程绍涛
摘要：在日常生活中，锂电池的发热、自燃、自爆事件时有发生，并造成一定的人身伤害和财产损失，这给很多人带来了困惑及恐惧。更严重的是锂电池在生产环节中由于操作不当、管理不善等原因发生火灾甚至爆炸，这类特殊火灾无法用常规的灭火救援技战术扑灭，导致巨大社会经济损失和人民群体恐惧心理。文章通过对锂电生产企业的大量调研以及目前所发生的安全事故案例的分析，采用因果分析法探究锂电企业生产环节火灾处置方法措施和消防安全应急方案。
关键词：锂电企业;生产环节;火灾;消防救援
据中商产业研究院数据库统计，2021年4月，全国当月生产锂电池18.7082亿只，累计产量67.1347亿只，累计增加62.6%。随着社会经济的高速发展，新能源及基础锂电企业如雨后春笋，呈逐年逐月快速增长之势，锂电池的使用已与人民生活息息相关。
然而随着锂电企业的蓬勃发展，其所带来的安全隐患和火灾事故也在不断增加，面对新领域灾害事故，许多指战员缺乏正确认识和专业手段。因此，应对锂电企业火灾，如何打造一支“装备全面、分工明确、反应灵敏、科学有效”的救援队伍，避免造成人力、财力、物力的浪费，发挥出消防救援队伍的优势，是摆在当前消防救援队伍锂电火灾处置的一个难题。
本文主要针对锂的化学性质以及“亚洲锂都”宜春锂电企业相对密集的特点，结合消防队伍应急救援的工作性质，深入分析消防部门在锂电企业生产环节中发生火灾该如何救援，并针对锂电企业生产环节中发生的火灾如何形成配套的救援方案进行探究。
1 当前宜春锂电产业链的现状及火灾风险
截至2020年底，宜春市经济开发区锂电规上企业19户，其中碳酸锂生产企业3户（科丰新材料、合纵锂业、金辉锂业），锂电池材料生产企业4户（赣锋锂业、升华新材料、天赐高新材料、正拓新能源），铝塑膜生产企业1户（明冠新材料），锂电池生产企业5户（远东福斯特、倍特力新能源、鸿兴能源、金路新能源、允福亨新能源），电机电控生产企业1家（阿尔法动力），新能源汽车生产企业2户（宜春客车厂、江特电动车），其他配套及锂电产品应用企业3户（盖瑞新能源、科锂新能源、赢合科技）。锂电在建项目16个，其中新建项目11个。如表1所示。
如此大的锂电产业集群，给宜春市带来了可观的经济效益，同时也对安全生产和消防工作提出了更高的要求。由于锂属于活泼金属，其化学性质决定其本身的危险性大，生产工序复杂并且存在起火、爆炸、有害气体泄漏、强腐蚀液体迸溅等风险，使锂电产业成为潜在安全生产风险较大的行业，火灾形势较为严峻。
2 研究锂电企业生产环节中危险防控的意义
铿电新能源产业以铿离子电池的研发、生产和销售为主，是具有社会效益和经济效益的新兴产业。锉电新能源产业链包括上游的铿矿等自然资源，中游的铿离子电池材料和电池，下游的铿离子电池在储能、能源驱动等领域的应用。
随着传统能源的逐渐枯竭，生态环境的严重破坏，寻找和开发新能源己成为各国政府看好的“重头戏”。锉离子电池具有体积小、质量轻、工作电压高、比能量大、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应、无污染等优点，是一种理想的可移动电源，广泛运用于电动汽车产业和数码产业以及太阳能等新能源发电产业，发展前景十分广阔。
而宜春作为“亚洲锂都”在快速发展的同时，仍存在着许多安全隐患。锂电池作为高能量模块由于产品自身的潜在缺陷或生产过程中操作不当，经常会出现自燃、自爆等现象，从而引起火灾并造成人身伤害。如果火灾没有及时安全的处理，将会给相关企业和社会带来巨额的财产损失和严重的社会影响。[1]普及基本的锂电池知识和危险处置可以帮助避免消防指战员在救援的过程中出现人為的救援错误，加强消防指战员在面对锂电生产环节中发生火灾的处置能力。
3 锂电企业生产环节中存在的火灾危险性
3.1 上游企业
锂电池通常分两大类：（1）锂金属电池，这类电池一般是使用二氧化锰为正极材料，以金属锂或其合金金属为负极材料，使用非水电解质溶液的电池;（2）锂离子电池，这类电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料，以石墨为负极材料，使用非水电解质的电池。
锂金属电池的能量密度高，理论上能达到3860Wh/kg，但也存在缺点，其性质不够稳定而且不能充电，这使得其无法作为反复使用的动力电池。而锂离子电池因为具有反复充电的能力，所以现在被作为主要的动力电池发展。通常我们说得最多的动力电池，主要有磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、钴酸锂电池以及三元锂电池（三元镍钴锰）等几种。如图1所示。
在这些电池的原材料中，金属锂的生产危险性最大。金属锂具有质量轻、负电位高、比能量大等优点，成为新的电池能源材料。锂是最轻的金属元素，化学性质活泼，熔点较低，经常用于合金生产，特别是铝合金、镁合金等，宜春市经济开发区内拥有全球最大的金属锂生产企业（赣锋锂业），由于反应活性高、熔点低的特点，金属锂遇湿易燃，熔融状态或粉状颗粒在空气中能自燃，所以对生产工序的严谨性要求更高，稍有不慎就容易发生火灾甚至爆炸。
2013年7月9日晚，某锂业其控股子公司无锡某锂业有限公司发生意外起火，事故造成的直接财产损失近1000万元，所幸此次事故并未造成人员伤亡。事故原因是由于工作人员操作不当，导致金属锂在熔融状态下暴露在空气中，发生自燃并且迅速蔓延。
3.2 下游企业
锂电池是一种化学电源，在受热，或者在针刺、挤压、冲撞等极端情况下，往往会引发隔膜的熔断，从而导致电池正、负极间直接接触而发生内部短路，高温作用下的电极材料会发生多种放热反应，热量的持续堆积有可能引发电池火灾。
锂电池火灾特点包括：（1）组装后的锂离子电池需进行化成，即给予一定的电流，使电池正负极活性物质被激发，最后使电池具有放电能力，电池只有经过化成后才能作为电源使用，化成后电池需要在一定温度下静置，静置时主要风险在于大量电池在一起，其中异常电池自燃可能引起多个电池燃烧，甚至在受限空间的气体爆炸。（2）电池生产好后会集中放置在仓库中，由于锂电池内部以“单元”为单位进行分隔，陷入“热失控”的某个单元释放的大量能量会使其周围的锂电池“单元”也发生“热失控”，研究表明，当锂电池内部温度过热达到1000℃，会引发爆炸[2]。
2016年5月31日下午5点53分，位于启东市的某电源有限公司的锂电车间起火，在处置过程中，现场突发爆炸，事故当场造成2人遇难，其中1人是消防员，1人是涉事公司员工，另有18人不同程度受伤。事故原因是电池内部短路造成迅速升温，同时影响相邻的电池发生变化造成的爆炸。
4 应对锂电火灾救援的探究
4.1 明“锂”知性，高效快速施救
在锂电生产企业发生火灾时，消防部门接警时应当先明确燃烧物质、知晓理化性质，有无被困人员以及现场存放等情况。
其实明确燃烧物质，主要是针对锂电原料，而原料火灾的关键在于是否为金属锂，如发生金属锂生产环节发生火灾，就需要大量的干沙土、水泥粉等进行扑救，切忌用水扑救，用水甚至会导致爆炸，在生产企业和消防部门日常准备的沙土毕竟有限，由于时间、人为等不可控的因素，灾情发生时，临时调度会耽误最佳救火时机。因此，就需要加强地区的社会联动，提请各级政府强化各部门和社会组织的应急救援中的职责分工，充分参与应急工作的积极性和主动性，整合资源、发挥优势，从而对资源的配置、储备、布局、优化、调用等。
4.2 设防布哨，监控潜在危险
锂电池内部短路和电池组过热是引起锂电池着火爆炸的主要原因，着火爆炸前会有烟和热产生，而且三元电池自身具有轰然特性。因此可以在发生火灾的建筑四周设立安全员，密切观察火场烟、热释放情况。内攻人员应携带可燃和有毒气体检测仪、测温仪等设备，持续监测锂电的温度，随时监控潜在的危险。
同时，锂电堆放区若发生火灾，有烟雾冒出，应在外围向锂电池冒烟区域喷水降温，防止锂电池突然爆炸，最主要的是它会产生大量有毒气体，因此救援人员应聚集在上風向，加强现场作战人员个人安全防护，防止吸入有毒烟气;还要注意电池堆放空间是否密闭或者与密闭空间连通，谨防可燃气体聚集引发爆炸;由于锂电池内部的不稳定性，就算是明火扑灭也有可能会发生复燃，因此，在施救完成将锂电池转移到安全区域后，还是需要设置安全科学的警戒区域，并且派安全员对其内部温度进行实时监控，以防复燃再次造成伤害。
4.3 因地制宜，采取降温控制
锂电火灾中最为频繁的成品锂电池的火灾，此类火灾初期热失控后，应及时采取自身配备的自动灭火系统控制，热失控扩散后发生大规模燃烧的扑灭难度较大，此时救援重点应为防扩散，做好其他设施和成品的隔离防护，防止人员进入，待燃烧峰值过后，开展实施灭火作战。
考虑到大量锂电池存放堆积的情况，若锂电池已经发生燃爆后燃烧，可以水灭火扑救，水对锂电池有很好的降温作用，明火扑灭后，应持续用水给锂电池降温，待温度降低后迅速转移锂电池，避免复燃。根据锂电池火灾持续放能的特点和调研大量现有厂区处置措施，扑救的最好效果往往需要将成品锂电池浸泡在水中，达到持续性降温的要求。这种情况下，可将锂电池转运至消防水池、周边水塘和水坑，或者在周边条件允许时，甚至可以调度挖掘机在厂房周围挖设出一个临时蓄水池，将发热电池放入其中，以此来解决锂电池需要持续降温的要求。
4.4 按需施训，强化实战能力
要加强基层指挥员和指战员特殊灾害事故处置的战术学习，特别是锂电产品的理化性质、参数、事故特点、处置措施、注意事项等，只有这样，才能做到在参加救援时心中有数，避免盲目蛮干;要进行针对性的训练，坚持从“实战”出发，结合宜春辖区锂电企业密集的特点，开展针对性的训练，对特殊灾害事故救援中的侦察检测、器具堵漏、进攻防毒、冷却保护等重点科目进行强化训练，提高消防队伍抢险救援的处置能力;要制定锂电企业生产环节中火灾事故的抢险救援处置预案，并在预案的基础上加强模拟演练，不断修改完善，使预案更加科学合理，贴近实战[3]。
4.5 外聚合力，提供专业支撑
积极与宜春本地锂电产业研究机构和锂电产业联盟互动合作，探索建立联合救援出警制度，为处置重大灾害事故时提供技术支持，为特殊灾害的应急救援补充重要的科学理论力量。日常的学习训练中也可邀请专家，进行理论知识培训，共同加强锂电火灾扑救实验研究，通过理论指导实践，使指战员从扑救常规火灾训练向处置现代灾害事故训练转变。
4.6 加大投入，升级救援装备
当代灾害事故现场情况日趋复杂，不能仅靠指战员奋勇顽强的精神来弥补装备上的不足，因此，要采取强力措施，加大投入，升级消防抢险救援装备。同时，要完善装备体系结构合理配套，在确保常规灭火、抢险救援器材完好的前提下，优先购置急需的洗消、防护、破拆、救生、化学和毒气侦检等智能型器材，以及与此相适配的装备，以应对随时发生的、紧急灾害事故的抢险救援工作需要[4]。
5 结语
在宜春锂电企业相对密集的社会背景下，许多指战员在面对锂电企业发生火灾时该如何处置，还存在很多困惑，不知道该如何正确应对，给消防救援带来了很多的不稳定性和危险性。
本文通过对锂的化学性质及锂电池生产环节中可能遇到的火灾情况、该如何处置的普及，以此来指导指战员该如何应对锂电池生产环节遇到的火灾情况。同时，消防队伍的现状、问题、原因剖析，结合宜春辖区的特点，对锂电企业生产环节中危险防控进行了探究。
当然，本文在研究过程中，还有很多不足。由于本文的主要研究方法是案例分析法，是基于已发生的案例基础上总结出来的，对以后在救援中会面对一些什么突发情况有待于进一步考证，此论文仅提供科学合理的建设性指导意见。探究给出的建议也是只基于消防队伍的建设，在面对重大的火灾事故还有很多的方面需要考虑，比如资源的整合、重大事故的通信调度指挥等方面，还需要进一步探究。
参考文献：
[1]赵飞.对锂电池安全问题的风险管理[D].上海：华东理工大学，2012.
[2]葉佳娜.锂离子电池过充电和过放电条件下热失控（失效）特性及机制研究[D].合肥：中国科学技术大学，2017.
[3]刘文尚.消防应急管理救援机制建设探析[D].呼和浩特：内蒙古大学，2012.
[4]仇志岭.完善消防应急救援体系研究——基于天津市消防应急救援体系的分析[D].天津：天津大学，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
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