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锂电池专用灭火剂

锂电池灭火主要是由于热失控原因造成的,如果需要灭火,首先需要搞明白热失控的真实原因。引起锂电池热失控的因素主要有外部短路、外部高温和内部短路。◎内部短路:由于电池的滥用,如过充过放导致的支晶、电池生产过程中的杂志灰尘等,将恶化生成刺穿隔膜,产生微短路,电能量的释放导致温升,温升带来的材料化学反应又扩大了短路路径,形成了更大的短路电流,这种互相累积的互相增强的破坏,导致热失控。下面以钴酸锂电芯为例,简述一个典型热失控过程。A:准备阶段,电池处于满电状态;B:内短路发生,大电流通过短路点而产生热量,并通过LiC6热扩散,达到SEI膜分解温度,SEI膜开始分解,放出少量CO2和C2H4,壳体轻微鼓胀,随着短路位置的不断放电,电池温度的不断上升,电液中链状溶剂开始分散,LiC6与电液也开始反应放热,伴随着C2H5F\C3H6\C3H8产生,但反应较慢,放热量较小;C:随着放电的进行,短路位置温度继续升高,隔膜局部收缩融化,短路位置扩大,温度进一步升高,当内部温度达到Li0.5Co02的分解温度时,正极瞬间分解,并释放O2,后者于电液瞬间反应放出大量热量,同时放出大量CO2气体,造成电池内压增大,如果压力足够大,冲破电池壳体,引起电池爆炸;D:如果壳体炸开,极片散落,温度不会继续升高,反应终止;但如果壳体只开裂,极片没有散落,这时LiC6继续与电液反应,温度会继续升高,但升温速率下降,由于反应速率较慢,所以可以维持较长时间;E:当电池内部反应的产热速率小于散热速率时,电池开始降温,直至内部反应完毕;◎外部短路:实际车辆运行中发生危险的概率很低,一是整车系统装配有熔断丝和电池管理系统BMS,二是电池能承受短时间的大电流冲击。极限情况下,短路点越过整车熔断器,同时BMS失效,较长时间的外部短路一般会导致电路中的连接薄弱点烧毁,很少导致电池发生热失控事件。                                               ◎外部高温:由于锂电池结构的特性,高温下SEI膜、电解液、EC等会发生分解反应,电解液的分解物还会与正极、负极发生反应,电芯隔膜将融化分解,多种反应导致大量热量产生。隔膜融化导致内部短路,电能量的释放又增大了热量的生产。这种累计的互相增强的破坏作用,其后果是导致电芯防爆膜破裂,电解液喷出,发生燃烧起火。基于以上原因,对锂电池进行灭火处理,让我们看下特斯拉和通用的推荐:1.如果遭遇小火灾,火焰没有蔓延到高压电池部分,可以采用二氧化碳或ABC干粉灭火器灭火。2.在彻底检查火情的时候,不要与任何高压部件接触,始终使用绝缘工具进行检查。3.储存气体的充气瓶、气体支柱和其他组件可以达到沸腾液体膨胀蒸汽爆炸的极端温度。在检查到事故的“热区”前,要进行有适当精细防护的拆解。4.如果高电压电池在火灾中弯曲、扭曲、损坏,总之就是变得不成样子,或者怀疑电池出现问题。那么灭火时的用水量不能太少,消防用水要有足够的量。5.电池着火可能需要24小时才能完全扑灭。使用热成像摄像头,可以确保高电压电池在事故结束前完全冷却。如果没有热成像摄像头,就必须监控电池是否会复燃。冒烟表示电池仍然很热,监控一直要保持到电池不再冒烟的至少一小时之后。通用沃蓝达的应急救援手册中对电动汽车的消防灭火是那样指导的:  如果电池达到足够高的温度,泄漏和释放电解质,电解液肯定是易燃品。这就需要用大量的水来冷却电池和灭火,因为直流和交流系统没有接地,消防员可以安全的用水作为主要灭火剂,而且没有触电的危险。ABC干粉灭火器不会熄灭电池火焰。消防员应避免在灭火或解脱操作任何高压组件中的内部直接接触,这会潜在导致电击。

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