Как тушить пожар литиевой батареи

Литиевая батарея пожар

Возгорание литиевых батарей можно разделить на две основные причины: внутренние и внешние. Его собственная причина в основном связана с его собственным материалом, термостойкостью конструкции, воздействием огня или нет; Внешняя причина относится к различным средствам злоупотребления, вызванным возгоранием литиевой батареи.

1.1 собственные причины

Литиевая батарея состоит из материала положительного электрода, материала отрицательного электрода и электролита. Термическая стабильность этих деталей напрямую влияет на возможность теплового разгона ячейки.

Факторы, влияющие на термическую стабильность анодных материалов

В настоящее время большинство анодных материалов представляют собой углеродные материалы. В условиях высоких температур графит склонен реагировать с электролитом, особенно в состоянии высокого заряда аккумулятора. LiC6 может повысить интенсивность реакции.

Некоторые исследования показали, что начальная точка температуры, при которой отрицательный электрод начинает реагировать с теплом, связана с зернистостью углеродного материала. Чем крупнее частица, тем выше температура, при которой она начинает реагировать, и тем она безопаснее. В то же время углеродные материалы с разной структурой участвуют в реакции электролита, тепловыделение неодинаково, графит выделяет больше тепла, чем аморфный углерод (в основном это мягкий углерод и твердый углерод).

Факторы, влияющие на термическую стабильность анодных материалов

Все широко используемые в настоящее время анодные материалы литиевых батарей представляют собой соединения лития. Фосфат лития-железа, литиевый менеджмент и трехкомпонентный литий, в общем, оцениваются по степени безопасности от высокого до низкого. Было изучено влияние анодных материалов на безопасность этих батарей.

Согласно исследованию, чем выше содержание лития в молекулярной формуле соединения, тем хуже термическая стабильность и ниже начальная температура реакции с электролитом. Количественное сравнение, формула коэффициента отношения отдельных атомов, когда коэффициент лития составляет 0,25, температура реакции составляет 230 ℃; Если это значение равно 1, начальная реакция становится температурой 170 ℃. Кроме того, если материалы анода содержат другие металлические элементы, помимо лития, материалы анода, содержащие марганец, имеют лучшую термическую стабильность, чем материалы, содержащие никель.

Факторы, влияющие на термическую стабильность электролита

Можно сказать, что электролит является основой термической стабильности, его стабильность напрямую влияет на стабильность всей системы. Некоторые люди провели серию исследований термической стабильности электролита, и результаты показывают, что:

Чем выше содержание диметилкарбоната в электролите, тем хуже термическая стабильность и тем легче он будет реагировать с материалами анода и катода. Чем больше типов материалов несовместим электролит, то есть он может реагировать с множеством различных солей при более низкой температуре, что указывает на то, что чем больше он реакционноспособен, тем хуже будет его термическая стабильность.

Теплота старения вышла из-под контроля

Старение - это комплексный процесс. Отрицательная структура мембраны SEI стареет и разрушается, что приводит к самопроизвольному нагреву. Отрицательные дендриты лития накапливаются, вызывая внутреннее короткое замыкание или интенсивную реакцию с электролитом в условиях высокой температуры. Увеличивается внутреннее сопротивление старению, увеличивая вероятность накопления тепла. В целом старение прямо связано с риском теплового разгона.

Тушение пожара литиевой батареи в основном связано с причиной выхода тепла из строя, если вам нужно потушить пожар, в первую очередь необходимо понять реальную причину выхода тепла. Основными причинами чрезмерного нагрева литиевых батарей являются внешнее короткое замыкание, внешняя высокая температура и внутреннее короткое замыкание. Имеют внутреннее короткое замыкание: из-за неправильного обращения с батареей в качестве перезаряда перед помещением в кристалл накопители, такие как пыль в процессе производства батарей, усугубляют образовавшуюся проколотую диафрагму, производят микрокороткое замыкание, электрическую энергию, которая вызывает повышение температуры температура химии материала и увеличенный путь короткого замыкания, сформированный больший ток короткого замыкания, накопление друг друга и усиление разрушения друг друга, что приводит к тепловому выходу из строя. Типичный процесс неуправляемого нагрева описан в следующем примере элементов из оксида лития-кобальта. О: на этапе подготовки аккумулятор полностью заряжен; B: происходит внутреннее короткое замыкание, большой ток через точку короткого замыкания и генерирование тепла, а из-за термодиффузии LiC6, температуры разложения SEI пленка SEI начинает разрушаться, выделяя небольшое количество CO2 и C2H4, небольшая выпуклость оболочки, при непрерывном разряде положения короткого замыкания, повышении температуры батареи, электрогидравлическая цепь в растворителе начала рассеиваться, LiC6 с электрогидравлической системой начал экзотермическую реакцию, сопровождаемую C2H5F, C3H6, C3H8, но более медленной реакцией, количество тепла небольшое; C: по мере прохождения разряда температуры положения короткого замыкания продолжают расти, местное сжатие диафрагмы для плавления, положение короткого замыкания, повышение температуры дальше, когда внутренняя температура достигает температуры разложения Li0,5 Co02, разложение положительных моментов, и высвобождение O2, последний при реакции электрогидравлического момента выделяет много калорий и выделяет большое количество газа CO2, вызывая повышение внутреннего давления в батарее, если давление достаточно велико, пробить корпус батареи, вызвать взрыв батареи ; D: если оболочка взорвется и полярные пластины разлетятся, температура не будет продолжать расти и реакция прекратится; Однако, если бы только оболочка треснула и полярные пластины не разлетелись, тогда LiC6 продолжал бы реагировать с электрогидравлической жидкостью, и температура продолжала бы повышаться, но скорость повышения температуры уменьшалась бы. Из-за низкой скорости реакции LiC6 мог работать долгое время. E: когда скорость тепловыделения внутренней реакции батареи ниже, чем скорость рассеивания тепла, батарея начинает охлаждаться до тех пор, пока внутренняя реакция не завершится; 2, внешнее короткое замыкание: реальная вероятность риска эксплуатации автомобиля очень мала, во-первых, вся автомобильная система оснащена предохранительным проводом и системой управления батареей BMS, во-вторых, батарея может выдерживать короткое время сильного воздействия тока. В крайнем случае точка короткого замыкания пересекает предохранители всего автомобиля, и одновременно выходит из строя BMS. Внешнее короткое замыкание в течение длительного времени обычно вызывает перегорание слабого места соединения в цепи и редко приводит к потере контроля над нагревом батареи. Теперь все больше предприятий PACK применяют практику добавления плавких предохранителей в цепи, которые могут эффективно избежать вреда, вызванного внешним коротким замыканием. 3. Внешняя высокая температура: из-за характеристик конструкции литиевой батареи пленка SEI, электролит и EC разлагаются при высокой температуре. Разложившееся вещество электролита также вступит в реакцию с положительным и отрицательным электродами. Оплавление диафрагмы вызывает внутреннее короткое замыкание, а выделение электрической энергии увеличивает выработку тепла. Это кумулятивное взаимное усиление повреждений, в результате чего произошел разрыв взрывобезопасной пленки ячейки, выброс электролита, возникновение пожара. По вышеуказанным причинам средства пожаротушения для литиевых батарей рекомендуются Tesla и General Motors. 1. В случае небольшого пожара, если пламя не распространяется на батарею высокого давления, можно использовать углекислый газ или порошковый огнетушитель ABC. 2. При тщательном осмотре огня не прикасайтесь к компонентам, находящимся под высоким напряжением, и всегда используйте для осмотра изоляционные инструменты. 3. Газовый баллон, газовая стойка и другие компоненты, используемые для хранения газа, могут достигать предельной температуры кипения жидкости, расширения пара и взрыва. Демонтаж с соответствующей тонкой защитой должен производиться до обнаружения «горячей зоны» аварии. 4. Если высоковольтная батарея согнута, скручена или повреждена в результате пожара, она просто выйдет из строя или возникнет подозрение, что батарея неисправна. Поэтому расход воды для пожаротушения не должен быть слишком маленьким, воды для пожаротушения должно быть достаточно. Для полного тушения возгорания аккумулятора может потребоваться до 24 часов. Использование тепловизионных камер гарантирует, что высоковольтные батареи полностью остынут до завершения аварии. Без тепловизионных камер необходимо следить за аккумулятором на предмет перезапуска. Дым указывает на то, что батарея все еще горячая, и наблюдение следует проводить по крайней мере в течение часа после того, как батарея перестанет курить. В руководстве по аварийному реагированию General Motors Volt для электромобилей говорится, что если аккумулятор достигает достаточно высокой температуры, чтобы протечь и высвободить электролиты, электролит должен быть воспламеняющимся. Это требует большого количества воды для охлаждения батареи и тушения пожара, поскольку системы постоянного и переменного тока не заземлены, и пожарные могут безопасно использовать воду в качестве основного средства пожаротушения без риска поражения электрическим током. Сухие порошковые огнетушители ABC не тушат пламя аккумуляторной батареи. Пожарные должны избегать прямого контакта с любыми узлами высокого давления во время тушения пожара или оказания помощи, что может привести к поражению электрическим током.

В связи с исследованиями пожаротушения литиевых батарей, привлекло внимание в нашей стране. На выставке автомобильной промышленности в конце октября результаты исследований возгорания литиевых батарей обсуждались не в одном отчете, но на данный момент он лишь суммировал характеристики возгорания литиевых батарей, а исследования конкретных методов пожаротушения были не очень хорошими. глубоко.

Германия, США и Великобритания лидировали в изучении методов пожаротушения.

В Германии по пожаротушению электромобилей был проведен сравнительный эксперимент. Оказывается, возгорание электромобилей можно потушить водой, но потреблять много воды. С добавлением добавок F-500 и Firesorb эффект пожаротушения был значительно улучшен.

Исследования в Соединенных Штатах показали, что возгорание литиевых батарей в основном вызвано неуправляемым теплом и что охлаждение является ключевым аспектом методов пожаротушения. В отношении возгорания портативных литиевых батарей результаты проверочных испытаний показывают, что огнетушащий агент на водной основе имеет лучший охлаждающий эффект, в то время как газовый или сухой порошковый огнетушитель имеет плохой эффект.

В Великобритании в основном проводились эксперименты по возгоранию литиевых батарей переносного оборудования в процессе авиации. В качестве средств пожаротушения были выбраны галон и Fe-36, которые использовались для тушения пожара литиевых батарей во время полетов.

Страница содержит содержимое машинного перевода.