影响锂电池航空运输安全的因素

2014.1(Vol.169)59影响锂电池航空运输安全的因素文/赵宁宁（中国民航科学技术研究院）Factorsaffectingsafeairtransportationoflithiumbatteries锂电池的运输主体为航空运输。除生产性贸易外，旅客行李中也包含大量的锂电池驱动设备。近几年，在航空运输中不同程度的发生过一些关于锂电池货物运输的不安全事故、事件；另外，也发生过旅客携带的锂电池发生着火燃烧的事件。如：2010年9月3日，锂电池导致UPS迪拜坠机事件；2012年3月20日，国航CA1742成都—杭州航班托运行李中锂电池在监卸过程中发生自燃事件等。这些与锂电池相关的不安全事故、事件，严重影响了航空运输的安全性。本文将从锂电池的工作原理角度阐述锂电池的危险性和影响锂电池航空运输安全的因素，并告诉您更多信息。一、锂电池的危险性锂电池或锂电池组属第9类危险品，其危险性如下：（1）锂电池高度易燃；（2）过度充电、极限温度、错误操作或其他错误的情况都有可能造成锂电池短路，其危害的直观表现有三种：一是造成漏液，锂电池体内温度上升较慢的情况下，外壳逐渐溶化，保护层起不到保护作用，导致有腐蚀性的电解液的泄漏；二是造成自燃，当锂电池短路时产生的火花会在瞬间点燃电解液，这是由于电解液由易燃液体构成，燃烧的电解液会跟着引燃塑料机身，导致电池燃烧，电池周围如果有易燃物的话将会造成火灾；三是造成爆炸，锂电池体内温度上升较快，由于外壳不像在温度上升较慢时会逐渐溶化，因而导致电池内部空间不足以容纳加热情况下的膨胀气体，电池容器因压力过大而爆炸；（3）锂电池一旦在飞行中起火燃烧，现在飞机上使用的Halon灭火剂不能将其扑灭，并且其燃烧产生的溶解锂会穿透货舱或产生足够压力冲破货舱壁板，使火势蔓延到飞机的其它部分。研究发现，货舱内火情即使已被扑灭，其导致的货舱高温仍会使此类电池自燃并引发强烈燃烧。二、影响锂电池航空运输安全的因素1.内部因素（1）电极材料：金属锂属于第4.3项的危险品，锂是一种特别活泼的金属，遇水或潮湿空气会释放易燃气体；（2）电解质：有机电解质溶液（锂盐类电解质）属易燃物，受热（内部、外部）可引起电池爆炸起火，并分解产生气体及其他产物（如水）；（3）隔离膜：高分子薄膜的强度很低，飞机颠簸和行李之间强烈的碰撞有可能损坏这层薄膜，导致电池内短路，短时间内放出大量的热，由于电池内的有机电解液属易燃物，从而引发燃烧或者爆炸；（4）制造工艺：工艺本身的纰漏导致电芯极耳过长，与极片或与壳体接触造成内短路；或极耳压迫卷芯，导致正负极短路；或在本应绝缘的两极之间，留下金属粉末、铜箔、铝箔碎片，这些角料在电池较热的情况下（多见于长时间使用或充电时）就像沸水中的米粒一样，在电解液中作随机性热运动，如果恰好有微粒或碎片接近电池正负极中间的隔膜，就可能造成隔膜穿孔，进而引发微短路，造成爆炸、燃烧等事故。2.外部因素（1）过充电：由于锂电池负极无法嵌入更多的锂离子，导致锂离子在负极表面以金属锂析出，造成枝晶锂现象的出现，当枝晶锂生长到一定程度便会刺破隔膜，造成电池内部短路，从而引发安全事故；（2）外短路：导体将电池的正负极直接接通，造成电池体系高温过热，从而导致电池的自燃或爆炸；（3）过温：锂电池所处的环境温度较高，如150度30分钟，就会出现内部压力骤增，引发燃烧和爆炸；（4）搬运、包装、储存不当：运输过程中的错误操作都有可能造成电池的短路，释放出大量的热量，从而引发燃烧和爆炸。美国FAA的相关统计数据表明：1991—2007年间所发生的电池事故中，27%是锂电池事故，而这些事故中，68％是由于内部或外部短路造成，15％是由于充电或放电造成，7％由于设备意外启动，10％为其他原因。由此进一步证明，各种因素直接或间接造成的电池内、外部短路，是导致锂电池安全事故发生的主要原因。鉴于此，美国、英国、阿联酋、加拿大、中国等民航局发布风险提示，要求关注大宗锂电池货物运输的安全问题，强调按规章、标准操作。美国FAA还强调锂电池货物应装载的飞机货舱等级为C级货舱，以保证安全。中国民航局亦根据国际民航组织出版的《危险物品安全航空运输技术细则》的相关要求并结合现有的锂电池运输现状，出台了一系列保障锂电池客、货运安全的规章制度，并进行了锂电池航空运输安全专项治理工作。锂电池的航空运输安全问题将是今后相当长的一段时间内人们关注的重点。（编辑肖静）SAFETY&SECURITY航空安全