鋰電池生產企業的消防安全問題及對策研究

楊小龍

（蘇州工業園區消防救援大隊，江蘇蘇州 215000）

0.引言

鋰電池因其高額定電壓、高儲存能量密度、高使用壽命以及綠色環保等獨特優勢，在計算機、通訊、汽車等多個領域得到了廣泛的應用，也帶動著多家鋰電池生產企業實現了跨越式發展[1]。然后，由于鋰電池自身的特性，隨著企業數量與生產規模的不斷提升，其生產環節的火災隱患也隨之增多，近年來鋰電池生產環節的火災事故頻發，給行業發展造成了嚴重的打擊。因此，深入研究鋰電池生產企業的消防安全問題，制定完善的生產環節安全防治措施具有極其重要的現實意義。

1.鋰電池生產企業火災的成因

由于鋰電池獨特的內部構成，若出現外部環境溫度過高、電池充電過度、遭到強烈的外力沖撞、壓縮、電池內部短路等情況時，容易導致電池出現熱失控的問題，使得鋰電池產生燃燒并發生爆炸事故，若爆炸蔓延至其他區域產生連鎖反應，就釀成了嚴重的火災事故[2]。除此之外，鋰電池的生產工藝流程（見表1）中多個環節需要在高溫環境下進行，也為鋰電池的生產加工埋下了一定的安全隱患[3]。

表1 鋰電池生產工藝流程示意

2.鋰電池生產企業消防安全方面存在的問題

目前鋰電池廠房在消防安全設計方面的主要參考依據為《建筑設計防火規范》（GB50016-2014）及其他相關消防系統設計規范，但上述的所有消防規范都沒有為鋰電池生產企業制定較為明確、具體的規定。相關數據顯示，我國目前大多數鋰電池生產企業的建筑均被劃分為丙類或丙類以下的火災危險性建筑[4]。但最近幾年鋰電池企業生產環節火災事故頻發，也讓我們意識到，鋰電池企業的生產風險系數較高，生產廠房與儲存倉庫這些建筑的火災危險性遠遠高于現有的等級劃分標準，并且大部分企業在建筑消防設計方面存在不少問題與缺陷。

3.優化鋰電池生產企業的防火設計

為提高鋰電池生產企業的生產安全，應首先優化現存的消防設計，盡量做到事前預防，從生產源頭處消除安全事故隱患。

3.1 明確鋰電池生產企業的防火分區

各大鋰電池生產企業應當根據相關消防規范，嚴格限定生產廠房的耐火級別、允許建筑面積與層數，從而合理規劃防火分區，如表2所示。

表2 生產廠房限定條件

鋰電池生產企業還應當根據相應的建筑與消防規范，嚴格限定產品倉庫的耐火等級、廠房的最大允許層數以及不同防火分區下最大允許面積，如表3所示。

表3 產品倉庫限定條件

3.2 明確鋰電池生產企業的建筑防火間距

目前不少鋰電池生產企業為提升生產能力或擴大生產規模，大部分企業均采用多層式廠房與多層式倉庫，并且這些廠房與倉庫的建筑耐火等級通常都是一級或二級，因此，參考相關消防規范的要求，應當將其與周邊建筑的防火間距界定如表4所示。

表4 各類廠房與倉庫的防火間距限定

3.3 優化鋰電池生產企業的安全疏散設計

《建筑設計防火規范》中明確指出：針對火災危險性為丙類、耐火等級為一級或二級的多層式廠房，其建筑范圍內任意位置距離最近安全出口不得大于60m。建筑內部安全通道的出口門、樓梯與過道的凈寬應當根據需要疏散的員工數量而定，其中樓梯的凈寬最小不得低于1.1m；而對于產品倉庫而言，因為大部分企業不會在倉庫中安排較多工作人員，因此相關規范也未頒布明確的倉庫疏散規定，但各大生產企業應當保證在倉庫各個防火分區內設置至少2個以上的安全疏散岀口。

3.4 優化鋰電池生產企業的救援設施設計

參考消防相關規定，企業的生產火災危險應為丙類、占地面積超過3000m2的丙類生產廠房）、占地面積超過1500m2的倉庫中布置消防車道，如果條件受限，企業應當在建筑外側布置消防車道。根據鋰電池生產企業的規模。

3.5 強化老化處理工藝流程的消防設計

老化處理是鋰電池制造工藝中不可或缺的一個關鍵環節，目前不同企業的老化處理在工藝流程上存在一定的差異性，但是這些工藝流程均存在一定的火災風險，因此各大鋰電池生產企業應當對此給予高度重視。

在進行鋰電池的高溫老化處理時，一些類型的電池需要在40℃～80℃的高溫環境下持續通電4h～48h，以此從生產的產品中篩選出不合格的電池。如果生產企業未對這些不合格電池進行妥善的隔離處理，可能導致電池燃燒、爆炸，從而釀成嚴重的火災事故。

因此，各大鋰電池生產企業應當基于企業所選用的老化處理工藝流程特點，使用實體磚墻將老化處理區域與其他區域隔離開來，并將不合格電池安置于專門的處理柜中進行隔離處理，以防止電池燃燒時出現火災蔓延的情況。

4.完善鋰電池生產企業的消防設施建設

4.1 完善建筑外部消防給水系統

鋰電池生產企業應當在生產區域的所有建筑外部布置消防栓系統。參照消防給水方面的相關要求，廠房與倉庫的消防栓在用水量方面應當符合以下標準，如表5所示。

表5 建筑外部消防栓用水量標準

4.2 完善建筑內部消防給水系統

根據相關消防規范規定，占地面積超過300m2的建筑應當在建筑內部布置消防栓系統，建筑內部消防系統的進水管應當不低于2根，消火栓之間的距離的間距應當不超過30m；建筑內部消防系統的用水量應當符合以下標準，如表6所示。

表6 建筑內部消防栓用水量標準

4.3 布置自動噴水滅火系統

根據相關消防規范，占地面積超過1500m2或建筑整體面積超過3000m2的建筑應當布置自動應設置消防噴水滅火系統[5]。鋰電池生產企業作為生產人員分布較為密集的企業，如果生產區域出現火災，有很大幾率造成經濟損失巨大、人員傷亡嚴重的重要災害，因此應當在廠房與倉庫建筑內部合理布置消防噴水滅火系統。

鋰電池生產風險較高，因此應當結合企業生產的實際情況，設定各類建筑的火災危險等級，并以此為依據選擇消防噴水滅火系統的出水強度。一般而言，應當將生產廠房的火災危險等級設定為中等危險I級，將系統的出水強度設定為6L/min·m2，噴射覆蓋面積為160m2，出水量設定為21L/s；對于產品倉庫而言，一般將火災危險等級設定為倉庫危險II級，儲物高度不超過3.5m，將系統的噴水強度設定為8L/min·m2，噴射覆蓋面積為160m2，出水量設定為30L/s，通過設定鋰電池各類型建筑中消火栓的用水量與消防噴水滅火系統的噴水強度，可計算出整個生產區域內消防水池的容量[6]。

4.4 布置火災自動報警系統

根據相關消防規范，占地面積超過1500m2或建筑整體面積超過3000m2的建筑應當布置火災自動報警系統，因此，鋰電池生產企業應當根據實際生產需要，在生產廠房與產品倉庫內布置相應的火災自動報警系統[7]。

4.5 完善防排煙系統

根據相關消防規范，火災危險性為丙類，占地面積超過300m2且人員密集或可燃物較多的生產廠房與火災危險性為丙類，占地面積超過1000m2的產品倉庫應當進行有效的排煙設計，對于鋰電池生產企業而言，可選擇機械排煙或自然排煙等兩種方式，若選擇自然排煙的方式，其排煙口的整體面積大小應當不低于所在建筑整體面積的2%～5%，排煙口距離所在防煙區域最遠端的水平距離應當不高于30m[8]。

如果企業受到條件限制，使得排煙口的整體面積難以達到上述標準或排煙口與方言區與最遠端的水平距離難以達到上述標準，應當選用機械排煙的方式，在建筑內部裝設機械排煙系統，系統的排煙量應當不低于以下標準，建筑空間凈高小于或等于6m的場所，其排煙量應按不小于60m3/（h·m2）計算，且取值不小于15000m3/h，建筑空間凈高大于6m參照《GB 51251-2017 建筑防煙排煙系統技術標準》[9]。

4.6 完善滅火設備的配置

根據鋰電池生產環節可能存在的火災風險因素，各大鋰電池生產企業應當遵循A類火災場所的要求，在廠房與倉庫等高危建筑內部配置足夠數量的干粉滅火器。參照滅火器方面的相關規定，在鋰電池生產企業的建筑內部，手提式滅火器的最大保護距離應當設定為20m，推車式滅火器應當設定為40m，單據滅火器的最小滅火等級應當不低于2A，最大覆蓋面積為75m2/A。

5.結語

隨著鋰電池生產企業數量的不斷增加與企業規模的持續擴大，鋰電池生產環節可能的安全隱患也不斷增多，使得火災事故頻發。因此，強化鋰電池生產企業的消防安全已刻不容緩。各大鋰電池生產企業應當對生產安全給予高度重視，在實際的鋰電池生產中，嚴格遵循相關建筑與消防的規范，優化鋰電池生產企業的防火設計，完善鋰電池生產企業的消防設施建設，從而保證鋰電池生產的效率與安全。