PDF《ICS 29.220.01》

ICS 29.

220.01 中国化学与物理电源行业协会 团体标准 T/CIAPS0002―2017 锂离子电池企业安全生产规范 Specification of lithium-ion battery enterprise safety production

2017 年12 月25 日发布

2018 年1月1日实施 中国化学与物理电源行业协会发布 T/CIAPS0002―2017 I 目录 前??言.I 标准名称.II

1 范围.1

2 规范性引用文件.1

3 术语.1

4 基本要求.2

5 建筑安全设计规范.2 5.1 厂区建筑物设计.2 5.2 消防车道.2 5.3 防火、防烟分区设计.2 5.4 安全疏散.7 5.5 防爆、泄压.7 5.6 灭火系统.8 5.7 排烟系统.9

6 生产过程安全规范.9 6.1 一般要求.9 6.2 仓库安全管理.9 6.3 配料系统.10 6.4 涂布.10 6.5 装配.10 6.6 注液.10 6.7 化成.11 6.8 老化.11 6.9 PACK 组装.11 6.10 成品库.12

7 电池测试.12 附录A(资料性附录)主要物料和工艺的物质火灾特性分类支持标准条款和数据.13 附录B(资料性附录)粉尘爆炸性测试及控制.21 附录C(资料性附录)锂离子电池制造过程中常见火灾处置预案.23 附录D(资料性附录)使用闪点和引燃温度、蒸汽浓度判断物质火灾风险的方法.26 II 前??言 本标准根据 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草. 请注意本文件的某些内容可能涉及专利.本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任. 本标准由中国化学与物理电源行业协会提出. 本标准规定了锂离子电池安全生产的基础要求,对建筑安全设计、生产过程安全、电池测试提出了 安全规范,对主要物料和工艺的物质火灾特征进行了科学分类,采取措施降低风险等级. 本标准主要起草单位: 组长单位:天津力神电池股份有限公司 副组长单位(排名不分先后) :欣旺达电子股份有限公司、比亚迪股份有限公司、苏州宇量电池有 限公司、中航锂电(洛阳)有限公司、深圳市比克动力电池有限公司、天津市捷威动力工业有限公司、 惠州亿纬锂能股份有限公司. 成员单位:宁德时代新能源科技股份有限公司、江苏海四达电源股份有限公司、曙鹏科技(深圳) 有限公司、惠州市豪鹏科技有限公司、微宏动力系统(湖州)有限公司、东莞塔菲尔新能源科技有限公 司、多氟多化工股份有限公司、骆驼集团股份有限公司、上海德朗能动力电池有限公司、浙江南都电源 动力股份有限公司、广州邦禾检测技术有限公司、东莞市迈科新能源有限公司、北京国能电池科技有限 公司、 深圳沃特玛电池有限公司、 广州鹏辉能源科技股份有限公司、 北京大学深圳研究生院新材料学院、 合肥国轩高科动力能源有限公司、深圳普瑞赛思检测技术有限公司、深圳市全民安全生产研究院、深圳 市公安局大鹏分局. 本标准主要起草人:秦兴才、许辉勇、张寿波、毛焕宇、韩冰海、刘付勇、伊炳希、桑田、陈朝阳、 唐琛明、于立娟、韩晓辉、吴庆祝、李锋、邹海永、黄院军、陈瑶、郭锋、徐洪斌、赵玲、李志刚、饶 睦敏、刘建生、潘锋、宫璐、肖修昆、张洪军、孙毅、刘彦龙、路慧. 本标准为首次制定.

1 锂离子电池企业安全生产规范

1 范围 本规范适用于锂离子电池工厂新建、改建、扩建的设计及生产过程;

宜用于锂离子电池行业的安全 评价、消防验收、职业卫生评价等活动.

2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的. 凡是标注日期的引用文件, 仅所注日期的版本适用于本 文件.凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件. GB 3836.1 爆炸性环境第1部分设备通用要求 GB 3836.14 爆炸性环境第14部分场所分类爆炸性气体环境 GB

18871 电离辐射防护与辐射源安全基本标准 GB 50016-2014 建筑设计防火规范 GB

50057 建筑物防雷设计规范 GB

50058 爆炸危险环境电力装置设计规范 GB

50084 自动喷水灭火系统设计规范 GB

50116 火灾自动报警系统设计规范 GB

50140 建筑灭火器配置设计规范 GB

50160 石油化工企业设计防火规范 GB

50222 建筑内部装修设计防火规范 GB

50611 电子工程防静电设计规范 GB

50974 消防给水及消火栓系统技术规范 AQ4272-2016 铝镁制品机械加工粉尘防爆安全技术规范 AQ4273 粉尘爆炸危险场所用除尘系统安全技术规范 GA/T 536.1-2013 易燃易爆危险品火灾危险性分级及试验方法

3 术语 3.1 锂离子电池 lithium ion cell 含有锂离子的能够直接将化学能转化为电能的装置.该装置包括电极、隔膜、电解质、容器和端子 等,并被设计成可充电. 3.2 锂离子电池组 lithium ion battery

2 由任意数量的锂离子电池组合而成且准备使用的组合体.该组合体包括适当的封装材料、连接器, 也可能含有电子控制装置. 3.3 荷电态 state of charge 锂离子电池使用或搁置一段时间后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值,常用百分数表示, 简写用SOC表示. 3.4 涂布 coating 将浆料以一定的量均匀的涂到集流体上的过程. 3.5 化成 formation 激活电池活性物质,在电极表面形成致密稳定的SEI膜的电化学过程.通常指首次对电池充电的过 程. 3.6 老化 aging 将化成后的电池在一定的环境(温度、气压)条件下存放一段时间,以筛选出劣质产品的过程.

4 基本要求 4.1 厂房和生产线的设计能够合理利用空间,应满足电池生产流程和环保要求. 4.2 厂房和生产线的设计满足消防安全的规定. 4.3 厂房和生产线的设计充分考虑人员职业健康. 4.4 采用节能措施,回收再利用热能、电能等能源. 4.5 对于本规范未涉及的风险判定,行业协会宜组织锂离子电池行业专家专题研究、论证.

5 建筑安全设计规范 5.1 厂区建筑物设计 5.1.1 厂房和仓库应独立建造,不应设置员工宿舍. 5.1.2 化成分容车间应靠外墙设置,房间采用不发火花地面,并采取防静电措施. 5.1.3 厂区内建筑物间距应满足 GB 50016-2014《建筑设计防火规范》的要求. 5.2 消防车道 应满足GB 50016-2014《建筑设计防火规范》的要求. 5.3 防火、防烟分区设计

3 5.3.1 电池生产厂房、仓库等火灾危险性类别按照表

1 和表

2 界定,主要物料和工艺的物质火灾特性 分类支持标准条款和数据见附录 A. 5.3.2 防火、防烟分区设计应满足 GB 50016-2014《建筑设计防火规范》要求.甲、乙类和丙、戊类 的生产区域之间及中转仓库和其它生产部分应采用耐火极限不低于 2h 的防火隔墙和 1h 的楼板分割. 表1主要物料的物质火灾特征表 编号 物料类别 物料名称 危险性分类 R01 原料 正极粉料:钴酸锂粉料、磷酸铁锂粉料、锂 镍钴锰粉料 戊类 R02 原料 负极粉料:石墨、硅碳复合材料、钛酸锂 戊类 R03 原料 导电剂:碳粉 戊类 R04 原料 金属材料:铜箔、铝箔、铜条、铝条、镍条、 导电铜排铜软、铝镍复合带、铜镍复合带、 不锈钢壳、铝壳、铝钉、铝框架、金属紧固 件、金属底托板、SBR 胶液 戊类 R05 原料 隔膜、胶带、铝塑膜、导线、电路板、PVDF 胶粒、CMC、NMP 溶剂、石墨烯浆料、碳纳米 管浆料、树脂胶成分 丙类 R06 原料 室温饱和蒸气压所对应的蒸气浓度小于 LEL 的电解液(混合物) . 满足条件:墙壁为不燃或阻燃材料,独立通 风且联动烟雾或浓度,事故通风能力达到

12 次/小时 丙类 室温饱和蒸气压所对应的蒸气浓度小于 LEL 的电解液(混合物) . 缺乏条件:墙壁为不燃或阻燃材料,独立通 风且联动烟雾或浓度,事故通风能力达到

12 次/小时 甲乙类 R07 原料 低湿度车间使用的金属锂箔 满足条件:墙壁为不燃或阻燃材料,独立通 风且联动烟雾或浓度,事故通风能力达到

12 次/小时 丙类 低湿度车间使用的金属锂箔 缺乏条件:墙壁为不燃或阻燃材料,独立通 风且联动烟雾或浓度,事故通风能力达到

12 次/小时 甲类 锂粉、存储或车辆运输的金属锂带 甲类 R08 原料 室温饱和蒸气压所对应的蒸气浓度大于 LEL 的电解液;

喷码油墨;

清洁用酒精;

DMC ;

甲乙类 R09 包装材料 卡板(不可燃材质) 戊类 R10 包装材料 纸皮、塑料盒、卡板(可燃材质) 丙类

4 M01 半成品 水剂浆料:负极浆料、隔膜浆料、凹版水剂 浆料 戊类 M02 半成品 带涂层的金属箔材,正极极片,负极极片. 戊类 M03 半成品 隔膜、带涂层的隔膜 丙类 M04 半产品 极组、装入外壳的极组、注液未化成电池 丙类 M05 成品 合格的锂离子电池,锂离子电池组 丙类 M06 次废品 没有安全缺陷的次废品电池(含浸泡盐水后 的电池) 丙类 有安全缺陷的次废品电池(如安全测试后产 品、运行发现的有安全缺陷产品、使用中被 破坏有安全缺陷的产品等) 甲类 注:R代表原材料,M代表半成品,CMC羧甲基纤维素钠;

SBR丁苯橡胶;

PVDF聚偏氟乙烯;

DMC碳酸二甲酯;

NMP N- 甲基吡咯烷酮;

LEL爆炸下限简称,英文:Lower Explosive Limit. 表2主要工艺的物质火灾特征表 编号 工艺 工艺描叙 危险性分类 P01 水溶剂搅拌(负极浆 料、隔膜浆料、金属膜 浆料搅拌) 以水为主要溶剂(重量比例超过 10%)将其 他戊类粉料、丙类胶粒溶剂混入制成浆料 戊类 P02 水溶剂涂布 以水为主要溶剂的浆料涂布在基材上面且烘 干形成极片 戊类 P03 有机溶剂搅拌 以可燃有机溶剂为主(重量比例超过 30%) 将其他戊类、丙类粉料颗粒溶解形成浆料;

满足通风条件,能够确保低于爆炸下限浓度 5%LEL 时 丙类 以可燃有机溶剂为主(重量比例超过 30%) 将其他戊类、丙类粉料颗粒溶解形成浆料;

不满足通风条件,不能够确保低于爆炸下限 浓度 5%LEL 时 依照闪点或超过 闪点的工作温度, 判断甲乙类 P04 有机溶剂涂布 使用蒸气加热,将可燃有机溶剂为主的浆料 涂布在基材上面且烘干形成极片. 戊类 使用导热油加热,将可燃有机溶剂为主的浆 料涂布在基材上面且烘干形成极片 丙类 使用电加热工艺设备,采取防爆设计合格, 房间浓度不超过 5%LEL 且房间温度低于闪 点,将可燃有机溶剂为主的浆料涂布在基材 上面且烘干形成极片 丙类 使用电加热工艺设备,不满足防爆要求和/ 或房间浓度超过 5%LEL,可燃有机溶剂为主 的浆料涂布在基材上面且烘干形成极片 甲乙类

5 P05 辊压 在极片表面施加一定压力使厚度达到规格值 的过程 戊类 P06 分切 用机械切刀将极片分开为窄条 戊类 P07 模切 将极片分开为有形状的极片,采用机械切割 方式 戊类 将极片分开为有形状的极片,设备满足粉尘 防爆要求的激光切割 丁类 将极片分开为有形状的极片,设备不满足粉 尘防爆要求的激光切割 乙类 P08 极组成型 将正极极片、负极极片、隔膜卷绕在一起形 成极组或正极极片、负极极片、隔膜通过堆 叠的方式形成极组 丙类 P09 极组压实 将极组压实 丙类 P10 软连接焊接 采用超声波、电阻焊接方式进行软连接焊接 戊类 采用激光焊接方式进行软连接焊接,激光焊 接的除尘设备满足粉尘防爆要求 丁类 采用激光焊接方式进行软连接焊接,激光焊 接的除尘设备不满足防爆要求 乙类 P11 上支架入壳 用机械手将支架、极组装入电池壳中 丙类 P12 顶盖焊接 采用激光焊接方式将顶盖和电池壳焊在一 起,设备和除尘器满足粉尘防爆要求 丁类 采用激光焊接方式将顶盖和电池壳焊在一 起,设备和除尘装置不满足防爆要求 乙类 P13 软包装电池封装 采用加热的方式将极组与铝塑膜进行顶边和 侧边封装的过程 丙类 P14 真空烘烤 在真空炉/箱中一定温度下对未注液电池、 隔膜、极片烘干 丙类 P15 注液 干燥环境下向电池注入电解液,采取了独立 通风、浓度监控、连锁,确保车间浓度≤ 5%LEL ,事故换气次数≥12 次/小时 丙类 干燥环境下向电池注入电解液,未采取独立................