An toàn cháy nổ nhà máy pin lithium: Rủi ro, phòng ngừa và bảo vệ

Với sự phát triển nhanh chóng của các phương tiện sử dụng năng lượng mới, hệ thống lưu trữ năng lượng và các sản phẩm điện tử, ngành sản xuất pin lithium tiếp tục mở rộng với tốc độ đáng kể. So với các hoạt động công nghiệp thông thường, các nhà máy sản xuất pin lithium sử dụng pin, vật liệu hóa học, thiết bị-xả điện và một số lượng lớn thiết bị điện, khiến quy trình sản xuất trở nên phức tạp hơn nhiều và đặt ra yêu cầu cao hơn về quản lý an toàn cháy nổ.

Khi pin lithium gặp trục trặc, nhiệt độ có thể tăng nhanh, phát ra khói, cháy hoặc thậm chí là thoát nhiệt. Nếu những bất thường như vậy không được kiểm soát kịp thời, chúng có thể ảnh hưởng đến các tế bào hoặc thiết bị xung quanh.

Vì vậy, an toàn cháy nổ trong nhà máy sản xuất pin lithium không thể chỉ tập trung vào việc dập tắt đám cháy sau khi chúng xảy ra. Nó cần được xem xét từ nhiều góc độ, bao gồm xác định rủi ro, quản lý sản xuất, giám sát và cảnh báo sớm, thiết bị chữa cháy và đào tạo nhân sự.

Vậy, nguy cơ cháy nổ chính ở nhà máy sản xuất pin lithium là gì? Lĩnh vực sản xuất nào cần được quan tâm nhiều nhất? Và nhà xưởng nên triển khai phòng cháy chữa cháy như thế nào cho hiệu quả?

An toàn hỏa hoạn trong nhà máy sản xuất pin lithium đề cập đến việc thiết lập các biện pháp phòng ngừa, giám sát và ứng phó khẩn cấp thích hợp đối với các rủi ro hỏa hoạn có thể phát sinh trong quá trình sản xuất, lắp ráp, thử nghiệm và bảo quản pin.

Nó không chỉ đơn giản là việc đặt một vài bình chữa cháy trong nhà máy. Thay vào đó, nó đòi hỏi cấu hình hợp lý dựa trên đặc điểm rủi ro của các lĩnh vực sản xuất khác nhau.

Ví dụ: kho nguyên liệu thô cần tập trung vào việc lưu trữ nguyên liệu và điều kiện môi trường, khu vực sản xuất cần giải quyết vấn đề an toàn về thiết bị và điện, đồng thời-khu vực thử nghiệm phóng điện cần ưu tiên thay đổi nhiệt độ pin và các điều kiện bất thường.

Do đó, kế hoạch an toàn phòng cháy chữa cháy toàn diện cho nhà máy sản xuất pin lithium phải bao gồm nhiều giai đoạn, từ sản xuất đến nhập kho.

Xác định các nguồn rủi ro trong nhà máy sản xuất pin lithium là bước đầu tiên trong việc phát triển các biện pháp an toàn phòng cháy chữa cháy.
Ắc quynhiệtChạy trốn
Sự thoát nhiệt là một trong những vấn đề được thảo luận thường xuyên nhất về an toàn cháy nổ của pin lithium. Nó xảy ra khi một phản ứng bất thường bên trong pin tạo ra một lượng nhiệt lớn. Nếu nhiệt độ tiếp tục tăng, nó có thể làm hỏng thêm cấu trúc bên trong của pin, dẫn đến khói, cháy và các hậu quả nguy hiểm khác. Đối với các nhà sản xuất pin, phải đặc biệt chú ý đến quy trình sản xuất pin, quá trình sạc-xả, thử nghiệm và bảo quản thành phẩm. Sự thoát nhiệt là một phản ứng tỏa nhiệt-tự duy trì, có thể tạo ra nhiệt độ cao và khí dễ cháy, đồng thời có thể lan truyền nhanh chóng đến các tế bào lân cận, tạo ra một phản ứng dây chuyền cực kỳ khó dừng lại khi đã bắt đầu.
ĐiệnThiết bịvà sự cố nối dây
Các nhà máy sản xuất pin lithium phụ thuộc nhiều vào thiết bị điện, hệ thống sạc và dây chuyền sản xuất tự động. Hệ thống dây điện bị lỗi, mạch quá tải, kết nối kém hoặc thiết bị xuống cấp có thể tạo ra tia lửa điện hoặc nhiệt độ quá cao, có khả năng gây cháy các vật liệu xung quanh hoặc gây ra hiện tượng bất thường ở pin. Các thiết bị điện phải có thiết bị bảo vệ nối đất và hai-công tắc bảo vệ rò rỉ giai đoạn, đồng thời phải tiến hành kiểm tra và ghi nhật ký thường xuyên hệ thống dây điện và mạch điện.
nguyên liệu thôVàLưu trữ vật liệu liên quan
Sản xuất pin lithium liên quan đến chất điện phân dễ cháy, dung môi hữu cơ và các vật liệu hóa học khác. Điều kiện bảo quản không đúng cách-chẳng hạn như thông gió không đủ, nhiệt độ quá cao hoặc các vật liệu không tương thích được bảo quản cùng nhau-có thể gây ra nguy cơ hỏa hoạn. Khu vực bảo quản phải được phân loại hợp lý, kiểm soát môi trường và có lối đi thông thoáng đến thiết bị chữa cháy.
Tính phí-Phóng điệnvà quy trình kiểm tra
Quá trình-xả và kiểm tra sạc là những hoạt động-có rủi ro cao trong quá trình sản xuất pin lithium. Trong các quá trình này, pin phải chịu áp lực điện có thể bộc lộ các khuyết tật bên trong hoặc gây ra hiện tượng nóng lên bất thường. Kiểm tra an toàn và kiểm tra rủi ro sai sót là một trong những quy trình chính được xác định là có rủi ro tiềm ẩn cao hơn.

Không phải tất cả các khu vực trong nhà máy sản xuất pin lithium đều có mức độ rủi ro hỏa hoạn như nhau. Quản lý có mục tiêu có thể được thực hiện dựa trên quy trình sản xuất.
nguyên liệu thôKhoKhu vực
Tập trung vào phân loại vật liệu, điều kiện bảo quản, nhiệt độ môi trường và thông gió. Các tuyến đường tiếp cận chữa cháy và khu vực tiếp cận thiết bị chữa cháy phải không bị cản trở để tránh cản trở các hoạt động khẩn cấp.
Tế bàoSản xuấtKhu vực
Khu vực sản xuất tế bào bao gồm các quá trình như phủ, cuộn dây, phun chất điện phân và hàn kín. Các quy trình chính bao gồm phủ điện cực dương, phun chất điện phân, tạo hình và hàn kín có nguy cơ cháy cao. Cần chú ý đến tình trạng thiết bị, thông gió thoát khí cục bộ và sự tích tụ bụi dễ cháy hoặc hơi dung môi.
Ắc quyCuộc họpKhu vực
Trong quá trình lắp ráp pin, các tế bào được kết hợp thành các mô-đun và gói. Khu vực này đòi hỏi phải chú ý đến tính toàn vẹn của các kết nối điện, cách xử lý pin thích hợp để ngăn ngừa hư hỏng cơ học và kiểm soát nguồn đánh lửa. Các tế bào bị hư hỏng hoặc khiếm khuyết cần được xác định và phân lập kịp thời.
Tính phí-Phóng điệnKhu vực thử nghiệm
Đây là một trong những khu vực có nguy cơ-rủi ro cao nhất trong nhà máy sản xuất pin lithium. Pin đang trải qua chu kỳ sạc-xả có thể gặp hiện tượng tăng nhiệt độ bất thường, dẫn đến hiện tượng thoát nhiệt. Nên lắp đặt hệ thống giám sát nhiệt độ, giám sát bằng video và hệ thống chữa cháy tự động ở khu vực này.
thành phẩmKhoKhu vực
Các sản phẩm pin thành phẩm dù đã vượt qua khâu kiểm tra chất lượng vẫn có thể gây nguy cơ cháy nổ nếu bảo quản không đúng cách. Khu vực bảo quản phải duy trì điều kiện nhiệt độ và độ ẩm thích hợp, hạn chế độ cao xếp chồng, đảm bảo phân tách hợp lý giữa các lô pin và được trang bị hệ thống phát hiện và chữa cháy.

Trọng tâm của an toàn phòng cháy chữa cháy không chỉ là những việc cần làm sau khi hỏa hoạn xảy ra mà quan trọng hơn là giảm thiểu khả năng xảy ra các tình trạng bất thường dẫn đến hỏa hoạn.
Nhiệt độ vàBất thườngGiám sát tình trạng
Đối với các khu vực sản xuất và thử nghiệm pin, có thể sử dụng các phương pháp giám sát nhiệt độ và các phương pháp phát hiện khác dựa trên điều kiện thực tế để xác định kịp thời sự tăng nhiệt độ bất thường. Nếu phát hiện sự bất thường về pin, nó phải được cách ly và xử lý theo quy trình an toàn đã được thiết lập của nhà máy.
Tăng cườngĐiệnKiểm tra thiết bị
Việc kiểm tra và bảo trì thường xuyên các thiết bị điện, hệ thống dây điện và kết nối là rất cần thiết. Điều này bao gồm kiểm tra tình trạng quá nhiệt, kết nối lỏng lẻo, lớp cách điện bị hỏng và nối đất thích hợp. Các thiết bị bảo vệ điện như bảo vệ quá áp, quá tải, rò rỉ phải được lắp đặt và kiểm tra thường xuyên.
Thực hiệnPhân vùngSự quản lý
Các khu vực khác nhau của nhà máy phải được phân tách dựa trên mức độ rủi ro hỏa hoạn của chúng. Các xưởng sản xuất và lão hóa cũng như kho chứa pin đã hoàn thiện và bán thành phẩm nên được bố trí riêng biệt bằng tường vật lý và cửa chống cháy Loại A. Các xưởng lão hóa lớn nên được ngăn cách thêm bằng tường chống cháy.
Thành lậpBất thườngQuy trình xử lý pin
Phải thiết lập một quy trình rõ ràng để xử lý pin không bình thường hoặc bị lỗi. Điều này bao gồm nhận dạng, cách ly, lưu trữ an toàn và xử lý thích hợp. Pin bất thường phải được đặt ở khu vực cách ly được chỉ định, cách xa các vật liệu khác và được theo dõi liên tục.
Tăng cường lửa nhân viênSự an toànĐào tạo
Tất cả nhân viên phải được đào tạo thường xuyên về an toàn phòng cháy chữa cháy, bao gồm kiến thức về rủi ro hỏa hoạn, sử dụng đúng cách thiết bị chữa cháy, quy trình sơ tán khẩn cấp và quy trình báo cáo. Nhân viên làm việc trong các khu vực có nguy cơ-rủi ro cao phải có hồ sơ đào tạo được ghi lại.

Một kế hoạch an toàn phòng cháy chữa cháy toàn diện tại nhà máy thường dựa vào nhiều loại thiết bị phối hợp hoạt động, được cấu hình theo nhu cầu cụ thể của các khu vực khác nhau.
Thiết bị báo cháy và giám sát
Được sử dụng để phát hiện kịp thời khói, nhiệt độ bất thường và các chỉ số khác, mang lại thời gian quý báu cho phản ứng tiếp theo. Hệ thống báo cháy tự động và hệ thống giám sát video nên được lắp đặt ở các khu vực quan trọng như xưởng hình thành và lão hóa.
Cháy tự độngđàn ápHệ thống
Hệ thống phun nước tự động, hệ thống ngăn khí và thiết bị chữa cháy tự động cục bộ có thể cung cấp phản ứng nhanh chóng mà không cần sự can thiệp của con người. Các nhà máy và nhà kho sản xuất pin lithium có diện tích một tầng-trên 1.500 mét vuông hoặc tổng diện tích tòa nhà trên 3.000 mét vuông phải được trang bị hệ thống chữa cháy tự động.
Lửa di độngBình chữa cháy
Các bình chữa cháy di động và có bánh xe, bao gồm các loại bình chữa cháy dạng bọt, khí và bột khô, phải được bố trí một cách chiến lược khắp nhà máy. Đối với các vụ cháy liên quan đến pin lithium-, nên sử dụng chất chữa cháy chuyên dụng có thể giải quyết sự thoát nhiệt và ngăn chặn sự lan truyền.

Khácchữa cháyCơ sở
Các cơ sở bổ sung bao gồm thiết bị xả khói khẩn cấp (chẳng hạn như quạt hút khói di động), thiết bị bảo hộ cá nhân (-thiết bị thở khép kín, mặt nạ phòng độc, quần áo-chống cháy, găng tay-có nhiệt độ cao) và hệ thống cấp nước và cấp nước chữa cháy.

Nếu nhà máy cần muabình chữa cháy pin lithium, một số yếu tố cần được xem xét.

Xác định lĩnh vực ứng dụng:Cho dù đó là dành cho sản xuất tế bào,-kiểm tra phóng điện, lưu trữ hay các lĩnh vực khác. Các khu vực khác nhau có thể có đặc điểm nguy cơ cháy khác nhau và yêu cầu các loại chất chữa cháy khác nhau.

Hãy xem xét loại pin:Pin lithium sắt photphat, pin lithium ba loại và các loại hóa chất khác có thể phản ứng khác nhau với các chất chữa cháy khác nhau. Chất chữa cháy phải tương thích với hóa chất cụ thể hiện có của pin.

Đánh giá mức độ rủi ro tiềm ẩn:Các khu vực-có nguy cơ cao hơn có thể yêu cầu bình chữa cháy có công suất lớn hơn hoặc các chất chuyên dụng hơn có thể làm mát và ngăn chặn sự thoát nhiệt một cách hiệu quả.

Đánh giá đặc tính chất chữa cháy:Một số tác nhân có tác dụng làm mát hiệu quả hơn, trong khi một số tác nhân khác tập trung vào việc tạo thành một rào cản ngăn chặn sự tái sinh. Ví dụ, Phân tán Vermiculite trong nước (AVD) sử dụng các tiểu cầu vermiculite được tẩy tế bào chết hóa học lơ lửng trong nước. Khi tiếp xúc với tế bào nóng, nước nguội đi trong khi các tiểu cầu liên kết thành một lớp giống như gốm-có tác dụng ngăn cách các tế bào với nhau và hạn chế khả năng tiếp cận oxy.

Kiểm tra dung lượng sản phẩm và phương thức hoạt động:Bình chữa cháy phải có kích thước phù hợp với khu vực mà nó bảo vệ và dễ dàng vận hành bởi nhân viên đã được đào tạo.

Xác minh thử nghiệm và chứng nhận:Hãy tìm những sản phẩm đã trải qua-thử nghiệm cháy pin độc lập theo các giao thức được công nhận. Mặc dù hiện không có phân loại cháy UL hoặc NFPA chuyên dụng cho các vụ cháy pin lithium{2}}ion, nhưng bình chữa cháy AVD đã đạt được danh sách Loại A cùng với thử nghiệm cháy pin-độc lập theo giao thức được Châu Âu công nhận (NTA 8133, được chứng nhận bởi UL Solutions).

Đừng chỉ tập trung vào giá cả:Tùy chọn có chi phí-thấp nhất có thể không cung cấp sự bảo vệ đầy đủ cho các rủi ro liên quan đến pin lithium. Đầu tư vào thiết bị được kiểm tra và chứng nhận phù hợp là điều cần thiết để đảm bảo an toàn cháy nổ hiệu quả.

Một số doanh nghiệp có xu hướng tập trung nỗ lực phòng cháy chữa cháy vào kho hàng mà bỏ qua khu vực sản xuất và thử nghiệm. Trên thực tế, những bất thường về pin có thể xảy ra không chỉ trong quá trình bảo quản mà còn trong quá trình sản xuất, sạc-xả và thử nghiệm.

Một sai sót phổ biến khác là cấu hình bình chữa cháy mà không thực hiện kiểm tra hàng ngày, theo dõi nhiệt độ hoặc đào tạo nhân sự. Chỉ riêng bình chữa cháy không thể tạo thành một hệ thống quản lý an toàn phòng cháy chữa cháy hoàn chỉnh.

Một số cơ sở cũng có thể bỏ qua tầm quan trọng của việc thông gió thích hợp ở những khu vực có thể tích tụ hơi điện phân hoặc khí dễ cháy. Nếu không phát hiện đầy đủ khí thải và khí, nồng độ nguy hiểm có thể tích tụ mà không được chú ý.

Do đó, doanh nghiệp cần tích hợp thiết bị chữa cháy, quản lý hàng ngày và quy trình khẩn cấp thay vì dựa vào bất kỳ biện pháp đơn lẻ nào.

Mục kiểm tra	Lĩnh vực trọng tâm chính
Thiết bị điện	Hệ thống dây điện, tình trạng thiết bị và bảo trì thường xuyên
Sản xuất pin	Tình trạng ắc quy và hoạt động của thiết bị sản xuất
Khu vực xả điện-	Thay đổi nhiệt độ và điều kiện bất thường
Khu vực lưu trữ	Quản lý điều kiện bảo quản, số lượng và phân vùng
Thiết bị chữa cháy	Cấu hình, vị trí, kiểm tra và bảo trì
Pin bất thường	Quy trình cách ly, bảo quản và xử lý
Quản lý nhân sự	Huấn luyện an toàn phòng cháy và diễn tập khẩn cấp

Việc kiểm tra thường xuyên các hạng mục này có thể giúp doanh nghiệp xác định những điểm yếu trong công tác quản lý an toàn phòng cháy chữa cháy và có điều chỉnh dựa trên điều kiện thực tế.

An toàn cháy nổ trong các nhà máy sản xuất pin lithium liên quan đến nhiều khía cạnh, bao gồm sản xuất, thử nghiệm, bảo quản và quản lý nhân sự. Trước tình trạng thoát nhiệt, mất điện và các tình trạng bất thường khác có thể xảy ra với pin lithium, doanh nghiệp cần thiết lập phương pháp quản lý an toàn cháy nổ toàn diện bao gồm mọi thứ, từ phòng ngừa rủi ro đến ứng phó khẩn cấp.

Bình chữa cháychỉ là một thành phần của hệ thống an toàn cháy nổ tổng thể, nhưng đối với các cơ sở sản xuất và các khu vực khác cần phản ứng nhanh, việc lựa chọn thiết bị chữa cháy phù hợp vẫn có ý nghĩa thực tế.

Safety Plus chuyên nghiên cứu, phát triển và sản xuất các thiết bị chữa cháy và chữa cháy. Chúng tôi có thể cung cấp bình chữa cháy pin lithium và các sản phẩm an toàn cháy nổ liên quan phù hợp với các tình huống ứng dụng khác nhau, bao gồm sản xuất, thử nghiệm và lưu trữ pin lithium. Doanh nghiệp có thể lựa chọn giải pháp sản phẩm phù hợp hơn với quy mô sản xuất, môi trường ứng dụng và nhu cầu an toàn phòng cháy chữa cháy của mình.
Nếu bạn đang lên kế hoạch thiết bị an toàn phòng cháy chữa cháy cho nhà máy sản xuất pin lithium của mình,chúng tôi hoan nghênh bạn liên hệ với Safety Plusđể tìm hiểu về các giải pháp an toàn cháy nổ pin lithium phù hợp với tình huống sản xuất và ứng dụng của bạn.