锂电池生产企业的消防安全问题及对策研究

杨小龙

（苏州工业园区消防救援大队，江苏苏州 215000）

0.引言

锂电池因其高额定电压、高储存能量密度、高使用寿命以及绿色环保等独特优势，在计算机、通讯、汽车等多个领域得到了广泛的应用，也带动着多家锂电池生产企业实现了跨越式发展[1]。然后，由于锂电池自身的特性，随着企业数量与生产规模的不断提升，其生产环节的火灾隐患也随之增多，近年来锂电池生产环节的火灾事故频发，给行业发展造成了严重的打击。因此，深入研究锂电池生产企业的消防安全问题，制定完善的生产环节安全防治措施具有极其重要的现实意义。

1.锂电池生产企业火灾的成因

由于锂电池独特的内部构成，若出现外部环境温度过高、电池充电过度、遭到强烈的外力冲撞、压缩、电池内部短路等情况时，容易导致电池出现热失控的问题，使得锂电池产生燃烧并发生爆炸事故，若爆炸蔓延至其他区域产生连锁反应，就酿成了严重的火灾事故[2]。除此之外，锂电池的生产工艺流程（见表1）中多个环节需要在高温环境下进行，也为锂电池的生产加工埋下了一定的安全隐患[3]。

表1 锂电池生产工艺流程示意

2.锂电池生产企业消防安全方面存在的问题

目前锂电池厂房在消防安全设计方面的主要参考依据为《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）及其他相关消防系统设计规范，但上述的所有消防规范都没有为锂电池生产企业制定较为明确、具体的规定。相关数据显示，我国目前大多数锂电池生产企业的建筑均被划分为丙类或丙类以下的火灾危险性建筑[4]。但最近几年锂电池企业生产环节火灾事故频发，也让我们意识到，锂电池企业的生产风险系数较高，生产厂房与储存仓库这些建筑的火灾危险性远远高于现有的等级划分标准，并且大部分企业在建筑消防设计方面存在不少问题与缺陷。

3.优化锂电池生产企业的防火设计

为提高锂电池生产企业的生产安全，应首先优化现存的消防设计，尽量做到事前预防，从生产源头处消除安全事故隐患。

3.1 明确锂电池生产企业的防火分区

各大锂电池生产企业应当根据相关消防规范，严格限定生产厂房的耐火级别、允许建筑面积与层数，从而合理规划防火分区，如表2所示。

表2 生产厂房限定条件

锂电池生产企业还应当根据相应的建筑与消防规范，严格限定产品仓库的耐火等级、厂房的最大允许层数以及不同防火分区下最大允许面积，如表3所示。

表3 产品仓库限定条件

3.2 明确锂电池生产企业的建筑防火间距

目前不少锂电池生产企业为提升生产能力或扩大生产规模，大部分企业均采用多层式厂房与多层式仓库，并且这些厂房与仓库的建筑耐火等级通常都是一级或二级，因此，参考相关消防规范的要求，应当将其与周边建筑的防火间距界定如表4所示。

表4 各类厂房与仓库的防火间距限定

3.3 优化锂电池生产企业的安全疏散设计

《建筑设计防火规范》中明确指出：针对火灾危险性为丙类、耐火等级为一级或二级的多层式厂房，其建筑范围内任意位置距离最近安全出口不得大于60m。建筑内部安全通道的出口门、楼梯与过道的净宽应当根据需要疏散的员工数量而定，其中楼梯的净宽最小不得低于1.1m；而对于产品仓库而言，因为大部分企业不会在仓库中安排较多工作人员，因此相关规范也未颁布明确的仓库疏散规定，但各大生产企业应当保证在仓库各个防火分区内设置至少2个以上的安全疏散岀口。

3.4 优化锂电池生产企业的救援设施设计

参考消防相关规定，企业的生产火灾危险应为丙类、占地面积超过3000m2的丙类生产厂房）、占地面积超过1500m2的仓库中布置消防车道，如果条件受限，企业应当在建筑外侧布置消防车道。根据锂电池生产企业的规模。

3.5 强化老化处理工艺流程的消防设计

老化处理是锂电池制造工艺中不可或缺的一个关键环节，目前不同企业的老化处理在工艺流程上存在一定的差异性，但是这些工艺流程均存在一定的火灾风险，因此各大锂电池生产企业应当对此给予高度重视。

在进行锂电池的高温老化处理时，一些类型的电池需要在40℃～80℃的高温环境下持续通电4h～48h，以此从生产的产品中筛选出不合格的电池。如果生产企业未对这些不合格电池进行妥善的隔离处理，可能导致电池燃烧、爆炸，从而酿成严重的火灾事故。

因此，各大锂电池生产企业应当基于企业所选用的老化处理工艺流程特点，使用实体砖墙将老化处理区域与其他区域隔离开来，并将不合格电池安置于专门的处理柜中进行隔离处理，以防止电池燃烧时出现火灾蔓延的情况。

4.完善锂电池生产企业的消防设施建设

4.1 完善建筑外部消防给水系统

锂电池生产企业应当在生产区域的所有建筑外部布置消防栓系统。参照消防给水方面的相关要求，厂房与仓库的消防栓在用水量方面应当符合以下标准，如表5所示。

表5 建筑外部消防栓用水量标准

4.2 完善建筑内部消防给水系统

根据相关消防规范规定，占地面积超过300m2的建筑应当在建筑内部布置消防栓系统，建筑内部消防系统的进水管应当不低于2根，消火栓之间的距离的间距应当不超过30m；建筑内部消防系统的用水量应当符合以下标准，如表6所示。

表6 建筑内部消防栓用水量标准

4.3 布置自动喷水灭火系统

根据相关消防规范，占地面积超过1500m2或建筑整体面积超过3000m2的建筑应当布置自动应设置消防喷水灭火系统[5]。锂电池生产企业作为生产人员分布较为密集的企业，如果生产区域出现火灾，有很大几率造成经济损失巨大、人员伤亡严重的重要灾害，因此应当在厂房与仓库建筑内部合理布置消防喷水灭火系统。

锂电池生产风险较高，因此应当结合企业生产的实际情况，设定各类建筑的火灾危险等级，并以此为依据选择消防喷水灭火系统的出水强度。一般而言，应当将生产厂房的火灾危险等级设定为中等危险I级，将系统的出水强度设定为6L/min·m2，喷射覆盖面积为160m2，出水量设定为21L/s；对于产品仓库而言，一般将火灾危险等级设定为仓库危险II级，储物高度不超过3.5m，将系统的喷水强度设定为8L/min·m2，喷射覆盖面积为160m2，出水量设定为30L/s，通过设定锂电池各类型建筑中消火栓的用水量与消防喷水灭火系统的喷水强度，可计算出整个生产区域内消防水池的容量[6]。

4.4 布置火灾自动报警系统

根据相关消防规范，占地面积超过1500m2或建筑整体面积超过3000m2的建筑应当布置火灾自动报警系统，因此，锂电池生产企业应当根据实际生产需要，在生产厂房与产品仓库内布置相应的火灾自动报警系统[7]。

4.5 完善防排烟系统

根据相关消防规范，火灾危险性为丙类，占地面积超过300m2且人员密集或可燃物较多的生产厂房与火灾危险性为丙类，占地面积超过1000m2的产品仓库应当进行有效的排烟设计，对于锂电池生产企业而言，可选择机械排烟或自然排烟等两种方式，若选择自然排烟的方式，其排烟口的整体面积大小应当不低于所在建筑整体面积的2%～5%，排烟口距离所在防烟区域最远端的水平距离应当不高于30m[8]。

如果企业受到条件限制，使得排烟口的整体面积难以达到上述标准或排烟口与方言区与最远端的水平距离难以达到上述标准，应当选用机械排烟的方式，在建筑内部装设机械排烟系统，系统的排烟量应当不低于以下标准，建筑空间净高小于或等于6m的场所，其排烟量应按不小于60m3/（h·m2）计算，且取值不小于15000m3/h，建筑空间净高大于6m参照《GB 51251-2017 建筑防烟排烟系统技术标准》[9]。

4.6 完善灭火设备的配置

根据锂电池生产环节可能存在的火灾风险因素，各大锂电池生产企业应当遵循A类火灾场所的要求，在厂房与仓库等高危建筑内部配置足够数量的干粉灭火器。参照灭火器方面的相关规定，在锂电池生产企业的建筑内部，手提式灭火器的最大保护距离应当设定为20m，推车式灭火器应当设定为40m，单据灭火器的最小灭火等级应当不低于2A，最大覆盖面积为75m2/A。

5.结语

随着锂电池生产企业数量的不断增加与企业规模的持续扩大，锂电池生产环节可能的安全隐患也不断增多，使得火灾事故频发。因此，强化锂电池生产企业的消防安全已刻不容缓。各大锂电池生产企业应当对生产安全给予高度重视，在实际的锂电池生产中，严格遵循相关建筑与消防的规范，优化锂电池生产企业的防火设计，完善锂电池生产企业的消防设施建设，从而保证锂电池生产的效率与安全。