DB3204_T 1050-2023《锂离子动力电池工厂安全风险管控指南》.pdf
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1、1ICS 13.110CCS A90DB3204常州市地方标准DB 3204/T 10502023锂离子动力电池工厂安全风险管控指南Guide of safety risk management for lithium ion traction battery factory2023-06-07 发布2023-07-07 实施常州市市场监督管理局发 布DB3204/T 105020231前言本文件按照GB/T1.1-2020 标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则 的规定起草。本文件由常州市应急管理局提出并归口。本文件起草单位:常州市应急管理局、常州市金坛区应急管理局、中创新航科
2、技集团股份有限公司、蜂巢能源科技股份有限公司。本文件主要起草人:马宏春、庄金中、赵磊、姚士心、谢清坡、徐刚、杨勇、蒋国松、余金栉。本文件为首次发布。DB3204/T 105020232锂离子动力电池工厂安全风险管控指南1范围本文件规定了锂离子动力电池工厂安全风险管控的术语和定义、一般要求、安全风险管控基本的技术规定与管理要求。本文件适用于常州地区锂离子动力电池工厂的安全风险管控。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件。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 2894 安
3、全标志及其使用导则GB 11291.1 工业环境用机器人 安全要求 第1部分:机器人GB 11291.2 机器人与机器人装备 工业机器人的安全要求 第2部分:机器人系统与集成GB 12158 防止静电事故通用导则GB 15577 粉尘防爆安全规程GB 15603 危险化学品仓库储存通则GB 17914 易燃易爆性商品储存养护技术条件GB 19517 国家电气设备安全技术规范GB 50016 建筑设计防火规范GB 50029 压缩空气站设计规范GB 50041 锅炉房设计标准GB 50052 供配电系统设计规范GB 50054 低压配电设计规范GB 50055 通用用电设备配电设计规范GB 50
4、058 爆炸危险环境电力装置设计规范GB 50187 工业企业总平面设计规范GB 50274 制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范GB 50444 建筑灭火器配置验收及检查规范GB 51377 锂离子电池工厂设计标准GB/T 10320 激光设备和设施的电气安全GB/T 10827.1 工业车辆 安全要求和验证 第1部分:自行式工业车辆(除无人驾驶车辆、伸缩臂式叉车和载运车)GB/T 10827.5 工业车辆 安全要求和验证 第 5 部分:步行式车辆GB/T 15706 机械安全 设计通则 风险评估与风险减小GB/T 18490.1 机械安全 激光加工机 第1部分:通用安全要求GB/T
5、 20721 自动导引车 通用技术条件DB3204/T 105020233GB/T 22696(所有部分)电气设备的安全 风险评估和风险降低GB/T 29304 爆炸性危险场所防爆安全导则GB/T 29639 生产经营单位生产安全事故应急预案编制导则GB/T 30029 自动导引车(AGV)设计通则GB/T 33942 特种设备事故应急预案编制导则GB/T 36507 工业车辆 使用、操作与维护安全规范GB/T 39681 立体仓库货架系统设计规范GB/T 50493 石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准AQ 4272 铝镁制品机械加工粉尘防爆安全技术规范AQ 4273 粉尘爆炸危险场所
6、用除尘系统安全技术规范AQ/T 9009 生产安全事故应急演练评估规范JB/T 9018 自动化立体仓库 设计规范JB/T 11269 巷道堆垛起重机 安全规范DB32/T 3616 企业安全操作规程编制指南DB32/T 3403 危险化学品企业动火作业安全管理规范DB32/T 3795 企事业单位和工业园区突发环境事件应急预案编制导则DB32/T 3848 有限空间作业安全操作规范DB32/T 4293 工业企业危险化学品安全管理指南DB32/T 4337 可燃性粉尘除尘系统安全验收规范TSG 11 锅炉安全技术规程TSG 21 固定式压力容器安全技术监察规程TSG 81 场(厂)内专用机动
7、车辆安全技术规程TSG D0001 压力管道安全技术监察规程-工业管道3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1锂离子动力电池 lithium ion traction battery利用锂离子作为导电离子,在阳极和阴极之间移动,通过化学能和电能互相转化实现充放电,从而为动力系统提供能量的蓄电池。3.2锂离子动力电池工厂 lithium ion traction battery factory专门用来生产、制造锂离子动力电池的工厂。3.3荷电状态 state of charge当前电池单体、模块、电池包或系统中按照规定放电条件可以释放的容量占可用容量的百分比,下文简称 SOC。3.4故障电
8、池 faulty battery是指单体电池电压超过 3 伏特,存在胀气、短路、破损、过充电安全缺陷的电池,不包括持续浸泡在水中的电池。3.5DB3204/T 105020234自动导引车 automated guided vehicle装备有电磁或光学等自动导航装置,能够沿规定的导航路径行驶,具有安全保护以及各种移载功能的运输车,下文简称 AGV。3.6N-甲基吡咯烷酮 N-Methylpyrrolidone一种无色至淡黄色透明液体,稍有气味,可燃,化学式为 C5H9NO,闪点80,在锂离子动力电池制造过程中作为溶剂和清洗剂使用,下文简称 NMP。3.7合浆 mixing将正极或负极材料与溶
9、剂混合,均匀搅拌,制备浆料的工艺过程。3.8涂布 coating将浆料以一定的量均匀的涂到箔材上的工艺过程。3.9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。3.10电池包 battery pack由多个电池单体或电池模块组合,并加入电气系统、电池管理系统、热管理系统、壳体等成为的电池包产品,下文简称 PACK。4一般要求4.1 建立双重预防机制锂离子动力电池工厂应当按中华人民共和国安全生产法、江苏省安全生产条例、江苏省工业企业安全生产风险报告规定 等法律法规要求,建立安全风险分级管控和隐患排查治理双重预防工作机制。4
10、.2 粉尘爆炸风险管控锂离子动力电池生产过程中涉及爆炸性粉尘的区域应按 工贸企业粉尘防爆安全规定 等法规规定和 GB 15577、GB 50058、AQ 4272 等标准的要求执行。4.3 火灾爆炸风险管控锂离子动力电池生产过程中主要存在火灾爆炸风险的区域有:电解液(中间)仓库、电池成品存储区域、干燥注液区域、定容化成区域、电池测试/试验区域。火灾爆炸风险的管控措施见本文件 5.1、5.2、7.5、7.6、8 等章节。4.4 触电风险管控锂离子动力电池生产过程中存在触电风险,电气装置、电气设备、电器等均可能导致触电事故。锂离子动力电池工厂安装的电气装置、电气设备、电器应当满足 GB 19517
11、、GB 50016、GB 50052、GB 50054、GB 50055 的要求。锂离子动力电池工厂安装的电气装置、电气设备、电器应按 GB/T 22696 系列标准进行风险评估,并采取相应风险降低的措施。锂离子动力电池工厂应建立电气安全管理制度,识别触电风险,制定管控措施与要求并落实。DB3204/T 1050202354.5 高风险作业管控在锂离子动力电池工厂范围内开展高风险作业前,应对作业安全风险进行评估,确认现场作业条件符合安全作业要求,并向作业人员告知危险有害因素、作业安全要求和现场应急处置措施,经双方现场签字确认。锂离子动力电池工厂范围内开展的高风险作业,涉及特种作业的,应在作业人
12、员取得“特种作业操作证”后方可安排其上岗。锂离子动力电池工厂范围内需要开展高处作业的,应根据“项目提前申报、发包方承包方第三方均要到场、作业前培训、安排专人监护”进行全过程、全流程管控,并保留相关记录。锂离子动力电池工厂范围内需要开展有限空间作业的,应按 DB32/T 3848 的要求进行管控,严格实行作业审批制度,严格遵守“先通风、再检测、后作业”原则,作业现场配备应急装备。锂离子动力电池工厂范围内需要开展动火作业的,应执行“现场易燃物清理、设置作业监护、配备应急物资”等措施,在盛有或盛装过危险化学品的设备、管道等生产、储存设施及处于 GB 50016 规定的甲、乙类区域开展动火作业的,应参
13、照 DB32/T 3403 的要求执行。在锂离子动力电池工厂范围内开展除高处作业、有限空间作业、动火作业以外的高风险作业的,应确定专人现场统一指挥和监督,作业过程中督促作业人员正确佩戴使用劳动防护用品。5存储区域安全风险管控5.1 原辅材料存储区域安全风险管控5.1.1 工程控制措施原辅材料存储区域的建筑耐火等级应与物料火灾危险性匹配,并根据物料性质对建筑物进行防火分隔。原辅材料存储区域使用堆垛机设备的,应按 GB/T 39681、JB/T 9018、JB/T 11269 的要求进行设计、选型并采取风险减小的措施,提高设备本质安全性。原辅材料存储区域使用高位货架的,宜设置货物位置检测光电装置,
14、确保堆垛机将货物放置到位,防止货物坠落。电解液以及其他具有易燃易爆性质的原辅材料存放区域,其建筑耐火等级应当按 GB 50016、GB51377 的要求进行设计建造。电解液以及其他具有易燃易爆性质的原辅材料存放区域,应满足 GB 15603、GB 17914、GB 50058、GB/T 29304 要求。电解液以及其他具有易燃易爆性质的原辅材料存放区域,应设置可燃气体检测报警装置,可燃气体检测报警装置应满足 GB/T 50493 的要求。5.1.2 管理措施原辅材料存储区域使用堆垛机设备的,应定期进行检查、维护,并保留相关的检查、维护记录;对堆垛机设备进行检查、维护、维修等活动时应执行挂牌上锁
15、程序。原辅材料存储区域使用高位货架的,宜进行防坍塌日常检查,定期检测货架钢结构强度等相关性能。原辅材料存储区域采用平面库的,应按仓库防火安全管理规则进行日常管理。电解液以及其他具有易燃易爆性质的原辅材料存放区域,应按 DB32/T 4293 要求进行管理,管理人员应做好出入库登记和定期巡查工作,人员进入区域前应进行人体静电消除,现场应配置满足需求的劳动防护用品和必要的应急物资。电解液以及其他具有易燃易爆性质的原辅材料存放区域安装的防雷防静电设施和可燃气体检测装置应根据规定每年进行检验,确保其功能正常。电解液以及其他具有易燃易爆性质的原辅材料存放区域禁止使用非防爆型工业车辆作业,日常作业DB32
16、04/T 105020236使用的工具应为防爆工具。重点库房如电解液原料仓库(中间仓库)应执行三级巡查作业并如实填写重点库房安全检查表(见附录 A),三级巡查要求如下:现场员工或值班人员每 4h 开展一次一级巡查;班组兼职安全员或班组长每周开展一次二级巡查;责任主管或专职安全员/安全工程师每月开展一次三级巡查。5.2 成品(电芯、模块、PACK)存储区域安全风险管控5.2.1 工程控制措施成品电池储存库房应按 GB 50016 规定的丙类火灾危险性进行设计,新建、改建、扩建项目的锂离子动力电池成品仓库宜单独成栋。成品存储区域应根据不同仓储形式安装设置满足需求的消防设施。电池仓库采用货架存储电池
17、,按以下要求执行:a)货架高度7m 的,每个货位应设置火灾探测器,火灾探测器采用烟感与温感探测器,同时火灾探测器应与仓库控制系统、堆垛机、堆垛机货叉自动灭火装置、声光报警装置分别联动;货架应设置自动灭火系统,采用先气体灭火再喷水灭火的灭火形式。火灾探测器应接入消防用电或独立备用电源,自动灭火系统报警主机单独设置在现场值班室或 24h 值班岗位,报警信号接入建筑消防报警系统。货架的层与层之间和邻近货位应设置防火隔板,防火隔板的耐火时间不应小于 0.5 h。b)货架高度7m 的,货架 2m 以上的部分,不得堆叠存放电池,宜设置探火管自动灭火装置;货架 2m 以下部分,电池堆叠不得超过 3 层,并充
18、分考虑货架以及托盘、电池箱等堆叠体的底部承重;货架与货架间应保留应急通道,且通道宽度不宜小于 2m;货架应保证任意一点有两支充实水柱的水枪同时到达。成品存储区域使用的高位货架,宜设置货物位置光电检测装置,确保堆垛机将货物放置到位,防止货物坠落。成品存储区域的堆垛机设备,应按 GB/T 39681、JB/T 9018、JB/T 11269 的要求进行设计、选型并并采取风险减小的措施,提高设备本质安全性。5.2.2 管理措施成品存储区域的堆垛机设备,宜参照 JB/T 11269 的要求定期进行检查、维护,并保留相关的检查、维护记录;对堆垛机设备进行检查、维护、维修等活动时应执行挂牌上锁程序。成品存
19、储区域使用的高位货架,宜进行防坍塌日常检查,定期检测货架钢结构强度等相关性能。电池仓库存放电池单体、电池模块、PACK 和电池系统的 SOC 不宜高于 30%。成品存储区域采用平面库的,宜设置物资疏散存放区,以备紧急情况时起火点周围成品电池的疏散存储。成品存储区域应配置满足需求的劳动防护用品和必要的应急物资。5.3 故障电池存储区域安全风险管控5.3.1 工程控制措施锂离子动力电池工厂研发、试验、生产过程中产生的故障电池,以及因安全问题引起的客户退货、召回的故障电池不宜与非故障电池存放在同一区域内。若故障电池与非故障电池存放在同一存储区域,应采取有效物理隔离措施。物理隔离措施指通过实体墙、防爆
20、柜或铁皮柜、单独集装箱、防火卷帘等方式,将故障电池与非故障电池有效隔离。故障电池存储区域应设置符合要求的消防设施和通风设施。故障电池存储区域宜设置 24 小时监控装置。故障电池存储区域的环境温度不宜高于 40。5.3.2 管理措施故障电池在入库前应进行放电,锂离子动力电池工厂应为故障电池存储区域作业人员配备检测电池SOC 的工具。DB3204/T 105020237已发生破损、漏液的故障电池,不应直接存放在存储区,应放置于容器内存储。故障电池在存储、转运过程中应做好防止电池二次破损、漏液、变形、短路的措施。故障电池存储区域应配备应对电池起火的应急设施,如消防水(沙)箱等。应对存储区域作业人员进
21、行培训,使其具备处置故障电池破损、漏液或其他事故的能力。应为作业人员配置满足防护要求的劳动防护用品,并督促员工正确佩戴使用。6物料传送设备安全风险管控6.1 使用 AGV 作为生产区域物料传送设备安全风险管控6.1.1 工程控制措施AGV 在设备选型、功能控制、运行参数等方面应满足 GB/T 20721、GB/T 30029 的相关要求。AGV 的运行速度不宜大于 60m/min,防止行进路线上出现的人员无法及时躲避。AGV 应具备避障功能,当系统检测到车体周围出现人员或障碍物时,AGV 应减速和停止行进动作,待人员或障碍物移出保护区域后,AGV 方能继续行进。AGV 应具备转向指示灯、行进指
22、示灯和声光警示装置,除转向、行进过程中发出信号外,故障、碰撞、低电量等特殊情况时应能发出不同于前款的声光信号。AGV 车体上应有紧急停止开关,开关应设置在便于人员接触和操作的部位,紧急停止开关动作后车体停止一切自动化动作,应通过手动才能复位。AGV 驱动回路中应设有过流、过载、短路保护。AGV 应加装机械保护装置,保证发生意外碰撞等情况下,物料及产品不承受直接碰撞。机器人/机运/工艺设备与 AGV 在控制上应有安全互锁,在安全条件满足的条件下,才能进行后续作业。规划 AGV 行驶路线时应考虑沿途消防器材/设施和应急逃生门的启用,禁止 AGV 及其负载的停车等待区域侵占应急通道、遮挡消防器材/设
23、施与逃生门。对于跨越楼层转运的 AGV,应保证 AGV 和货梯联动功能良好,不得超出货梯安全运行条件。在线充电站:只有当 AGV 到达充电板并检测到其电池电压时,充电触头才能通电,当 AGV 一离开充电点时,充电连接应立即断开,如人为启动 AGV 也应立即断电。铅酸电池的离线充电站应保持良好的通风,防止氢气积聚,按 GB/T 36507 工业车辆充电站要求设置,应配有全封闭的绝缘电池盒,不会被电解液损伤。6.1.2 管理措施若 AGV 行进路径与车间应急通道并用,则至少应保证 AGV 一侧与应急通道边界保留有 0.6m 宽的逃生路线。若不能保证逃生路线的宽度,则应重新规划 AGV 行进路径,严
24、禁占用应急通道。在人员活动轨迹与 AGV 运行轨迹存在交叉的场所,应设置警告警示标识。在 AGV 发生原地转弯的区域应通过安装安全凸面镜等措施防止碰撞事故发生。应定期对 AGV 的安全功能进行测试,确保其处于安全可控状态。对于 AGV 的维护、保养、维修、改造活动,应由专业人员或经培训合格的人员开展,在开展可能影响设备运行参数改造前应征求设备厂商的意见。6.2 使用物流传送线作为生产区域物料传送设备安全风险管控6.2.1 工程控制措施物流传送线设计安装前应考虑建筑承载,并评估安装施工过程中可能对建筑结构产生的不良影响。物流传送线宜参照 GB/T 15706 的要求进行风险评估并采取风险减小的措
25、施,提高设备本质安全性,预防机械伤害事故。跨越通道的物流传送线的安装高度应保证人员正常通行,线体的支撑立柱不得阻挡、挤占消防设施DB3204/T 105020238和疏散通道。连通建筑的物流连廊应采取防止火灾在两座建筑间蔓延的措施,连廊内宜设置烟雾探测报警装置和消火栓。用于电池传送的物流传送线设备应设置防止电池掉落的措施。6.2.2 管理措施应定期对物流传送线进行安全检查,及时处置设备异常情况。对物流传送线进行检查、维护、维修等活动时应执行挂牌上锁程序。物流传送线中转弯、升降、变速、跨越通道等可能存在安全风险的部位除采取相应的工程措施外,还应张贴悬挂警告警示标识,提醒周边人员。6.3 使用工业
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