锂离子电池生产过程包括：制片（制浆、涂布、辊压、分切、烘烤）、装配（卷绕、入壳、烘烤、注液、封口）、化成（清洗、检查、X 射线检测、老化、分容等）、包装（检查、喷码、包装、入库）。回收过程包括：预处理（废旧电池焚烧、研磨、筛选）、酸浸 （酸浸、压滤、分离）、除铜、除铁铝、萃取和合成。

锂离子电池生产、加工储存过程中的主要风险包括：（1）单个电池自身发生起火、爆炸，主要原因是电池电极间短路，电解液产生气体在单个电池内燃烧爆炸；（2）在生产储存过程中，某个单一电池热失控发生着火爆炸后，热量传递给周边的电池，导致受热电池漏出的电解液在一定的空间内形成爆炸性蒸气，着火或者是着火并达到爆炸极限而发生爆炸，导致严重事故。

（一）生产过程典型风险点分析

1 正极片烘干，风险度 ★★★

正极片的主要材料为锂盐、溶剂NMP，它们在制成浆体后被涂布在铝片上，经辊压、在烘干箱内烘干。烘干过程主要是将 NMP 烘干成蒸气，再冷凝成液体回收，主要风险在辊压烘干工序中。NMP 的沸点为 93℃左右，烘箱烘干温度在110～120℃。若加热温度与抽排风设备开启连锁失效或通风管道维护不当可能造成火灾事故。

建议的安全控制措施：控制烘箱内NMP浓度，对可燃性溶剂 NMP进行浓度探测，设置报警阈值为 40%LEL，在 50%LEL 时联动紧急停机；将 NMP 回收系统安全联动设备报警停机。

2 注液，风险度★★★

电解液（电解质盐 LiPF6）溶剂主要组成为碳酸烷基酯，如碳酸二甲酯（DMC），碳酸二乙酯（DEC），碳酸甲乙酯（EMC）都是沸点很低的液体，具有火灾危险性。注液现场相对密闭，存放该类危险化学品需考虑预防火灾、爆炸、中毒与窒息事故发生。

建议的安全控制措施：电解液属于甲类易燃物质，泄漏遇火源有燃烧爆炸风险，注液车间应采用相应的消防安全措施及应急处置手段。

3 化成与分容，风险度★★★

化成车间可能发生电池少量泄漏、电池大量泄漏、个别电池燃烧等问题。在化成柜中，电池分不同电压进行充电，有的是电池串联操作，需要采取措施及时处理冒烟或着火的电池。单个电池可能出现冒烟等异常，但及时处理就可大大降低危害。按相关标准要求，分容与化成车间应安装水喷淋装置，但是若单个电池冒烟可能引发整体喷淋，化成柜会被水淋湿损坏造成大的损失。分容过程中电池一般不是串联，但也可能存在单个电池冒烟引发喷淋的情况。对于化成与分容过程中，针对电池冒烟或热失控采用喷淋水进行灭火防控，需要考虑实施灭火的同时防止影响周围电池，避免二次灾害发生。

建议的安全控制措施：化成库位设置强化水喷淋灭火系统和 1230 气体灭火装置，烟感、温感、电流报警条件触发后自动喷射 1230 气体与消防水灭火；化成库位之间设置防火隔板；化成车间防火分隔强化；化成车间设置自动喷水灭火系统、排烟系统、火灾探测系统。

（二）储存过程典型风险点分析

1 老化，风险度★★★★★

老化一般指电池装配注液完成后第一次充电化成后的放置，可以常温老化，也可高温老化，作用都是使初次充电后形成的 SEI 膜性质和组成稳定。常温老化温度为 25℃，高温老化各厂不同，有的 38℃，有的 45℃，时间在 48-72 小时之间。老化车间长时间高温放置大量充电电池，电池隔板容易老化失效，也容易因安全距离不够而引发大面积火灾或爆炸事故。老化工序风险度最高。目前，不同企业老化房的结构各不相同，采取的安全措施也不一样，是防范火灾爆炸事故的重点。

建议的安全控制措施：

（1）静置库位设置预作用水喷淋灭火系统；

（2）静置库位设置 DTS温度探测系统，含温差预警、温差报警、定温预警、定温报警；

（3）静置库位防火分隔静置库位密封，货架库位五面封闭，货架底部库位至地面封闭，库位喷淋头 ( 管 ) 穿隔板处的孔洞封堵；

（4）静置货架巷道内增加配置烟感系统，烟感安装位置突出库位，以巷道地面起每2500mm、水平间距1780mm布置一个烟感，烟感安装角度≤45°，报警信号接入消防控制中心；

（5）静置货架底部增设独立对射湿式喷淋系统，距离巷道地面垂直距离550mm、水平间距 1780mm，错位间隔布置喷淋头，喷头采用爆珠式，爆破后喷淋能覆盖整个区域；

（6）静置车间安装自动喷水灭火系统、排烟系统、火灾探测系统；

（7）静置车间防火分隔强化。

2 测试包装，风险度★★★★

电池测试包装之前已处于充电状态，常常成堆放置，有缺陷的电池产品可能发生自燃，引发更大规模的火灾。另一方面，包装车间会存放大量的包装物，包装物本身是易燃物，容易引发电池火灾。

建议的安全控制措施：正负极异型接口防呆、漏电保护器；厂房设置自动报警系统、自动喷淋灭火系统、室内消火栓系统、排烟系统、应急照明系统、应急处置间。

3 原材料仓库，风险度★★★

原材料库主要风险包括液体原料仓的电解液、电解液包装，在搬运过程中泄漏或破裂。电解液在生产时危险包括，出现管脱落或裂开、发生泄漏、清洗房废液倾倒、容器未拧紧盖或密封不良等几个方面，应按一般危险化学品管理。

4 锂离子电池仓库，风险度★★★★

仓库中电池的存放方式不当，搬运过程中电池受碰撞或者跌落，电池质量问题都容易使锂离子电池发生短路，从而引发火灾。

（三）回收过程典型风险点分析

1 预处理安全问题，风险度★★★★

将废旧锂离子电池投入回转窑内热解焚烧，窑炉内热解温度控制在200～1000℃，电池热解焚烧烟气通过二燃室再次点火升温至 1100℃，后续通过旋风除尘、喷水急冷、尿素脱硝、布袋除尘、两级碱液喷淋去除酸性成分后排放；电池热解后的固体物质通过夹套水冷螺旋，并辅助喷入水雾降温至 50℃以下，然后采用机械撕碎，破碎分选过程使物料中的铜铝片状金属与正负极粉末剥离，再筛分分离铜铝片与正负极粉末。

建议的安全控制措施：设置窑炉温度、压力联锁报警及停机控制系统、可燃气体探测装置（天然气）；厂房设置自动报警系统、室内消火栓系统。

2 酸浸工序，风险度★★★

经过预处理后的粉状正极材料按照前驱体产品所需镍钴锰比例进行配料，经加水浆化后通过管道输送至酸浸反应釜进行酸浸，采用硫酸和双氧水作为酸浸液。物料经过酸浸后再采用板框压滤机进行压滤，以使固液分离，分离后所得的碳黑渣置于厂区危废暂存库暂存后，定期送有资质单位集中处置，滤液转入下一步工序。

建议的安全控制措施：设置氢气浓度联锁报警装置；厂房设置自动报警系统、室内消火栓系统和应急照明系统。

3 萃取工序，风险度★★★

浸出工序产出的浸出液采用 P204 进行萃取除杂，P204 除杂采用逆流萃取，通过控制水相pH值，使水相中的锌、钙、铜和部分锰等物质萃取进入 P204 有机相，除杂后的溶液进入 P507 有机相反萃后得到硫酸镍钴锰溶液交往合成车间。

建议的安全控制措施：设置流量安全联锁报警系统；厂房设置自动报警系统、室内消火栓系统、应急照明系统和自动喷淋系统。

4 存储工序，风险度★★★

预处理工序产的铝片装袋后，由于活性铝的存在，与水分反应生成氢气，建议在渣场安装可燃气体探测装置。铝的反应产生的反应热集聚不容易释放，可能导致内部温度升高，达到一定温度后把铝引燃，需定期对吨袋内的铝片进行温度测量，建议安装红外热成像探测仪。

福建省消防救援总队、沈阳消防研究所供稿

摘自《消防科技信息参考》2022年02期（总第5期）

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