【消防科普】锂电池为什么起火？起火原理是什么？
2024年6月24日韩国京畿道华城市一家电池制造企业的工厂突发火灾，火灾发生时，工厂内部储存有大量的锂电池成品。
据了解，该锂电池厂从事锂亚硫酰氯电池生产制造，锂亚硫酰氯电池是锂电池的一种，采用锂金属或锂合金作为负极材料，液态亚硫酰氯同时为正极和电解液。在这种结构下，负极表面可以形成一层致密的具有电子绝缘性的氯化锂（LiCl）保护膜，使得锂在电解液中十分稳定，且电池年自放电电流小于1%，广泛应用于水表、电表、医疗设备等领域。
随着锂电在新能源汽车和储能领域应用规模的快速增长，潜在安全风险随之提升。锂电安全问题的根源在于电池内部的热失控，例如我日常常见的可充电式锂电池，当它过度充电或采用不适配的充电器充电时 ，锂离子电池内锂离子无法正常嵌入负极，锂离子便以金属锂析出，产生像钉子一样的枝晶锂，刺破正负极之间的绝缘隔膜。正负极接通短路后，电池内部热量积累过多，引发链式化学反应，进而燃烧爆炸 。
锂电池灾的特性主要有以下几点：突发性强、复燃风险高、火势蔓延迅速、爆炸危险、持续时间长、潜在危险性大、有毒气体释放。
锂电池火灾难以扑灭的原因主要有以下几点：
1.化学反应： 锂电池在燃烧时会释放大量的氧气，这会加剧火势，使得火灾更难以扑灭。
2.高燃点： 不同类型的锂电池有不同的燃点，例如三元锂电池的燃点为200摄氏度，这使得它们在过热情况下更容易起火。
3.热失控： 锂电池在起火时可能会发生热失控现象，这是一种自加热的过程，导致电池内部温度迅速上升，从而引起火灾或爆炸。干粉灭火器无法有效阻止锂电池热失控。
4.电压问题： 在使用水或水基型灭火器扑灭锂电池火灾时，需要注意电压问题。如果是插了交流电的锂电池起火，一定要先拔掉电源再浇水，以避免触电风险和因220V交流电电解水而产生的二次火。这种灭火方式在现实情况中对常人来说难以实现，由于安全问题，一般需专业人员采用正确方式操作。
因此，干粉灭火器无法有效阻止锂电池热失控。传统的灭火材料不能有效抑制锂电池火灾。
锂电池专用灭火材料 是一类新型的消防灭火材料，属国内首款，专门针对新能源锂电池灭火减灾的新型环保型多相类消防灭火抑制材料。它具有优异的灭火性能，可快速扑灭和抑制锂电池火灾，可应用于多种应用场景，比如：锂电池生产、锂电池储存库房、充电桩、光伏发电板、新能源汽车、电动公交、电动重卡、储能电站、电动自行车集中停放点以及家用电器等等。
产品性能如下：
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各地区也已经很很多关于锂电池专用灭火装置的报道，如北京交通广播、北京消防协会、国家防火建材质检中心、消防安全管理员等等。
金堂微信公众号发布：“成都市淮州新城安全应急消防演练暨百众安消防多相类锂电池专用灭火产品公开试验成功举行”（点击即可访问）
北京日报：“消防员实测：哪种灭火器扑救锂电池火灾最有效？”https://xinwen.bjd.com.cn/content/s65f6f59be4b01e989cf12a20.html?from=appMessage×tamp=1719369842836（复制链接可查看原文）
新材料、新技术的不断涌现，将极大降低锂电池火灾的风险，推动新能源汽车、储能等领域健康快速发展。同时，锂电池专用灭火技术的普及，将为应对潜在的安全威胁提供有力保障，开启锂电安全应用的新篇章。
韩国一电池厂着火致23人窒息死亡，锂电池着火后该如何自救？
当地时间6月24日10时30分（北京时间6月24日9时30分）左右，韩国京畿道华城市一锂电池厂发生火灾，目前已致23人（包括17名中国公民）死亡，8人受伤。初步调查结果显示，遇难人员全部死于窒息。
据韩联社报道，事发后，消防部门派出159名消防员和63台设备。由于锂电池火灾难以用常规方式完全扑灭，且现场火势较大，灭火工作并不顺利。先遣人员抵达现场时，工厂内部的电池仍在爆炸，火势快速蔓延。当地时间24日15时10分左右，火势才基本得到控制。
锂电池火灾有何特点？为何灭火难度大？一旦起火该如何自救？6月26日，新京报记者就此咨询北京市丰台区消防救援支队战训科科员苗海青。他表示，由于锂电池燃烧后会产生有毒气体且不易被扑灭，一旦电池企业起火，员工应第一时间逃生，如果是家里的锂电池着火，可将其扔进水桶或丢到室外，并立即逃生。
6月25日，京畿道起火电池厂搜救现场。 图源：韩联社
锂电池火灾易致人中毒窒息，常见灭火器难以完全扑灭
据了解，锂电池具有能量密度高、功率密度高、自放电小和寿命长等优点，在电动自行车、电动汽车、电子消费品和储能等领域被广泛使用。但是，它的风险也不可小觑。
据苗海青介绍，从原理上看，锂电池起火的原因主要是过充或短路等导致的热失控。此外，锂电池受到撞击、长期涉水或因其他原因造成的机械损坏，都有可能导致供电系统出现故障或者发生短路，从而引发火灾。锂电池火灾具有事故突发性强，火势蔓延迅速，燃烧温度高，灭火技术要求高等特点。当电池热失控时，会释放出大量易燃可燃气体，导致燃烧速度极快，并伴随爆炸。
上海消防研究所试验数据表明，锂电池燃烧时，火焰喷射的最远距离达五米，火焰最高温度可达916℃，远高于常规汽油400℃的燃烧温度。
苗海青解释，锂电池燃烧爆炸时，含钴的正极材料会受热分解，产生有毒的含钴氧化物，负极材料受热会产生一氧化碳等有毒物质，电解质等材料在高温下会产生大量的烯烃、烷烃、醚等化合物，具有不同程度的毒性，会导致被困人员中毒窒息。
此前，北京消防部门曾和某汽车公司联合开展锂电池灭火试验。试验人员将多块锂电池电芯捆绑，使用电加热片加热其中一块电芯，电芯热失控后，外壳鼓包破裂，立即起火，相邻的电芯接连起火。试验人员使用多种灭火器灭火，效果均不理想，泡沫灭火剂、水基底灭火器、二氧化碳灭火器可以在短时间内扑灭明火，但无法阻止其复燃。
苗海青解释，锂电池中的一些成分在高温下会生成氧化物，即使在缺氧环境下也能继续燃烧，通过窒息来灭火无济于事，而且电芯外部被外壳包裹，灭火剂一般很难作用于电芯内部。如果家中锂电池起火，常用的干粉灭火器只能扑灭周边火焰，无法有效阻止锂电池热失控，明火被短暂扑灭后仍会继续燃烧。
锂电池灭火试验中，起火的锂电池。 图源：丰台区消防救援支队
锂电池企业发生火灾后，人员应第一时间逃生
新京报记者查看此次京畿道电池厂火灾事故监控录像发现，锂电池冒烟并燃烧时，有工人尝试用灭火器灭火，但未能扑灭，白色浓烟迅速蔓延至整个工作间。工作间内，大量电池堆放在一起，旁边还有纸箱等可燃物。起火后，这些电池发生了三次爆炸。
苗海青提到，锂电池生产、储存企业应当按照消防规定，安装烟感报警器、消防喷淋系统、墙壁消火栓、排烟系统、防火卷帘等等，也应当对员工进行消防培训、组织消防演练。因锂电池火灾不易扑灭，发生火灾后，人员应当第一时间从安全通道逃生。
除此之外，条件允许的情况下，企业的消防自防自救力量应对初期火灾进行扑救，防止火势进一步扩大。按照各地消防规定，重点企事业单位会建立微型消防站，以及时扑救初期火灾，也会配备一定数量的灭火器、水枪、水带等灭火器材，外线电话、手持对讲机等通讯设备，以及消防头盔、消防防护服、防护靴等装备。
“如果穿上消防防护服，戴上面罩，就能有效防止自防自救力量在扑救锂电池火灾时吸入有毒气体。但自防自救力量适合扑救初期火灾，如果火情迅速扩大，并发生爆炸，自防自救力量易受伤，应尽早撤离起火现场。”苗海青说。
一旦家中锂电池着火，可丢入水桶或喷淋大量水
而在生活中，电动自行车、电动汽车起火是更常见的锂电池火灾。
苗海青表示，对消防救援人员来说，电动自行车和电动汽车火灾具有火势大、烟雾大、易爆炸的风险。
新京报记者查询发现，2024年2月22日下午，北京市通州区一高层住宅内曾发生一起电动自行车锂电池火灾。监控显示，电池充电后不一会儿就冒出了白烟，车主把电池移动到楼道走廊后不到十秒钟，电池起火，之后发生数次剧烈爆炸，火光四射，浓烟很快充满整个走廊。消防救援人员迅速前往现场处置，所幸没有造成人员伤亡。
“如果是停在室外车棚里的电动自行车起火，可能会导致周边多辆电动自行车起火，并引燃车棚附近的可燃物。消防员会用大量水喷淋在起火点，使其降温，从而停止燃烧。”苗海青指出，居民不应将电动自行车电池等大容量锂电池带入室内。
苗海青还提到，如果电动汽车在驾驶时起火，车主应当立即将车停在安全的地方，关闭汽车电源，远离汽车，拨打119报警。
此外，苗海青建议，居民应当购买正规合格的锂电池产品，充满电后要及时断开电源，避免长时间连续充电，使用时也不要挤压和摔击。储存锂电池的场所，应当避免潮湿、高温，保持通风，远离易燃可燃物，并尽量不要把锂电池堆放在一起，避免多块电池连续爆炸起火。
一旦家中的锂电池着火，应立刻断开外接电源。条件允许的情况下，应将锂电池丢入水桶，或向其喷淋大量水，使其温度降低，从而停止燃烧。如果不具备以上条件，应将锂电池丢到室外，避免因吸入其产生的有毒气体而窒息，并迅速逃生，拨打119求助。
2024年2月22日下午，北京市通州区高层建筑内锂电池起火爆炸现场。 图源：通州区消防救援支队
新京报记者 彭镜陶
编辑 彭冲 校对 张彦君
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