民航危险品运输培训课件锂电池航空运输知识

1、锂电池航空运输知识授课教员-1.锂电池航空运输的重要性和危险性中国已成为锂电池生产和使用大国。我国锂电池产销量约占世界总量的三分之一。除生产性贸易外，旅客行李中包含大量的锂电池驱动设备。行李里便携式电子设备通常是锂离子/锂聚合物电池驱动，有一些纽扣电池是锂金属电池。据不完全统计，2016年我国共发生35起涉及危险品航空运输的不安全事件，其中有23起涉及锂电池航空运输，占总事件量的65.7%锂电池可能在运输过程中构成严重风险。使用、搬运、包装、储存不当、过充电或存在缺陷可能导致电池过热，引起爆炸和燃烧。2006年，日本举办的一次会议，戴尔笔记本电脑突然爆炸起火，那台笔记本突然起火，而且连续发生几

2、次爆炸，持续时间超过5分钟2006年3月2日，FEDEX承运的锂电池货物在始发站深圳机场发现冒烟，检查时爆炸着火。年3月20日，国航CA1742 成都-杭州航班，一旅客托运行李中的备用手机锂电池卸机后发生自燃。上述两起不安全事件由于现场处置得当，未造成严重后果，但在业内造成较大的负面影响材料：金属锂是一种非常活泼的金属，遇水会激烈反应释放出氢气。2Li+2H2O H2+2LiOH氢气 氢氧化锂 美国FAA实验指出，8个18650锂电池释放的氢气量可以引起密闭空间的爆炸4.3项2.1项 第8类电解质：有机电解质溶液受热（内部、外部）可引起电池爆炸起火高温下具有易燃、易爆的特性并分解产生气体（如C

3、O2 、CH4 、C2H6 、C3H6等）及其他产物（如水）。品名分子式闪点碳酸二乙酯C3H6O318初期火焰扑灭后，极易复燃热失控热失控 （Thermal Runaway）= 电池芯的温度和压力突然、快速地升高。其特性：1. 由电芯开始的2. 引发电芯内部放热反应3. 引发电芯间的其他反应4. 电芯漏气，内部温度大于200C 锂电池属第9类危险品，其主要危险性如下1. 锂电池高度易燃。2. 短路、过度充电、极限温度、错误操作或其他错误的情况下都能够着火。3. 不管是因为内部原因还是外部加热或物理撞击，它都能产生足够的热使毗邻的电池也发生热失控。锂金属电池释放易燃的电解质混合着融化的锂金属，并

4、伴有一个大的压力脉冲。易燃电解质和熔融锂金属可产生爆炸混合物。货物PI965-970行李：旅客和行李的规定机上设备和机供品：经营人财产中的危险品航空邮件：邮件运输的规定锂电池发生不安全事件的原因不符合要求：设计失误或未按照联合国要求做实验。1外部短路：电池极端与金属接触。2工作状态：误充电或误放电，意外启动或者过充。3内部短路：制造时异物进入电池或者电池的内部损坏。4锂电池的安全性取决于A.正确的处理和使用B.锂电池本身的质量合规的锂电池是安全的，充电快、容量大、体积小措施01进行UN38.3实验02进行合格的包装2.锂电池基本知识及测试介绍锂电池按性质分为两类：锂金属电池（包括锂合金电池）和

5、锂离子电池（包括锂聚合物电池）。锂金属电池通常是不可充电的，且内含金属态的锂。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。锂金属电池锂金属电池(lithium metal battery) 以金属锂为负极活性物质， 金属氧化物或其它氧化剂作正极活性物质，固体盐类或溶解于有机溶剂的盐类作电解质的原电池，有些溶剂如亚硫酰氯等还兼作正极活性物质。锂金属电池有很多系列，常见的有锂二氧化锰、锂氟碳和锂亚硫酰氯等。锂金属电池不可重复充电。美国FAA技术中心得出结论：锂金属电池的易燃性更强，危险性更大，燃烧类似易燃金属，非常难熄灭货舱灭火剂不能有效扑灭锂金属电池火焰锂离子电池锂离子电池(lithium i

6、on battery)，包括锂聚合物电池。二次电池（可充放电）含锂离子的层状化合物为正极（钴酸锂等），石墨作负极有机溶剂加锂盐作电解液锂聚合物电池以聚合物电解质(凝胶,全固体)加锂盐作电解质手机、笔记本等可反复充电的设备电源一般为锂离子电池（或锂聚合物电池）。相关定义电池芯 cell: 由一个正极和一个负极组成且两个电极之间有电位差的单一的、封闭的电化学装置。电池 battery: 用电路连接在一起的两个或多个电池芯，并安装有使用所必需的装置，如外壳、电极端子、标记和保护装置等。单芯电池在DGR中被视为电池芯，而不是电池。测试锂电池在交付运输前，需要根据联合国试验标准手册(小橙皮书)第38章第

7、3节的方法进行安全性试验。UN38.3试验模拟运输过程中可能出现的压力变化、温度变化、振动（颠簸）、冲击、撞击、短路、过度充电、强制放电等。此试验主要用于测试电池的运输安全性，不同于其他的电池质量测试。UN38.3测试一共有8项试验，都以字母T开头。由于电池类型不同（锂离子/锂金属），结构不同 (电池/电池芯)，形状不同（圆柱/棱柱）等，需要选做的试验不相同，样品数量由十余块到四十块不等。测试须按照规定顺序进行，测试时间一个月左右。试验T1：高度模拟模拟在低压条件下的空运。在压力等于低于11.6KPa和环境温度20存放至少6小时试验T2：温度试验评估密封性和内部电连接。在75 和-40 两温度

8、间交替存放6小时，循环10次，两温度间的时间间隔最大30分钟，然后在环境温度20 下存放24小时试验T3：振动模拟运输过程中的振动正弦波在7Hz(1g加速度)200Hz(8g加速度)间对数扫描，再回到7Hz。试验T4：冲击模拟运输过程中可能发生的颠簸半正弦波冲击，最大加速度150gn，持续时间6ms。试验T5：外短路模拟外短路 在55，使电池经受总外电阻小于0.1的短路条件飞机机舱低压可达25KPa正常空运在55至-40与正常空运情况相同试验T6：撞击/挤压模拟在运输过程中可能发生的撞击或挤压等可能造成内部短路的情形。被试电池在(重物)冲击中其外壳温度不应超过170。在试验后6h内，电池无解体

9、、无破裂、无着火。试验T7：过度充电评估可充电电池承受过度充电状况的能力。被试电池在两倍的制造商建议的最大连续充电电流的条件下进行24h充电试验。如果电池在7天内无解体、无着火现象出现，可再充电池符合要求。试验T8：强制放电评估原电池或可再充电池承受强制放电状况的能力。原电池或可充电电池如在进行试验后七天内无解体和无燃烧，既符合这要求。为了保证锂电池包装件在运输过程中不破损，在单独运输锂电池及设备与锂电池包装在一起的情况时，需要进行1.2米跌落试验。每个包装件必须能够承受以任何方向的1.2m跌落试验，而不造成：使其中的电池芯或电池受损使内装物移动，以致电池与电池（或电芯与电芯）相互接触内装物释

10、出锂电池直接安装在设备中，不需要做此项测试3.现行法规的总体要求锂电池芯和电池，在航空运输前，必须满足以下基本要求-测试要求：每个电池芯或电池按类型满足UN38.3测试要求。-设计要求A.每个电池芯和电池配置一个安全排气装置，或者在正常运输条件下其设计本身可防止爆裂。B.每个电池芯和电池装有有效的防止外部短路措施。-生产要求电池芯和电池必须在质量管理程序下生产DGR3.9.2.6只有通过了UN38.3实验的电池型号才能进行空运。原型锂电池或低产量锂电池未进行UN38.3测试的只有到始发国主管当局进行特批(A88)才能运输。被制造商认为有安全缺陷召回(A154)及废弃回收(A183)锂电池禁止空

11、运。锂电池货物必须按照相应的包装说明的要求进行申报和包装。锂电池为危险品，根据其性质的不同，归为UN3480/UN3481和UN3090/UN3091锂电池类型锂离子电池锂金属电池UN编号UN3480UN3481UN3481UN3090UN3091UN3091运输专用名称锂离子电池锂离子电池与设备包装在一起锂离子电池安装在设备中锂金属电池锂金属电池与设备包装在一起锂金属电池安装在设备中ERG9F9F9F9FZ9FZ9FZ包装说明PI965(IA,IB/II）PI966（I/II）PI967(I/II)PI968(IA,IB/II)PI969(I/II)PI970(I/II)川航只运输符合PI9

12、66及PI967第II部分的锂离子电池货物怎样安全的运输锂电池？国家主管当局的重视航空公司制定措施，减少风险生产厂家加强测试安全检查机构严格把关川航锂电池货物运输的政策川航只运输符合ICAO TI PI966PI967第II部分要求的锂电池货物。川航只运输特定客户（获物流部锂电池运输许可）所交运到特定航站的锂电池货物。客户应出具真实、有效的锂电池货物鉴定报告。鉴定报告出具机构需获得川航认可。川航拒绝运输因安全原因被制造商确认为有缺陷或已被损坏的锂电池。 锂电池货物空运时不得装入集装箱。4.锂电池货物的操作方式锂离子电池锂金属电池电池单独运输P1965/PI968第A部分第B部分第部分电池与设备

13、包装在一起PI966/PI969第部分第部分电池安装在设备中PI967/PI970第部分第部分标签的张贴第九类危险品标签SectionI/IA 和IB锂电池操作标签锂金属电池和/或锂离子电池能提供其他信息的电话号码SectionIB 和Section II1. 如何包装锂电池以防止短路？ 电池和电池动力设备运输时，最主要的风险之一就是电池两极接触其他电池、金属物体或其他导电体而引起的电池短路。因此，必须将包装好的电池芯和电池使用适当的方式隔开，以防止发生短路和电极破损。此外，电池和电池芯还必须包装在坚固的外包装内，或者安装在设备中 。2. 如何进行“意外启动”防护？电池安装在设备中时，设备的包

14、装方式应该能够防止意外启动，或者有防止意外启动的单独措施（如：包装能防止接触开关、有开关保护帽或锁、开关使用凹陷设计、触动锁、温度感应断流器等）5.锂电池规则更新货物锂电池的相关更新2016年版补遗1/2的加入特殊规定的变化第B/部分随附文件要求的删除第9类锂电池标签和锂电池标记第部分托运人的“适当指引”要求2016年版补遗1/2的加入将2016年版DGR的补遗1和2的内容正式纳入到2017年版DGR中，并取消了“2016年4月1日开始”等字样新加入的内容1.UN3480单独运输的锂离子电池，交运时荷电量不超过30%2.UN3480单独运输锂离子电池仅限货机3.第部分单独运输的锂电池包装件/O

15、VERPACK每票货物仅一个。且与其他非限制性货物分开运输。4.内置型锂电池操作标签的黏贴从2017年开始强制执行在PI967/970中，对于内置型锂电池设备：总体的原则=所有的锂电池的包装件都通过标签或标记（危险性标签或标记）进行告知。除：1.纽扣电池安装在设备里、且纽扣电池是包装件中唯一的电池。2.每个包装件中不超过4个电池芯或2个电池，且每票货物不超过两个包装件。2017年1月1日强制实施特殊规定的变化A88批量生产之前的原型锂电池或电池芯，当出于实验目的予以运输时及低产量（即年度生产量不超过100个锂电池或电池芯）的锂电池或电池芯，应获得始发国主管当局的书面批准，且满足技术细则-补编的

16、PI910的要求，可仅限货机进行运输。一套批准文件必须伴随货物运输并注明在托运人申报单上。且运输的锂电池或电池组件的重量可以超过危险品表中L栏的35Kg限制。A331随附文件的删除针对第B部分和第部分的要求，删除掉了下列内容每票托运货物必须附带一份文件包括以下内容。标明：1.包装件装有锂离子电池芯或电池。2.包装件必须小心轻放，如果包装件损坏，有着火危险。3.如果包装件损坏，应遵守的特别程序，包括检查和必要时重新包装。4.提供其他信息的电话号码锂电池标记*:UN编码*：提供额外信息的电话号码2017年1月1日开始使用旧版可使用至2018年12月31日对于PI965-970第部分包装件必须尺寸足

17、够大以容纳锂电池标记并可将其粘贴到同一面上而不造成折叠。对于PI965/968，需同时贴上仅限货机标签当包装件尺寸足够时，仅限货机标签必须与锂电池标记粘贴在同一侧面并与之相邻粘贴锂电池危险性标签旧版可使用至2018年12月31日无需使用UN规格包装件第部分托运人的“适当指引”要求锂电池PI965-970第部分包含一条要求：任何准备或者提供电池芯或电池航空运输的个人必须得到与其职责相称的充分指导以满足上述要求。然而，包装说明并没有定义或者描述充分指导的具体要求。至少，经营人应当将一下几点作为适当的指导：锂电池航空运输分类适用于锂电池航空运输的程序性文件说明工作指导或其他文件，包括自动控制说明根据

18、工作职能对程序性文件的审查和理解包含日期的员工指导记录每两年至少提供一次复训指导，或者当指导文件修订或者规则改变时提供复习指导逆向物流，包括运输模式和使用的禁令6.锂电池货物的风险要素分析电芯设计电芯选材电芯制造电池包装电池回收电池使用电池存储电池运输内因外因防止内部短路：除金属杂质；去除灰尘；防止电极剪切产生毛刺防止外部短路和使用不当：正确包装、新包装材料、严格法规要求、灭火新技术控制内因DGR3.9.2.6测试要求设计要求生产要求控制外因包装说明965-970电池产品本身安全使用、存储、运输安全A数量控制B包装控制C应急消防A.控制事故概率和事故后果B.防止环境和操作损伤C.控制事故蔓延严

19、格控制数量：减小事故发生概率严格控制容量：减小事故后果运输频次货物的数量7.锂电池存储建议锂电池的存放地点- 通风良好，无阳光直射，远离各种热源，夏季温度不宜过高；- 消防设备完善，消防器材齐备，并设置安全、充足的照明设备；- 发生事故时便于迅速抢运出库。锂电池火灾可能易发生电池破裂、产生爆炸冲击和破片损伤，火焰常呈现喷射状，易引燃周边物体。因此锂电池货物尽量与其他危险品和可燃材料隔开放置，以免被其他火源引燃或引燃其他物品。充分认识撞击、过热、外部短路可能引发锂电池火灾的危险性。搬运过程要注意轻拿轻放8.锂电池地面应急响应锂离子电池及其设备潜在危害火灾或爆炸1.锂离子电池如果损坏或处理不当（物

20、理损伤或电荷过载），其中的易燃液态电解质可能会泄露、燃烧。而且在温度高于150时会产生火花。2.可能会燃烧迅速产生火炬燃烧效应。3.可能会引燃邻近的其他电池对健康的影响电池的电解液会刺激皮肤、眼睛和体内黏膜。燃烧可产生刺激性、腐蚀性和/或有毒的气体。电池燃烧后可能产生有毒的氟化氢气体。烟气可能导致头晕或窒息应急措施火灾小火： 用干式化学剂、二氧化碳、水或泡沫灭火剂。大火 使用水幕、水雾或通用泡沫灭火器。 在确保安全的情况下，将包装容器运出火灾现场。泄露 消除所有点火源（泄露区附近，严禁吸烟、火花或任何形式明火）。 不要接触或穿越泄露区。 用土、沙或其他不易燃物质吸收泄露物。 泄露的电池和收集泄

21、露物的吸附材料应存放在金属容器中。急救 将患者移到空气新鲜处。 呼叫120或者其他急救医疗服务中心。 如果患者停止呼吸，应实施人工呼吸。 如果出现呼吸困难要进行吸氧。 脱去并隔离收到污染的衣服和鞋子。 若皮肤或眼睛不慎接触到该类物质，要立即用自来水冲洗至少20分钟。 确保医护人员知道事故中涉及的有关物质，并采取自我防护措施。锂金属电池及其设备潜在危害火灾或爆炸 与水接触后可产生易燃气体。 与水或潮湿空气接触可点燃该类物质。 与水发生剧烈或爆炸性反应。 受热、火花或明火可引起燃烧。 熄灭后还可能复燃。 泄露可引起燃烧和/或爆炸的危险健康 吸入或接触该类物质的蒸气或分解产物可引起严重伤害、甚至死亡

22、。 与水接触可形成腐蚀性溶液。 燃烧可产生刺激性、腐蚀性和/或有毒的气体。 灭火用水的排放可能造成污染。应急措施火灾：切记不要用水或泡沫灭火剂灭火。小火： 用干式化学剂、苏打粉、石灰或沙子灭火。大火： 用干沙子、干式化学剂、苏打粉或石灰灭火；或者撤离燃烧现场让其自行熄灭。 在确保安全的情况下，把容器运出火灾现场。急救 将患者移到空气新鲜处。 呼叫120或者其他急救医疗服务中心。 如果患者停止呼吸，应实施人工呼吸。 如果出现呼吸困难要进行吸氧。 脱去并隔离收到污染的衣服和鞋子。 若皮肤或眼睛不慎接触到该类物质，要立即用自来水冲洗至少20分钟。 保持患者温暖和安静。 确保医护人员知道事故中涉及的有

23、关物质，并采取自我防护措施。在候机楼发现锂电池冒烟、着火（1）使用最近的灭火瓶灭火； （2）将旅客转移，离开起火区域； （3）如火势无法控制，立即通知机场火警。在装、卸货物时发现锂电池冒烟、着火（1）装卸员迅速使用机场配备的灭火瓶灭火； （2）监装员报告运行管理部，由运行管理部报告值班经理及机场火警； （3）监装员通知机组人员撤离机上人员。收运时发现锂电池冒烟、着火（1）如未通过安检机,由保安及装卸员迅速用灭火瓶灭火，并由安检员通知运行管理部及值班经理； （2）如已通过安检机，由安检员及装卸员迅速用灭火瓶灭火，并由安检员通知运行管理部及值班经理； （3）如火势无法得到有效控制，由运行管理部迅速

24、报告机场火警。在仓库内发现锂电池冒烟、着火（1）使用最近的灭火瓶灭火，并通知运行管理部及值班经理； （2）装卸员将着火锂电池周围的货物挪开； （3）如火势无法控制，由运行管理部时立即通知机场火警。9.锂电池行李的要求锂电池额定能量的判断锂离子电池瓦时额定值计算方法：瓦时额定值（Wh)=标称电压（V）标称电能（安时Ah）安培小时（AH）=毫安时（mAH） 1000如：电池电能为3000mah，额定电压为3.7伏，则瓦时额定值为3.7 3000/1000=11.1Wh锂电池锂含量的计算锂含量=0.3标称电能（AH）安培小时（AH）=毫安时（mAH） 1000如：一个锂金属纽扣电池电能为80mah，则锂含量为0.30.