リチウム電池工場の火災安全: リスク、予防および保護

新エネルギー自動車、エネルギー貯蔵システム、電子製品の急速な成長に伴い、リチウム電池製造業界は目覚ましいペースで拡大し続けています。従来の工業操業と比較して、リチウム電池工場には電池セル、化学材料、充放電装置、および多数の電気機器が関与するため、生産プロセスがはるかに複雑になり、防火管理に対する要求が高まります。

リチウム電池が故障すると、急激な温度上昇、発煙、発火、さらには熱暴走が起こることがあります。このような異常が適時に制御されないと、周囲のセルや機器に影響を与える可能性があります。

したがって、リチウム電池工場における防火対策は、火災発生後の消火だけに重点を置くことはできません。リスクの特定、生産管理、監視と早期警報、消火設備、人材の訓練など、多角的に検討する必要があります。

では、リチウム電池工場における火災の主なリスクは何でしょうか?最も注目すべき産地はどこでしょうか？また、工場では効果的な防火対策をどのように実施すべきでしょうか?

リチウム電池工場における火災安全とは、電池の製造、組立、試験、保管中に発生する可能性のある火災の危険に対する適切な予防、監視、緊急対応措置を確立することを指します。

単に工場内にいくつかの消火器を設置すればよいというものではありません。その代わりに、さまざまな生産地域のリスク特性に基づいた合理的な構成が必要です。

たとえば、原材料倉庫では材料の保管と環境条件に重点を置く必要があり、生産エリアでは機器と電気の安全性に対処する必要があり、充放電試験エリアではバッテリーの温度変化と異常状態を優先する必要があります。{0}

したがって、リチウム電池工場の包括的な防火計画は、生産から倉庫に至るまでの複数の段階をカバーする必要があります。

リチウム電池工場のリスク源を特定することは、火災安全対策を講じる第一歩です。
バッテリー熱逃げる
熱暴走は、リチウム電池の火災安全において最も頻繁に議論される問題の 1 つです。バッテリー内部で異常反応が起こり、大量の熱が発生することで発生します。温度が上昇し続けると、バッテリーの内部構造がさらに損傷し、発煙、発火、その他の危険な結果が生じる可能性があります。電池メーカーは、セルの製造、充放電プロセス、テスト、完成品の保管に特に注意を払う必要があります。{3}}熱暴走は、高熱と可燃性ガスを生成する自己持続的な発熱反応であり、隣接するセルに急速に伝播して、一度始まると止めるのが非常に困難な連鎖反応を引き起こす可能性があります。-
電気装置および配線障害
リチウム電池工場は、電気機器、充電システム、自動生産ラインに大きく依存しています。配線不良、回路の過負荷、接続不良、または機器の劣化により、火花や過剰な熱が発生し、周囲の物質に発火したり、バッテリーの異常を引き起こしたりする可能性があります。電気設備には接地保護と 2 段階の漏電保護スイッチを設置する必要があり、電気配線と回路の定期的な検査と記録を実施する必要があります。-
原材料そして関連資料保管庫
リチウム電池の製造には、可燃性の電解液、有機溶媒、その他の化学物質が必要です。不適切な保管条件-（不十分な換気、過度の温度、または混合して保管された材料など）-は、火災の危険を引き起こす可能性があります。保管エリアでは、適切な分類、環境管理、および消火設備への明確なアクセスを維持する必要があります。
チャージ-放電およびテストプロセス
充放電とテストのプロセスは、リチウム電池の製造においてリスクの高い作業です。{0}{1}{1}これらのプロセス中に、バッテリーは電気的ストレスにさらされ、内部欠陥が明らかになったり、異常な発熱を引き起こしたりする可能性があります。安全性テストと障害リスクテストは、潜在的なリスクがより高いと特定された重要なプロセスの 1 つです。

リチウム電池工場のすべてのエリアが同じレベルの火災の危険があるわけではありません。生産工程に応じた目標管理が可能です。
原材料ストレージエリア
材料の分類、保管条件、周囲温度、換気に注目してください。緊急活動の妨げにならないように、火災進入路と消火設備のアクセスエリアは遮るもののない状態を保たなければなりません。
細胞生産エリア
電池の生産領域では、塗装、巻回、電解液注入、封止などの工程が行われます。正極のコーティング、電解液注入、形成、シール溶接などの主要プロセスでは、火災の危険性が高まります。装置の状態、局所排気、および可燃性粉塵や溶剤蒸気の蓄積に注意を払う必要があります。
バッテリー組み立てエリア
バッテリーの組み立て中に、セルはモジュールとパックに結合されます。この分野では、電気接続の完全性、機械的損傷を防ぐためのセルの適切な取り扱い、および発火源の制御に注意を払う必要があります。損傷したセルまたは欠陥のあるセルは、直ちに特定して隔離する必要があります。
チャージ-放電試験エリア
これは、リチウム電池工場で最もリスクが高いエリアの 1 つです。-充電-サイクル中のバッテリーは異常な温度上昇を起こし、熱暴走を引き起こす可能性があります。このエリアには、温度監視、ビデオ監視、自動消火システムを設置する必要があります。
完成品ストレージエリア
完成したバッテリー製品は、品質検査に合格した後でも、不適切に保管すると火災の危険が生じる可能性があります。保管エリアは、適切な温度と湿度の条件を維持し、積み重ねる高さを制限し、バッテリーバッチ間の適切な分離を確保し、火災検知および消火システムを備えている必要があります。

火災安全の焦点は、火災発生後の対応だけではなく、異常な状態が火災に発展する可能性を最小限に抑えることにも重点が置かれています。
温度と異常な状態監視
電池の生産・試験現場では、実際の状況に基づいた温度監視などの検知手法を活用し、異常な温度上昇を迅速に把握できます。バッテリーの異常が検出された場合は、バッテリーを隔離し、工場で確立された安全手順に従って処理する必要があります。
強化する電気設備検査
電気機器、配線、接続の定期的な点検とメンテナンスは不可欠です。これには、過熱、接続の緩み、絶縁の損傷、適切な接地のチェックが含まれます。過電圧、過負荷、漏電保護などの電気保護装置を設置し、定期的にテストする必要があります。
埋め込むゾーニング管理
工場内のさまざまなエリアは、火災の危険レベルに基づいて分離される必要があります。形成および熟成作業場、および完成品および半完成品の電池倉庫は、物理的な壁とクラス A 防火扉を備えて個別に設置する必要があります。-大規模な老朽化した作業場は、防火壁でさらに分割する必要があります。
確立する異常なバッテリーの取り扱い手順
異常または欠陥のあるバッテリーを処理するための明確な手順を確立する必要があります。これには、識別、隔離、安全な保管、適切な廃棄が含まれます。異常なバッテリーは、他の物質から離れた指定された隔離エリアに置き、継続的に監視する必要があります。
従業員の火災を強化する安全性トレーニング
すべての従業員は、火災の危険性の知識、消火設備の適切な使用、緊急避難手順、報告手順などを含む定期的な火災安全訓練を受ける必要があります。高リスク区域で働く職員は、訓練記録を文書化する必要があります。-

包括的な工場の防火計画は通常、さまざまなエリアの特定のニーズに応じて構成された複数の種類の機器が連携して動作することに依存しています。
火災警報器および監視装置
煙、異常な温度、その他の指標を迅速に検出するために使用され、その後の対応に貴重な時間を提供します。火災自動警報システムとビデオ監視システムは、建物や老朽化した作業場などの重要なエリアに設置する必要があります。
自動発射抑制システム
自動スプリンクラーシステム、ガス抑制システム、および局所自動消火装置は、人間の介入なしで迅速に対応できます。平屋の床面積が 1,500 平方メートルを超える、または総建築面積が 3,000 平方メートルを超えるリチウム電池の生産工場および倉庫には、自動消火システムを設置する必要があります。-
ポータブルファイアー消火器
泡消火器、ガス消火器、粉末消火器などの携帯用消火器や車輪付き消火器を工場全体に戦略的に配置する必要があります。リチウム電池-関連の火災の場合は、熱暴走に対処し伝播を防ぐことができる特殊な消火剤の使用が推奨されます。

他の消防設備
その他の設備には、緊急排煙装置（移動式排煙ファンなど）、個人用保護具（自給式呼吸器、ガスマスク、耐火服、高温用手袋）-、-耐熱手袋、-）、消火用給水システムと消火栓システムが含まれます。

工場で調達が必要な場合リチウム電池消火器、いくつかの要因を考慮する必要があります。

アプリケーション領域を特定します。セルの生産、充放電テスト、保管、その他の分野であっても。{0}}地域が異なれば火災の危険性も異なり、必要な消火剤の種類も異なります。

バッテリーの種類を考慮してください。リン酸鉄リチウム電池、三元リチウム電池、その他の化学物質は、さまざまな消火剤に対して異なる反応を示す可能性があります。消火剤は、存在する特定のバッテリーの化学的性質と適合する必要があります。

潜在的なリスクレベルを評価します。危険性の高い地域では、より大容量の消火器や、効果的に冷却して熱暴走を抑制できるより特殊な薬剤が必要になる場合があります。{0}

消火剤の特性を評価します。冷却効果の高い薬剤もあれば、再点火を防ぐバリアの形成に重点を置いた薬剤もあります。たとえば、水性バーミキュライト分散液 (AVD) では、水に懸濁した化学的に剥離されたバーミキュライト小板が使用されます。熱い細胞と接触すると、水が冷えると同時に血小板がセラミックのような層に結合し、細胞を互いに隔離して酸素のアクセスを制限します。-

製品の容量と操作方法を確認してください。消火器は、保護するエリアに適したサイズであり、訓練を受けた人員が簡単に操作できるものでなければなりません。

テストと認定を確認します。認定されたプロトコルに基づいて独立したバッテリー火災テストを実施した製品を探してください。{0}現在、リチウムイオン電池火災に対する専用の UL または NFPA 火災分類はありませんが、AVD 消火器はクラス A のリストに加え、欧州で認められたプロトコル (NTA 8133、UL ソリューションによる立会い) に基づく独立した電池火災試験を取得しています。-

価格だけに注目しないでください。最も低コストのオプションでは、リチウム電池のリスクを十分に保護できない可能性があります。{0}効果的な火災安全のためには、適切にテストされ認定された機器への投資が不可欠です。

一部の企業は、生産エリアやテストエリアを軽視し、倉庫に防火への取り組みを集中させる傾向があります。実際には、バッテリーの異常は保管中だけでなく、製造、充放電、テストのプロセスでも発生する可能性があります。-

もう 1 つのよくある見落としは、日常点検、温度監視、担当者のトレーニングを実施せずに消火器を設定することです。消火器だけでは完全な火災安全管理システムを構築することはできません。

施設によっては、電解質蒸気や可燃性ガスが蓄積する可能性のあるエリアでの適切な換気の重要性を見落としている場合もあります。適切な排気ガスとガスの検出がなければ、気づかないうちに危険な濃度が蓄積する可能性があります。

したがって、企業は単一の対策に依存するのではなく、消火設備、日常管理、緊急時の手順を統合する必要があります。

検査項目	主な注力分野
電気機器	配線、機器の状態、定期メンテナンス
電池の生産	バッテリーの状態と生産設備の稼働状況
充放電エリア	温度変化と異常事態
保管エリア	保管条件・数量・ゾーニング管理
消防設備	構成、設置場所、検査、保守
電池の異常	隔離、保管、取り扱い手順
人事管理	防火訓練と緊急訓練

これらの品目を定期的に検査することは、企業が防火管理の弱点を特定し、実際の状況に基づいて調整するのに役立ちます。

リチウム電池工場の火災安全には、生産、試験、保管、人員管理などの複数の側面が関係します。リチウム電池で発生する可能性のある熱暴走、電気故障、その他の異常事態に直面して、企業はリスク予防から緊急対応までを網羅する総合的な火災安全管理アプローチを確立する必要があります。

消火器は全体的な火災安全システムの 1 つのコンポーネントにすぎませんが、生産現場や迅速な対応が必要なその他の分野では、適切な消火設備を選択することが依然として実用上重要です。

Safety Plus は、消火・消火設備の研究、開発、製造を専門としています。当社は、リチウム電池の製造、試験、保管などのさまざまな用途シナリオに合わせたリチウム電池消火器および関連火災安全製品を提供できます。企業は、自社の生産規模、アプリケーション環境、防火ニーズによりよく適合する製品ソリューションを選択できます。
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