于锂电池特殊危险性的认识并不到位，因此，应加强锂电池安全培训，尤其是锂电池事故处置方法培训。二是规范锂电池仓库储存。目前企业在锂电池储存方面存在着不规范现象，建议组织相关单位和人员编写一份翔实的锂电池储存指南，改善杜绝这一不规范现象。三是对锂电池组及产品进行安全评估。锂电池的危险性与其能量密度和尺寸等因素息息相关，这也进一步影响了它们的储存和现场使用要求。例如，“五距”是适用于一般情况下的标准，而不同类型的锂电池及锂电池组必然有着各自相应的要求。通过量化区分不同类型锂电池（组）之间的危险性，可以为加强锂电企业安全管理提供重要指导。

参考文献：

[1]吉林日报.国家消防救援局：2022年全国共接报处置各类警情209.2万起[DB/OL].https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1761269515585648376&wfr=spider&for=pc

[2]中国能源报.“4·16”北京大红门储能电站起火爆炸事故调查结果公布[DB/OL].https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1717234879967573156&wfr=spider&for=pc

[3]殷卫星.废旧锂离子电池短路火灾的触发机理及危险性[J].消防科学与技术，2022，41（1）：36-40.

Study on lithium battery storage safety status and disposal countermeasures

Dai Zhong

（Huangpu District Fire and Rescue Brigade Command Center of Shanghai， Shanghai 200010）

AbstraCt： If there is a lack of awareness and indifference to the safe storage and management of lithium batteries in enterprises， it is easy to cause accidents. Now， through the investigation of the current situation of lithium battery storage in enterprises， the relevant hidden dangers are investigated， and the outstanding problems are summarized， and targeted guidance and suggestions are put forward for reference.

Keywords： lithium battery storage; hidden danger investigation; safety monitoring; threat and risk assessment; emergency response