民航危險品運輸培訓(xùn)課件鋰電池航空運輸知識

1、鋰電池航空運輸知識授課教員-1.鋰電池航空運輸?shù)闹匾院臀ｋU性中國已成為鋰電池生產(chǎn)和使用大國。我國鋰電池產(chǎn)銷量約占世界總量的三分之一。除生產(chǎn)性貿(mào)易外，旅客行李中包含大量的鋰電池驅(qū)動設(shè)備。行李里便攜式電子設(shè)備通常是鋰離子/鋰聚合物電池驅(qū)動，有一些紐扣電池是鋰金屬電池。據(jù)不完全統(tǒng)計，2016年我國共發(fā)生35起涉及危險品航空運輸?shù)牟话踩录?，其中?3起涉及鋰電池航空運輸，占總事件量的65.7%鋰電池可能在運輸過程中構(gòu)成嚴(yán)重風(fēng)險。使用、搬運、包裝、儲存不當(dāng)、過充電或存在缺陷可能導(dǎo)致電池過熱，引起爆炸和燃燒。2006年，日本舉辦的一次會議，戴爾筆記本電腦突然爆炸起火，那臺筆記本突然起火，而且連續(xù)發(fā)生幾

2、次爆炸，持續(xù)時間超過5分鐘2006年3月2日，F(xiàn)EDEX承運的鋰電池貨物在始發(fā)站深圳機場發(fā)現(xiàn)冒煙，檢查時爆炸著火。年3月20日，國航CA1742 成都-杭州航班，一旅客托運行李中的備用手機鋰電池卸機后發(fā)生自燃。上述兩起不安全事件由于現(xiàn)場處置得當(dāng)，未造成嚴(yán)重后果，但在業(yè)內(nèi)造成較大的負(fù)面影響材料：金屬鋰是一種非常活潑的金屬，遇水會激烈反應(yīng)釋放出氫氣。2Li+2H2O H2+2LiOH氫氣 氫氧化鋰 美國FAA實驗指出，8個18650鋰電池釋放的氫氣量可以引起密閉空間的爆炸4.3項2.1項 第8類電解質(zhì)：有機電解質(zhì)溶液受熱（內(nèi)部、外部）可引起電池爆炸起火高溫下具有易燃、易爆的特性并分解產(chǎn)生氣體（如C

3、O2 、CH4 、C2H6 、C3H6等）及其他產(chǎn)物（如水）。品名分子式閃點碳酸二乙酯C3H6O318初期火焰撲滅后，極易復(fù)燃熱失控?zé)崾Э?（Thermal Runaway）= 電池芯的溫度和壓力突然、快速地升高。其特性：1. 由電芯開始的2. 引發(fā)電芯內(nèi)部放熱反應(yīng)3. 引發(fā)電芯間的其他反應(yīng)4. 電芯漏氣，內(nèi)部溫度大于200C 鋰電池屬第9類危險品，其主要危險性如下1. 鋰電池高度易燃。2. 短路、過度充電、極限溫度、錯誤操作或其他錯誤的情況下都能夠著火。3. 不管是因為內(nèi)部原因還是外部加熱或物理撞擊，它都能產(chǎn)生足夠的熱使毗鄰的電池也發(fā)生熱失控。鋰金屬電池釋放易燃的電解質(zhì)混合著融化的鋰金屬，并

4、伴有一個大的壓力脈沖。易燃電解質(zhì)和熔融鋰金屬可產(chǎn)生爆炸混合物。貨物PI965-970行李：旅客和行李的規(guī)定機上設(shè)備和機供品：經(jīng)營人財產(chǎn)中的危險品航空郵件：郵件運輸?shù)囊?guī)定鋰電池發(fā)生不安全事件的原因不符合要求：設(shè)計失誤或未按照聯(lián)合國要求做實驗。1外部短路：電池極端與金屬接觸。2工作狀態(tài)：誤充電或誤放電，意外啟動或者過充。3內(nèi)部短路：制造時異物進入電池或者電池的內(nèi)部損壞。4鋰電池的安全性取決于A.正確的處理和使用B.鋰電池本身的質(zhì)量合規(guī)的鋰電池是安全的，充電快、容量大、體積小措施01進行UN38.3實驗02進行合格的包裝2.鋰電池基本知識及測試介紹鋰電池按性質(zhì)分為兩類：鋰金屬電池（包括鋰合金電池）和

5、鋰離子電池（包括鋰聚合物電池）。鋰金屬電池通常是不可充電的，且內(nèi)含金屬態(tài)的鋰。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰，并且是可以充電的。鋰金屬電池鋰金屬電池(lithium metal battery) 以金屬鋰為負(fù)極活性物質(zhì)， 金屬氧化物或其它氧化劑作正極活性物質(zhì)，固體鹽類或溶解于有機溶劑的鹽類作電解質(zhì)的原電池，有些溶劑如亞硫酰氯等還兼作正極活性物質(zhì)。鋰金屬電池有很多系列，常見的有鋰二氧化錳、鋰氟碳和鋰亞硫酰氯等。鋰金屬電池不可重復(fù)充電。美國FAA技術(shù)中心得出結(jié)論：鋰金屬電池的易燃性更強，危險性更大，燃燒類似易燃金屬，非常難熄滅貨艙滅火劑不能有效撲滅鋰金屬電池火焰鋰離子電池鋰離子電池(lithium i

6、on battery)，包括鋰聚合物電池。二次電池（可充放電）含鋰離子的層狀化合物為正極（鈷酸鋰等），石墨作負(fù)極有機溶劑加鋰鹽作電解液鋰聚合物電池以聚合物電解質(zhì)(凝膠,全固體)加鋰鹽作電解質(zhì)手機、筆記本等可反復(fù)充電的設(shè)備電源一般為鋰離子電池（或鋰聚合物電池）。相關(guān)定義電池芯 cell: 由一個正極和一個負(fù)極組成且兩個電極之間有電位差的單一的、封閉的電化學(xué)裝置。電池 battery: 用電路連接在一起的兩個或多個電池芯，并安裝有使用所必需的裝置，如外殼、電極端子、標(biāo)記和保護裝置等。單芯電池在DGR中被視為電池芯，而不是電池。測試鋰電池在交付運輸前，需要根據(jù)聯(lián)合國試驗標(biāo)準(zhǔn)手冊(小橙皮書)第38章第

7、3節(jié)的方法進行安全性試驗。UN38.3試驗?zāi)M運輸過程中可能出現(xiàn)的壓力變化、溫度變化、振動（顛簸）、沖擊、撞擊、短路、過度充電、強制放電等。此試驗主要用于測試電池的運輸安全性，不同于其他的電池質(zhì)量測試。UN38.3測試一共有8項試驗，都以字母T開頭。由于電池類型不同（鋰離子/鋰金屬），結(jié)構(gòu)不同 (電池/電池芯)，形狀不同（圓柱/棱柱）等，需要選做的試驗不相同，樣品數(shù)量由十余塊到四十塊不等。測試須按照規(guī)定順序進行，測試時間一個月左右。試驗T1：高度模擬模擬在低壓條件下的空運。在壓力等于低于11.6KPa和環(huán)境溫度20存放至少6小時試驗T2：溫度試驗評估密封性和內(nèi)部電連接。在75 和-40 兩溫度

8、間交替存放6小時，循環(huán)10次，兩溫度間的時間間隔最大30分鐘，然后在環(huán)境溫度20 下存放24小時試驗T3：振動模擬運輸過程中的振動正弦波在7Hz(1g加速度)200Hz(8g加速度)間對數(shù)掃描，再回到7Hz。試驗T4：沖擊模擬運輸過程中可能發(fā)生的顛簸半正弦波沖擊，最大加速度150gn，持續(xù)時間6ms。試驗T5：外短路模擬外短路 在55，使電池經(jīng)受總外電阻小于0.1的短路條件飛機機艙低壓可達25KPa正?？者\在55至-40與正常空運情況相同試驗T6：撞擊/擠壓模擬在運輸過程中可能發(fā)生的撞擊或擠壓等可能造成內(nèi)部短路的情形。被試電池在(重物)沖擊中其外殼溫度不應(yīng)超過170。在試驗后6h內(nèi)，電池?zé)o解體

9、、無破裂、無著火。試驗T7：過度充電評估可充電電池承受過度充電狀況的能力。被試電池在兩倍的制造商建議的最大連續(xù)充電電流的條件下進行24h充電試驗。如果電池在7天內(nèi)無解體、無著火現(xiàn)象出現(xiàn)，可再充電池符合要求。試驗T8：強制放電評估原電池或可再充電池承受強制放電狀況的能力。原電池或可充電電池如在進行試驗后七天內(nèi)無解體和無燃燒，既符合這要求。為了保證鋰電池包裝件在運輸過程中不破損，在單獨運輸鋰電池及設(shè)備與鋰電池包裝在一起的情況時，需要進行1.2米跌落試驗。每個包裝件必須能夠承受以任何方向的1.2m跌落試驗，而不造成：使其中的電池芯或電池受損使內(nèi)裝物移動，以致電池與電池（或電芯與電芯）相互接觸內(nèi)裝物釋

10、出鋰電池直接安裝在設(shè)備中，不需要做此項測試3.現(xiàn)行法規(guī)的總體要求鋰電池芯和電池，在航空運輸前，必須滿足以下基本要求-測試要求：每個電池芯或電池按類型滿足UN38.3測試要求。-設(shè)計要求A.每個電池芯和電池配置一個安全排氣裝置，或者在正常運輸條件下其設(shè)計本身可防止爆裂。B.每個電池芯和電池裝有有效的防止外部短路措施。-生產(chǎn)要求電池芯和電池必須在質(zhì)量管理程序下生產(chǎn)DGR3.9.2.6只有通過了UN38.3實驗的電池型號才能進行空運。原型鋰電池或低產(chǎn)量鋰電池未進行UN38.3測試的只有到始發(fā)國主管當(dāng)局進行特批(A88)才能運輸。被制造商認(rèn)為有安全缺陷召回(A154)及廢棄回收(A183)鋰電池禁止空

11、運。鋰電池貨物必須按照相應(yīng)的包裝說明的要求進行申報和包裝。鋰電池為危險品，根據(jù)其性質(zhì)的不同，歸為UN3480/UN3481和UN3090/UN3091鋰電池類型鋰離子電池鋰金屬電池UN編號UN3480UN3481UN3481UN3090UN3091UN3091運輸專用名稱鋰離子電池鋰離子電池與設(shè)備包裝在一起鋰離子電池安裝在設(shè)備中鋰金屬電池鋰金屬電池與設(shè)備包裝在一起鋰金屬電池安裝在設(shè)備中ERG9F9F9F9FZ9FZ9FZ包裝說明PI965(IA,IB/II）PI966（I/II）PI967(I/II)PI968(IA,IB/II)PI969(I/II)PI970(I/II)川航只運輸符合PI9

12、66及PI967第II部分的鋰離子電池貨物怎樣安全的運輸鋰電池？國家主管當(dāng)局的重視航空公司制定措施，減少風(fēng)險生產(chǎn)廠家加強測試安全檢查機構(gòu)嚴(yán)格把關(guān)川航鋰電池貨物運輸?shù)恼叽ê街贿\輸符合ICAO TI PI966PI967第II部分要求的鋰電池貨物。川航只運輸特定客戶（獲物流部鋰電池運輸許可）所交運到特定航站的鋰電池貨物。客戶應(yīng)出具真實、有效的鋰電池貨物鑒定報告。鑒定報告出具機構(gòu)需獲得川航認(rèn)可。川航拒絕運輸因安全原因被制造商確認(rèn)為有缺陷或已被損壞的鋰電池。 鋰電池貨物空運時不得裝入集裝箱。4.鋰電池貨物的操作方式鋰離子電池鋰金屬電池電池單獨運輸P1965/PI968第A部分第B部分第部分電池與設(shè)備

13、包裝在一起PI966/PI969第部分第部分電池安裝在設(shè)備中PI967/PI970第部分第部分標(biāo)簽的張貼第九類危險品標(biāo)簽SectionI/IA 和IB鋰電池操作標(biāo)簽鋰金屬電池和/或鋰離子電池能提供其他信息的電話號碼SectionIB 和Section II1. 如何包裝鋰電池以防止短路？ 電池和電池動力設(shè)備運輸時，最主要的風(fēng)險之一就是電池兩極接觸其他電池、金屬物體或其他導(dǎo)電體而引起的電池短路。因此，必須將包裝好的電池芯和電池使用適當(dāng)?shù)姆绞礁糸_，以防止發(fā)生短路和電極破損。此外，電池和電池芯還必須包裝在堅固的外包裝內(nèi)，或者安裝在設(shè)備中 。2. 如何進行“意外啟動”防護？電池安裝在設(shè)備中時，設(shè)備的包

14、裝方式應(yīng)該能夠防止意外啟動，或者有防止意外啟動的單獨措施（如：包裝能防止接觸開關(guān)、有開關(guān)保護帽或鎖、開關(guān)使用凹陷設(shè)計、觸動鎖、溫度感應(yīng)斷流器等）5.鋰電池規(guī)則更新貨物鋰電池的相關(guān)更新2016年版補遺1/2的加入特殊規(guī)定的變化第B/部分隨附文件要求的刪除第9類鋰電池標(biāo)簽和鋰電池標(biāo)記第部分托運人的“適當(dāng)指引”要求2016年版補遺1/2的加入將2016年版DGR的補遺1和2的內(nèi)容正式納入到2017年版DGR中，并取消了“2016年4月1日開始”等字樣新加入的內(nèi)容1.UN3480單獨運輸?shù)匿囯x子電池，交運時荷電量不超過30%2.UN3480單獨運輸鋰離子電池僅限貨機3.第部分單獨運輸?shù)匿囯姵匕b件/O

15、VERPACK每票貨物僅一個。且與其他非限制性貨物分開運輸。4.內(nèi)置型鋰電池操作標(biāo)簽的黏貼從2017年開始強制執(zhí)行在PI967/970中，對于內(nèi)置型鋰電池設(shè)備：總體的原則=所有的鋰電池的包裝件都通過標(biāo)簽或標(biāo)記（危險性標(biāo)簽或標(biāo)記）進行告知。除：1.紐扣電池安裝在設(shè)備里、且紐扣電池是包裝件中唯一的電池。2.每個包裝件中不超過4個電池芯或2個電池，且每票貨物不超過兩個包裝件。2017年1月1日強制實施特殊規(guī)定的變化A88批量生產(chǎn)之前的原型鋰電池或電池芯，當(dāng)出于實驗?zāi)康挠枰赃\輸時及低產(chǎn)量（即年度生產(chǎn)量不超過100個鋰電池或電池芯）的鋰電池或電池芯，應(yīng)獲得始發(fā)國主管當(dāng)局的書面批準(zhǔn)，且滿足技術(shù)細(xì)則-補編的

16、PI910的要求，可僅限貨機進行運輸。一套批準(zhǔn)文件必須伴隨貨物運輸并注明在托運人申報單上。且運輸?shù)匿囯姵鼗螂姵亟M件的重量可以超過危險品表中L欄的35Kg限制。A331隨附文件的刪除針對第B部分和第部分的要求，刪除掉了下列內(nèi)容每票托運貨物必須附帶一份文件包括以下內(nèi)容。標(biāo)明：1.包裝件裝有鋰離子電池芯或電池。2.包裝件必須小心輕放，如果包裝件損壞，有著火危險。3.如果包裝件損壞，應(yīng)遵守的特別程序，包括檢查和必要時重新包裝。4.提供其他信息的電話號碼鋰電池標(biāo)記*:UN編碼*：提供額外信息的電話號碼2017年1月1日開始使用舊版可使用至2018年12月31日對于PI965-970第部分包裝件必須尺寸足

17、夠大以容納鋰電池標(biāo)記并可將其粘貼到同一面上而不造成折疊。對于PI965/968，需同時貼上僅限貨機標(biāo)簽當(dāng)包裝件尺寸足夠時，僅限貨機標(biāo)簽必須與鋰電池標(biāo)記粘貼在同一側(cè)面并與之相鄰粘貼鋰電池危險性標(biāo)簽舊版可使用至2018年12月31日無需使用UN規(guī)格包裝件第部分托運人的“適當(dāng)指引”要求鋰電池PI965-970第部分包含一條要求：任何準(zhǔn)備或者提供電池芯或電池航空運輸?shù)膫€人必須得到與其職責(zé)相稱的充分指導(dǎo)以滿足上述要求。然而，包裝說明并沒有定義或者描述充分指導(dǎo)的具體要求。至少，經(jīng)營人應(yīng)當(dāng)將一下幾點作為適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)：鋰電池航空運輸分類適用于鋰電池航空運輸?shù)某绦蛐晕募f明工作指導(dǎo)或其他文件，包括自動控制說明根據(jù)

18、工作職能對程序性文件的審查和理解包含日期的員工指導(dǎo)記錄每兩年至少提供一次復(fù)訓(xùn)指導(dǎo)，或者當(dāng)指導(dǎo)文件修訂或者規(guī)則改變時提供復(fù)習(xí)指導(dǎo)逆向物流，包括運輸模式和使用的禁令6.鋰電池貨物的風(fēng)險要素分析電芯設(shè)計電芯選材電芯制造電池包裝電池回收電池使用電池存儲電池運輸內(nèi)因外因防止內(nèi)部短路：除金屬雜質(zhì)；去除灰塵；防止電極剪切產(chǎn)生毛刺防止外部短路和使用不當(dāng)：正確包裝、新包裝材料、嚴(yán)格法規(guī)要求、滅火新技術(shù)控制內(nèi)因DGR3.9.2.6測試要求設(shè)計要求生產(chǎn)要求控制外因包裝說明965-970電池產(chǎn)品本身安全使用、存儲、運輸安全A數(shù)量控制B包裝控制C應(yīng)急消防A.控制事故概率和事故后果B.防止環(huán)境和操作損傷C.控制事故蔓延嚴(yán)

19、格控制數(shù)量：減小事故發(fā)生概率嚴(yán)格控制容量：減小事故后果運輸頻次貨物的數(shù)量7.鋰電池存儲建議鋰電池的存放地點- 通風(fēng)良好，無陽光直射，遠離各種熱源，夏季溫度不宜過高；- 消防設(shè)備完善，消防器材齊備，并設(shè)置安全、充足的照明設(shè)備；- 發(fā)生事故時便于迅速搶運出庫。鋰電池火災(zāi)可能易發(fā)生電池破裂、產(chǎn)生爆炸沖擊和破片損傷，火焰常呈現(xiàn)噴射狀，易引燃周邊物體。因此鋰電池貨物盡量與其他危險品和可燃材料隔開放置，以免被其他火源引燃或引燃其他物品。充分認(rèn)識撞擊、過熱、外部短路可能引發(fā)鋰電池火災(zāi)的危險性。搬運過程要注意輕拿輕放8.鋰電池地面應(yīng)急響應(yīng)鋰離子電池及其設(shè)備潛在危害火災(zāi)或爆炸1.鋰離子電池如果損壞或處理不當(dāng)（物

20、理損傷或電荷過載），其中的易燃液態(tài)電解質(zhì)可能會泄露、燃燒。而且在溫度高于150時會產(chǎn)生火花。2.可能會燃燒迅速產(chǎn)生火炬燃燒效應(yīng)。3.可能會引燃鄰近的其他電池對健康的影響電池的電解液會刺激皮膚、眼睛和體內(nèi)黏膜。燃燒可產(chǎn)生刺激性、腐蝕性和/或有毒的氣體。電池燃燒后可能產(chǎn)生有毒的氟化氫氣體。煙氣可能導(dǎo)致頭暈或窒息應(yīng)急措施火災(zāi)小火： 用干式化學(xué)劑、二氧化碳、水或泡沫滅火劑。大火 使用水幕、水霧或通用泡沫滅火器。 在確保安全的情況下，將包裝容器運出火災(zāi)現(xiàn)場。泄露 消除所有點火源（泄露區(qū)附近，嚴(yán)禁吸煙、火花或任何形式明火）。 不要接觸或穿越泄露區(qū)。 用土、沙或其他不易燃物質(zhì)吸收泄露物。 泄露的電池和收集泄

21、露物的吸附材料應(yīng)存放在金屬容器中。急救 將患者移到空氣新鮮處。 呼叫120或者其他急救醫(yī)療服務(wù)中心。 如果患者停止呼吸，應(yīng)實施人工呼吸。 如果出現(xiàn)呼吸困難要進行吸氧。 脫去并隔離收到污染的衣服和鞋子。 若皮膚或眼睛不慎接觸到該類物質(zhì)，要立即用自來水沖洗至少20分鐘。 確保醫(yī)護人員知道事故中涉及的有關(guān)物質(zhì)，并采取自我防護措施。鋰金屬電池及其設(shè)備潛在危害火災(zāi)或爆炸 與水接觸后可產(chǎn)生易燃?xì)怏w。 與水或潮濕空氣接觸可點燃該類物質(zhì)。 與水發(fā)生劇烈或爆炸性反應(yīng)。 受熱、火花或明火可引起燃燒。 熄滅后還可能復(fù)燃。 泄露可引起燃燒和/或爆炸的危險健康 吸入或接觸該類物質(zhì)的蒸氣或分解產(chǎn)物可引起嚴(yán)重傷害、甚至死亡

22、。 與水接觸可形成腐蝕性溶液。 燃燒可產(chǎn)生刺激性、腐蝕性和/或有毒的氣體。 滅火用水的排放可能造成污染。應(yīng)急措施火災(zāi)：切記不要用水或泡沫滅火劑滅火。小火： 用干式化學(xué)劑、蘇打粉、石灰或沙子滅火。大火： 用干沙子、干式化學(xué)劑、蘇打粉或石灰滅火；或者撤離燃燒現(xiàn)場讓其自行熄滅。 在確保安全的情況下，把容器運出火災(zāi)現(xiàn)場。急救 將患者移到空氣新鮮處。 呼叫120或者其他急救醫(yī)療服務(wù)中心。 如果患者停止呼吸，應(yīng)實施人工呼吸。 如果出現(xiàn)呼吸困難要進行吸氧。 脫去并隔離收到污染的衣服和鞋子。 若皮膚或眼睛不慎接觸到該類物質(zhì)，要立即用自來水沖洗至少20分鐘。 保持患者溫暖和安靜。 確保醫(yī)護人員知道事故中涉及的有

23、關(guān)物質(zhì)，并采取自我防護措施。在候機樓發(fā)現(xiàn)鋰電池冒煙、著火（1）使用最近的滅火瓶滅火； （2）將旅客轉(zhuǎn)移，離開起火區(qū)域； （3）如火勢無法控制，立即通知機場火警。在裝、卸貨物時發(fā)現(xiàn)鋰電池冒煙、著火（1）裝卸員迅速使用機場配備的滅火瓶滅火； （2）監(jiān)裝員報告運行管理部，由運行管理部報告值班經(jīng)理及機場火警； （3）監(jiān)裝員通知機組人員撤離機上人員。收運時發(fā)現(xiàn)鋰電池冒煙、著火（1）如未通過安檢機,由保安及裝卸員迅速用滅火瓶滅火，并由安檢員通知運行管理部及值班經(jīng)理； （2）如已通過安檢機，由安檢員及裝卸員迅速用滅火瓶滅火，并由安檢員通知運行管理部及值班經(jīng)理； （3）如火勢無法得到有效控制，由運行管理部迅速

24、報告機場火警。在倉庫內(nèi)發(fā)現(xiàn)鋰電池冒煙、著火（1）使用最近的滅火瓶滅火，并通知運行管理部及值班經(jīng)理； （2）裝卸員將著火鋰電池周圍的貨物挪開； （3）如火勢無法控制，由運行管理部時立即通知機場火警。9.鋰電池行李的要求鋰電池額定能量的判斷鋰離子電池瓦時額定值計算方法：瓦時額定值（Wh)=標(biāo)稱電壓（V）標(biāo)稱電能（安時Ah）安培小時（AH）=毫安時（mAH） 1000如：電池電能為3000mah，額定電壓為3.7伏，則瓦時額定值為3.7 3000/1000=11.1Wh鋰電池鋰含量的計算鋰含量=0.3標(biāo)稱電能（AH）安培小時（AH）=毫安時（mAH） 1000如：一個鋰金屬紐扣電池電能為80mah，則鋰含量為0.30.