量化風險 源頭控制

文·圖/陳朝陽

量化風險 源頭控制

文·圖/陳朝陽

在鋰離子電池工廠建立專家隊伍，利用統計學量化風險，利用工程技術進行源頭控制，將職業衛生因素控制到無害化程度，實現了連續18年零職業病的成果。

新能源科技有限公司（Amperex Technology Limited，以下簡稱“ATL公司”）創建于1999年，是鋰離子電池的生產者和創新者，以提供高質量可充電式鋰離子電池的電芯、封裝和系統整合方案為發展方向。

在鋰電池生產車間，粉塵、化學毒物及噪聲是三大職業病危害因素，ATL公司通過分析檢測，利用統計學量化風險，并使用工程技術進行源頭控制，將生產現場的職業病危害因素控制到無害化程度，保證了公司連續18年無職業病發生。

建造“EHS安全屋”

2003年，ATL公司開始以安全屋文化建設模型為依據組建EHS部門。安全屋文化建設模型具有整體、兼容的特點，包括底部基礎、三大支柱及屋頂三部分，見圖1。

底部基礎由領導支持、專業組織2個模塊構成，將如何指導行為、如何讓決定發揮作用作為根本。在ATL公司，EHS部門擁有極高的地位，向全員下發的郵件內容一周后自動升級為公司內部的執行標準文件，對于安全工作不到位的員工，除追究當事人責任外，還要扣除其主管經理的獎金，這些“特權”均來自于企業領導的支持。另外，ATL公司的EHS部門內還有1名國家機械安全防火防爆小組專家和3名廣東省安全生產協會專家組成的專業組織進行技術支持。

三大支柱分別為技術、體系及全員參與。技術支柱包括設備本質安全性、使用先進安全的技術、公司對安全投入的有力保障；體系支柱是指要擁有專業團隊、優化安全流程及思考，團隊在2004年發明的用水滅鋰離子電池火災方法，降溫速度達到618 ℃/s，比其他滅火劑降溫快10倍以上，正在準備寫入國標條款；全員參與支柱要求鼓勵全體員工參與到安全工作中。

圖1 EHS安全屋模型

屋頂部分是由企業安全文化的基礎特征構成，體現了安全文化外部展現部分，對于ATL公司來說，“科學創造安全”就是企業實現安全發展的宗旨。

圖2 鋰離子電池生產作業現場

控制粉塵濃度

鋰離子電池在生產中采用的原材料大多是固體粉料，粉塵的吸入會對員工的職業健康產生危害，ATL公司采用更容易收集的粉料，并通過工程防護措施將粉塵濃度控制到標準范圍內。（作業現場見圖2）

鋰離子電池生產中用到的鈷酸鋰、石墨等粉料密度是空氣密度的1 000倍以上，更容易沉降，在排放口6 m處測試粉塵濃度就能夠達到室內空氣質量標準。

在工程控制措施方面，ATL公司通過濕法生產、密封泵送、使用移動除塵器等方式進行除塵。ATL公司員工發現，由于其生產工藝的特殊性，每次加料時間僅需要20 min，但運行時間卻需要10 h，因此，只需要在加料時做移動除塵就可以保障生產車間粉塵濃度不超過職業接觸限值（OEL）。

在去除粉塵殘留時，ATL公司對風道進行優化設計，控制風速不低于0.5 m/s，并做局部密封和多級密封等措施。以石墨粉塵為例，通過公司多次的統計數據發現，生產車間的石墨粉塵濃度為0.07 mg/m3，僅是GBZ 2.1-2007《工作場所有害因素職業接觸限值 第1部分：化學有害因素》規定的4 mg/m3的2%，而在美國工業衛生協會AIHA的標準中，當工作場所職業接觸限值為標準規定的2%左右時，就可以視為可忽略風險。

選擇無害物料

鋰離子電池用到的正極粉料如鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、鋰鎳鈷錳， 負極粉末如石墨、炭黑，粘結劑如SBR膠顆粒、PVDF膠顆粒、食用糖精等原材料，經查閱文獻，并送相關專業機構檢測證明，全部為沒有急性毒性的原材料，且這些固體粉料不和水反應、不溶于水或酸雨，不會因為遇水而浸出毒性，有非常好的本質安全性。

ATL公司對于原料采購的要求也十分嚴格，由于很多物質貼出的MSDS（化學品安全技術說明書）可能有誤，因此，每次新品種的物料采購回來后，EHS部門都要求到專業的檢測機構進行檢測，獲得真實的檢測數據。

N-甲基吡咯烷酮（NMP）溶劑是一種電解液溶劑，在鋰電池生產中被廣泛使用，其中含有的LiPF6有一定毒性，但由于其在溶劑中溶解濃度有限，經計算可得其半數致死量（LD50）為7 250 mg/kg，后經廣東省進出口檢疫檢測局食品檢測中心測試LD50值為7 230 mg/kg，在電解液溶劑中表現為實際無毒性物質，預測誤差不到1%，證明了模型正確，可以使用。曾有供應商推銷一種新型電解液溶劑取代NMP溶劑，成本可以降低30%，但是經檢測發現，其急性毒性較大，因此公司沒有引入作為量產物料，以保證量產物料無毒（急性毒性）的實踐。

在化學品管理方面，ATL公司應用AIHA打分法，即健康風險指標 K=f（H，EI）。其中，H 為危害風險指標，可用H=max(LD50等級，OEL等級，刺激性等級，致癌性等級)計算。EI為暴露指標，可用 EI=DI×QI×CI×FI計 算（DI為擴散指數，QI為每天用量指數，CI為現場控制指數，FI為接觸頻繁指數），EI、DI、QI、CI、FI都可以通過查表獲得數據。由三個公式可以計算出健康風險指標K，并據此化學品的風險等級，經計算發現，ATL公司共使用微小風險級別的化學品13種、低風險級別的化學品8種。

圖3 輻射強度標準對比圖

控制輻射到公眾照射標準

鋰離子電池在生產中需用到X射線反射裝置來檢測電池極片對位情況，為降低射線對員工身體健康的危害，ATL公司選擇有豁免證書的裝置。據GB 18871-2002《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》規定，在正常運行操作條件下，在距設備的任何可達表面0.1 m處所引起的周圍劑量當量率或定向劑量當量率不超過1μSv/h或所產生輻射的最大能量不大于5 keV時，經審管部門認可后可以被豁免。

測試涂膜膜片厚度時還需要用到β射線放射元素，ATL公司在部分設備上花費1萬多元增加鉛板，吸收射線，改造設備達到公眾照射水平，用專業檢測數據，分析數據統計分布規律，量化殘余風險到可忽略程度。

圖3中清晰顯示出生產車間的輻射值已達到公眾照射水平，低于環境本地輻射，遠小于職業接觸限值OEL=20 mSv/a，有足夠的安全余量。

軟硬交叉降低噪聲

在攪拌、沖切崗位，噪聲危害較大。ATL公司通過調研，歸納出兩種降低噪聲的模型，一種為波長匹配模型，即用波長的一定尺寸構造凸凹結構來降低噪聲，其降低值通常在5 db(A)以下；第二種為能量消耗模型，在建筑物常用雙層玻璃夾膠，其降低值通常在20 db(A)左右。

由于第二種模型的降低值較為明顯，ATL公司對其進行了重點驗證。該模型原理類似于鋼球碰軟球，再軟球碰鋼球，按照能量急劇消耗的機理，特地制作了多層硬軟交叉的噪聲隔離罩，硬物質選用結實的紙箱，軟物質選用柔軟的被子，測試效果較好，推廣至生產現場可知，雙層玻璃夾軟膠比單層隔音棉效果好很多。

依據第二種模型原理，對設備的部件采取工程措施降低噪聲，通過用消音器材質改變降低噪聲，設備局部多層軟硬疊合結構隔離噪聲，設立隔音的值班室等措施，將大部分的噪聲控制至公眾接受水平，少量噪聲值為80～85 db（A）的設備，規定員工佩戴勞防用品工作。EHS部門還正在調研用聲學照相機來拍攝噪聲分布的可能性，希望未來可以像熱像儀照片定位熱分布一樣，精準定位噪聲發出部位。

編輯 畢文婷