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锂电池行业风险管理与风险分析

2017-08-11 08:58:55 来源:风控网 浏览:158

锂电池行业在企财险承保中已不陌生,锂电池已经由一般的消费类电子产品向电动自行车、混合动力汽车、医疗及航空航天等新兴领域扩展,然而作为高密度的能量模块,其安全问题备受质疑。在日常生活中,锂电池发热、自燃、爆炸事件时有发生,更为严重的是锂电池在生产、测试及运输过程中由于管理原因导致火灾,造成重大财产损失及人身伤亡。
本文将介绍锂电池的工作原理、生产工艺,揭露其中的火灾风险点。
1. 锂电池的工作原理
锂离子电池正极由含锂的活化物质构成,充电时,正极的化合物释放出锂离子,嵌入负极呈片状的碳质分子中。放电时,锂离子从片层结构的碳中析出,重新与正极离子结合。锂离子在移动的过程中产生电流,即锂离子的工作原理基本可认为是反复的“氧化-还原”过程。

2.      锂电池火灾风险点
(1)原材料的化学性质导致的火灾风险
锂电池的电解液溶剂主要组成是碳酸烷基酯,如碳酸二甲脂(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC),都是低沸点易燃液体;电解液溶质为六氟磷酸锂(LiPF6),有腐蚀性,不可燃,能够与脂类反应生成有强烈腐蚀性气体氟化氢,同时氟化氢与金属反应生成具有爆炸性的氢气。
(2)化成、分容及老化工艺的火灾风险
如上图,当电池完成密封性检测后,进入化成工艺,激活电池。充好电的负极储存大量强还原性的LiC6,其电位接近-3.0V,遇水即燃烧。在注液过程中,因为技术人员的操作水平及环境的影响均有可能导致电解液中掺杂有少量的水分。
锂离子电池生产对工艺的精度及电极材料的性能要求非常高,导致生产中的次品率非常高,设计及制作不良的电池,长时间的充放电循环,形成枝晶,锂金属沉积,形成粉末状单质(电极边缘的灰黑色粉末),遇空气即可燃烧,同时枝晶容易刺破隔膜,导致正负极度短路,引发火灾。
化成工艺作为装配完成的锂电池第一道带电测试工艺,遇到的次品最多,面临的火灾风险最高。
(3)短路的火灾风险
短路分为微短路及结构性内短路,微短路主要由正负极片上的微粉或者凸点刺穿隔膜,引起电芯内部短路,轻微可造成自放电率高,严重可导致电池爆炸。
结构性短路,主要由于电芯极耳过长,与级片及壳体接触,造成短路,或极耳压迫卷芯,导致正负极短路,引起电芯发烫,严重时可导致爆炸。
(4)管理不善导致的火灾风险
管理不善导致的火灾风险点有很多,首先,对乙醇、电解液等化工品没有规范的管理制度,随意摆放;其次,储存电池的过程中,没有保证电池储存的最佳环境温度、湿度等;最后,对次品电池没有及时处理,埋下安全隐患。
归纳如下因素可作为风险源发生的诱因:

内部极化较大;


级片吸水,与电解液发生反应气鼓;


电解液本身的质量性能;


注液时,注液量达不到工艺要求;


装配制作中激光焊焊接密封性能差,漏气;


粉尘,级片粉尘首先容易导致微短路;


正负级片较工艺范围偏厚,入壳难;


注液封口问题,钢珠密封性能不好,导致气鼓;


壳体来料存在壳壁偏厚,壳体变形影响厚度;

3.  化成、分容、老化车间的安全管理要求

车间温度保持在20±5℃范围内,最高不超过30℃;


设置良好的抽排风系统;


各车间单独设置,防火门为二级防火门;


电池摆放应规范,有专人看守;


消防设施齐全。


操作人员应该有严格的培训制度,合格才能上岗;


车间制定严格的管理制度;

4. 成品仓及废品仓是否符合规范(核保及业务员关注要点)

因锂电池特性,储存环境要在18-25度内。仓库必须配置大功率空调;


锂电池是易爆物品,仓库应配置干粉灭火器、二氧化碳灭火器;


制定有规章制度,仓库禁止吸烟;


消防通道保持通畅,出险火情能够及时处理


放置锂电池的架子、周转盒必须是绝缘;


仓库应有湿度控制器,避免长时间处于极端湿度条件下(相对湿度高于95%或低于40%);


成品仓与废品仓单独设置,不能混放;


废品仓不合格电池定期处理,储存时间不能过长;


成品仓与废品仓有严格的进出货物记录,防止发生火灾时以次充好;

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锂电池行业风险管理与风险分析

2017-08-11 08:58:55 来源:风控网 浏览:215

锂电池行业在企财险承保中已不陌生,锂电池已经由一般的消费类电子产品向电动自行车、混合动力汽车、医疗及航空航天等新兴领域扩展,然而作为高密度的能量模块,其安全问题备受质疑。在日常生活中,锂电池发热、自燃、爆炸事件时有发生,更为严重的是锂电池在生产、测试及运输过程中由于管理原因导致火灾,造成重大财产损失及人身伤亡。
本文将介绍锂电池的工作原理、生产工艺,揭露其中的火灾风险点。
1. 锂电池的工作原理
锂离子电池正极由含锂的活化物质构成,充电时,正极的化合物释放出锂离子,嵌入负极呈片状的碳质分子中。放电时,锂离子从片层结构的碳中析出,重新与正极离子结合。锂离子在移动的过程中产生电流,即锂离子的工作原理基本可认为是反复的“氧化-还原”过程。

2.      锂电池火灾风险点
(1)原材料的化学性质导致的火灾风险
锂电池的电解液溶剂主要组成是碳酸烷基酯,如碳酸二甲脂(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC),都是低沸点易燃液体;电解液溶质为六氟磷酸锂(LiPF6),有腐蚀性,不可燃,能够与脂类反应生成有强烈腐蚀性气体氟化氢,同时氟化氢与金属反应生成具有爆炸性的氢气。
(2)化成、分容及老化工艺的火灾风险
如上图,当电池完成密封性检测后,进入化成工艺,激活电池。充好电的负极储存大量强还原性的LiC6,其电位接近-3.0V,遇水即燃烧。在注液过程中,因为技术人员的操作水平及环境的影响均有可能导致电解液中掺杂有少量的水分。
锂离子电池生产对工艺的精度及电极材料的性能要求非常高,导致生产中的次品率非常高,设计及制作不良的电池,长时间的充放电循环,形成枝晶,锂金属沉积,形成粉末状单质(电极边缘的灰黑色粉末),遇空气即可燃烧,同时枝晶容易刺破隔膜,导致正负极度短路,引发火灾。
化成工艺作为装配完成的锂电池第一道带电测试工艺,遇到的次品最多,面临的火灾风险最高。
(3)短路的火灾风险
短路分为微短路及结构性内短路,微短路主要由正负极片上的微粉或者凸点刺穿隔膜,引起电芯内部短路,轻微可造成自放电率高,严重可导致电池爆炸。
结构性短路,主要由于电芯极耳过长,与级片及壳体接触,造成短路,或极耳压迫卷芯,导致正负极短路,引起电芯发烫,严重时可导致爆炸。
(4)管理不善导致的火灾风险
管理不善导致的火灾风险点有很多,首先,对乙醇、电解液等化工品没有规范的管理制度,随意摆放;其次,储存电池的过程中,没有保证电池储存的最佳环境温度、湿度等;最后,对次品电池没有及时处理,埋下安全隐患。
归纳如下因素可作为风险源发生的诱因:

内部极化较大;


级片吸水,与电解液发生反应气鼓;


电解液本身的质量性能;


注液时,注液量达不到工艺要求;


装配制作中激光焊焊接密封性能差,漏气;


粉尘,级片粉尘首先容易导致微短路;


正负级片较工艺范围偏厚,入壳难;


注液封口问题,钢珠密封性能不好,导致气鼓;


壳体来料存在壳壁偏厚,壳体变形影响厚度;

3.  化成、分容、老化车间的安全管理要求

车间温度保持在20±5℃范围内,最高不超过30℃;


设置良好的抽排风系统;


各车间单独设置,防火门为二级防火门;


电池摆放应规范,有专人看守;


消防设施齐全。


操作人员应该有严格的培训制度,合格才能上岗;


车间制定严格的管理制度;

4. 成品仓及废品仓是否符合规范(核保及业务员关注要点)

因锂电池特性,储存环境要在18-25度内。仓库必须配置大功率空调;


锂电池是易爆物品,仓库应配置干粉灭火器、二氧化碳灭火器;


制定有规章制度,仓库禁止吸烟;


消防通道保持通畅,出险火情能够及时处理


放置锂电池的架子、周转盒必须是绝缘;


仓库应有湿度控制器,避免长时间处于极端湿度条件下(相对湿度高于95%或低于40%);


成品仓与废品仓单独设置,不能混放;


废品仓不合格电池定期处理,储存时间不能过长;


成品仓与废品仓有严格的进出货物记录,防止发生火灾时以次充好;

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