危險(xiǎn)品鋰離子電池基本認(rèn)識(shí),危險(xiǎn)品鋰離子電池運(yùn)輸

　隨著科技的快速發(fā)展，能量運(yùn)用的方式也逐漸改變，由傳統(tǒng)插電式設(shè)備進(jìn)步到儲(chǔ)能系統(tǒng)式設(shè)備，而目前又以危險(xiǎn)品鋰離子電池使用較為廣泛，所以造就了「危險(xiǎn)品鋰離子電池」的使用越來(lái)越常出現(xiàn)在日常生活中的每個(gè)角落，輕巧到可攜式的電子產(chǎn)品如手表、電腦、行動(dòng)電源、耳機(jī)、相機(jī)、手機(jī)等，大到交通運(yùn)輸工具如電動(dòng)機(jī)車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)、飛機(jī)用電池、太陽(yáng)能及風(fēng)力發(fā)電的儲(chǔ)能柜等都可以發(fā)現(xiàn)它的蹤跡。隨著臺(tái)灣近幾年強(qiáng)力推廣綠電發(fā)展，儲(chǔ)能系統(tǒng)必定會(huì)是未來(lái)建設(shè)與相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。近年來(lái)，世界各國(guó)皆強(qiáng)力推動(dòng)節(jié)能減碳政策，在各國(guó)科技研發(fā)團(tuán)隊(duì)的開(kāi)發(fā)下，「危險(xiǎn)品鋰離子電池」因具有能量密度高、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)等好處，因而帶動(dòng)全球「鋰離子電池」相關(guān)應(yīng)用市場(chǎng)發(fā)展快速，使得鋰離子電池不僅在價(jià)格、技術(shù)及應(yīng)用特性上亦被廣泛使用在各項(xiàng)民生產(chǎn)品，相對(duì)的劣質(zhì)產(chǎn)品亦充斥在整個(gè)市場(chǎng)也產(chǎn)生了另一種災(zāi)害發(fā)生的隱憂。

　鋰離子電池所引起的火災(zāi)，在我們生活周遭充滿了潛在的風(fēng)險(xiǎn)與危害。對(duì)于第一線進(jìn)行災(zāi)害搶救的消防人員來(lái)說(shuō)，此類型火災(zāi)與一般火災(zāi)在滅火性質(zhì)上有極大的不同，如果消防人員在未知的環(huán)境下，以處理一般滅火方式執(zhí)行搶救，可能會(huì)造成嚴(yán)重的危害。因此，如何小心應(yīng)對(duì)鋰離子電池火災(zāi)，相信會(huì)是我們未來(lái)需要迫切去面對(duì)的重要課題。

　危險(xiǎn)品鋰離子電池基本認(rèn)識(shí)

　所謂「知己知彼，百戰(zhàn)百勝」，我們從危險(xiǎn)品鋰離子電池的基本構(gòu)造開(kāi)始介紹，其主要的構(gòu)造由：正極、負(fù)極、隔膜、電解液(鋰鹽加有機(jī)溶劑構(gòu)成)組成，如果依其組成常見(jiàn)的分類如下述：

　一、危險(xiǎn)品磷酸鐵鋰電池：

　系指以磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。其特色為不含鈷等貴重元素，原料價(jià)格低且磷、鐵存在于地球資源含量豐富，不會(huì)有供料問(wèn)題，其工作電壓適中，單位重量下電容量大的高放電功率，可快速充電且循環(huán)壽命長(zhǎng)，在高溫與高熱環(huán)境下的穩(wěn)定性高。

　相較目前常見(jiàn)的三元鋰電池來(lái)說(shuō)，磷酸鐵鋰電池至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：安全性高、使用壽命長(zhǎng)、不含任何重金屬和稀有金屬(意即原材料成本低)、可快速充電、工作溫度范圍廣。因此，世界電動(dòng)車(chē)霸主TESLA 也由三元鋰電池轉(zhuǎn)向以磷酸鐵鋰電池為動(dòng)力使用。

　但磷酸鐵鋰電池也存在一些性能上的缺點(diǎn)：壓實(shí)密度很低，導(dǎo)致鋰離子電池的能量密度較低;雖然材料取得成本較低，但半成品的制造及準(zhǔn)備與電池的制造成本卻相對(duì)較高;產(chǎn)品一致性差及低溫時(shí)性能會(huì)明顯受到影響等。

　二、三元鋰電池：

　正極材料常使用鎳鈷錳酸鋰(Li〈NiCoMn〉O2)，負(fù)極通常是石墨。能量密度大，因此常被廣泛使用。三元鋰電池主要有鎳鈷鋁酸鋰電池，但由于危險(xiǎn)品鎳鈷鋁的高溫結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，致使易產(chǎn)生高溫，進(jìn)而引發(fā)危險(xiǎn)，也因此其安全性問(wèn)題常受到懷疑。

　之所以會(huì)有這樣的原因是由于，即使磷酸鐵鋰與鎳鈷錳酸鋰這兩種材料都會(huì)在到達(dá)一定溫度時(shí)發(fā)生分解，不過(guò)三元鋰材料相比于磷酸鐵鋰電池會(huì)在較低溫下發(fā)生分解，且三元鋰材料的化學(xué)反應(yīng)較為劇烈，可能會(huì)釋放氧分子，于高溫作用下電解液迅速燃燒，發(fā)生連鎖反應(yīng)。換句話說(shuō)，就是危險(xiǎn)品三元鋰材料比磷酸鐵鋰材料更容易著火。

　正因?yàn)槿嚥牧嫌羞@樣的安全隱患，因此根據(jù)三元鋰材料容易熱解的特性， 廠商為抑制事故發(fā)生， 在過(guò)充保護(hù)(Over voltage protection， 簡(jiǎn)稱OVP)， 過(guò)放保護(hù)(Under Voltage Protection ， 簡(jiǎn)稱UVP )， 過(guò)溫保護(hù)(Over Temperature Protection ， 簡(jiǎn)稱OTP)，過(guò)流保護(hù)(Over Current Protection，簡(jiǎn)稱OCP)這幾個(gè)安全保護(hù)措施上都下不少的功夫，以防止三元鋰電池之燃燒。

　危險(xiǎn)品鋰離子電池運(yùn)輸

　鋰離子電池運(yùn)輸方式包括危險(xiǎn)品空運(yùn)、危險(xiǎn)品水運(yùn)、危險(xiǎn)品陸運(yùn)，至此主要討論的是最為常用的航空運(yùn)輸、海洋運(yùn)輸。由于危險(xiǎn)品鋰是一種特別容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的金屬， 易延伸和燃燒，危險(xiǎn)品鋰電池包裝和運(yùn)輸，如處理不當(dāng)， 易燃燒和爆炸， 事故也時(shí)有發(fā)生。其包裝和運(yùn)輸中的非規(guī)范行為而導(dǎo)致的事故越來(lái)越受到重視， 國(guó)際上多個(gè)機(jī)構(gòu)頒布有多個(gè)規(guī)定，各管理機(jī)構(gòu)也愈發(fā)嚴(yán)格，提高操作要求，不斷的修改規(guī)定和法規(guī)(如：IATA針對(duì)鋰電池運(yùn)輸每?jī)赡昃托薷囊淮我?guī)定)

　　中文名：鋰離子電池運(yùn)輸

　　外文名：Lithium battery transportation

　　運(yùn)輸方式：海洋運(yùn)輸、航空運(yùn)輸、多式聯(lián)運(yùn)

　　應(yīng)用領(lǐng)域：手機(jī)、筆記本電腦、Ipad、汽車(chē)等

　　發(fā)明者：愛(ài)迪生

　　運(yùn)輸要求

　　危險(xiǎn)品鋰電池運(yùn)輸包裝

　　1. 在不考慮例外的情況下,這些電池必須遵守規(guī)則里(DGR 4.2 適用的包裝說(shuō)明)的限制進(jìn)行運(yùn)輸。它們必須依據(jù)適用的包裝說(shuō)明指導(dǎo)裝在DGR 危險(xiǎn)品規(guī)則所規(guī)定的UN規(guī)格包裝里,并在包裝上完整的顯示對(duì)應(yīng)編號(hào)。

　　2. 符合要求的包裝, 除標(biāo)有適用的正確運(yùn)輸專用名稱和UN 編號(hào)的標(biāo)記外,

　　IATA9類危險(xiǎn)品標(biāo)簽還必須貼9類危險(xiǎn)性標(biāo)簽 。

　　3. 托運(yùn)人須填寫(xiě)危險(xiǎn)品申報(bào)單; 提供相應(yīng)的危包證;提供獲得認(rèn)證的第三機(jī)構(gòu)出具的運(yùn)輸鑒定報(bào)告,并顯示為符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品(含UN38.3測(cè)試, 1.2米的跌落包裝試驗(yàn))。

　　危險(xiǎn)品鋰電池航空運(yùn)輸要求

　　1. 電池須通過(guò)UN 38.3測(cè)試要求, 及1.2米的跌落包裝試驗(yàn)

　　2. 托運(yùn)人提供的危險(xiǎn)品申報(bào)文件, 標(biāo)注UN編號(hào)

　　3. 外包裝均須貼9類危險(xiǎn)品標(biāo)簽 ，貼有“僅限全貨機(jī)運(yùn)輸”操作標(biāo)簽

　　僅限全貨機(jī)運(yùn)輸

　　4. 其設(shè)計(jì)應(yīng)保證在正常運(yùn)輸條件下防止爆裂，并配置有防止外部短路的有效措施。

　　5. 堅(jiān)固的外包裝, 電池應(yīng)被保護(hù)以防止短路，在同一包裝內(nèi)須預(yù)防與可引發(fā)短路的導(dǎo)電物質(zhì)接觸。

　　6. 電池安裝在設(shè)備中運(yùn)輸?shù)念~外要求：

　　a. 設(shè)備應(yīng)進(jìn)行固定以防止電池在包裝內(nèi)移動(dòng)，包裝的方式應(yīng)防止電池在運(yùn)輸途中意外啟動(dòng)。

　　b.外包裝應(yīng)能夠防水，或通過(guò)使用內(nèi)襯(如塑料袋)達(dá)到防水，除非設(shè)備本身的構(gòu)造特點(diǎn)已經(jīng)具備防水特性。

　　7. 鋰電池應(yīng)使用托盤(pán)裝載, 避免搬運(yùn)過(guò)程受到強(qiáng)烈振動(dòng),托盤(pán)的各垂直和水平邊使用護(hù)角保護(hù)。

　　8. 單個(gè)包裝重量小于35 kgs。

　　9. 航空公司操作注意:

　　l 僅限全貨機(jī)運(yùn)輸

　　l 鋰電池空運(yùn)信息出現(xiàn)在機(jī)長(zhǎng)通知單上

　　l 增強(qiáng)機(jī)組意識(shí)和在緊急情況下的決策可能因此改變

　　l 告知第一到場(chǎng)人員貨艙內(nèi)電池的種類和數(shù)量l 美國(guó)FAA要求鋰電池應(yīng)裝載在飛機(jī)貨艙等級(jí)為C級(jí)貨艙內(nèi), 貨艙內(nèi)須有煙霧探測(cè)系統(tǒng), 報(bào)警系統(tǒng), 滅火系統(tǒng)。

　　危險(xiǎn)品鋰電池海洋運(yùn)輸要求

　　1. 電池須通過(guò)UN 38.3測(cè)試要求, 及1.2米的跌落包裝試驗(yàn)。

　　2. 外包裝均須貼9類危險(xiǎn)品標(biāo)簽, 標(biāo)注UN編號(hào)3. 其設(shè)計(jì)可保證在正常運(yùn)輸條件下防止爆裂，并配置有防止外部短路的有效措施。

　　4. 堅(jiān)固的外包裝, 電池應(yīng)被保護(hù)以防止短路，在同一包裝內(nèi)須預(yù)防與可引發(fā)短路的導(dǎo)電物質(zhì)接觸。

　　5. 電池安裝在設(shè)備中運(yùn)輸?shù)念~外要求：

　　a. 設(shè)備應(yīng)進(jìn)行固定以防止在包裝內(nèi)移動(dòng)，包裝方式應(yīng)防止在運(yùn)輸途中意外啟動(dòng)。

　　b. 外包裝應(yīng)能夠防水，或通過(guò)使用內(nèi)襯(如塑料袋)達(dá)到防水，除非設(shè)備本身的構(gòu)造特點(diǎn)已經(jīng)具備防水特性。

　　6. 鋰電池應(yīng)使用托盤(pán)裝載, 避免搬運(yùn)過(guò)程受到強(qiáng)烈振動(dòng),托盤(pán)的各垂直和水平邊使用護(hù)角保護(hù)。

　　7. 鋰電池裝載集裝箱內(nèi)須進(jìn)行加固, 加固方式和強(qiáng)度應(yīng)符合進(jìn)口國(guó)的要求(如: 美國(guó)境內(nèi)有美國(guó)鐵路協(xié)會(huì), 美國(guó)危險(xiǎn)品協(xié)會(huì), 北美爆炸物管理局, 聯(lián)邦汽車(chē)運(yùn)輸安全管理局, 美國(guó)海岸防衛(wèi)隊(duì), 美國(guó)運(yùn)輸

　　9類危險(xiǎn)品集裝箱美式加固法部和 《海上危險(xiǎn)品運(yùn)輸規(guī)則》有相關(guān)規(guī)定), 若因發(fā)貨人疏忽加固或加固不當(dāng), 在目的港將被扣箱, 并發(fā)生碼頭的操作費(fèi)、堆存費(fèi)、移箱費(fèi)、重新加固等高額的費(fèi)用。

　　8. 出口北美地區(qū)需在集裝箱四周規(guī)定位置粘貼9類危險(xiǎn)品標(biāo)簽