
近年来我国新能源汽车行业蓬勃发展,电动汽车的动力电池行业也进入了高速发展,电池项目规模和数量迅速增长,锂电池车间的火灾危险性特点给建筑工程设计带来新的要求。
当我们对锂电池进行充电时,电池正极生成的锂离子经过电解液运动到负极材料的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。当使用电池时,负极材料中的锂离子脱离,又运动回正极,回到正极的锂离子越多,放电容量越高。锂离子电池的电解液在其中起到了非常重要的作用。近年来,随着科学技术进步,锂离子电池注液技术有了很大的提高,控制系统、泄露报警设施的安全可靠性也有了长足进步和提高。锂离子电池注液设备配置有泄漏和排放超浓度报警、连锁控制装置等,电解液供应管路设有紧急切断阀,一旦发生事故、火情时,自动切断电解液供应,注液间按建筑特点设置泄露报警装置和事故排风连锁控制装置等安全技术措施。
锂离子电池工厂的耐火等级不应低于二级,生产车间的电解液储存间、配送间及注液区生产的火灾危险性,依据电解液的火灾危险性特征确定。当电解液的火灾危险性特征为甲乙类,但电池注液区面积小于1000平方米、内部生产设备密闭、电解液采用管道输送,且采用了浓度检测泄漏报警、自动连锁切断、独立通风确保房间浓度≤5%LEL(Lower Explosive Limit)、事故排风换气次数不小于12次/小时等措施时,火灾危险性为丙类。
电解液储存间和配送间是有爆炸危险的区域,为减少爆炸产生的破坏作用,防止或减少爆炸对其他生产部分的破坏和人员伤亡,规定甲乙类电解液储存间和配送间靠建筑的外墙布置以便直接向外泄压,储量不宜超过1昼夜的需要量,为防止地面摩擦打出火花引起爆炸,应采用不发火的导静电地面。
电解液储存间和配送间有爆炸危险,其与相邻房间区域应采用耐火极限不低于3.0小时的不燃烧体防爆墙分隔,防爆墙上不得开设门窗洞口,设置门斗相通时,门应错位布置,门斗的隔墙应为耐火极限不低于2.0小时的防火隔墙,门应采用甲级防火门。房间应设置泄压设施,泄压设施宜采用轻质屋面板、轻质墙体和易于泄压的门、窗等,应采用安全玻璃等在爆炸时不产生尖锐碎片的材料。泄压设施的设置应避开人员密集场所和主要交通道路,并宜靠近有爆炸危险的部位。作为泄压设施的轻质屋面板和墙体的质量不宜大于60公斤/平方米。屋顶上的泄压设施应采取防冰雪积聚措施。泄压面积计算公式A=10CV2/3,其中。A—泄压面积(㎡),V—房间的容积(m³),C—泄压比,按《建筑设计防火规范》(2018年版)GB 50016-2014第3.6.4条执行。但当厂房的长径比大于3时,将建筑划分为长径比不大于3的多个计算段,各计算段中的公共截面不得作为泄压面积。
储存间和配送间不发火花建筑地面材料及不发火花性能测试,应满足《建筑地面工程施工质量验收规范》GB 50209附录中的要求。导静电地面由导静导体材料构成,在使用期内电极对地电阻值应稳定在大于5.0x104Ω,小于1.0x106Ω的范围内。储存间和配送间的各部位建筑装修材料的燃烧等级,包括其顶棚、墙面、地面、隔断均应为A级不燃材料。另外,在房间门口还应设置静电消除仪,在人员进入放房间时,消除人员带的静电,内部配备洗眼器,保护操作人员,一旦有问题及时清洗面部和眼部。
电池生产过程中氮甲基吡咯烷酮(NMP)需要回收利用,由于NMP蒸汽为爆炸性的气体,从安全角度考虑,其排风系统采取相应防爆措施,应按防爆系统设计,保证了系统的安全性,避免NMP蒸汽的积聚,否则会引起火灾和爆炸,造成人员和财产损失的危害。
电池注液后的开口静置工序,是在一定干燥环境温度下,对未封口的电池进行静置,促进电解液吸收。开口静置过程,应采取独立通风、浓度检测、连锁报警,确保房间浓度≤5%LEL,事故换气次数≥12次/小时。开口静置生产工序满足以上条件,其火灾危险按照丙类生产。
电池静置后的化成工序,分为开口化成和闭口化。化成工序采用分离式设备且高度低于3米,或是连体的高位货架超过3米,且货架自带灭火装置,其过程中个别电池有发热、冒烟甚至燃烧现象,所以必须采取相应的安全措施。
开口化成,是在干燥环境电池未完全密封的情况下进行的化成,应采取措施如同开口静置,采取独立通风、浓度检测、连锁报警,确保房间浓度≤5%LEL,事故换气次数≥12次/小时。开口化成生产工序满足以上条件,其火灾危险按照丙类生产。
闭口化成,是在电池完全密封的情况下进行化成,采取措施:墙壁应是阻燃或不燃材料,有独立通风且和烟温感连锁,事故通风能力达到12次/小时。闭口化成生产工序满足以上条件,其火灾危险按照丙类生产。
老化工序,是化成后在一定温度下的电池静置。当采用不超过7米的分离式货架时,应采取的措施:墙壁采用阻燃或不燃材料,有独立通风且和烟温感连锁,事故通风能力达到12次/小时,正常生产和异常救援时燃气浓度不超过5% LEL;当采用超过7米的高位连体货架,采用堆垛机操作时,还应增加货架自带灭火装置。老化工序满足以上条件,其火灾危险按照丙类生产。
锂离子电池化成、老化区域,应采用耐火时间为2.0小时的防火隔墙和1.5小时的楼板与其他部位分隔,当隔墙上需要开设相互连通的门时,应采用甲级防火门。成品电池是合格的锂离子电池或电池组,电池的成品包装区的火灾危险性为丙类,成品库应有良好的防排烟系统,且设置有故障连锁报警装置。
成品电池还要经过测试检验,电动汽车动力电池测试分为:性能测试和安全测试。
电池性能测试,包括:外观、极性、外形尺寸及重量、室温放电容量、室温倍率放电容量、室温倍率冲电容量、低温放电容量、高温放电容量、荷电保持与容量恢复能力、耐振动、储存。性能测试不涉及可能引起电池包性能或使用寿命出现变化的实验内容,实验过程中电池包没有物理损伤,不冒烟,不起火,所以性能测试的火灾危险性类别为丙类。
电池安全性测试,包括:过放电、过充电、短路、跌落、加热、挤压、针刺、海水浸泡、温度循环、低气压。安全测试过程中存在物理损伤,可能会冒烟、起火、甚至爆炸,具有较大的火灾危险性,所以安全测试的火灾危险性类别为甲类。安全测试完成后的电池存储仓库火灾危险性为甲类,安全测试完成后的电池或者需要报废处理的电池均需要在盐水中浸泡,以使电池完全放电,降低电池危险性,所以电池经过盐水浸泡过后就不再带电,其存储仓库火灾危险性类别为丙类。
按照中国化学与物理电源行业协会团体标准,锂离子电池的测试分为:非破坏性测试与破坏性测试。密封式高温测试或长循环次数测试,测试设备需要采用抗爆或泄爆措施。使用液压油作动力的装置,其油品和油管应采取防火措施。破坏性测试实验室的就近配置足够的灭火器材(专用的水箱、灭火毯)、个体防护装备(自助式呼吸器、防毒面罩、耐高温手套等)和钳子等应急物品。破坏性测试操作控制台与设备分开设置,操作控制台在实验室外。测试区应在每一房间区域单独设计排烟系统,确保密封性,严禁与其他系统共用管道、竖井。
非破坏性电池测试,包括:容量、循环寿命、高低温冲击、真空模拟、运输振动等,其火灾危险为丙类生产。
非破坏性电池测试,包括:短路、跌落、碰撞、挤压、针刺、火烧、浸水等破坏性测试。当测试间的墙壁采用不燃或阻燃材料,有独立通风和烟雾连锁、故障报警功能,事故通风能力达到12次/小时,浓度不超过5% LEL,设备满足防火防爆功能要求。如满足以上条件,其生产火灾危险性为丙类,否则为甲类,同时需要考虑防爆、泄压。破坏性测试电池通常会破坏,释放闪点为甲乙类电解液,异常还会释放烟雾,烃类气体,加剧风险,所以设备需满足防火防爆功能:测试设备本身设置有喷气或喷水的灭火装置,设备区域具有独立抽风排烟装置且有故障报警功能,设备自身满足烃类气体的抗爆泄爆强度要求,抗爆耐压不低于2MPa和泄爆开启压力不超过0.7MPa。
近年来我国新能源汽车行业蓬勃发展,电动汽车的动力电池行业也进入了高速发展,电池项目规模和数量迅速增长,锂电池车间的火灾危险性特点给建筑工程设计带来新的要求。
当我们对锂电池进行充电时,电池正极生成的锂离子经过电解液运动到负极材料的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。当使用电池时,负极材料中的锂离子脱离,又运动回正极,回到正极的锂离子越多,放电容量越高。锂离子电池的电解液在其中起到了非常重要的作用。近年来,随着科学技术进步,锂离子电池注液技术有了很大的提高,控制系统、泄露报警设施的安全可靠性也有了长足进步和提高。锂离子电池注液设备配置有泄漏和排放超浓度报警、连锁控制装置等,电解液供应管路设有紧急切断阀,一旦发生事故、火情时,自动切断电解液供应,注液间按建筑特点设置泄露报警装置和事故排风连锁控制装置等安全技术措施。
锂离子电池工厂的耐火等级不应低于二级,生产车间的电解液储存间、配送间及注液区生产的火灾危险性,依据电解液的火灾危险性特征确定。当电解液的火灾危险性特征为甲乙类,但电池注液区面积小于1000平方米、内部生产设备密闭、电解液采用管道输送,且采用了浓度检测泄漏报警、自动连锁切断、独立通风确保房间浓度≤5%LEL(Lower Explosive Limit)、事故排风换气次数不小于12次/小时等措施时,火灾危险性为丙类。
电解液储存间和配送间是有爆炸危险的区域,为减少爆炸产生的破坏作用,防止或减少爆炸对其他生产部分的破坏和人员伤亡,规定甲乙类电解液储存间和配送间靠建筑的外墙布置以便直接向外泄压,储量不宜超过1昼夜的需要量,为防止地面摩擦打出火花引起爆炸,应采用不发火的导静电地面。
电解液储存间和配送间有爆炸危险,其与相邻房间区域应采用耐火极限不低于3.0小时的不燃烧体防爆墙分隔,防爆墙上不得开设门窗洞口,设置门斗相通时,门应错位布置,门斗的隔墙应为耐火极限不低于2.0小时的防火隔墙,门应采用甲级防火门。房间应设置泄压设施,泄压设施宜采用轻质屋面板、轻质墙体和易于泄压的门、窗等,应采用安全玻璃等在爆炸时不产生尖锐碎片的材料。泄压设施的设置应避开人员密集场所和主要交通道路,并宜靠近有爆炸危险的部位。作为泄压设施的轻质屋面板和墙体的质量不宜大于60公斤/平方米。屋顶上的泄压设施应采取防冰雪积聚措施。泄压面积计算公式A=10CV2/3,其中。A—泄压面积(㎡),V—房间的容积(m³),C—泄压比,按《建筑设计防火规范》(2018年版)GB 50016-2014第3.6.4条执行。但当厂房的长径比大于3时,将建筑划分为长径比不大于3的多个计算段,各计算段中的公共截面不得作为泄压面积。
储存间和配送间不发火花建筑地面材料及不发火花性能测试,应满足《建筑地面工程施工质量验收规范》GB 50209附录中的要求。导静电地面由导静导体材料构成,在使用期内电极对地电阻值应稳定在大于5.0x104Ω,小于1.0x106Ω的范围内。储存间和配送间的各部位建筑装修材料的燃烧等级,包括其顶棚、墙面、地面、隔断均应为A级不燃材料。另外,在房间门口还应设置静电消除仪,在人员进入放房间时,消除人员带的静电,内部配备洗眼器,保护操作人员,一旦有问题及时清洗面部和眼部。
电池生产过程中氮甲基吡咯烷酮(NMP)需要回收利用,由于NMP蒸汽为爆炸性的气体,从安全角度考虑,其排风系统采取相应防爆措施,应按防爆系统设计,保证了系统的安全性,避免NMP蒸汽的积聚,否则会引起火灾和爆炸,造成人员和财产损失的危害。
电池注液后的开口静置工序,是在一定干燥环境温度下,对未封口的电池进行静置,促进电解液吸收。开口静置过程,应采取独立通风、浓度检测、连锁报警,确保房间浓度≤5%LEL,事故换气次数≥12次/小时。开口静置生产工序满足以上条件,其火灾危险按照丙类生产。
电池静置后的化成工序,分为开口化成和闭口化。化成工序采用分离式设备且高度低于3米,或是连体的高位货架超过3米,且货架自带灭火装置,其过程中个别电池有发热、冒烟甚至燃烧现象,所以必须采取相应的安全措施。
开口化成,是在干燥环境电池未完全密封的情况下进行的化成,应采取措施如同开口静置,采取独立通风、浓度检测、连锁报警,确保房间浓度≤5%LEL,事故换气次数≥12次/小时。开口化成生产工序满足以上条件,其火灾危险按照丙类生产。
闭口化成,是在电池完全密封的情况下进行化成,采取措施:墙壁应是阻燃或不燃材料,有独立通风且和烟温感连锁,事故通风能力达到12次/小时。闭口化成生产工序满足以上条件,其火灾危险按照丙类生产。
老化工序,是化成后在一定温度下的电池静置。当采用不超过7米的分离式货架时,应采取的措施:墙壁采用阻燃或不燃材料,有独立通风且和烟温感连锁,事故通风能力达到12次/小时,正常生产和异常救援时燃气浓度不超过5% LEL;当采用超过7米的高位连体货架,采用堆垛机操作时,还应增加货架自带灭火装置。老化工序满足以上条件,其火灾危险按照丙类生产。
锂离子电池化成、老化区域,应采用耐火时间为2.0小时的防火隔墙和1.5小时的楼板与其他部位分隔,当隔墙上需要开设相互连通的门时,应采用甲级防火门。成品电池是合格的锂离子电池或电池组,电池的成品包装区的火灾危险性为丙类,成品库应有良好的防排烟系统,且设置有故障连锁报警装置。
成品电池还要经过测试检验,电动汽车动力电池测试分为:性能测试和安全测试。
电池性能测试,包括:外观、极性、外形尺寸及重量、室温放电容量、室温倍率放电容量、室温倍率冲电容量、低温放电容量、高温放电容量、荷电保持与容量恢复能力、耐振动、储存。性能测试不涉及可能引起电池包性能或使用寿命出现变化的实验内容,实验过程中电池包没有物理损伤,不冒烟,不起火,所以性能测试的火灾危险性类别为丙类。
电池安全性测试,包括:过放电、过充电、短路、跌落、加热、挤压、针刺、海水浸泡、温度循环、低气压。安全测试过程中存在物理损伤,可能会冒烟、起火、甚至爆炸,具有较大的火灾危险性,所以安全测试的火灾危险性类别为甲类。安全测试完成后的电池存储仓库火灾危险性为甲类,安全测试完成后的电池或者需要报废处理的电池均需要在盐水中浸泡,以使电池完全放电,降低电池危险性,所以电池经过盐水浸泡过后就不再带电,其存储仓库火灾危险性类别为丙类。
按照中国化学与物理电源行业协会团体标准,锂离子电池的测试分为:非破坏性测试与破坏性测试。密封式高温测试或长循环次数测试,测试设备需要采用抗爆或泄爆措施。使用液压油作动力的装置,其油品和油管应采取防火措施。破坏性测试实验室的就近配置足够的灭火器材(专用的水箱、灭火毯)、个体防护装备(自助式呼吸器、防毒面罩、耐高温手套等)和钳子等应急物品。破坏性测试操作控制台与设备分开设置,操作控制台在实验室外。测试区应在每一房间区域单独设计排烟系统,确保密封性,严禁与其他系统共用管道、竖井。
非破坏性电池测试,包括:容量、循环寿命、高低温冲击、真空模拟、运输振动等,其火灾危险为丙类生产。
非破坏性电池测试,包括:短路、跌落、碰撞、挤压、针刺、火烧、浸水等破坏性测试。当测试间的墙壁采用不燃或阻燃材料,有独立通风和烟雾连锁、故障报警功能,事故通风能力达到12次/小时,浓度不超过5% LEL,设备满足防火防爆功能要求。如满足以上条件,其生产火灾危险性为丙类,否则为甲类,同时需要考虑防爆、泄压。破坏性测试电池通常会破坏,释放闪点为甲乙类电解液,异常还会释放烟雾,烃类气体,加剧风险,所以设备需满足防火防爆功能:测试设备本身设置有喷气或喷水的灭火装置,设备区域具有独立抽风排烟装置且有故障报警功能,设备自身满足烃类气体的抗爆泄爆强度要求,抗爆耐压不低于2MPa和泄爆开启压力不超过0.7MPa。