锂离子电池生产、加工与储存过程中主要风险点有哪些？

锂电池是近十多年普遍使用的新型能源，具有高电压、比能量高、充放电寿命长、无记忆效应、对环境污染小、快速充电、自放电率低等优点。

作为一类重要的化学电源，锂电池已由手机、笔记本电脑、数量码相机及便携式小型电器所用电池，和特种、航天、特种行业所用电池，逐步走向电动汽车动力领域。

交通工具的重要动力源。

近来，发生在生产、加工、储存与使用方面的事故也很多。结果是，公众害怕，政府与相关部门严管，一出事故就严查严办，停产、赶走，企业不知如何做才好，事故还是频频发生。

听一位企业负责人说，现在他们寄的小件样品快递小哥都不收了。

在深圳，锂电池生产、加工和储存单位成了高危生产经营单位，这在市政府令308号文中已规定，将锂电池的这些单位划入与危险化学品、非煤矿山一样危险等级。

那么，锂（离子）电池生产、加工和储存过程中危险性在哪里？下面从它的生产过程中使用的材料、电池的结构及生产工艺过程作分析。

1、什么是锂（离子）电池？

锂离子电池是锂离子嵌入和脱逸正负极材料的一种可充放电的高能量电池。电池主要由外壳、正极、负极、电解液与隔膜组成。正极是插锂化合物，负极是锂-碳层间混合物，电解质是溶解的锂盐，溶剂为有机溶剂。充放电时，锂离子在两个电极间往返脱嵌，被形象地称为“摇椅电池”，或二次电池。

2、锂离子电池的生产工艺过程

锂离子电池的的产品规格型号很多，生产工艺各不相同，一般包括：

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）。

（事故现场：可怜的灭火器）

3、锂离子电池的生产、加工与储存的风险点

锂离子电池生产、加工储存过程中的风险来源两个方面，一是单个电池自身发生起火、爆炸，其主要原因是电池的电极间短路，电解液产生气体在单个电池内燃烧爆炸；二是，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的蒸汽，着火，或者是着火并达到爆炸极限范而发生爆炸，这会导致严重的事故。

（事故现场：还能看到车间办公室？）

所以，我们防范锂离子电池的事故，应该重视对电池的原材料、电池的结构设计与生产工艺过程的分析。材料的选用与电池结构的很复杂，对安全的影响也很大。

比如，电解液的有机溶剂的燃烧爆炸性，隔膜的质量等。

又如，电池中的正极片、负极片与隔膜的尺寸的影响。在设计时应保证他们的尺寸为：隔膜＞负极片＞正极片。原因是，制造过程中，若隔膜质量不好，受热可能会收缩，或尺寸小于极片，这时，正极片与负极片内短路，从而产生电池的质量与安全问题。

在整个锂离子电池生产过程中，并非每个工序都存在需要很关注的安全问题。

为了方便，我们可以将锂离子电池存在的事故风险分为普通风险，与特殊风险。普通风险是一般企业都存在的风险，如，用电安全、机械安全、消防安全及危险化学品生产储存安全等；特殊风险点只考虑与锂离子电池生产相关的安全问题。

从工艺过程整体分析，锂离子电池发生火灾、爆炸事故一般都在充电后，即从化成开始的后续阶段，但导致事故发生的原因却与前面工序对加工的质量密切相关。比如，制浆与电解液的水分含量的控制，极片与隔膜的入壳操作情况。

那么，有哪些风险点呢？这里将锂离子电池生产、加工过程存在的风险划分为五个等级，用★号表示，5个★的为最高（供大家参考）。

【风险点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，再经辊压、在烘干箱内烘干。烘干过程主要是将NMP烘干成蒸汽，再经冷凝成液体回收。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。

【风险点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。

【风险点3】：化成与分容，风险度★★★

化成车间主要会发生电池出现少量泄漏、电池出现大量泄漏、化成车间个别电池燃烧等。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。单个电池可能冒烟，但及时处理造成的危害有限。

这里需要说明一下，按相关标准要求，分容与化成车间应装喷淋水装置，但是，若一个电池冒烟可能引发整体喷淋水，化成柜都会被水淋湿损坏造成大的损失。分容过程，电池一般不是串联，但是，也可能有单个电池冒烟引发喷淋的情况发生。对于在化成与分容过程中，电池冒烟后的装喷淋水的问题，需要我们找到好的方法加以解决。

此外，可能出现员工吸入气体浓度过多导致产生不良症状，电器电源线打火，或电源线燃烧，车间突然断电等事故。

【风险点4】：老化，风险度★★★★★

老化一般就是指电池装配注液完成后第一次充电化成后的放置，可以有常温老化也可有高温老化，作用都是使初次充电后形成的SEI膜性质和组成能够稳定。常温老化温度为25度，高温老化各厂不同，有的是38度，也有45度的，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，电池隔板容易老化而失效，也容易因安全距离不够而引发大面积火灾，或爆炸事故发生。

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，这是我们防范火灾爆炸事故的重点。

【风险点5】：包装，风险度★★★★

电池包装之前已经是处于充电状态，常常成堆放置，这种情况下，有缺陷的电池产品可能发生自燃，也可能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，包装物本身就是易燃物质，容易由此引发电池火灾。

【风险点6】：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，在搬运的过程中泄漏或破裂。电解液在生产时出现管脱或裂，发生泄露；清洗房废液倾倒；所有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。

【风险点7】：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。

对这些风险点的防控，有些内容我在以前的文章里谈过，也希望看到您的分享。

在锂离子电池的生产、加工和储存过程中，火灾事故频率高，也发生过严重的爆炸事故，存在较大风险。主要原因是：这个新兴行业发展得太快，人们对离子电池的性质和生产、加工和储存中存在的安全风险认识不足，一些小的锂离子电池的生产、加工及回收再加工企业不符合安全生产条件，人的安全意识、管理跟不上要求造成的。

但是，就危险性而言，相对于危险化学品的生产，矿山开采、建筑施工等传统高危行业，其风险还是要低些，也要好管理得多。具体来说，在锂电池生产制造过程中，短路检验、化成、分容、老化、以及成品仓储是容易发生火灾的工艺环节，只要对重点环节加强防控，提高安全意识和管理水平，还是相对容易满足安全要求的。

所以，在对这类企业进行规范时，还是应当重视生产、加工过程中的安全生产问题的调查研究，采取针对性、有效性的措施防范事故发生。