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在过去十年左右的时间里，锂离子电池在研究人员心目中已经有点儿难以攻克的名声。 “如果你看行车记录仪的录像，你会发现很多情况下消防员有时要等待 7 到 8 分钟才去灭火，因为他们投入了大量的精力和努力来弄清楚这是否是电动汽车以及如何处理它。”多个行业的消防工程师和风险顾问都在与这项技术作斗争，随着电池变得更大、更强大并普及到更多的场所和用途，挑战也越来越大。 “即使危害完全相同，根据具体环境和场景的不同，潜在后果也可能大不相同，”哈奇森说。“改变一个变量会对保护建议产生很大影响。没有一种万能的解决方案可以解决所有问题。” 电池产生的火焰会燃烧，产生极高的热量，可以熔化金属储存容器。燃烧的电池可能看起来已经熄灭了，但几天或几周后又会像生日蜡烛一样重新点燃。未用完的电能滞留在损坏的电池中，会给响应者带来触电风险，并使清理工作变得繁琐而昂贵。最近的证据还表明，这些事件产生的化学物质和重金属的独特组合可能对人类和环境有害。 电池驱动的消费品——从玩具和割草机到电动自行车、牙刷和平板电脑——充斥着家庭和高层公寓，堆放在仓库的高处，装满在公海上航行的集装箱船。强大的电池在世界各地的道路上飞驰，为公共汽车、卡车和汽车提供动力。电池为在工厂周围移动库存的机器人、散落在建筑工地的工具以及医院和老年生活设施中常见的医疗设备提供动力。越来越多的废弃锂离子电池被埋在垃圾和回收设施的垃圾中。
然而，这些集体知识目前分散在各个行业和研究论文中，这意味着设施经理或消防部门必须梳理许多不同的来源才能找到建议和最佳实践。 然而，锂离子电池安全性还有许多其他重要方面，研究不够充分，指导也更加模糊。“漏洞很多，”哈奇森这样描述。如果技术委员会开始制定新的电池规范，它将严重依赖世界各地实验室和大学的火灾研究人员来填补这些空白。 保护响应者一些最大和最难解答的未解问题集中在消防服务上，因为消防员的工作涵盖了最坏的情况。 目前，消防部门仍然没有针对应对这些事件的一些基本问题的即插即用解决方案。 例如，对于如何最好地处理涉及大型锂离子电池（如用于驱动汽车和储能系统的电池）的火灾，仍然存在不同的意见：你是试图扑灭它，还是让它燃烧？如果你把它扑灭，怎么做？在8 月的一次电动汽车 (EV) 火灾中，加州北部的消防队员向一辆特斯拉 Semi 的 10,000 磅重的电池喷洒了惊人的 50,000 加仑水，并空投了大量阻燃剂，以确保万无一失，然后才将残骸判定为足够安全可以拖走。 一个月后，当一辆拖运大型锂离子电池的拖车在南加州发生车祸时，消防员采取了相反的方法，让电池燃烧。 结果，一条繁忙的高速公路和洛杉矶港的几个码头关闭了 30 多个小时。 让电池燃烧的策略最近得到了一些认可，因为“如果它燃烧，就不会有爆炸危险”，研究员哈奇森说。 目前还没有人知道让数千加仑的受污染水流入土壤、湖泊和河流会对环境造成多大影响。但让汽车或储能系统燃烧并不总是可行的，有毒烟雾飘入人口稠密的地区也不是理想的选择。 更好地了解锂离子事故对环境和健康的影响——基金会正在积极研究的领域——“将影响我们何时推荐某种策略的整体情况”，哈奇森说。 当需要进行火灾扑灭时，有效的策略是有限的；对于电动汽车，大多数电池都封装在车内，不易接近。目前，消防员已经开发出了许多工具，比如保温毯和可以刺穿电动汽车底盘的装置，理论上这些装置可以让消防员直接向电池中喷水。 但这些策略中很少有经过独立研究证实的。基金会的一项项目将于今年秋天发布，该项目测试了许多消防员工具和策略，以阐明它们的有效性。“到目前为止，大多数测试都是由销售这些设备的实体推动的，”基金会新研究的研究人员之一扎特曼说。“我们迫切需要第三方独立研究，以科学的视角看待真正的性能变量，以便消防员做出明智的决定。” 在锂离子电池火灾中，纽约市消防员使用特制耙子仔细梳理成堆的烧焦碎片，以找到每一个电池单元；即使一个电池单元内的残留能量也可能在消防员离开数小时或数天后重新引发火灾。在大型火灾中，电池不能被带走，很难知道什么时候可以安全地将现场移交给下一组人员。找到信誉良好的公司来妥善处理电池也是一个挑战。“电池组散落在高速公路上，消防部门仍然会问'我该怎么办？我该给谁打电话？’”扎特曼说。 然而，传闻和初步证据令人担忧。消防部门报告说，他们的个人防护装备 (PPE) 在电池事故后会呈现出一种光滑的薄膜，消防站清洁抽气机无法将其清除。早期研究已经证实了这一点。 PPE污染专家、NFPA 技术委员会成员 Jeffrey Stull 在年度城市消防论坛上表示：“典型的高级清洁不足以清除这些火灾中的化学物质。事实上，清洗后，许多化学物质仍然存在，而且许多都是剧毒的。” 9 月，消防研究基金会获得了 100 万美元的消防员援助基金，用于进一步了解消防员在锂离子事故中的接触情况。这个为期三年的项目还将测量锂离子电池事故对 PPE 的污染，并评估此类事故后各种 PPE 清洁方法的有效性。 建筑环境中的冲突消防部门以外的消防和安全专业人员也在努力解决许多与电池相关的问题。公交车站就是一个典型的例子，它说明了在设施向锂离子电池过渡时可能迅速出现的复杂情况。
基金会目前正在开展停车场和公交车站的研究项目，以阐明危险和可能的设计解决方案。预计两项研究都将在明年发布。另一个涉及停车场电动汽车全尺寸防火测试的项目即将启动，预计在 2025 年底完成。随着越来越多的汽车变成电动汽车，这些信息将帮助工程师和代码开发人员更好地了解停车场不断变化的保护需求。在设施和结构中安装更多更大的锂离子电池的总体趋势是消防工程师在各种场所都担心的问题。例如，仓库现在可以存储数百万台由廉价锂离子电池供电的设备，这些电池的故障率要高得多。仓库、工厂和工业场所也越来越多地使用移动锂离子机器人，这些机器人可以检索商品进行分发、移动货盘进行存储或装运以及制造产品。建筑工地的情况也一样，现在电池为许多工具供电，燃料负荷也很高。风险顾问米查姆说：“你实际上是在把潜在的火源混入燃料中，在某些情况下，甚至会移动火源。从防火的角度来看，你会如何处理这种情况？” 住宅环境也存在类似的担忧。自 2019 年以来，纽约市发生了 700 多起锂离子电池火灾，造成至少 29 人死亡，其中许多死亡归咎于家中电动自行车和电动滑板车的电池故障。可以推断，随着时间的推移，普通家庭将继续积累越来越多的此类设备，其中一些是廉价制造的。 一些专家甚至推测，锂离子电池是否很快就会与烹饪和电气系统竞争，成为住宅火灾的主要原因。 迫切需要指导除此之外，无数与电池相关的其他问题正在迅速涌现。涉及钠混合物的新型电池化学成分似乎即将面市，其他新型电池类型也正在开发中。 中东地区有人提议将世界上一些最高的摩天大楼改造成巨型电池，利用重力发电。越来越多的电池驱动的船只和渡轮在公海上航行，这引发了新的问题并带来了额外的安全隐患。 许多这些廉价电池的故障率可能高于新电池，它们将被送往中低收入国家市场，这些国家没有强大的防火措施或资源充足的消防部门来处理这些危险。如何安全地储存和运输这些回收的电池是另一个问题。电池报废后的退役和处置也是另一个值得更多关注的研究领域。 这包括对锂离子电池制造和组装设施、仓库和零售店以及公路、铁路、海运和空运的指导。 该规范还可能包括有关电池存储系统、电动汽车、微型移动设备、船舶以及处理锂离子电池的废物管理和回收设施的保护指导的章节。还可能提供对电池事故应急响应的指导和考虑。12 月，标准委员会预计将审查和投票表决新规范的拟议技术委员会名单，并最终确定其拟议范围。
锂离子电池用途广泛、位置多样，再加上其危险性复杂，需要考虑的场景似乎无穷无尽。因此，专家表示，任何指导都很可能存在于一个范围内，而不是一刀切的方法。工具和图表对于帮助用户评估他们的情况并应用最佳选择至关重要。 在制造更小、更强大、充电时间更快的电池的竞赛中，制造商不断调整化学成分和设计。随着创新提高效率并降低成本，电池出现了更多新用途，新的问题也随之而来。 |
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