Brandveiligheid in fabrieken met lithiumbatterijen: risico's, preventie en bescherming

Met de snelle groei van nieuwe energievoertuigen, energieopslagsystemen en elektronische producten blijft de productie-industrie van lithiumbatterijen in een opmerkelijk tempo groeien. Vergeleken met conventionele industriële activiteiten maken fabrieken van lithiumbatterijen gebruik van batterijcellen, chemische materialen, laad-{1}}ontlaadapparatuur en een groot aantal elektrische apparaten, waardoor het productieproces veel complexer wordt en er hogere eisen worden gesteld aan het brandveiligheidsbeheer.

Wanneer een lithiumbatterij niet goed functioneert, kan deze te maken krijgen met een snelle temperatuurstijging, rookontwikkeling, verbranding of zelfs thermische overstroming. Als dergelijke afwijkingen niet tijdig worden gecontroleerd, kunnen ze omliggende cellen of apparatuur beïnvloeden.

Daarom kan de brandveiligheid in een lithiumbatterijfabriek zich niet uitsluitend richten op het blussen van branden nadat deze zich hebben voorgedaan. Het moet vanuit meerdere perspectieven worden bekeken, waaronder risico-identificatie, productiebeheer, monitoring en vroegtijdige waarschuwing, brandbestrijdingsapparatuur en opleiding van personeel.

Wat zijn de belangrijkste brandrisico’s in een lithiumbatterijfabriek? Welke productiegebieden vragen de meeste aandacht? En hoe moeten fabrieken effectieve brandbeveiliging implementeren?

Wat is brandveiligheid in een lithiumbatterijfabriek?

Brandveiligheid in een fabriek voor lithiumbatterijen verwijst naar het treffen van passende preventie-, monitoring- en noodmaatregelen voor brandrisico's die kunnen ontstaan ​​tijdens de productie, assemblage, testen en opslag van batterijen.

Het is niet simpelweg een kwestie van een paar brandblussers in de fabriek plaatsen. In plaats daarvan vereist het een redelijke configuratie op basis van de risicokenmerken van verschillende productiegebieden.

Grondstoffenmagazijnen moeten zich bijvoorbeeld richten op materiaalopslag en omgevingsomstandigheden, productiegebieden moeten aandacht besteden aan apparatuur en elektrische veiligheid, en laad-{0}}ontladingstestgebieden moeten prioriteit geven aan veranderingen in batterijtemperatuur en abnormale omstandigheden.

Daarom moet een alomvattend brandveiligheidsplan voor een lithiumbatterijfabriek meerdere fasen bestrijken, van productie tot opslag.

Brandrisico's in fabrieken voor lithiumbatterijen

Het identificeren van de risicobronnen in een lithiumbatterijfabriek is de eerste stap bij het ontwikkelen van brandveiligheidsmaatregelen.
BatterijThermischWeggelopen
Thermal runaway is een van de meest besproken kwesties op het gebied van de brandveiligheid van lithiumbatterijen. Het treedt op wanneer een abnormale reactie in de batterij een grote hoeveelheid warmte genereert. Als de temperatuur blijft stijgen, kan dit de interne structuur van de batterij verder beschadigen, wat kan leiden tot rook, verbranding en andere gevaarlijke gevolgen. Voor batterijfabrikanten moet bijzondere aandacht worden besteed aan de productie van cellen, laad-ontlaadprocessen, testen en opslag van eindproducten. Thermal runaway is een zichzelf onderhoudende exotherme reactie die intense hitte en brandbare gassen kan produceren en zich snel kan voortplanten naar aangrenzende cellen, waardoor een kettingreactie ontstaat die uiterst moeilijk te stoppen is als deze eenmaal op gang is gebracht.
ElektrischApparatuuren bedradingsfouten
Fabrieken voor lithiumbatterijen zijn sterk afhankelijk van elektrische apparatuur, oplaadsystemen en geautomatiseerde productielijnen. Defecte bedrading, overbelaste circuits, slechte verbindingen of degradatie van apparatuur kunnen vonken of overmatige hitte genereren, waardoor omliggende materialen kunnen ontbranden of batterijstoringen kunnen ontstaan. Elektrische installaties moeten voorzien zijn van aardingsbeveiliging en twee{2}}lekschakelaars, en er moeten regelmatig inspecties en registraties van elektrische bedrading en circuits plaatsvinden.
GrondstofEnGerelateerde materiaalopslag
Bij de productie van lithiumbatterijen zijn ontvlambare elektrolyten, organische oplosmiddelen en andere chemische materialen betrokken. Onjuiste opslagomstandigheden-zoals onvoldoende ventilatie, te hoge temperaturen of incompatibele materialen die samen worden opgeslagen-kunnen brandgevaar veroorzaken. De opslagruimte moet de juiste classificatie, omgevingscontroles en duidelijke toegang tot brandbestrijdingsapparatuur behouden.
Opladen-Afvoeren testprocessen
Oplaad-ontladings- en testprocessen zijn operaties met een hoog-risico bij de productie van lithiumbatterijen. Tijdens deze processen worden batterijen blootgesteld aan elektrische spanning die interne defecten aan het licht kan brengen of abnormale verwarming kan veroorzaken. Veiligheidstests en faalrisicotests behoren tot de belangrijkste processen waarvan is vastgesteld dat ze hogere potentiële risico's met zich meebrengen.

Welke productieruimtes vereisen gerichte brandveiligheidsaandacht?

Niet alle gebieden in een lithiumbatterijfabriek hebben hetzelfde brandrisico. Op basis van het productieproces kan doelgericht management worden geïmplementeerd.
GrondstofOpslagGebied
Focus op materiaalclassificatie, opslagomstandigheden, omgevingstemperatuur en ventilatie. Toegangsroutes voor brand en toegangsgebieden voor brandbestrijdingsapparatuur moeten vrij blijven om te voorkomen dat noodoperaties worden gehinderd.
CelProductieGebied
Het celproductiegebied omvat processen zoals coating, wikkelen, injectie van elektrolyten en afdichting. Belangrijke processen, waaronder positieve elektrodecoating, elektrolytinjectie, vorming en afdichtingslassen brengen verhoogde brandrisico's met zich mee. Er moet aandacht worden besteed aan de status van de apparatuur, lokale afzuigventilatie en de ophoping van brandbaar stof of dampen van oplosmiddelen.
BatterijMontageGebied
Tijdens de batterijassemblage worden cellen gecombineerd tot modules en pakketten. Dit gebied vereist aandacht voor de integriteit van elektrische verbindingen, de juiste omgang met cellen om mechanische schade te voorkomen, en de beheersing van ontstekingsbronnen. Beschadigde of defecte cellen moeten onmiddellijk worden geïdentificeerd en geïsoleerd.
Opladen-AfvoerTestgebied
Dit is een van de gebieden met het hoogste-risico in een fabriek voor lithiumbatterijen. Batterijen die laad--ontlaadcycli ondergaan, kunnen abnormale temperatuurstijgingen ervaren die kunnen leiden tot thermische overstroming. In dit gebied moeten temperatuurbewaking, videobewaking en automatische brandblussystemen worden geïnstalleerd.
EindproductOpslagGebied
Afgewerkte batterijproducten kunnen, zelfs nadat ze de kwaliteitscontrole hebben doorstaan, nog steeds brandgevaar opleveren als ze niet op de juiste manier worden bewaard. De opslagruimte moet de juiste temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden handhaven, de stapelhoogte beperken, een goede scheiding tussen de batterijbatches garanderen en uitgerust zijn met branddetectie- en blussystemen.

Hoe brand in lithiumbatterijfabrieken voorkomen?

De focus van brandveiligheid ligt niet alleen op wat te doen nadat er brand is ontstaan, maar, nog belangrijker, op het minimaliseren van de kans dat abnormale omstandigheden zich tot brand ontwikkelen.
Temperatuur enAbnormaalConditiebewaking
Voor batterijproductie- en testruimtes kunnen temperatuurmonitoring en andere detectiemethoden worden gebruikt op basis van werkelijke omstandigheden om abnormale temperatuurstijgingen onmiddellijk te identificeren. Als er een defect aan de batterij wordt gedetecteerd, moet deze worden geïsoleerd en afgehandeld volgens de door de fabriek vastgestelde veiligheidsprocedures.
VersterkenElektrischApparatuurinspectie
Regelmatige inspectie en onderhoud van elektrische apparatuur, bedrading en aansluitingen zijn essentieel. Dit omvat het controleren op oververhitting, losse verbindingen, beschadigde isolatie en een goede aarding. Elektrische beveiligingsapparaten zoals overspannings-, overbelastings- en lekbescherming moeten worden geïnstalleerd en regelmatig worden getest.
ImplementerenZoneringBeheer
Verschillende delen van de fabriek moeten worden gescheiden op basis van hun brandrisiconiveaus. Formatie- en verouderingswerkplaatsen, evenals afgewerkte en half{1}}batterijmagazijnen, moeten afzonderlijk worden ingericht met fysieke wanden en klasse A-branddeuren. Grote verouderingswerkplaatsen moeten verder worden gescheiden door brandmuren.
VestigenAbnormaalProcedures voor het omgaan met batterijen
Er moet een duidelijke procedure worden opgesteld voor het omgaan met abnormale of defecte batterijen. Dit omvat identificatie, isolatie, veilige opslag en juiste verwijdering. Abnormale batterijen moeten in aangewezen isolatiegebieden worden geplaatst, uit de buurt van andere materialen, en voortdurend worden gecontroleerd.
Verbeter het ontslag van werknemersVeiligheidOpleiding
Alle werknemers moeten regelmatig brandveiligheidstraining krijgen, inclusief kennis van brandrisico's, correct gebruik van brandbestrijdingsmiddelen, noodevacuatieprocedures en rapportageprotocollen. Personeel dat in gebieden met hoog-risico werkt, moet over gedocumenteerde trainingsgegevens beschikken.

Met welke brandbestrijdingsmiddelen moet een fabriek voor lithiumbatterijen worden uitgerust?

Een alomvattend fabrieksbrandveiligheidsplan is doorgaans gebaseerd op meerdere soorten apparatuur die samenwerken, geconfigureerd volgens de specifieke behoeften van verschillende gebieden.
Brandalarm- en bewakingsapparatuur
Wordt gebruikt om onmiddellijk rook, abnormale temperaturen en andere indicatoren te detecteren, wat waardevolle tijd oplevert voor daaropvolgende reacties. Automatische brandalarmsystemen en videobewakingssystemen moeten worden geïnstalleerd op belangrijke gebieden, zoals formatie- en verouderingswerkplaatsen.
Automatisch vuurOnderdrukkingSystemen
Automatische sprinklersystemen, gasonderdrukkingssystemen en lokale automatische blusapparatuur kunnen snel reageren zonder menselijke tussenkomst. Productiefabrieken en magazijnen voor lithiumbatterijen met een vloeroppervlak van één- verdieping van meer dan 1.500 vierkante meter of een totale gebouwoppervlakte van meer dan 3.000 vierkante meter moeten worden uitgerust met automatische brandblussystemen.
Draagbaar vuurBrandblussers
Draagbare en verrijdbare brandblussers, inclusief schuim-, gas- en droogpoeder-types, moeten strategisch door de hele fabriek worden geplaatst. Voor branden die verband houden met lithiumbatterijen- worden gespecialiseerde blusmiddelen aanbevolen die thermische overstroming kunnen aanpakken en verspreiding kunnen voorkomen.

AnderBrandbestrijdingFaciliteiten
Extra voorzieningen zijn onder meer nooduitrusting voor rookafvoer (zoals mobiele rookafvoerventilatoren), persoonlijke beschermingsmiddelen (onafhankelijke ademhalingsapparatuur, gasmaskers, brand- brandbestendige kleding, handschoenen voor hoge- temperaturen) en bluswatertoevoer- en brandkraansystemen.

Hoe kies je de juiste brandblusser voor een lithiumbatterijfabriek?

Als een fabriek moet inkopenbrandblussers met lithiumbatterijen, moeten verschillende factoren in overweging worden genomen.

• Identificeer het toepassingsgebied:Of het nu gaat om celproductie, laden-ontladingstests, opslag of andere gebieden. Verschillende gebieden kunnen verschillende brandrisicokenmerken hebben en verschillende soorten blusmiddelen vereisen.

• Overweeg het batterijtype:Lithium-ijzerfosfaatbatterijen, ternaire lithiumbatterijen en andere chemicaliën kunnen verschillend reageren op verschillende blusmiddelen. Het blusmiddel moet compatibel zijn met de specifieke aanwezige batterijchemie.

• Beoordeel het potentiële risiconiveau:In gebieden met een hoger-risico kunnen blussers met een grotere capaciteit of meer gespecialiseerde middelen nodig zijn die thermische overstroming effectief kunnen koelen en onderdrukken.

• Evalueer de eigenschappen van het blusmiddel:Sommige middelen zijn effectiever in het afkoelen, terwijl andere zich richten op het vormen van een barrière om herontsteking te voorkomen. Waterige vermiculietdispersie (AVD) maakt bijvoorbeeld gebruik van chemisch geëxfolieerde vermiculietplaatjes gesuspendeerd in water. Bij contact met hete cellen koelt het water af terwijl de bloedplaatjes zich binden tot een keramische{2}}achtige laag die cellen van elkaar isoleert en de toegang tot zuurstof beperkt.

• Controleer de productcapaciteit en bedieningsmethode:De blusser moet de juiste afmetingen hebben voor het gebied dat hij beschermt en moet gemakkelijk te bedienen zijn door opgeleid personeel.

• Testen en certificeringen verifiëren:Zoek naar producten die een onafhankelijke batterij-brandtest hebben ondergaan volgens erkende protocollen. Hoewel er momenteel geen specifieke UL- of NFPA-brandclassificatie bestaat voor branden met lithium{2}}ionbatterijen, hebben AVD-blussers een Klasse A-lijst plus onafhankelijke batterij-brandtesten behaald onder een erkend Europees protocol (NTA 8133, waarvan UL Solutions getuige is geweest).

• Focus niet alleen op de prijs:De optie met de laagste-kosten biedt mogelijk niet voldoende bescherming tegen de risico's van lithiumbatterijen. Investeren in goed getest en gecertificeerd materieel is essentieel voor een effectieve brandveiligheid.

Veel voorkomende vergissingen bij het brandveiligheidsbeheer van lithiumbatterijfabrieken

Sommige bedrijven hebben de neiging hun brandveiligheidsinspanningen te concentreren op magazijnen, terwijl ze de productie- en testruimtes verwaarlozen. In werkelijkheid kunnen afwijkingen aan de batterij niet alleen optreden tijdens opslag, maar ook tijdens productie-, laad-ontlaad- en testprocessen.

Een ander vaak voorkomend verzuim is het configureren van brandblussers zonder dagelijkse inspecties, temperatuurmonitoring of personeelstraining. Brandblussers alleen kunnen geen compleet brandveiligheidsmanagementsysteem vormen.

Sommige faciliteiten kunnen ook het belang van goede ventilatie over het hoofd zien in gebieden waar elektrolytdampen of brandbare gassen zich kunnen ophopen. Zonder adequate uitlaatgas- en gasdetectie kunnen zich ongemerkt gevaarlijke concentraties ophopen.

Daarom moeten bedrijven brandbestrijdingsapparatuur, dagelijks beheer en noodprocedures integreren in plaats van te vertrouwen op één enkele maatregel.

Belangrijke punten voor de brandveiligheidsinspectie van lithiumbatterijen in fabrieken

Regelmatige inspectie van deze items kan bedrijven helpen zwakke punten in hun brandveiligheidsbeheer te identificeren en aanpassingen door te voeren op basis van de werkelijke omstandigheden.

Conclusie

Brandveiligheid in fabrieken voor lithiumbatterijen omvat meerdere aspecten, waaronder productie, testen, opslag en personeelsbeheer. In het licht van thermische overstroming, elektrische storingen en andere abnormale omstandigheden die kunnen optreden bij lithiumbatterijen, moeten bedrijven een alomvattende aanpak voor brandveiligheidsbeheer opzetten die alles omvat, van risicopreventie tot noodhulp.

Brandblussersvormen slechts één onderdeel van het totale brandveiligheidssysteem, maar voor productielocaties en andere gebieden die een snelle reactie vereisen, blijft het selecteren van de juiste blusapparatuur van praktisch belang.

Safety Plus is gespecialiseerd in onderzoek, ontwikkeling en productie van brandbestrijdings- en blusapparatuur. We kunnen brandblussers met lithiumbatterijen en gerelateerde brandveiligheidsproducten leveren die zijn afgestemd op verschillende toepassingsscenario's, waaronder de productie, het testen en de opslag van lithiumbatterijen. Bedrijven kunnen productoplossingen kiezen die beter aansluiten bij hun productieschaal, toepassingsomgeving en brandveiligheidsbehoeften.
Als u brandveiligheidsuitrusting plant voor uw lithiumbatterijfabriek,Wij heten u van harte welkom om contact op te nemen met Safety Plusvoor meer informatie over brandveiligheidsoplossingen met lithiumbatterijen die geschikt zijn voor uw productie- en toepassingsscenario's.