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海运、空运和陆运锂电池
如今，锂电池广泛应用于电动汽车、电动自行车、电动工具、手机和大量消费电子产品中，提供了性能、轻便、效率和价格的完美结合。
许多人认为锂电池的运输是安全的，但不幸的是他们错了。 你不能只是把它们放在一个盒子里然后发送，因为有许多国际法律和法规可以确保运输它们的人的安全。
虽然作为产品一部分的新电池的交付相对安全（尽管受到严格的规则监管），但将损坏或使用过的电池退回进行维修，回收或处置会带来严重的风险。
随着使用锂电池作为电源的产品市场的持续增长，与其运输相关的风险也在增加（预计未来十年及以后电动汽车的销售将增长），这种增加的风险迫使监管机构采取行动，他们制定了一些管理电池运输和包装的规则。
为了了解如何运输以及在运输过程中如何包装锂离子电池，您需要参考联合国法规（特别是UN3480，UN3481和UN3090，UN3091），以及各种运输当局（包括IATA-国际航空运输协会）
- 高级行政主任(MSDS)-产品安全数据表
- UN38.3测试总结报告-确认电池已通过测试符合UN38.3安全要求的汇总数据
- 货物安全运输证明书(电池转座信息)-运输货物安全证书.
但首先，为了让我们了解我们正在谈论的内容，让我们找出这些锂电池是什么，为什么它们在任何地方使用以及它们来自哪里？
如果你对这一切都不感兴趣，那么你可以去有关联合国规则的信息。
电池
电池是两个或多个并联或串联连接的电气元件。 电元件连接，以便获得从电池移除的更大电压（具有串行连接），或更大的电流或容量（具有并联连接）。 通常，该术语是指电偶电池和电电池的电化学电流源的连接。
电池的祖先被认为是伏打柱，由Alessandro Volta于1800年发明，由顺序连接的铜锌电偶电池组成。
通常，电池通常不太正确地称为单电偶电池（例如，AA或AAA型），它们通常连接到设备电池室中的电池以获得必要的电压。
接下来，我们来分析一下电动电池的概念。
电动电池
电池是一种化学电流源，是一种可重复使用的电动势源，其主要特点是内部化学过程的可逆性，确保其反复循环使用（通过充放电），用于各种电气设备和设备的储能和自主供电，以及在医药、制造、运输和其他领域提供备用能源。
第一个电池是由Johann Wilhelm Ritter于1803年创建的。 它的电池由一列五十个铜圈组成，其间铺设了一块湿布。 在将电流从伏打柱通过该装置后，它本身开始表现为电力来源。
电池的工作原理是基于化学反应的可逆性。 电池的可操作性可以通过充电来恢复，即通过在与放电期间的电流的方向相反的方向上通过电流来恢复。 几个电池组合成一个电路组成电池. 随着化学能量耗尽，电压和电流下降，电池停止工作。 您可以从任何具有电流限制的高电压的直流电源为电池（蓄电池的电池）充电。
由于本文考虑的是锂电池，那么我们将继续写关于含有锂的元素。
锂电池
锂电池是一个不可充电的单一电池电偶细胞，其中锂或其化合物用作阳极。 锂电池的阴极和电解质可以有许多类型，因此术语"锂电池"将一组元素与相同的阳极材料结合在一起。
它与其他电池的不同之处在于高运行时间和高成本。 根据所选的尺寸和使用的化学材料，锂电池可以产生1.5v（与碱性电池兼容）或3.0v的电压。锂电池广泛用于现代便携式电子设备。
锂金属电池是其中锂金属或锂化合物用作阳极的电偶电池。 锂金属还包括锂合金电池。 与其他含锂电池的输出电压超过3V不同，锂金属电池的输出电压要低两倍。 此外，它们不能充电。 在这些电池中，锂阳极通过一层电解质与铁硫化物阴极分离，这种夹层包装在带有微型阀门的密封外壳中，用于通风。
这项技术代表了开发人员为确保锂电源与专为使用碱性电池而设计的设备的兼容性而做出的妥协，并被认为是碱性电池的竞争对手。 与它们相比，锂金属的重量少三分之一，容量更大，此外，它们的储存时间也更长。 即使经过十年的储存，它们仍然保留了几乎所有的电荷。
锂金属电池已被应用于对电池具有长使用寿命的高要求的设备中，如心电图机和其他植入式医疗设备。 这种设备可以自主运行长达15年。
接下来，我们将详细讨论电动电池，只考虑锂离子电池。
锂离子电池
锂离子电池是一种可充电电池，其中锂仅以离子形式存在于电解质中。 锂聚合物电池也包括在这一类别中。
锂离子电池由电极（铝箔上的正极材料和铜箔上的负极材料）组成，电极由浸渍电解质的多孔隔板隔开。 电极封装放置在密封的外壳中，阴极和阳极连接到端子-电流收集器。 外壳有时配有安全阀，在紧急情况或违反操作条件的情况下减轻内部压力。
第一次，基于二硫化钛或二硫化钼在电池放电时包含锂离子并在充电时提取锂离子的能力创建锂电池的基本可能性由Michael Stanley Whittingham在1970年展示。 这种电池的一个显着缺点是2.3v的低电压和由于形成封闭电极的锂金属枝晶而产生的高火灾危险。 后来，J.Goodenough合成了锂电池阴极的其他材料-锂钴锂LixCoO2（1980），磷酸铁锂LiFePO4（1996）。 这种电池的优点是更高的电压-大约4V.具有石墨阳极和锂钴阴极的锂离子电池的现代版本由Akira Yoshino于1991年发明。 根据他的专利，第一个锂离子电池由索尼公司于1991年发布。
锂离子电池在现代家用电子设备中非常普遍，并发现其作为能源在电动汽车和能源系统中的储能装置中的应用。 它是手机，笔记本电脑，数码相机，摄像机和电动汽车等设备中最受欢迎的电池类型。
锂离子电池在所使用的正极材料的类型上有所不同。 锂离子电池中的电荷载体是带正电荷的锂离子，其具有渗透（插层）到其他材料（例如，石墨、金属氧化物和盐）的晶格中形成化学键的能力，例如：进入石墨形成LiC6、氧化物（LiMnO2）和金属的盐（LiMnRON）。 锂离子电池几乎总是与监测和控制系统（ICU或Bms（电池管理系统））和特殊的充/放电设备结合使用。
锂离子电池的设计
在结构上，锂离子电池以圆柱形和棱柱形版本生产。 在圆柱形电池中，电极和以卷形式卷起的隔板封装在与负极连接的钢或铝外壳中。 电池的正极通过绝缘体连接到盖。 锂和锂离子电池中不同名称的电极由多孔聚丙烯隔板隔开。
棱柱形电池是通过将矩形板折叠在彼此的顶部而生产的。 棱柱形电池在电池中提供了更紧密的封装，但是在它们中的电极上保持压缩力比在圆柱形电池中更困难。 在一些棱柱形电池中，使用电极封装的卷装组件，其被扭曲成椭圆螺旋。 这允许结合上述两种设计修改的优点。
通常采取一些建设性措施来防止快速加热并确保锂离子电池的安全性。 在电池盖下有一个通过增加电阻对正温度系数作出反应的装置，另一个装置在电池内部的气体压力增加到允许的极限以上时打破阴极和正端子之间的电连接。 为了提高锂离子电池的操作安全性，在电池中还需要外部电子保护，其目的是防止每个电池过充电和过放电，短路和过度加热的可能性。
由于锂离子电池的主要目的是确保手机和笔记本电脑的运行，因此大多数锂离子电池都是用棱柱形电池制造的。 作为一项规则，棱柱形电池的设计并不统一，大多数手机，笔记本电脑等制造商。 不允许在设备中使用来自外部公司的电池。
锂离子和其他锂电池的设计，以及具有锂阳极的所有初级电流源（"电池"）的设计，其特征在于绝对紧密性。 绝对密封性的要求既取决于液体电解质泄漏的不可接受性（对设备产生负面影响），也取决于氧气和水蒸气从环境中进入电池的不可接受性。 氧气和水蒸气与电极和电解质的材料反应并完全禁用电池。
生产电极和其他部件以及组装电池的技术操作是在特殊的干燥室或在纯氩气氛中的密封盒中进行的。 在组装电池时,先进的现代焊接技术,复杂的密封管道设计等. 被使用。 活性电极质量的铺设是最大化电池放电容量的愿望和保证其操作安全性的要求之间的折衷，其以c-/C+=>1.1的比率提供，以防止金属锂的形成（以及由此
爆炸危险
第一代锂离子电池容易产生爆炸效应。 这可以通过以下事实来解释：在多个充电/放电循环的过程中，出现称为（枝晶）的空间形成-树状分支结构的复杂结晶形成，导致电极短路，结果是火灾或爆炸。 用石墨代替阳极材料消除了这一缺点。 类似的过程发生在基于氧化钴的锂离子电池的阴极上，违反操作条件（过度充电）。
现代锂电池已经失去了这些缺点。 然而，锂电池不时显示出爆炸自燃的倾向。 燃烧的强度，甚至从微型电池，是这样的，它可能导致严重的后果。Gorenje航空公司和国际组织正在采取措施限制在航空运输中运输锂电池和设备。
锂电池的自燃很难用传统方法扑灭. 在故障或损坏的电池的热加速过程中，不仅发生储存的电能的释放，而且还发生一些化学反应，释放维持燃烧的物质，电解质中的易燃气体，以及在非LiFePO4Gorenje喇叭形电池可以在没有空气进入的情况下燃烧，并且与大气氧气隔离的方法不适合熄灭它。
此外，锂金属与水积极反应形成可燃氢气体，因此用水灭火锂电池仅对锂电极质量较小的类型的电池有效。 一般来说，熄灭点燃的锂电池是无效的。 灭火的目的只能是降低电池的温度，防止火焰蔓延。
2011年7月在韩国附近的韩亚航空747，2010年9月在阿联酋迪拜的UPS747和2006年2月在宾夕法尼亚州费城的UPS DC-8等飞机失事都与飞行期间锂电池的点火 通常，这些火灾与电池短路有关。 未受保护的细胞在触摸时会导致短路，然后传播，引起连锁反应，可以释放大量能量。
锂电池也可能受到"热超频"。 这意味着如果内部电路中断，则可能发生内部温度的升高。 在一定的温度下，电池单元开始排放热气体，进而提高相邻电池单元的温度。 这最终会导致点火。
因此，大量电池构成显着的安全威胁，这在空运时尤其尖锐。 一个相对较小的事件可能导致巨大的不受控制的火灾。
联合国条例UN3480，UN3481，UN3090，UN3091
由于锂电池具有潜在的极端危险性，因此在技术上被归类为危险第9类材料-"其他危险品"，必须进行相应的处理，储存和运输（如UN3480和附加法规中规定的）。
由于广泛使用和风险增加，锂电池运输规则已经修订。 锂电池运输带来的危险是其短路的可能性，因此，大部分立法都集中在包装和运输法规上，旨在减少由此产生的潜在灾难性后果。
这些规则的概述如下:
- 排除电池相互接触的可能性的包装和输送方法。
- 排除电池与导电或金属表面接触的包装和运输方法。
- 强制性验证所有电池都已安全包装，以防止在运输过程中（在包装内）移动，这可能导致终端盖松动或意外打开。
锂电池的运输受到4联合国立法法案的有效监管，尽管它们具有许多功能，可能会影响您需要采取的确切过程，以确保安全交付（或至少尽可能降低风险）。
- UN3090-锂金属电池（自行发货）
- UN3480-锂离子电池（自行发货）
- UN3091-包含在设备中或与设备一起包装的锂金属电池
- UN3481-设备中包含或与设备一起包装的锂离子电池。
还有各种标记要求将用于运输锂电池的包装。 这些要求的不同主要取决于以下4个因素:
- 所提供的设备（例如手表、计算器或笔记本电脑）中是否包含电池
- 它们与设备一起包装（例如，在装有备用电池的电动工具中）
- 它们是小批量装运的（数量有限，是四种危险货物运输中最低的）
- 它们以非常小的数量运输，根本不属于危险品运输规则（例如，安装在设备中的两个电池）。
第9类，包装组II，隧道类E，ADR/RID标签9
正确的运输名称锂离子电池，UN3480
ADR特别规定188、230、310、636和包装说明P903、P903a和P903b适用。
损坏和有缺陷的电池：请联系您的国家主管部门。
如果您的锂离子电池通过卡车运输到整个欧洲，您必须确保您符合ADR2017手册中规定的所有要求。
事实上，这是一项欧洲协议，规定了通过公路/陆路运输（实际上是任何危险品）运输锂电池。
要通过铁路运输锂电池，您必须遵循一套不同的危险品运输特定规则。 这些规则在铁路危险货物运输手册（RID）中有详细描述。
这些规则与用于公路运输的ADR指南相结合，实际上需要类似的包装，流程和保护。
有关更多信息，请访问联合国欧洲经委会网站.
第二类包装组IMO标签9
正确的运输名称锂离子电池，UN3480
代码IMDG：特殊规定188，230，310和包装说明P903
EmS:F-A,S-I
储存类别A
损坏和有缺陷的电池：联系您的国家主管部门
海运锂电池
如果您通过海运方式运输锂电池，则必须遵守国际海运危险品代码（IMDG）。 这份文件每两年更新一次，这意味着2018年版第38-16号修正案是目前的一套规则。
要熟悉IMDG代码中规定的规则，您必须从国际海事组织购买该代码的副本或与熟悉这些规则的货代合作。
第二类包装组ICAO标志9
正确的运输名称锂离子电池，UN3480
IATA: Особые положения A88, A99, A154, A164, инструкции по упаковке P965, P966, P967, P968, P969, P970
损坏和有缺陷的电池/用过的电池：不允许空运。
空运锂电池
由于风险增加（即火灾引起的航空事故可能是致命的），通过航空运输锂电池是所有运输形式中最困难的。 由于损坏的电池以前被认为是飞机坠毁的原因，因此严禁运输损坏或有缺陷的电池。
空运锂离子电池时，必须遵守《危险品条例》（Dgr）。 这些规则由国际航空运输协会（IATA）和国际民用航空组织（ICAO）监管。
UN3480/UN3090规则的重要性
如因不遵守规定而导致事故发生，参与交付锂电池的公司或个人承担全部责任。
未能遵守符合UN3480要求的锂电池的包装规则可能会对您的业务造成严重后果。 这可能会导致巨额罚款，监禁您的组织的员工，以及由于（可能致命的）事故而造成的声誉损失。
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