锂电池应该怎么运 信德海事网 2025-04-11 10:44

锂电池应该怎么运
代英男 船长

前言 

锂离子电池是一项较新的技术,被广泛的应用到电池动力汽车、电子设备、蓄能设备等各方面。正是由于锂 离子电池技术相对较新,关于锂电池的水路运输危规不断变化,锂离子电池在IMDG中的UN编号以及SP特殊 要求也在逐步修订与完善。在运输时,应遵守最新公约及法律法规要求,公司的指导也将及时更新。

 锂电池在在国际危规中被划分为第 9 类危险品,在运输过程中,可能会有起火爆炸的风险,而且一旦起火, 所产生的火焰在短时间内难以被扑灭,这对水路运输安全造成严重的威胁。          

锂电池具有热不稳定性,海上安全委员会的调查人员在过去的调查也证明了锂电池相关火灾风险的可能性和 严重性。海安会的调查也揭示了使用传统灭火系统来控制和扑灭这些火灾的挑战。          

编制这份锂电池的运输注意事项,参考了《IMDG》规则;《太仓港锂电池类危险货物水路运输指南》; IG P&I《LITHIUM-ION BATTERIES IN CONTAINERS GUIDELINES》。诣在为船舶提供指导,保证船舶及货物安全。

首先,应根据发货人提供的货物信息确定锂电池在《IMDG》中的分类及联合国编号。以本次卡瑞吉为例:拟装载第9类 UN 3536为例,确定流程如图蓝色箭头所示。

备注:应特别注意,锂电池是否安装在标准货物运输单元(集装箱)之内,如果是,则属于UN 3536。如果并非安装于标准运输单元之内,则可能是发货人申报有误,应重新申报。

图示:锂电池租安装于标准货物运输单元(集装箱)内。在包装的外部,按《IMDG》规则应有相应的标志,免除其部锂电池组的危险品标志。

 灭火系统采用钢瓶、管道及喷头安装方式,均为M6固定螺栓紧固,抱箍固定;(UN3536要求内部有灭火系统) 

 电池模组配备MSD,发货时 MSD拆除发货,电池簇断开状 态,发货到现场后安装。(规 则要求有防短路、防以外启动 措施)

 锂电池机架箱内固定(规则要求锂 电池组件在货物运输单元内固定)

 图示:蓄能器 UN 3536内部结构

 图示:蓄能柜 UN 3480/3481         

备注:当锂电池安装于非标准运输组件(没有集装箱角件)内时,则不属于UN 3536. 锂电池组为外部供电,则属于UN3480 ;锂电池组为内部设备供电,则属于UN 3481.

需要注意的是,同样是蓄能器,不同的联合国编号,对包装和货物的特殊要求也不相同

1 IMDG 规则当中关于灭火及溢漏的应急处理方法

2 IMDG 规则中对UN3536的特殊要求(Special provisions 389)

This entry only applies to lithium ion batteries or lithium metal batteries installed in a cargo transport unit and designed only to provide power external to the cargo transport unit. The lithium batteries shall meet the requirements of 2.9.4.1 to .7 and contain the necessary systems to prevent overcharge and overdischarge between the batteries.

The batteries shall be securely attached to the interior structure of the cargo transport unit (e.g. by means of placement in racks, cabinets, etc.) in such a manner as to prevent short circuits, accidental operation, and significant movement relative to the cargo transport unit under the shocks, loadings and vibrations normally incident to transport. 

Dangerous goods necessary for the safe and proper operation of the cargo transport unit (e.g. fire-extinguishing systems and air-conditioning systems), shall be properly secured to or installed in the cargo transport unit and are not otherwise subject to this Code. 

Dangerous goods not necessary for the safe and proper operation of the cargo transport unit shall not be transported within the cargo transport unit.The batteries inside the cargo transport unit are not subject to marking or labelling requirements. The cargo transport unit shall display the UN number in accordance with 5.3.2.1.2 and be placarded on two opposing sides in accordance with 5.3.1.1.2.

本条目仅适用于安装于货物运输组件中的锂离子电池组或者锂金属电池组,并且仅设计用于向货物运输单元外部提供动力。

锂电池组须满足2.9.4.1到.7的规定,且有必要的系统来阻止电池组之间的过度充电和过度放电。电池组须牢固地连接在货物运输组件的内部结构中(例如置于架子或柜子中),以防止货物运输组件在意外冲击、装载、运输中发生振动的情况下,电池组发生短路、意外操作或显著位移。

货物运输组件安全正常操作中必须的危险货物(如灭火系统和空调系统)须妥善地系固或安装在货物运输单元中,此时,这些危险货物无须遵守本规则其它要求。货物运输组件安全正常操作中非必须的危险货物禁止在货物运输组件内运输。

货物运输组件中的电池组不需要遵守标记和标志的规定。货物运输组件须根据5.3.2.1.2的规定标注 UN 号,且根据5.3.1.1.2的规定在两个对立面张贴标牌。

3 UN 3536 的积载类要求

在IMDG 2022版本中 UN3536 的积载要求是对于货船,可以在舱面或者舱内进行积载。(这也是目前的现 行版本)

备注:需要注意的是在海安会MSC.556(108)决议中对此进行了修正,修正案42-24版本是IMDG的合订版本, 对UN3536的积载要求修正为积载类D。

同时增加此类货物适用“SW1”(远离热源)和“SW2”(远离生活区) 积载代码。这一修正案自 2025年1月1日 起自愿实施,我国 将于 2026年1月1日强制生效。已经配备24版 IMDG的各轮,需注意,此版本内容将于2026.01.01强制生效。

4 出运蓄能器UN3536所需要的证书及文件

UN 38.3检测报

船级社出具的集装箱证

安全技术说明书(MSDS)

货物基本信息

海事申报委托书

货物适运声明

货物危险特性鉴别报告

备注:以上是国内太仓出运货物的证书要求,不同港口海事部门,可能会略有不同。例如:上海和太仓要求,锂

电池储能系统的荷电状态(SOC)建议控制在20%~50%范围内;厦门要求初始(起运)电量应在30%及以下

5 锂离子电池蓄能柜的风险识别及控制

一.锂电池的安全风险

锂电池作为储能系统最重要的组成部分,具有能量密度高、输出功率大等特点。锂电池的安全决定了储能 系统的安全,而热失控是导致锂电池发生火灾的根本原因

控制措施

√1. 荷电状态SoC,集装箱式锂离子电池储能系统、柜式锂离子电池储能系统及锂电池动力车辆整车运输过程 中电池的荷电状态(SOC)建议控制在20%~50%范围内。

√2. 尽管大多数蓄能器都内置有电池管理和冷却系统,但仍可能发生热失控事件。此种情况下,依其设计, 大多数装置都从顶部排气。如果 BESS 存放在货舱中,货舱空间可能会充斥大量有毒蒸汽,而蒸汽的积 聚可能会导致蒸汽云爆炸。因此,船员在进入货舱检查前,应进行充分通风,并采取相应的气体测量 等防护措施。

√3. 上海和太仓要求,电池应有效防止电池或电池组在运输过程中损坏、短路。储能系统每个电池簇的电 池模块之间应断开电池维护开关、串联装置等措施,断开电池外部连接,电池管理系统、储能交流器、 监控系统等电器设备应处于关闭断电状态

√4. 集装箱式锂离子电池储能系统建议舱面积载,垂直方向的积载不应超过船舶甲板的最大承重。如果在 舱内积载,建议避免积载于紧邻舱底和舱壁位置。如果发生火灾爆炸等紧急情况,应加强机械通风, 释放舱内瞬时高压,避免对船体结构造成影响。

√5. 船舶运输期间,船员应定期对装有锂电池类危险货物的集装箱或装货区域进行安全巡视,发现异常时 及时采取应对措施。

√6. 锂离子电池在火灾扑灭后还可能继续产生大量热量,并有复燃的风险。只有在确保船员安全的情况下, 才可着手进行灭火。船员还应接受应对锂离子电池火灾的培训。

√7. 锂电池类危险货物舱面积载时建议采取有效措施进行阳光遮蔽,避免阳光直射,甲板水灭火系统应可 有效覆盖货物所在位置,并可达到持续降温的效果;舱内积载时不应积载于仅设置有固定式二氧化碳 灭火装置的货舱内,可积载于增配其它适合扑灭锂电池类危险货物火灾装置的货舱内。(建议卡瑞吉 轮在开航前,准备好货舱水喷淋系统,保证随时可用)

√8. 遏制或控制锂离子电池火灾,可能需要多管齐下。这些措施包括改进自动火灾探测报警系统、货舱闭 路电视和热成像设备,以便及早发现火灾,配备和升级适当的个人防护设备 (PPE),以及提供大量的水。

二.装运安全风险

由于储能系统尺寸和质量均较大,因此在装卸和运输过程中面临掉落、冲击、振动的风险较高。当集装 箱存在一定的安全缺陷、箱体的牢固性和耐碰撞强度不足时,在装卸和运输过程中难以抵抗外部强烈的 冲击和振动对储能系统的影响,容易发生箱体掉落,出现严重变形或损坏,导致箱内装载的锂电池倒塌 或受到碰撞、挤压从而引发热失控。同时,如储能系统内电池和辅助系统的质量分布不合理,在吊装过 程中也容易因货物重心偏离导致货物失衡跌落。

控制措施

√1.在装船前,应严格检查蓄能器(集装箱)装况,防止存在集装箱强度不足等固有缺陷;

√2.货舱舱底和舱口的结构强度:需要验证舱底以及舱口盖的结构强度;

√3. 船舶应配备足够的系固设备,并应按照CSM进行严格绑扎与系固;

√4. 在装载时,应充分考虑到消防设备及火灾探测设备的可用性;①设备的操作高度和射程限制。②使用消 防设备的人员的安全接近与定位。③实施如边界冷却等控制措施的能力。

√5. 在装载时,建议考虑在紧急情况下抛货的可能性;

√6.建议根据《IMDG》42-24 版本,考虑积载代码“SW1”(远离热源)和“SW2”(远离生活区)的要求

√7. 某些装置在装卸和运输过程中的倾斜角度也可能存在限制。如果装置倾斜角度超出限制,其组件的安全 性可能会受到影响。这些限制由制造商确定。如果在装运时未向承运人提供任何信息,托运人应对此进 行说明。在接受倾斜角度限制较小的货物装置时,还应考虑船舶在海上的移动情况。

√8. 剧烈震动和粗暴搬运 BESS 装置可能会损坏电池和其他各种相关配件。如果船员注意到货物在装载过程中 处理不当,或者货物与货舱结构发生剧烈接触,则应在接受 BESS 装置上船之前进行进一步检查。携带受 损装置可能会增加热失控的风险。

√9. 根据《集装箱运输单元(CTU)规范》中的一般运输条件,航行可能会经历各种天气状况,这些状况可 能在较长时间内对船舶及其货物施加多种力的组合。这些力可能来源于船舶的纵摇、横摇、升沉、冲击、 偏航、横荡或两种以上的组合,并可能导致严重的振动。许多研究表明,极端的重力加速度(G力)会 对集装箱内的货物产生影响。需要注意的是,振动效应可能会影响锂离子电池的稳定性。船舶在航行中 应充分考虑这些因素。

√10. 在装载时,仓容充足的情况下,应考虑将蓄能器分散装载,并尽量远离然油舱;分散装载以避免出现紧 急情况的蓄能器因热辐射而影响其他货物,产生多米诺效应。

三.锂电池的火灾风险

与传统的火灾不同,锂电池火灾具有类型复杂、温度高、难扑救、易复燃、火势快等特点,甚至可以 在没有氧气供应或可见火焰的情况下继续燃烧。锂离子电池火灾也会释放有毒气体和其他有害化学物 质,由于锂离子电池可能储存足够的能量,在火灾后依然存在潜在风险。火灾或爆炸也可能造成的结 构性损害。

控制措施

√1.隔离燃料与热源:确保燃料与热源不接触,切断火源。

√2.隔离氧气与燃料:减少或切断燃料与氧化剂的接触。

√3.将燃料温度降至点燃温度以下:通过冷却燃料,使其温度低于点燃温度。

√4.中断燃烧反应:破坏燃烧过程中的化学反应链,从而停止火灾的自我维持。

备注:水基灭火剂提供了有效的锂离子电池火灾扑灭方法。水由于其较高的比热容和潜热蒸发能力, 是一种优良的冷却介质,能够缓解或停止热失控传播至周围的电池。水通常可以用于扑灭集装箱火灾。在合适的位置,特别是甲板上,可以使用水喷雾或雾化水来进行灭火和冷却。二氧化碳不是锂离子电 池火灾的理想灭火剂,因为它的冷却能力较低,但它能大幅降低氧气的可用性,从而减缓火灾过程并 减少反应时间和直接相关的热流。

6 锂电池类危险货物火灾应急处置

√1.当船舶发生锂电池类货物失火险情时,应组织人员迅速探明火情,评估火灾紧急程度,采取最有助于灭火或 控制火灾范围的措施,并报船公司寻求支持。

√2. 锂电池热失控会持续到化学反应结束,可以采取以下措施防止火灾蔓延:

① 喷水系统:具有出色的冷却效果,不仅在着火的锂电池货物上喷水,还应当在周围的潜在火源上喷水, 以有效地隔离火灾可能产生的任何辐射热。

② 防火毯:由于锂电池货物装运空间内可能有绑孔(甲板上的孔)和绑带,所以防火毯可能无法将货物从 氧气供应中完全隔离出来,但鉴于防火毯具备较好的隔热效果,可以用来覆盖周围的货物来有效防止火 灾蔓延。

√3. 依据火情,适时启动固定灭火系统。以下三类固定灭火系统可以安装在锂电池货物装运空间内,不同的灭 火系统可以单独使用或组合使用。组合使用时因避免相互产生抵消,譬如水基灭火系统在已经充满泡沫的 空间中被错误地激活,可能导致其丧失有效性。

①高倍泡沫灭火系统。泡沫在高温情况下有分解的可能,电池热失控状态可能持续时间较长,因此高倍 泡沫灭火系统可能会需要二次启动。

②二氧化碳灭火系统:需注意热失控可以在没有氧气的情况下继续发生。

③水基灭火系统:由于锂电池通常设置于货物内部,所以很难直接将水喷洒到电池 上,即便如此, 向着火的货物(通常为设备或车辆)周围喷水也可以防止火灾蔓延。因此建 议此类系统应安装 在尽量靠近锂电池货物的顶部。

√4.锂电池类货物火灾处置过程中,为防止触电和吸入有毒气体,建议处置人员全程穿戴绝缘手套、绝缘靴、 自给式呼吸器等防护用品。

√5. 锂电池化学反应没有完全停止的情况下,在冷却操作停止后, 电池温度也会再次升高,因此可以通过使 用红外测温或热成像仪或将水喷到电池上并检查水是否蒸发来判断电池化学反应是否结束。

√6. 当使用大量水来灭火时,应评估舱内或甲板面大量积水形成的自由液面对船舶稳性的影响,因此可以在 消防操作的同时排出多余的水;同时评估因失火造成货物绑扎失效时,货物向一侧移动可能造成的大倾 角倾斜对船舶稳性的影响。

√7.当船舶的火情不论由于何种情况发展到失去控制,为保证人命安全可作出弃船的决定。    

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