鋰電池是近十多年普遍使用的新型能源，具有高電壓、比能量高、充放電壽命長、無記憶效應(yīng)、對環(huán)境污染小、快速充電、自放電率低等優(yōu)點(diǎn)。

作為一類重要的化學(xué)電源，鋰電池已由手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)量碼相機(jī)及便攜式小型電器所用電池，和特種、航天、特種行業(yè)所用電池，逐步走向電動(dòng)汽車動(dòng)力領(lǐng)域。

交通工具的重要?jiǎng)恿υ础?/p>

近來，發(fā)生在生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)存與使用方面的事故也很多。結(jié)果是，公眾害怕，政府與相關(guān)部門嚴(yán)管，一出事故就嚴(yán)查嚴(yán)辦，停產(chǎn)、趕走，企業(yè)不知如何做才好，事故還是頻頻發(fā)生。

聽一位企業(yè)負(fù)責(zé)人說，現(xiàn)在他們寄的小件樣品快遞小哥都不收了。

在深圳，鋰電池生產(chǎn)、加工和儲(chǔ)存單位成了高危生產(chǎn)經(jīng)營單位，這在市政府令308號(hào)文中已規(guī)定，將鋰電池的這些單位劃入與危險(xiǎn)化學(xué)品、非煤礦山一樣危險(xiǎn)等級。

那么，鋰（離子）電池生產(chǎn)、加工和儲(chǔ)存過程中危險(xiǎn)性在哪里？下面從它的生產(chǎn)過程中使用的材料、電池的結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝過程作分析。

1、什么是鋰（離子）電池？

鋰離子電池是鋰離子嵌入和脫逸正負(fù)極材料的一種可充放電的高能量電池。電池主要由外殼、正極、負(fù)極、電解液與隔膜組成。正極是插鋰化合物，負(fù)極是鋰-碳層間混合物，電解質(zhì)是溶解的鋰鹽，溶劑為有機(jī)溶劑。充放電時(shí)，鋰離子在兩個(gè)電極間往返脫嵌，被形象地稱為“搖椅電池”，或二次電池。

2、鋰離子電池的生產(chǎn)工藝過程

鋰離子電池的的產(chǎn)品規(guī)格型號(hào)很多，生產(chǎn)工藝各不相同，一般包括：

制片（制漿、涂布、輥壓、分切、烘烤）----裝配（卷繞、入殼、烘烤、注液、封口）---化成（清洗、檢查、X射線檢測、老化、分容等）---包裝（檢查、噴碼、包裝、入庫）。

（事故現(xiàn)場：可憐的滅火器）

3、鋰離子電池的生產(chǎn)、加工與儲(chǔ)存的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)

鋰離子電池生產(chǎn)、加工儲(chǔ)存過程中的風(fēng)險(xiǎn)來源兩個(gè)方面，一是單個(gè)電池自身發(fā)生起火、爆炸，其主要原因是電池的電極間短路，電解液產(chǎn)生氣體在單個(gè)電池內(nèi)燃燒爆炸；二是，在生產(chǎn)儲(chǔ)存過程中，某個(gè)單一電池?zé)崾Э匕l(fā)生著火爆炸后，熱量傳遞給周邊的電池，導(dǎo)致受熱電池漏出的電解液，在一定的空間內(nèi)形成爆炸性的蒸汽，著火，或者是著火并達(dá)到爆炸極限范而發(fā)生爆炸，這會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的事故。

（事故現(xiàn)場：還能看到車間辦公室？）

所以，我們防范鋰離子電池的事故，應(yīng)該重視對電池的原材料、電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)工藝過程的分析。材料的選用與電池結(jié)構(gòu)的很復(fù)雜，對安全的影響也很大。

比如，電解液的有機(jī)溶劑的燃燒爆炸性，隔膜的質(zhì)量等。

又如，電池中的正極片、負(fù)極片與隔膜的尺寸的影響。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證他們的尺寸為：隔膜＞負(fù)極片＞正極片。原因是，制造過程中，若隔膜質(zhì)量不好，受熱可能會(huì)收縮，或尺寸小于極片，這時(shí)，正極片與負(fù)極片內(nèi)短路，從而產(chǎn)生電池的質(zhì)量與安全問題。

在整個(gè)鋰離子電池生產(chǎn)過程中，并非每個(gè)工序都存在需要很關(guān)注的安全問題。

為了方便，我們可以將鋰離子電池存在的事故風(fēng)險(xiǎn)分為普通風(fēng)險(xiǎn)，與特殊風(fēng)險(xiǎn)。普通風(fēng)險(xiǎn)是一般企業(yè)都存在的風(fēng)險(xiǎn)，如，用電安全、機(jī)械安全、消防安全及危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)儲(chǔ)存安全等；特殊風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)只考慮與鋰離子電池生產(chǎn)相關(guān)的安全問題。

從工藝過程整體分析，鋰離子電池發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故一般都在充電后，即從化成開始的后續(xù)階段，但導(dǎo)致事故發(fā)生的原因卻與前面工序?qū)庸さ馁|(zhì)量密切相關(guān)。比如，制漿與電解液的水分含量的控制，極片與隔膜的入殼操作情況。

那么，有哪些風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)呢？這里將鋰離子電池生產(chǎn)、加工過程存在的風(fēng)險(xiǎn)劃分為五個(gè)等級，用★號(hào)表示，5個(gè)★的為最高（供大家參考）。

【風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)1】：正極片烘干，風(fēng)險(xiǎn)度★★★

正極片的主要材料為鋰鹽、溶劑NMP，它們在制成漿體后被涂布在鋁片上，再經(jīng)輥壓、在烘干箱內(nèi)烘干。烘干過程主要是將NMP烘干成蒸汽，再經(jīng)冷凝成液體回收。主要風(fēng)險(xiǎn)在輥壓烘干工序中。NMP的沸點(diǎn)為93℃左右，烘箱烘干溫度在110--120℃。若加熱溫度與抽排風(fēng)設(shè)備開啟連鎖失效，或通風(fēng)管道維護(hù)不當(dāng)可能造成火災(zāi)事故。

【風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)2】：注液，風(fēng)險(xiǎn)度★★★

電解液（電解質(zhì)鹽LiPF6）溶劑主要組成為碳酸烷基酯，如碳酸二甲酯（DMC），碳酸二乙酯（DEC），碳酸甲乙酯（EMC）都是沸點(diǎn)很低的液體，具有火災(zāi)危險(xiǎn)性。注液現(xiàn)場相對密閉，存放該類危險(xiǎn)化學(xué)品需考慮預(yù)防火災(zāi)、爆炸、中毒與窒息事故發(fā)生。

【風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)3】：化成與分容，風(fēng)險(xiǎn)度★★★

化成車間主要會(huì)發(fā)生電池出現(xiàn)少量泄漏、電池出現(xiàn)大量泄漏、化成車間個(gè)別電池燃燒等。在化成柜中，電池分不同電壓進(jìn)行充電，有的是電池串聯(lián)操作，需要采取措施及時(shí)處理冒煙或著火的電池。單個(gè)電池可能冒煙，但及時(shí)處理造成的危害有限。

這里需要說明一下，按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，分容與化成車間應(yīng)裝噴淋水裝置，但是，若一個(gè)電池冒煙可能引發(fā)整體噴淋水，化成柜都會(huì)被水淋濕損壞造成大的損失。分容過程，電池一般不是串聯(lián)，但是，也可能有單個(gè)電池冒煙引發(fā)噴淋的情況發(fā)生。對于在化成與分容過程中，電池冒煙后的裝噴淋水的問題，需要我們找到好的方法加以解決。

此外，可能出現(xiàn)員工吸入氣體濃度過多導(dǎo)致產(chǎn)生不良癥狀，電器電源線打火，或電源線燃燒，車間突然斷電等事故。

【風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)4】：老化，風(fēng)險(xiǎn)度★★★★★

老化一般就是指電池裝配注液完成后第一次充電化成后的放置，可以有常溫老化也可有高溫老化，作用都是使初次充電后形成的SEI膜性質(zhì)和組成能夠穩(wěn)定。常溫老化溫度為25度，高溫老化各廠不同，有的是38度，也有45度的，時(shí)間在48-72小時(shí)之間。老化車間長時(shí)間高溫放置大量充電電池，電池隔板容易老化而失效，也容易因安全距離不夠而引發(fā)大面積火災(zāi)，或爆炸事故發(fā)生。

老化工序風(fēng)險(xiǎn)度最高。目前，不同企業(yè)老化房的結(jié)構(gòu)各不相同，采取的安全措施也不一樣，這是我們防范火災(zāi)爆炸事故的重點(diǎn)。

【風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)5】：包裝，風(fēng)險(xiǎn)度★★★★

電池包裝之前已經(jīng)是處于充電狀態(tài)，常常成堆放置，這種情況下，有缺陷的電池產(chǎn)品可能發(fā)生自燃，也可能引發(fā)更大規(guī)模的火災(zāi)。另一方面，包裝車間會(huì)存放大量的包裝物，包裝物本身就是易燃物質(zhì)，容易由此引發(fā)電池火災(zāi)。

【風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)6】：原材料倉庫，風(fēng)險(xiǎn)度★★★

原材料庫主要風(fēng)險(xiǎn)包括液體原料倉的電解液、電解液包裝，在搬運(yùn)的過程中泄漏或破裂。電解液在生產(chǎn)時(shí)出現(xiàn)管脫或裂，發(fā)生泄露；清洗房廢液傾倒；所有容器未擰緊蓋或密封不良等幾個(gè)方面。應(yīng)按一般危險(xiǎn)化學(xué)品管理。

【風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)7】：鋰離子電池倉庫，風(fēng)險(xiǎn)度★★★★★

倉庫中電池的存放方式不當(dāng)，搬運(yùn)過程中電池受碰撞或者跌落，電池質(zhì)量問題都容易使鋰離子電池發(fā)生短路，從而引發(fā)火災(zāi)。

對這些風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的防控，有些內(nèi)容我在以前的文章里談過，也希望看到您的分享。

在鋰離子電池的生產(chǎn)、加工和儲(chǔ)存過程中，火災(zāi)事故頻率高，也發(fā)生過嚴(yán)重的爆炸事故，存在較大風(fēng)險(xiǎn)。主要原因是：這個(gè)新興行業(yè)發(fā)展得太快，人們對離子電池的性質(zhì)和生產(chǎn)、加工和儲(chǔ)存中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)識(shí)不足，一些小的鋰離子電池的生產(chǎn)、加工及回收再加工企業(yè)不符合安全生產(chǎn)條件，人的安全意識(shí)、管理跟不上要求造成的。

但是，就危險(xiǎn)性而言，相對于危險(xiǎn)化學(xué)品的生產(chǎn)，礦山開采、建筑施工等傳統(tǒng)高危行業(yè)，其風(fēng)險(xiǎn)還是要低些，也要好管理得多。具體來說，在鋰電池生產(chǎn)制造過程中，短路檢驗(yàn)、化成、分容、老化、以及成品倉儲(chǔ)是容易發(fā)生火災(zāi)的工藝環(huán)節(jié)，只要對重點(diǎn)環(huán)節(jié)加強(qiáng)防控，提高安全意識(shí)和管理水平，還是相對容易滿足安全要求的。

所以，在對這類企業(yè)進(jìn)行規(guī)范時(shí)，還是應(yīng)當(dāng)重視生產(chǎn)、加工過程中的安全生產(chǎn)問題的調(diào)查研究，采取針對性、有效性的措施防范事故發(fā)生。