锂电池起火后，其内部化学物质在高温和燃烧条件下会发生复杂分解反应，产生多种对人体有害的气体、颗粒物及化合物。以下是具体危害物及其作用机制的详细分析：

一、有毒气体类危害物

1. 一氧化碳（CO）

来源：锂电池电解液中的有机溶剂（如EC、DEC）在高温下不完全燃烧生成。

危害机制：CO与血液中的血红蛋白结合能力是氧气的200-300倍，导致组织缺氧，引发头痛、眩晕、昏迷甚至死亡。实验显示热失控气体中CO占比可达10%-20%。

2. 氟化氢（HF）

来源：电解液锂盐LiPF6分解产生PF5，与水蒸气反应生成HF。

危害机制：HF具有强腐蚀性，可灼伤皮肤和黏膜；吸入后与体内钙结合导致低钙血症，引发心律失常和器官损伤。其半数致死浓度（LC50）为50 ppm/30分钟（人类）。

3. 氰化氢（HCN）

来源：电解液或黏结剂中含氮化合物的高温分解。

危害机制：抑制细胞呼吸酶系统，导致细胞内窒息，致死剂量低至50-100 ppm。

4. 碳氢化合物气体（C2H4、C3H6、CH4等）

来源：电解液溶剂（如EC、DEC）与锂金属反应生成乙烯、丙烯等。

危害机制：乙烯（C2H4）和丙烯（C3H6）具有麻醉作用，高浓度引发中枢神经抑制；甲烷（CH4）虽无毒但易燃，与空气混合形成爆炸性气体（5%-15%体积浓度）。

二、颗粒物类危害物

1. 金属氧化物颗粒（Co、Ni、Mn氧化物）

来源：正极材料（如LiCoO2、LiMn2O4）高温分解释放。

危害机制：纳米级颗粒可深入肺泡，引发炎症和氧化应激。锰（Mn）暴露可能导致神经毒性，类似帕金森症状。

2. 含氟颗粒（LiF、PF3O等）

来源：LiPF6分解产物。

危害机制：氟化物颗粒具有生物蓄积性，长期接触可能损伤骨骼和牙齿。

3. 碳基颗粒（石墨、碳化物）

来源：负极石墨与电解液反应生成。

危害机制：类似PM2.5的碳颗粒引发呼吸道炎症和心血管疾病。

4. 过渡金属复合物

来源：正极材料溶解后与电解液反应生成。

危害机制：钴（Co）、镍（Ni）等重金属可诱导DNA损伤和致癌。

三、其他高危化合物

1. 磷酸氟化物（POF3）

来源：LiPF6分解的副产物。

危害机制：水解生成HF，同时直接刺激呼吸道黏膜。

2. 有机磷酸酯类

来源：电解液添加剂或溶剂分解。

危害机制：部分化合物具有神经毒性，抑制胆碱酯酶活性。

四、综合健康风险

急性毒性：短时间暴露于高浓度CO、HF可导致窒息、肺水肿和心脏骤停。

慢性毒性：长期吸入低剂量金属颗粒和氟化物可能引发尘肺病、骨氟症及癌症。

爆炸与燃烧风险：氢气（H2）和甲烷（CH4）的积聚可能引发二次爆炸。

五、防护与应急建议

环境监测：需实时检测CO、HF浓度（阈值分别为25 ppm和3 ppm）。

个人防护：佩戴N95/P100级防颗粒物口罩及化学防护服。

灭火策略：避免使用水（可能加剧HF生成），推荐干粉或全氟己酮灭火剂。

以上分析表明，锂电池火灾的危害物具有多样性和协同毒性，需从材料改进、安全设计及应急响应多维度降低风险。