随着科技的不断发展,锂电池在各类电子设备和电动交通工具中的应用变得越来越广泛。无论是在手机、笔记本电脑,还是电动汽车、储能设备中,锂电池都扮演着至关重要的角色。然而,由于其高能量密度和特性,锂电池一旦发生故障或损坏,可能会导致火灾或爆炸等严重事故。因此,了解锂电池灭火的正确方式,成为保障人员和财产安全的关键。
一、事发经过与处置
2024年3月30日,江苏大学汽车学院车辆工程专业本科生温某某(队长,学号x)和硕士研究生郭某某(学号x)、季某某(学号x)在大平房赛车队车间准备对锂电池模组进行定期检查。15:25左右,三人在将锂电池模组从货架搬运至地面,放置地面后,进行电池连接和定期检查,但在电池连接结束后约30秒时间,听到电池组发出轻微声响,随即电池模组出现电火花,随后出现明火,三人立即呼喊车间外面的几名队员拿取灭火器对电池进行灭火,队员同步关闭了车间总电闸,同时联系了实验老师,指导老师第一时间联系了校保卫处消防管理科。学生使用了多支灭火器扑灭了明火,但经过短暂时间后,电池再次燃烧,学生再次使用了灭火器对电池进行灭火,水基灭火器用完后用干粉灭火器,累计约12支,但此时火势变大,冒出浓烟,为保护人身安全,学生全部撤离车间。15:35左右校消防管理科人员、学院领导、实验室老师等迅速到达现场,到场后立即使用了消防栓进行灭火,同时拨打了119火警电话,消防员到场后,16:00左右将火扑灭。

事发现场内部场景
二、原因调查与分析
(一)原因调查。汽车学院于31日上午组织了动力电池领域2名专业教师对事件过程进行详细分析,结合实验室安全责任人和学生自述,初步认定事件原因为:多年(2020年3月采购)低频使用和几个月长时间静置存放后,电池内部108个单体电池性能出现不一致,部分电芯已老化;此外,由于赛车的跑动晃动和参赛运输颠簸,各单体电池连接处出现松动,并可能引起电池外部绝缘保护膜破损、连接线皮破损。在本次搬运检查操作时发生电池组内部的短路引发自燃,造成此事故。经评估:此次事件过火面积约6平方米,直接经济损失约2000元。事故未造成人员伤亡。
(二)人员情况调查。三名学生在进行实验之前,均通过实验室准入考试,具备进入实验室的资格,其中队长温X参加过赛事主办方--中国汽车工程学会组织的电气系统安全员培训,并具有电气系统安全员培训证书。学生进出实验室均有记录(纸质和电子稿),实验室制定了赛车队车间规范操作条例(已上墙),车队定期例会都进行了安全教育,并有会议纪要。学生从货架将锂电池搬运至地面,搬运、拿取过程操作谨慎,全程未出现电池磕碰,且地面材料为环氧树脂,不具备导电性,多次检查确保电池周边没有导电材料后才进行检查,电池连接线束均使用防错插头。
(三)复燃原因。使用多支灭火器扑灭了明火,但很快再次复燃。江苏大学汽车工程研究院动力电源中心主任教授栗欢欢认为:锂电池起火一般是发生了热失控,电池内部正负极之间的隔膜遭到了破坏,从而发生短路,释放出大量的热和有毒有害的易燃易爆气体。锂电池起火以后会迅速引燃周围的物品,我们通常采取的灭火手段只能将被引燃的物品扑灭,而锂电池内部的链式反应很难中断,因此扑灭的难度很大。干粉灭火器能够起到一定效果,但是抗复燃的效果较差,水基灭火器相对于干粉灭火器来说效果更好,不仅能够扑灭明火,还能起到冷却降温和隔绝氧气的双重作用,也更易渗透到可燃物的内部,有更好的抗复燃效果。多功能灭火毯是一种具有隔热、抑烟和防火等功能的紧急灭火器材,能够第一时间控制火势蔓延,将火灾控制在局部,但灭火时间相对较长,成本较高。从目前的实践来看,用大量的水持续进行扑救是最为有效的,对锂电池能够起到很好的冷却降温作用,而且成本最低。
(四)火情损失评估。2024年4月9日,江苏大学审计处对汽车与交通工程学院大平房实验室火情损失进行评估。经评估:大平房实验室损毁电池108节,购置时间为2020年,原值1706.4元,累计折旧1365.12元,净值341.28元,净损失341.28元。损毁货架1个,购置时间为2016年,原值为230元,为恢复使用需重新购置,价格为196元,评定此项损失为196元。损毁风扇1台,购置时间为2020年,原值为150元,为恢复使用需重新购置,价格为158元,评定此项损失为158元。实验室石膏板墙面损坏约8平方米,修复需440元。综上,评定此次火情损失合计1135.28元。依据《江苏大学安全生产责任制规定》(江大校〔2019〕412号)第三十五条第4款规定,汽车与交通工程学院大平房实验室发生的火情属校级轻微安全事件。

2024年10月9日,《央视新闻》及其客户端刊发《十多个灭火器都没扑灭!电动自行车起火,该怎么处理?》
三、锂电池火灾的特点与预防
(一)锂电池火灾与传统火灾相比具有独特的危险性,主要表现在以下几个方面:
1.热失控反应:锂电池一旦发生热失控,内部的化学反应将迅速升温并释放大量能量,可能导致火势迅速蔓延。
2.电解液燃烧:锂电池中的电解液含有易燃化学物质,如碳酸酯类,燃烧时会产生毒性气体。
3.火源扩散性强:锂电池如果未完全熄灭,可能会因再次接触空气或发生二次热失控而引发复燃。
4.爆炸风险:在高温或外部压力的影响下,锂电池可能爆炸,飞溅的电池碎片和高温气体会对周围环境造成严重损害。因此,处理锂电池火灾时需要特别小心,采用错误的灭火方法可能会导致火势加剧或发生二次爆炸。
(二)锂电池火灾的发生往往与电池的使用、存储及充电过程中的不当操作有关。为减少锂电池火灾的风险,可以采取以下预防措施:
1.避免过充与过放:遵循电池生产厂商的充电和使用建议,避免过度充电或电池完全放电。
2.使用正规产品:购买通过认证的锂电池产品,避免使用劣质电池。
3.避免高温环境:锂电池应存放在温度适宜的环境中,避免暴露在高温或直射阳光下。
4.定期检查电池:定期检查电池是否存在破损、膨胀或过热等问题,及时更换损坏的电池。
5.选择合适的充电设备:使用原厂认证的充电器,避免使用不匹配的充电设备,减少过热的风险。
四、事故启示与整改
(一)加强实验室锂电池及锂电材料的管理。深入分析类似动力电池之类的各高风险安全隐患,对开展电池研究的实验室全面排查,厘清实验室或实验场所锂电材料和锂电池的数量和状态,有超期服役、外壳鼓包、无法充电等异常现象的,妥善放置于空旷地带或者单独存放,科学评估,及时处置,消除隐患,举一反三,确保无类似问题发生。对正常开展锂电池实验或使用锂电池作为动力的设备,工作期间禁止无人值守,非工作时间开展实验的,需要有值日老师在场。针对方程式赛车用电池使用方面进行整改,每月安排专人在规定安全场所进行定期充放电,每季度定期进行电池性能检测和安全检查,将电池使用时间控制在3年以内。
(二)加强锂电池使用人员的培训与应急演练。邀请江苏大学汽车工程研究院锂电池研究专家栗欢欢教授,为锂电池实验室安全管理员开展了锂电池安全专项培训。使用锂电材料、测试锂电池性能或使用锂电池作为动力的设备,要有风险评估、应急预案并能第一时间科学有效应急。增设水基灭火器,安装烟感报警、视频监控等安全设施,提高应急管理能力。

央视采访江苏大学栗欢欢教授对锂电池起火机理、内部链式反应进程等进行了讲解
(三)严格落实全员安全生产责任制。认真吸取此次事件教训,加强典型火情的宣传教育,完善实验室安全技术防范措施,切实做好实验室安全宣传教育与培训工作,按照全覆盖要求,对实验室负责人、管理人员、指导教师、学生等人员每学期至少进行2次全面的安全教育。严格落实全员安全生产责任制,对开展实验的实验室加强每日安全巡查,及时排查整改各类安全隐患。
五、结束语
锂电池作为现代科技产品中的重要组成部分,虽然带来了便利,但也伴随着一定的安全风险。正确了解锂电池火灾的灭火方法,并采取预防措施,是每个使用者必须具备的安全常识。在面临锂电池火灾时,快速反应、使用合适的灭火工具和采取正确的应对策略,能够大大降低事故的危害。同时,科学合理地使用与保养锂电池,确保其在安全的环境中发挥最大效用,是每个人都应遵循的基本原则。