一、原材料分析

鋰離子電池生產包括正極、負極、隔膜、NMP和電解質等材料。這些材料的火災安全性決定著鋰離子電池生產過程的安全。

1.正極材料

傳統的鋰離子電池采用鈷酸鋰作為正極材料，隨著鋰離子金屬過渡氧化物及新型正極材料被廣泛研究，如：鎳酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳、磷酸鐵鋰等大量新型材料被推廣使用。

2.負極材料

鋰電池的負極材料包括碳負極材料、錫負極材料、含鋰過渡金屬氮化物負極材料、合金類負極材料和納米級負極材料。目前，實際應用于鋰離子電池的負極材料一般都是碳素材料，包括天然石墨、人造石墨、石墨化中間碳素微球。石墨材料比較穩定，所以負極材料火災危險性相對較低，使用比較安全。

3.隔膜材料

在鋰電池結構中，隔膜是關鍵的內層組件之一。目前鋰電池隔膜材料一般采用高強度膜化的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或者PE/PP 復合物。聚烯烴材料具有強度高、防火、耐化學試劑、耐酸堿腐蝕性好、生物相容性好、無毒等優點，在眾多領域得到了廣泛的應用。聚烯烴化合物可以提供良好的機械性能和化學穩定性，具有高溫自閉性能。

4.NMP

N-甲基吡咯烷酮，中文名：NMP。NMP外觀為無色透明油狀液體，是重要的化工原料，是一種選擇性強和穩定性好的極性溶劑，具有揮發度低、沸點高、溶解力強、可生物降解、可回收利用等特點，鋰電池生產中采用的粘結劑都是使用NMP。NMP屬于易燃性液體，加熱或燃燒后會產生毒煙，具有刺激性，長期接觸會刺激眼睛和皮膚。NMP具有一定火災危險性，儲存時要嚴禁明火，發生火災時可采用干粉、泡沫、霧狀水、二氧化碳滅火器等緊急滅火措施。

5.電解液

鋰電池電解液是電池中離子傳輸的載體，一般由高純度的有機溶劑、電解質鋰鹽、必要的添加劑等原料，在一定條件下、按一定比例配制而成的。鋰離子電池電解液主要成分包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、六氟磷酸鋰。 電解液是低閃點易燃液體，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。能與氧化劑能發生劇烈反應。蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇火源會著火回燃。電解液存于陰涼、通風的庫房，遠離火種、熱源儲存庫溫不宜超過30℃。保持容器密封。有效的滅火方式可以采用噴水冷卻，滅火劑：泡沫二氧化碳、干粉、沙土。

二、鋰電池廠房消防存在的問題

與其它的可燃物體不同，由于電池本身特殊的物理化學構成，鋰電池生產原材料著火后會發生劇烈的化學反應，產生巨大的熱量，這對消防控制是很大的挑戰，針對鋰電池生產廠房消防系統設計重點有以下幾點：

1.針對NMP和電解液這類具有火災危險性的原材料貯存庫的有效的消防措施。

2.生產廠房內的原料暫存間的消防系統設計。

3.生產廠房內電池半成品存放的貨架庫的消防系統設計。

三、消防解決措施

經過與NMP和電解液的生產研制單位、相關消防部門、審圖部門溝通，分析火災特點和滅火措施采取的消防措施如下：

1.NMP庫房屬于丙類庫房，消防措施采用水滅火系統和泡沫滅火裝置。NMP庫房設置消防事故池，消防事故池的作用是將火災期間消防廢水收集至事故池，防止含有NMP的有毒廢水排至室外雨污管線，造成更嚴重的危害污染。

2.電解液庫房屬于甲類庫房，對溫度的要求很高，不適宜的溫度會引起電解液燃燒、爆炸，因此房間內設有精密空調溫度控制系統和火災自動報警系統，同時設置水滅火系統和泡沫滅火裝置。同NMP庫房一樣設置事故池，防止污染。

3.原材料、電池半成品、成品儲存在自動化物流庫房，該類庫房定性為丙類庫房，經常采用多排多層貨架，貨架間過道比較狹窄，貨位相對封閉相互遮擋、火災易蔓延擴散、危害性大。火災時人員撲救困難，依賴自動滅火。根據高架庫火災危害性的特點，根據《自動噴水滅火系統設計規范》，為了防止誤操作和誤噴，設計一般采用預作用自動噴水滅火系統。系統設計必須滿足以下設計要求：一是根據貨架和貨位情況布置貨架內置噴頭，能保護到每個貨架的每個貨位，同時不影響物流正常運行；二是自動噴水系統能自動感知火情并啟動控制滅火；三是系統控制簡便，易于操作，安全可靠。規范要求宜在自地面起每4米高度處設置一層貨架內置噴頭，結合項目特點，在符合規范的前提下，也可以每2米或3米設置一層噴頭。

4.化成工序，鋰電池火災爆炸事故的主要發生在電池化成的工序中，該工序包括多次的循環充放電、儲存、在老化房中進行升溫老化、驗貨測試、裝箱出廠等。這個過程是事故的多發階段安全性不好的或不合格的電池在化成中容易發生起火。

在進行消防系統設計時，針對化成工序的火災危險，除了常規消防措施，在定容間、定容設備間等重要工藝環節設置消防槽。消防槽內平時注滿水，在化成過程中，質量有不合格的電池發生冒煙有著火跡象時，除了常規消防措施，可快速將有火災危險的電池轉移入消防槽內進行滅火隔離，保護周圍人員、設備、貨物的安全。

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