程紹濤

摘要：在日常生活中，鋰電池的發(fā)熱、自燃、自爆事件時有發(fā)生，并造成一定的人身傷害和財產(chǎn)損失，這給很多人帶來了困惑及恐懼。更嚴重的是鋰電池在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中由于操作不當、管理不善等原因發(fā)生火災甚至爆炸，這類特殊火災無法用常規(guī)的滅火救援技戰(zhàn)術撲滅，導致巨大社會經(jīng)濟損失和人民群體恐懼心理。文章通過對鋰電生產(chǎn)企業(yè)的大量調(diào)研以及目前所發(fā)生的安全事故案例的分析，采用因果分析法探究鋰電企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)火災處置方法措施和消防安全應急方案。

關鍵詞：鋰電企業(yè);生產(chǎn)環(huán)節(jié);火災;消防救援

據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計，2021年4月，全國當月生產(chǎn)鋰電池18.7082億只，累計產(chǎn)量67.1347億只，累計增加62.6%。隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，新能源及基礎鋰電企業(yè)如雨后春筍，呈逐年逐月快速增長之勢，鋰電池的使用已與人民生活息息相關。

然而隨著鋰電企業(yè)的蓬勃發(fā)展，其所帶來的安全隱患和火災事故也在不斷增加，面對新領域災害事故，許多指戰(zhàn)員缺乏正確認識和專業(yè)手段。因此，應對鋰電企業(yè)火災，如何打造一支“裝備全面、分工明確、反應靈敏、科學有效”的救援隊伍，避免造成人力、財力、物力的浪費，發(fā)揮出消防救援隊伍的優(yōu)勢，是擺在當前消防救援隊伍鋰電火災處置的一個難題。

本文主要針對鋰的化學性質(zhì)以及“亞洲鋰都”宜春鋰電企業(yè)相對密集的特點，結合消防隊伍應急救援的工作性質(zhì)，深入分析消防部門在鋰電企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中發(fā)生火災該如何救援，并針對鋰電企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中發(fā)生的火災如何形成配套的救援方案進行探究。

1? 當前宜春鋰電產(chǎn)業(yè)鏈的現(xiàn)狀及火災風險

截至2020年底，宜春市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)鋰電規(guī)上企業(yè)19戶，其中碳酸鋰生產(chǎn)企業(yè)3戶（科豐新材料、合縱鋰業(yè)、金輝鋰業(yè)），鋰電池材料生產(chǎn)企業(yè)4戶（贛鋒鋰業(yè)、升華新材料、天賜高新材料、正拓新能源），鋁塑膜生產(chǎn)企業(yè)1戶（明冠新材料），鋰電池生產(chǎn)企業(yè)5戶（遠東福斯特、倍特力新能源、鴻興能源、金路新能源、允福亨新能源），電機電控生產(chǎn)企業(yè)1家（阿爾法動力），新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)2戶（宜春客車廠、江特電動車），其他配套及鋰電產(chǎn)品應用企業(yè)3戶（蓋瑞新能源、科鋰新能源、贏合科技）。鋰電在建項目16個，其中新建項目11個。如表1所示。

如此大的鋰電產(chǎn)業(yè)集群，給宜春市帶來了可觀的經(jīng)濟效益，同時也對安全生產(chǎn)和消防工作提出了更高的要求。由于鋰屬于活潑金屬，其化學性質(zhì)決定其本身的危險性大，生產(chǎn)工序復雜并且存在起火、爆炸、有害氣體泄漏、強腐蝕液體迸濺等風險，使鋰電產(chǎn)業(yè)成為潛在安全生產(chǎn)風險較大的行業(yè)，火災形勢較為嚴峻。

2? 研究鋰電企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中危險防控的意義

鏗電新能源產(chǎn)業(yè)以鏗離子電池的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售為主，是具有社會效益和經(jīng)濟效益的新興產(chǎn)業(yè)。銼電新能源產(chǎn)業(yè)鏈包括上游的鏗礦等自然資源，中游的鏗離子電池材料和電池，下游的鏗離子電池在儲能、能源驅動等領域的應用。

隨著傳統(tǒng)能源的逐漸枯竭，生態(tài)環(huán)境的嚴重破壞，尋找和開發(fā)新能源己成為各國政府看好的“重頭戲”。銼離子電池具有體積小、質(zhì)量輕、工作電壓高、比能量大、循環(huán)壽命長、自放電率低、無記憶效應、無污染等優(yōu)點，是一種理想的可移動電源，廣泛運用于電動汽車產(chǎn)業(yè)和數(shù)碼產(chǎn)業(yè)以及太陽能等新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)，發(fā)展前景十分廣闊。

而宜春作為“亞洲鋰都”在快速發(fā)展的同時，仍存在著許多安全隱患。鋰電池作為高能量模塊由于產(chǎn)品自身的潛在缺陷或生產(chǎn)過程中操作不當，經(jīng)常會出現(xiàn)自燃、自爆等現(xiàn)象，從而引起火災并造成人身傷害。如果火災沒有及時安全的處理，將會給相關企業(yè)和社會帶來巨額的財產(chǎn)損失和嚴重的社會影響。[1]普及基本的鋰電池知識和危險處置可以幫助避免消防指戰(zhàn)員在救援的過程中出現(xiàn)人為的救援錯誤，加強消防指戰(zhàn)員在面對鋰電生產(chǎn)環(huán)節(jié)中發(fā)生火災的處置能力。

3? 鋰電企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中存在的火災危險性

3.1? 上游企業(yè)

鋰電池通常分兩大類：（1）鋰金屬電池，這類電池一般是使用二氧化錳為正極材料，以金屬鋰或其合金金屬為負極材料，使用非水電解質(zhì)溶液的電池;（2）鋰離子電池，這類電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料，以石墨為負極材料，使用非水電解質(zhì)的電池。

鋰金屬電池的能量密度高，理論上能達到3860Wh/kg，但也存在缺點，其性質(zhì)不夠穩(wěn)定而且不能充電，這使得其無法作為反復使用的動力電池。而鋰離子電池因為具有反復充電的能力，所以現(xiàn)在被作為主要的動力電池發(fā)展。通常我們說得最多的動力電池，主要有磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池、鈷酸鋰電池以及三元鋰電池（三元鎳鈷錳）等幾種。如圖1所示。

在這些電池的原材料中，金屬鋰的生產(chǎn)危險性最大。金屬鋰具有質(zhì)量輕、負電位高、比能量大等優(yōu)點，成為新的電池能源材料。鋰是最輕的金屬元素，化學性質(zhì)活潑，熔點較低，經(jīng)常用于合金生產(chǎn)，特別是鋁合金、鎂合金等，宜春市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)內(nèi)擁有全球最大的金屬鋰生產(chǎn)企業(yè)（贛鋒鋰業(yè)），由于反應活性高、熔點低的特點，金屬鋰遇濕易燃，熔融狀態(tài)或粉狀顆粒在空氣中能自燃，所以對生產(chǎn)工序的嚴謹性要求更高，稍有不慎就容易發(fā)生火災甚至爆炸。

2013年7月9日晚，某鋰業(yè)其控股子公司無錫某鋰業(yè)有限公司發(fā)生意外起火，事故造成的直接財產(chǎn)損失近1000萬元，所幸此次事故并未造成人員傷亡。事故原因是由于工作人員操作不當，導致金屬鋰在熔融狀態(tài)下暴露在空氣中，發(fā)生自燃并且迅速蔓延。

3.2? 下游企業(yè)

鋰電池是一種化學電源，在受熱，或者在針刺、擠壓、沖撞等極端情況下，往往會引發(fā)隔膜的熔斷，從而導致電池正、負極間直接接觸而發(fā)生內(nèi)部短路，高溫作用下的電極材料會發(fā)生多種放熱反應，熱量的持續(xù)堆積有可能引發(fā)電池火災。

鋰電池火災特點包括：（1）組裝后的鋰離子電池需進行化成，即給予一定的電流，使電池正負極活性物質(zhì)被激發(fā)，最后使電池具有放電能力，電池只有經(jīng)過化成后才能作為電源使用，化成后電池需要在一定溫度下靜置，靜置時主要風險在于大量電池在一起，其中異常電池自燃可能引起多個電池燃燒，甚至在受限空間的氣體爆炸。（2）電池生產(chǎn)好后會集中放置在倉庫中，由于鋰電池內(nèi)部以“單元”為單位進行分隔，陷入“熱失控”的某個單元釋放的大量能量會使其周圍的鋰電池“單元”也發(fā)生“熱失控”，研究表明，當鋰電池內(nèi)部溫度過熱達到1000℃，會引發(fā)爆炸[2]。

2016年5月31日下午5點53分，位于啟東市的某電源有限公司的鋰電車間起火，在處置過程中，現(xiàn)場突發(fā)爆炸，事故當場造成2人遇難，其中1人是消防員，1人是涉事公司員工，另有18人不同程度受傷。事故原因是電池內(nèi)部短路造成迅速升溫，同時影響相鄰的電池發(fā)生變化造成的爆炸。

4? 應對鋰電火災救援的探究

4.1? 明“鋰”知性，高效快速施救

在鋰電生產(chǎn)企業(yè)發(fā)生火災時，消防部門接警時應當先明確燃燒物質(zhì)、知曉理化性質(zhì)，有無被困人員以及現(xiàn)場存放等情況。

其實明確燃燒物質(zhì)，主要是針對鋰電原料，而原料火災的關鍵在于是否為金屬鋰，如發(fā)生金屬鋰生產(chǎn)環(huán)節(jié)發(fā)生火災，就需要大量的干沙土、水泥粉等進行撲救，切忌用水撲救，用水甚至會導致爆炸，在生產(chǎn)企業(yè)和消防部門日常準備的沙土畢竟有限，由于時間、人為等不可控的因素，災情發(fā)生時，臨時調(diào)度會耽誤最佳救火時機。因此，就需要加強地區(qū)的社會聯(lián)動，提請各級政府強化各部門和社會組織的應急救援中的職責分工，充分參與應急工作的積極性和主動性，整合資源、發(fā)揮優(yōu)勢，從而對資源的配置、儲備、布局、優(yōu)化、調(diào)用等。

4.2? 設防布哨，監(jiān)控潛在危險

鋰電池內(nèi)部短路和電池組過熱是引起鋰電池著火爆炸的主要原因，著火爆炸前會有煙和熱產(chǎn)生，而且三元電池自身具有轟然特性。因此可以在發(fā)生火災的建筑四周設立安全員，密切觀察火場煙、熱釋放情況。內(nèi)攻人員應攜帶可燃和有毒氣體檢測儀、測溫儀等設備，持續(xù)監(jiān)測鋰電的溫度，隨時監(jiān)控潛在的危險。

同時，鋰電堆放區(qū)若發(fā)生火災，有煙霧冒出，應在外圍向鋰電池冒煙區(qū)域噴水降溫，防止鋰電池突然爆炸，最主要的是它會產(chǎn)生大量有毒氣體，因此救援人員應聚集在上風向，加強現(xiàn)場作戰(zhàn)人員個人安全防護，防止吸入有毒煙氣;還要注意電池堆放空間是否密閉或者與密閉空間連通，謹防可燃氣體聚集引發(fā)爆炸;由于鋰電池內(nèi)部的不穩(wěn)定性，就算是明火撲滅也有可能會發(fā)生復燃，因此，在施救完成將鋰電池轉移到安全區(qū)域后，還是需要設置安全科學的警戒區(qū)域，并且派安全員對其內(nèi)部溫度進行實時監(jiān)控，以防復燃再次造成傷害。

4.3? 因地制宜，采取降溫控制

鋰電火災中最為頻繁的成品鋰電池的火災，此類火災初期熱失控后，應及時采取自身配備的自動滅火系統(tǒng)控制，熱失控擴散后發(fā)生大規(guī)模燃燒的撲滅難度較大，此時救援重點應為防擴散，做好其他設施和成品的隔離防護，防止人員進入，待燃燒峰值過后，開展實施滅火作戰(zhàn)。

考慮到大量鋰電池存放堆積的情況，若鋰電池已經(jīng)發(fā)生燃爆后燃燒，可以水滅火撲救，水對鋰電池有很好的降溫作用，明火撲滅后，應持續(xù)用水給鋰電池降溫，待溫度降低后迅速轉移鋰電池，避免復燃。根據(jù)鋰電池火災持續(xù)放能的特點和調(diào)研大量現(xiàn)有廠區(qū)處置措施，撲救的最好效果往往需要將成品鋰電池浸泡在水中，達到持續(xù)性降溫的要求。這種情況下，可將鋰電池轉運至消防水池、周邊水塘和水坑，或者在周邊條件允許時，甚至可以調(diào)度挖掘機在廠房周圍挖設出一個臨時蓄水池，將發(fā)熱電池放入其中，以此來解決鋰電池需要持續(xù)降溫的要求。

4.4? 按需施訓，強化實戰(zhàn)能力

要加強基層指揮員和指戰(zhàn)員特殊災害事故處置的戰(zhàn)術學習，特別是鋰電產(chǎn)品的理化性質(zhì)、參數(shù)、事故特點、處置措施、注意事項等，只有這樣，才能做到在參加救援時心中有數(shù)，避免盲目蠻干;要進行針對性的訓練，堅持從“實戰(zhàn)”出發(fā)，結合宜春轄區(qū)鋰電企業(yè)密集的特點，開展針對性的訓練，對特殊災害事故救援中的偵察檢測、器具堵漏、進攻防毒、冷卻保護等重點科目進行強化訓練，提高消防隊伍搶險救援的處置能力;要制定鋰電企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中火災事故的搶險救援處置預案，并在預案的基礎上加強模擬演練，不斷修改完善，使預案更加科學合理，貼近實戰(zhàn)[3]。

4.5? 外聚合力，提供專業(yè)支撐

積極與宜春本地鋰電產(chǎn)業(yè)研究機構和鋰電產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟互動合作，探索建立聯(lián)合救援出警制度，為處置重大災害事故時提供技術支持，為特殊災害的應急救援補充重要的科學理論力量。日常的學習訓練中也可邀請專家，進行理論知識培訓，共同加強鋰電火災撲救實驗研究，通過理論指導實踐，使指戰(zhàn)員從撲救常規(guī)火災訓練向處置現(xiàn)代災害事故訓練轉變。

4.6? 加大投入，升級救援裝備

當代災害事故現(xiàn)場情況日趨復雜，不能僅靠指戰(zhàn)員奮勇頑強的精神來彌補裝備上的不足，因此，要采取強力措施，加大投入，升級消防搶險救援裝備。同時，要完善裝備體系結構合理配套，在確保常規(guī)滅火、搶險救援器材完好的前提下，優(yōu)先購置急需的洗消、防護、破拆、救生、化學和毒氣偵檢等智能型器材，以及與此相適配的裝備，以應對隨時發(fā)生的、緊急災害事故的搶險救援工作需要[4]。

5? 結語

在宜春鋰電企業(yè)相對密集的社會背景下，許多指戰(zhàn)員在面對鋰電企業(yè)發(fā)生火災時該如何處置，還存在很多困惑，不知道該如何正確應對，給消防救援帶來了很多的不穩(wěn)定性和危險性。

本文通過對鋰的化學性質(zhì)及鋰電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)中可能遇到的火災情況、該如何處置的普及，以此來指導指戰(zhàn)員該如何應對鋰電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)遇到的火災情況。同時，消防隊伍的現(xiàn)狀、問題、原因剖析，結合宜春轄區(qū)的特點，對鋰電企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中危險防控進行了探究。

當然，本文在研究過程中，還有很多不足。由于本文的主要研究方法是案例分析法，是基于已發(fā)生的案例基礎上總結出來的，對以后在救援中會面對一些什么突發(fā)情況有待于進一步考證，此論文僅提供科學合理的建設性指導意見。探究給出的建議也是只基于消防隊伍的建設，在面對重大的火災事故還有很多的方面需要考慮，比如資源的整合、重大事故的通信調(diào)度指揮等方面，還需要進一步探究。

參考文獻：

[1]趙飛.對鋰電池安全問題的風險管理[D].上海：華東理工大學，2012.

[2]葉佳娜.鋰離子電池過充電和過放電條件下熱失控（失效）特性及機制研究[D].合肥：中國科學技術大學，2017.

[3]劉文尚.消防應急管理救援機制建設探析[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古大學，2012.

[4]仇志嶺.完善消防應急救援體系研究——基于天津市消防應急救援體系的分析[D].天津：天津大學，2015.

Abstract：In daily life， lithium batteries heat， spontaneous combustion， spontaneous explosion events occur from time to time， and cause some personal injury and property damage， which brings confusion and fear to many people. More serious is the lithium battery in the production process due to improper operation， mismanagement， and other reasons of fire or even explosion， this type of special fire cannot be extinguished with conventional firefighting and rescue techniques and tactics， resulting in huge social and economic losses and fear of people groups. The article uses cause-and-effect analysis to explore the measures of fire disposal methods and fire safety emergency solutions in the production chain of lithium enterprises through extensive research on lithium production enterprises and the analysis of safety accident cases that have occurred so far.

Keywords：lithium enterprises; production link; fire; fire rescue