54 鋰電池安全知識(shí)培訓(xùn)

說明：ABC安全的朋友們收集于網(wǎng)絡(luò)；版權(quán)作者所有,致謝；3.更多資源請(qǐng)掃右側(cè)二維碼關(guān)注公眾號(hào)微信最高級(jí)群已發(fā)2300+PPT5.3T+的HSEF資料！4.還不在abc安全微信群中的朋友請(qǐng)點(diǎn)擊/s/buswZr9UOiKWRae5YAb-bw

5.或者直接掃描左側(cè)二維碼小編直接請(qǐng)你入微信群;!!!已經(jīng)在ABC安全微信群中的不要掃!!!鋰電池事故案例第一章第一章鋰電池事故案例案例1：2010年10月11日，深圳A公司客戶退回的鋰電池在存放處發(fā)生自燃起火，工人用滅火器

撲救后再次發(fā)生起火，過火面積50平方米左右；案例2：2012年2月19日深圳B公司三樓清洗房發(fā)生發(fā)生火災(zāi),火災(zāi)中一批手機(jī)鋰電池被燒毀，兩

名工人因吸入濃煙感到不適送醫(yī)院治療；案例3：2012年8月22日，C新能源公司，電器線路著火引發(fā)火災(zāi)事故，將三樓車間多臺(tái)設(shè)備燒；案例4：2012年10月10日D新能源科技有限公司的二樓倉庫發(fā)生火災(zāi)事故，15時(shí)30分左右撲滅，

無人員傷亡，將存放在庫房中的鋰電池?zé)?，損失400萬元；案例5：2012年11月28日A公司老化房起火，燒毀多個(gè)貨柜式老化房，待電池一批。鋰電池事故案例鋰電池的基本概念第二章第二章鋰離子電池是指Li+

嵌入化合物為正、負(fù)極的二次電池；正極采用鋰化合物L(fēng)iXCoO2、LiXNiO2

、LiXMnO2

、LiFePO4和三元復(fù)合材料；負(fù)極采用鋰-碳層間化合物L(fēng)iXC6；在充放電過程中，Li+

在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌，被形象的稱為“搖椅電池”；充電池時(shí)，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時(shí)則相反。鋰電池的基本概念圓柱型鋰離子電池方型鋰離子電池

軟包裝和聚合物鋰離子電池鋰電池的結(jié)構(gòu)和組成正極活性物質(zhì)

導(dǎo)電劑、溶劑、粘合劑、基體負(fù)極活性物質(zhì)（石墨、MCMB、CMS)

粘合劑、溶劑、基體隔膜電解液外殼五金件鋼殼、鋁殼、蓋板、極耳、絕緣片、絕緣膠帶鋰電池的結(jié)構(gòu)和組成正極基體：鋁箔（約0.016mm厚)正極物質(zhì)：LiFePO4+碳黑+PVDF正極集流體：鋁帶（約0.1mm厚）高溫膠帶（約0.05mm厚）電池放電時(shí)從外電路獲得電子的電極,此時(shí)電極發(fā)生還原反應(yīng)。通常是電位高的電極。鋰離子電池中的鈷酸鋰、錳酸鋰電極等。鋰電池的結(jié)構(gòu)—正極負(fù)極基體：銅箔（約0.010mm厚)負(fù)極物質(zhì)：石墨+CMC+SBR負(fù)極集流體：鎳帶（約0.07mm厚）電池放電時(shí)向外電路輸送電子的電極，此時(shí)電極發(fā)生氧化反應(yīng)。通常是電位低的電極，鋰離子電池中石墨電極。鋰電池的結(jié)構(gòu)—負(fù)極能較好的溶解電解質(zhì)鹽，即有較高的介電常數(shù)；應(yīng)有較好的流動(dòng)性，即低黏度；對(duì)電池的其他組件應(yīng)該是惰性的，尤其是充電狀態(tài)下的

正、負(fù)極表面；在很寬的溫度范圍內(nèi)保持液態(tài)，熔點(diǎn)要低，沸點(diǎn)要高；安全性要好，即閃點(diǎn)要高，無毒。鋰電池電解液的特性要求電解液溶劑鋰鹽添加劑EC、PC、EMC、DEC等LiPF6、LiClO4、LiBF4等防過充添加劑阻燃劑抑制氣體生成改善SEI膜性能控制水和酸含量鋰電池電解液組成示意圖隔膜—是放置于兩極之間，作為隔離電極的裝置，藉以避免兩極上的活性物質(zhì)

直接接觸而造成電池內(nèi)部的短路。但隔膜仍需能讓帶電離子通過，

以形成通路。隔膜要求：①離子透過度大②機(jī)械性強(qiáng)度適當(dāng)③本身為絕緣體④不與電解液及電極發(fā)生反應(yīng)材質(zhì)：單層PE（聚乙烯）

或者三層復(fù)合PP（聚丙烯）+PE+PP厚度：單層一般為0.016～0.020mm

三層一般為0.020～0.025mm鋰電池的結(jié)構(gòu)—隔膜鋰電池的化學(xué)反應(yīng)機(jī)制正極配料來料檢驗(yàn)負(fù)極配料正極涂布負(fù)極涂布正極制片負(fù)極制片隔膜卷繞入殼烘烤短路檢驗(yàn)滾槽注液封口化成密封性檢驗(yàn)分容外包裝出廠出廠檢驗(yàn)濕度控制圓柱形鋰電池的制造工藝流程圖鋰電池的危險(xiǎn)與有害因素分析第三章第三章1、最主要的因素是目前電池能量密度大，同樣的體積的情況下要得到更高的容

量必定會(huì)對(duì)其安全造成影響，所以我們不一定要求供應(yīng)商最小的體積做最大

的容量。2、過充---對(duì)電芯過充電，當(dāng)電壓上升到4.6V／cell以上或更高時(shí)，電芯本體溫度

不斷升高達(dá)到熱爆炸的狀態(tài)，從而發(fā)生破裂，冒煙，起火，爆炸的危險(xiǎn)。3、短路---因?yàn)殡姵厝萘看髢?nèi)部電阻低，所以外部短絡(luò)時(shí)通過大的電流，電池內(nèi)

部達(dá)到熱爆炸的狀態(tài)，從而發(fā)生破裂，冒煙，起火的危險(xiǎn)。4、因?yàn)殡娊庖褐饕怯捎袡C(jī)溶劑組成的,所以有燃燒的可能性。鋰電池的安全因素鋰電池的電解液（電解質(zhì)鹽LiPF6

）溶劑主要組成是碳酸烷基酯，如碳酸二甲酯（DMC）,碳酸二乙酯（DEC）,碳酸甲乙酯（EMC）等，都是沸點(diǎn)很低的可燃液體，遇火易燃燒。六氟磷酸鋰(LiPF6)有腐蝕作用。不可燃性，加熱和酸類進(jìn)行反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生有害的氟化氫。腐蝕性的氟化氫。氟化氫和金屬反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生爆炸性的氣體。產(chǎn)生火花點(diǎn)燃電解液，進(jìn)而殃及塑料機(jī)身和與之接觸的易燃物，造成火災(zāi)；引起電池內(nèi)溫度急驟上升，電池內(nèi)空間很狹小，可能因壓力增加而爆炸；電池內(nèi)溫度上升較慢，電池外殼逐漸溶化，使有腐蝕性的電解液泄漏。鋰電池的危險(xiǎn)性—電解液的溶劑充好電的負(fù)極儲(chǔ)存了多量的強(qiáng)還原性物質(zhì)碳化鋰（嵌層化合物等），LiC6的電位接近－3.0V，還原劑與金屬鋰差不多，遇水即可燃燒。鋰電池的危險(xiǎn)性—儲(chǔ)電的負(fù)極在一些設(shè)計(jì)或制作不好的鋰電池中，長期循環(huán)會(huì)形成枝晶，鋰金屬沉積出來，形成粉末狀單質(zhì)（通常是電極邊緣的灰黑色粉末），遇到空氣即可燃燒，非常危險(xiǎn)。

鋰電池的危險(xiǎn)性—支晶當(dāng)電池的正負(fù)極之間隔膜被意外刺破（如枝晶生長，外力作用）導(dǎo)致正負(fù)極直接連通時(shí)，即為內(nèi)部短路，大量能量在電池內(nèi)部釋放，很容易燃燒或爆炸。要求其厚度，廠家，空氣滲透性（隔膜中孔的曲折程度，空氣滲透性穩(wěn)定，有利于提高鋰離子電池的循環(huán)性能），孔隙率（適當(dāng)?shù)目紫堵誓鼙ＷC隔膜吸附足夠的電解液，提高離子電導(dǎo)率），自閉溫度，熔融溫度，熱性能，力學(xué)性能（隔膜的抗拉強(qiáng)度應(yīng)保證在電池卷繞時(shí)不被拉斷），電導(dǎo)率鋰電池的危險(xiǎn)性—內(nèi)部短路說明：ABC安全的朋友們收集于網(wǎng)絡(luò)；版權(quán)作者所有,致謝；3.更多資源請(qǐng)掃右側(cè)二維碼關(guān)注公眾號(hào)微信最高級(jí)群已發(fā)2300+PPT5.3T+的HSEF資料！4.還不在abc安全微信群中的朋友請(qǐng)點(diǎn)擊/s/buswZr9UOiKWRae5YAb-bw

5.或者直接掃描左側(cè)二維碼小編直接請(qǐng)你入微信群;!!!已經(jīng)在ABC安全微信群中的不要掃!!!在多種情況下，鋰電池的電解液會(huì)產(chǎn)生氣體，如電解液在循環(huán)充放電的過程中，不斷與電極互相作用可能產(chǎn)生分解放出；電解液中帶有水分等雜質(zhì)時(shí)，在充電時(shí)水分或酸被分解產(chǎn)生氣體；電解質(zhì)鹽LiPF6在高溫下也可能分解，分解放出氣體等等。這種氣體在電池內(nèi)部會(huì)形成壓力，積累太多可能導(dǎo)致電池變形、泄漏甚至爆炸。鋰電池的危險(xiǎn)性—電解液分解液鋰電池通常用鋼殼或鋁殼封裝鋰離子電池。通常情況下沒有什么問題，外殼也比較堅(jiān)固。但在某些情況下，如充電設(shè)備或保護(hù)電路出現(xiàn)故障產(chǎn)生過充電，電池內(nèi)部隔膜被刺穿導(dǎo)致內(nèi)部短路等，導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度迅速上升，壓力也急劇增加，這時(shí)可能出現(xiàn)安全閥失靈或來不及動(dòng)作，就會(huì)發(fā)現(xiàn)具破壞力的爆炸。對(duì)于鋁塑復(fù)合膜包裝的電池，如果包裝膜被刺破、割破，可能發(fā)生電解液的泄漏。鋰電池的危險(xiǎn)性—外殼破壞鋰離子電池中在某些情況下，如外部電路故障或未使用保護(hù)時(shí)，則可能因?yàn)楦鞣N原因產(chǎn)生氣體：1）正極被過度放電而釋放O2，同時(shí)電極材料轉(zhuǎn)變成不能再充電的形態(tài)，容量會(huì)明顯下降。2）電解液分解。這是產(chǎn)生氣體的主要原因?？赡墚a(chǎn)生的氣體有二氧化碳，一氧化碳，甲烷，乙烷，乙烯等。3）其它原因。如溫度高時(shí)電解液汽化本身的蒸汽，添加劑產(chǎn)生的副反應(yīng)等。鋰電池的危險(xiǎn)性—過充電鋰離子電池中最常用的電解質(zhì)鹽為六氟磷酸鋰LiPF6，它的電導(dǎo)率比較好，

在有機(jī)溶劑中的溶解度高，耐氧化性好，是目前最重要的鋰離子電解液電

解質(zhì)鹽。但是它具有毒性，與水會(huì)反應(yīng)生成有害的氫氟酸等，對(duì)環(huán)境和人

的傷害性很大。

鋰電池的危險(xiǎn)性—電解液的毒性1注液不通風(fēng)引起中毒,泄漏引起燃爆；2化成、老化時(shí)燃爆；3使用乙醇和丙酮擦洗容器，引起燃爆；4鋰電池生產(chǎn)、儲(chǔ)存中的自燃、爆炸十分突出；5鋰電池生產(chǎn)過程中不精細(xì)操作留下安全隱患；鋰電池的安全隱患及事故目前無法杜絕。鋰電池的危險(xiǎn)性—其他事故鋰電池的安全對(duì)策及措施第四章第四章1、工藝要求-電池材料、結(jié)構(gòu)等；2、老化房的要求；3、倉庫的安全技術(shù)要求；4、管理要求。鋰電池的安全對(duì)策及措施電池結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。工藝電池制作的過程控制:極片毛刺,極粉脫落,卷繞對(duì)位；不良電池的篩選；內(nèi)短路:微短路,結(jié)構(gòu)性內(nèi)短路。鋰電池安全性的內(nèi)部因素—結(jié)構(gòu)主要由正負(fù)極片上微粉或凸點(diǎn)刺穿隔膜,引起電芯內(nèi)部短路造成；輕微的將造成自放電率高；嚴(yán)重的將造成電池爆炸。極粉刺穿隔膜造成電池爆炸鋰電池安全性的內(nèi)部因素—微短路內(nèi)層負(fù)極片掉粉刺穿隔膜,造成電芯鼓脹。鋰電池安全性的內(nèi)部因素—極粉內(nèi)短路主要由于電芯極耳過長,與極片或與殼體接觸造成短路；或極耳壓迫卷芯,導(dǎo)致正負(fù)極短路；引起電芯發(fā)燙,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致爆炸。鋰電池安全性的內(nèi)部因素—電芯內(nèi)部短路電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化；在關(guān)鍵工序使用自動(dòng)化設(shè)備和改善工夾具；通過嚴(yán)格存儲(chǔ)條件篩除微短路和內(nèi)短路電芯；同時(shí)材料體系的穩(wěn)定性也有助于安全性的改善。內(nèi)部短路防范措施自放電嚴(yán)重的電芯有安全隱患；半荷電電芯,正常情況下,開路電壓大約1個(gè)月壓降為15-20mV,2個(gè)月的壓降為25-35mV,半年壓降為50-60mV；通過嚴(yán)格存儲(chǔ)條件,可把有微短路和內(nèi)短路隱患的電芯篩除。微短路和內(nèi)短路電芯的篩除過充電(電壓)；外短路；過溫:150度30分鐘；以上幾種情況均有可能導(dǎo)致電池發(fā)生安全性事故。安全性的外部因素主要與電芯正極材料有關(guān).LiCoO2在>4.2V時(shí),結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定并放出氧氣；同時(shí)電解液在>4.2V時(shí)分解,與LiCoO2反應(yīng)產(chǎn)生大量熱；導(dǎo)致電芯內(nèi)壓急劇升高發(fā)生爆炸。過充安全性外短路,過充，和熱穩(wěn)定性主要從電池的材料體系來解決正負(fù)極材料的的選擇和處理；電解液組成及添加劑；提高電池本身穩(wěn)定性和安全性。

外短路防范措施選擇安全性和穩(wěn)定性較好的正負(fù)極材料；對(duì)比表面較大的材料采取二次處理的方式,以降低正負(fù)極材料的反應(yīng)活性；其好處是明顯的。正負(fù)極材料的選擇和二次處理改善電池的穩(wěn)定性:提高電池的循環(huán)性和存儲(chǔ)性；改善電池的過充安全性；提高電芯的高，低溫性能。電解液的添加劑鋰離子電池是高能量,長壽命的移動(dòng)能源.但有一定安全隱患；評(píng)價(jià)鋰離子電池優(yōu)主要從三個(gè)方面:安全性,穩(wěn)定性,和體積容量；鋰離子電池性能取決與材料,設(shè)計(jì)和工藝控制；鋰離子電池的安全性問題是一個(gè)綜合性問題,要從電池材料體系，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝控制等方面著手解決。防范措施原則：必須兼顧電池的性能正負(fù)極和電解液等新材料開發(fā)，選用熱力學(xué)更穩(wěn)定的材料；電池設(shè)計(jì)：不同形狀、負(fù)極與正極容量比；電池制造過程：漿料質(zhì)量、涂布質(zhì)量等，優(yōu)化電池工藝；安全保護(hù)電路：過充電保護(hù)、過放電保護(hù)和過電流/短路保護(hù)。電池安全性的解決措施1、建筑耐火等級(jí)符合“二級(jí)”及以上要求；2、相鄰房間應(yīng)是非明火、散發(fā)火花地點(diǎn)；與其他房間相鄰的墻應(yīng)為無門、窗洞口的防火墻；3、每處防火分區(qū)的面積（建議）控制在5平方米以下；4、安裝相應(yīng)等級(jí)的防爆型電器設(shè)施；（風(fēng)機(jī)、照明、插座、開關(guān)、線路、接頭等）；5、安裝有自動(dòng)滅火系統(tǒng)，應(yīng)急噴淋水，保證水量充足6、乙級(jí)防火門；7、溫度控制器及超溫報(bào)警裝和聯(lián)動(dòng)。

總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，汲取教訓(xùn)！老化室安全管理要求1、嚴(yán)格控制鋰電池存放量，溫度應(yīng)控制在20±5℃范圍內(nèi)，最高不超過30℃，

相對(duì)濕度不大于75%；2、鋰電池存放處設(shè)置醒目的“禁止煙火”標(biāo)志，周圍嚴(yán)禁堆放可燃物和易燃

物品；3、生產(chǎn)車間不應(yīng)存放超過當(dāng)班次使用量的電池和電芯，并做好分類、分垛、

分區(qū)存放；4、電池、電芯擺放整齊，不得堆放過高。電池、電芯貨架、存放設(shè)施應(yīng)使用

不燃燒材料制作，并采取防靜電措施；5、不要將電池、電芯放置在太陽光直射的地方；6、搬運(yùn)時(shí)輕拿輕放，不要撞擊、擠壓、投擲、針刺、踐踏電池；7、鋰電池使用現(xiàn)場應(yīng)配置事故電池處理桶和滅火器材；8、工作結(jié)束后應(yīng)將車間內(nèi)的鋰電池回收到安全區(qū)域儲(chǔ)存。鋰電池使用管理措施1、電池儲(chǔ)存?zhèn)}庫應(yīng)獨(dú)立設(shè)置，每個(gè)防火分區(qū)面積不得超過250平方米，用實(shí)體墻分隔，安裝乙級(jí)

防火門，設(shè)置“嚴(yán)禁煙火”警示標(biāo)志；2、電池倉庫應(yīng)設(shè)置溫度、濕度控制及其檢測報(bào)警、抽排風(fēng)裝置，溫度應(yīng)控制在20±5℃