锂离子电池基本认识及运输

　随着科技的快速发展，能量运用的方式也逐渐改变，由传统插电式设备进步到储能系统式设备，而目前又以锂离子电池使用较为广泛，所以造就了「锂离子电池」的使用越来越常出现在日常生活中的每个角落，轻巧到可携式的电子产品如手表、电脑、行动电源、耳机、相机、手机等，大到交通运输工具如电动机车、电动汽车、飞机用电池、太阳能及风力发电的储能柜等都可以发现它的踪迹。随着台湾近几年强力推广绿电发展，储能系统必定会是未来建设与相关产业发展的趋势。近年来，世界各国皆强力推动节能减碳政策，在各国科技研发团队的开发下，「锂离子电池」因具有能量密度高、循环使用寿命长、无记忆效应等好处，因而带动全球「锂离子电池」相关应用市场发展快速，使得锂离子电池不仅在价格、技术及应用特性上亦被广泛使用在各项民生产品，相对的劣质产品亦充斥在整个市场也产生了另一种灾害发生的隐忧。

　锂离子电池所引起的火灾，在我们生活周遭充满了潜在的风险与危害。对于第一线进行灾害抢救的消防人员来说，此类型火灾与一般火灾在灭火性质上有极大的不同，如果消防人员在未知的环境下，以处理一般灭火方式执行抢救，可能会造成严重的危害。因此，如何小心应对锂离子电池火灾，相信会是我们未来需要迫切去面对的重要课题。

　锂离子电池基本认识

　所谓「知己知彼，百战百胜」，我们从锂离子电池的基本构造开始介绍，其主要的构造由：正极、负极、隔膜、电解液(锂盐加有机溶剂构成)组成，如果依其组成常见的分类如下述：

　一、磷酸铁锂电池：

　系指以磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。其特色为不含钴等贵重元素，原料价格低且磷、铁存在于地球资源含量丰富，不会有供料问题，其工作电压适中，单位重量下电容量大的高放电功率，可快速充电且循环寿命长，在高温与高热环境下的稳定性高。

　相较目前常见的三元锂电池来说，磷酸铁锂电池至少具有以下优点：安全性高、使用寿命长、不含任何重金属和稀有金属(意即原材料成本低)、可快速充电、工作温度范围广。因此，世界电动车霸主TESLA 也由三元锂电池转向以磷酸铁锂电池为动力使用。

　但磷酸铁锂电池也存在一些性能上的缺点：压实密度很低，导致锂离子电池的能量密度较低;虽然材料取得成本较低，但半成品的制造及准备与电池的制造成本却相对较高;产品一致性差及低温时性能会明显受到影响等。

　二、三元锂电池：

　正极材料常使用镍钴锰酸锂(Li〈NiCoMn〉O2)，负极通常是石墨。能量密度大，因此常被广泛使用。三元锂电池主要有镍钴铝酸锂电池，但由于镍钴铝的高温结构不稳定，致使易产生高温，进而引发危险，也因此其安全性问题常受到怀疑。

　之所以会有这样的原因是由于，即使磷酸铁锂与镍钴锰酸锂这两种材料都会在到达一定温度时发生分解，不过三元锂材料相比于磷酸铁锂电池会在较低温下发生分解，且三元锂材料的化学反应较为剧烈，可能会释放氧分子，于高温作用下电解液迅速燃烧，发生连锁反应。换句话说，就是危险品三元锂材料比磷酸铁锂材料更容易着火。

　正因为三元锂材料有这样的安全隐患，因此根据三元锂材料容易热解的特性， 厂商为抑制事故发生， 在过充保护(Over voltage protection， 简称OVP)， 过放保护(Under Voltage Protection ， 简称UVP )， 过温保护(Over Temperature Protection ， 简称OTP)，过流保护(Over Current Protection，简称OCP)这几个安全保护措施上都下不少的功夫，以防止三元锂电池之燃烧。

　运输方式

　运输方式包括空运、水运、陆运，至此主要讨论的是最为常用的航空运输、海洋运输。由于锂是一种特别容易发生化学反应的金属， 易延伸和燃烧，包装和运输，如处理不当， 易燃烧和爆炸， 事故也时有发生。其包装和运输中的非规范行为而导致的事故越来越受到重视， 国际上多个机构颁布有多个规定，各管理机构也愈发严格，提高操作要求，不断的修改规定和法规(如：IATA针对运输每两年就修改一次规定)

　　中文名：锂离子电池

　　外文名：Lithium battery transportation

　　运输方式：海洋运输、航空运输、多式联运

　　应用领域：手机、笔记本电脑、Ipad、汽车等

　　发明者：爱迪生

　　运输要求

　　运输包装

　　1. 在不考虑例外的情况下,这些电池必须遵守规则里(DGR 4.2 适用的包装说明)的限制进行运输。它们必须依据适用的包装说明指导装在DGR 规则所规定的UN规格包装里,并在包装上完整的显示对应编号。

　　2. 符合要求的包装, 除标有适用的正确运输专用名称和UN 编号的标记外,

　　IATA9类标签还必须贴9类危险性标签 。

　　3. 托运人须填写申报单; 提供相应的危包证;提供获得认证的第三机构出具的运输鉴定报告,并显示为符合标准的产品(含UN38.3测试, 1.2米的跌落包装试验)。

　　航空运输要求

　　1. 电池须通过UN 38.3测试要求, 及1.2米的跌落包装试验

　　2. 托运人提供的申报文件, 标注UN编号

　　3. 外包装均须贴9类危险品标签 ，贴有“仅限全货机运输”操作标签

　　仅限全货机运输

　　4. 其设计应保证在正常运输条件下防止爆裂，并配置有防止外部短路的有效措施。

　　5. 坚固的外包装, 电池应被保护以防止短路，在同一包装内须预防与可引发短路的导电物质接触。

　　6. 电池安装在设备中运输的额外要求：

　　a. 设备应进行固定以防止电池在包装内移动，包装的方式应防止电池在运输途中意外启动。

　　b.外包装应能够防水，或通过使用内衬(如塑料袋)达到防水，除非设备本身的构造特点已经具备防水特性。

　　7. 锂电池应使用托盘装载, 避免搬运过程受到强烈振动,托盘的各垂直和水平边使用护角保护。

　　8. 单个包装重量小于35 kgs。

　　9. 航空公司操作注意:

　　l 仅限全货机运输

　　l 空运信息出现在机长通知单上

　　l 增强机组意识和在紧急情况下的决策可能因此改变

　　l 告知第一到场人员货舱内电池的种类和数量l 美国FAA要求锂电池应装载在飞机货舱等级为C级货舱内, 货舱内须有烟雾探测系统, 报警系统, 灭火系统。

　　海洋运输要求

　　1. 电池须通过UN 38.3测试要求, 及1.2米的跌落包装试验。

　　2. 外包装均须贴9类标签, 标注UN编号3. 其设计可保证在正常运输条件下防止爆裂，并配置有防止外部短路的有效措施。

　　4. 坚固的外包装, 电池应被保护以防止短路，在同一包装内须预防与可引发短路的导电物质接触。

　　5. 电池安装在设备中运输的额外要求：

　　a. 设备应进行固定以防止在包装内移动，包装方式应防止在运输途中意外启动。

　　b. 外包装应能够防水，或通过使用内衬(如塑料袋)达到防水，除非设备本身的构造特点已经具备防水特性。

　　6. 锂电池应使用托盘装载, 避免搬运过程受到强烈振动,托盘的各垂直和水平边使用护角保护。

　　7. 锂电池装载集装箱内须进行加固, 加固方式和强度应符合进口国的要求(如: 美国境内有美国铁路协会, 美国协会, 北美爆炸物管理局, 联邦汽车运输安全管理局, 美国海岸防卫队, 美国运输

　　9类美式加固法部和 《海上运输规则》有相关规定), 若因发货人疏忽加固或加固不当, 在目的港将被扣箱, 并发生码头的操作费、堆存费、移箱费、重新加固等高额的费用。

　　8. 出口北美地区需在集装箱四周规定位置粘贴9类标签