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警惕! 锂电池电解液桶使用的安全问题

已有 9025 次阅读 2014-1-20 18:21 |个人分类:锂电电解液|系统分类:科研笔记| 安全, 压力, 非水电解液, 包装桶

今天看到一则令人痛心的新闻:因为爆米花的炉子过压爆裂,碎片击中一位7岁男孩,直接导致其死亡,过失致人死亡的爆米花摊主也被刑事拘留,两个家庭卷入无端的灾难之中,其原因竟在于炉子的压力表失灵,过度加热导致的过压使炉体爆裂。

这让我想到我们这个行业的电解液桶的规范使用上来。

电解液是一种混合溶液,其成分含量多变,大部分重量为可燃或易燃的碳酸酯溶剂,所以,一般来讲,电解液是可燃的化学品,其闪点依据不同的配方而有所不同,可能为甲类到丙类之间的任何一类。当然,如前面博文所述,电解液也是有一定毒性的。

电解液在日常使用中,都是储存在特别定制的包装桶中,行业内最为常见的是200KG的不锈钢包装桶。这里谈的就是这种包装桶的使用安全。类似地,这样的内容也适用于100L,50L,20L等不同容积的设计相似的包装桶。

电解液包装桶多用不锈钢制成,常用材质为SS304,早期可能会用到SS316.桶壁厚度一般在2.0mm左右,考虑到成本,也可能降低到1.8mm左右。因此,它承受的压力一般不超过3KG,考虑到使用方便,设计时它便不属于压力容器,允许充填的气压在0.1MPa以下(俗称1公斤压力)这也是为了电解液厂家和电池厂家在电解液桶管理上的方便。因此,在灌入电解液之后,再充填保护气体(如纯氮或纯氩)时,其压力一般控制在0.02~0.06MPa之间,以便于防止外界水汽进入导致电解液变质和腐蚀容器内壁。因此,电解液出厂时,其桶内都有一定的压力,各厂家的规定不完全一样,但基本都在0.1MPa以内。其主要作用有:1.方便取样或使用电解液。出液口连接好快速接头后,桶内液体可以在气压作用下直接压出,无须补气。2.提供保护气氛。但使用时间长了,随着内容物的减少,气体压力下降,这时就需要适度补充气体。这里要求主要有两点:1.补充的气体必须是高纯的高度干燥的保护性气体(如氮气、氩气) 2.压力要在指定范围,一般建议在0.02~0.06MPa,即0.2~0.6公斤压力。千万不要过压。


必须提醒的是,压力的标准单位是帕斯卡,因为其太小而在工程上不常用。常用的其它单位有兆帕(MPa), 千帕(kPa)。有种不规范但很常用的的压力单位是公斤,其实质是“公斤力/平方厘米”的不规范缩写。9.8牛顿除以0.0001平方米,结果为98000帕斯卡,即0.098 MPa,不精密计算的话,相当于0.1MPa. 另外,还有一种压力单位,叫一个大气压,即101300Pa左右,从数值上,也大约为0.1MPa.因此,1个大气压与1KG压力在数值上相差不大,在粗略计算的情况下常常把两者看成相等。但是,1公斤也好,1个大气压也好,他们绝不能与1个兆帕相等!


再次强调,1公斤或1个大气压的压力,大约等于0.1MPa,而不是1个MPa.


这一点是很多粗心的人最容易犯的错误,但这个错误可能导致严重的后果,因为压力相差了整整10倍!


我曾在某厂处理过电解液桶泄漏的情况,就是因为补气的员工把压力表上的MPa当成了公斤,使得充填进去的压力超标10倍以上,直接将桶法兰挤变形,电解液漏出。浪费一桶电解液价值数万,但如果是接头或其它零件在过压下飞出,其结果更是不可预料,十分凶险。因此,后来我编写电解液桶的使用规范时,特别对此作了注明。细心一点的厂家,可以自备一个带快速接头母头的气压表,卡到电解液桶上的接头即可马上测定,十分好用,如果还带上放气的阀门可以调整压力,就更方便了 。


近期品质部出差处理的一起客户投诉,也涉及了电解液桶泄漏的情况,情况一样,过压导致密封法兰变形泄漏。不过其原因更为奇葩,给电解液补气时,操作人员不看减压阀的输出压力,直接用气体管线从钢瓶对接到电解液桶,当听到没有气体流动的声音时才停止加气(或者他们认为可以了再停止)。在电解液泄漏之后投诉了我们,我司派员去现场测气压时,发现气压在泄漏发生之后,仍严重超标,把我们带去的压力表都打坏了(量程0.2MPa左右),可见想见当时的内压之高,如果在当时情况下有任何金属部件被气压打掉飞出,无异于一颗子弹.....如果你还没有概念的话,可以对比一下高压锅,它工作时的压力大约在1.5个大气压左右,高压锅失效的时候,有过打穿屋顶的实例的。--其实我们早就印刷了相关知识的彩页,在发货时会把安全须知注意事项都每批随货发运,但客户的仓库人员收货之后即把他们撕掉,相关彩页传递不到生产线的一线员工手中,而厂家也没有认真注意过这个问题!但从我们预防的方面,今年在加气口增加黄色警示标签,以防万一再出现类似错误。

值得注意的是,本文涉及的两次电解液泄漏事故发生的厂家,其归属都是上市公司,相对行业平均水平来讲,应该属于管理还比较规范的公司,特别其中一家还是外资上市公司,都有这样的隐患。

其实还有一点没有展开的风险,如果是电解液在过压下喷出,还有电解液遇静电或火花而失火,电解液腐蚀眼睛皮肤等化学品带来的危险,如果是一次电池电解液,其中含有大量醚类,就更易着火了。

所以,提醒广大的电池厂客户,特别是注液车间的现场工艺人员、操作人员、管理人员,给电解液桶补气时,千万注意压力的单位,注意压力的范围,不要超压以免发生不测之祸。

 2014-01-21



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