Как потушить пожар литиевой батареи?

Литиевые батареи можно разделить на две основные части: их собственные причины и внешние причины. Их собственные причины в основном относятся к материалу, термостойкость конструкции хорошая или плохая, или не влияет на огонь; К внешним причинам относятся различные методы злоупотребления, вызывающие возгорание литиевой батареи.

Материал положительного электрода литиевой батареи, состав электролита и материал анода, термическая стабильность этих частей напрямую влияют на возможность теплового разгона элементов батареи.

Факторы, влияющие на термическую стабильность анодного материала

Большинство используемых в настоящее время анодных материалов - это углеродные материалы. В условиях высоких температур графит легко вступает в реакцию с электролитом, особенно в состоянии, когда аккумулятор заряжен, а LiC6 может увеличивать интенсивность реакции.

Было обнаружено, что начальная точка температуры, при которой отрицательный электрод начинает экзотермическую реакцию, связана с размером частиц углеродного материала. Чем крупнее частица, тем выше температура, при которой начинается реакция, и тем она безопаснее. При этом углеродные материалы разной структуры участвуют в реакции электролита, и количество тепловыделения неодинаково. Графит имеет большее тепловыделение, чем аморфный углерод (в основном мягкий углерод и твердый углерод).

Факторы, влияющие на термическую стабильность материала катода

Катодные материалы литиевых батарей, которые широко используются в настоящее время, представляют собой соединения лития. Уровень безопасности фосфата лития, железа, манганата лития и тройного лития в порядке. Некоторые люди специально изучали влияние катодных материалов на безопасность этих батарей.

Считается, что чем выше содержание лития в молекулярной формуле лития, тем хуже термическая стабильность и ниже температура, при которой начинается реакция с электролитом. Есть количественное сравнение, коэффициент пропорциональности каждого атома в формуле, когда коэффициент лития равен 0,25, температура реакции составляет 230 ° C; если это значение становится равным 1, начальная температура реакции становится 170 ° C. Кроме того, если материал положительного электрода содержит металлический элемент, отличный от лития, материал положительного электрода, содержащий марганцевый элемент, более термически стабилен, чем материал положительного электрода, содержащий никель. элемент.

Факторы, влияющие на термическую стабильность электролита

Можно сказать, что электролит является ядром проблем термической стабильности, и его стабильность напрямую влияет на стабильность всей системы. Были проведены некоторые исследования термической стабильности электролита, и результаты показывают, что:

Чем выше содержание диметилкарбоната в электролите, тем хуже термическая стабильность и тем легче реагировать с положительными и отрицательными материалами; Чем более совместим электролит с большим количеством типов материалов, то есть при более низких температурах. Реагирует множество различных солей, что указывает на то, что чем он активнее, тем хуже его термическая стабильность.

Температурный разгон, вызванный старением

Старение - это комплексный процесс. Структура негативной пленки SEI стареет, и происходит ее повреждение, вызывающее процесс самонагрева; дендриты лития накапливаются в отрицательном электроде, вызывая внутреннее короткое замыкание или бурную реакцию с электролитом в условиях высокой температуры. Увеличение внутреннего сопротивления, вызванное старением, увеличивает вероятность накопления тепла. В целом существует положительная корреляция между старением и риском теплового разгона.

Правильный способ тушить литиевый аккумулятор:

1. После того, как аккумулятор загорелся, необходимо вовремя отключить электропитание, чтобы эвакуировать персонал в надлежащем порядке.

2. Откройте окна по бокам батарейного отсека, чтобы дым не причинял вред внутренним лицам.

3. Быстро потушите огонь водой и потушите его в соответствии со стандартным методом пожаротушения. (Дунгуань Fenggang 2014 Mingyang Battery Factory пожары, сотрудники используют порошковые огнетушители недействительно, Ли Шуцзюнь, доктор философии, доктор философии, выпускник Института физики высоких энергий Китайской академии наук, считает, что из-за внутреннего сгорания аккумулятора порошковые огнетушители не будут работать в это время. Лучше всего использовать воду для охлаждения.)

4. После тушения пожара необходимо подождать, пока аккумуляторный модуль остынет, прежде чем обрабатывать и выдвигать аккумуляторный отсек.

Пожаротушение литиевых батарей в основном происходит за счет теплового разгона. Если вам нужно потушить пожар, вам сначала нужно понять настоящую причину теплового разгона. Основными причинами теплового разгона литиевых батарей являются внешнее короткое замыкание, внешняя высокая температура и внутреннее короткое замыкание. ◎ Внутреннее короткое замыкание: из-за неправильного обращения с аккумулятором, например, чрезмерного заряда и чрезмерного разряда, вызванного кристаллом, пыль из магазина во время процесса производства аккумулятора ухудшит формирование пробивающей диафрагмы, что приведет к возникновению микро -короткое замыкание, высвобождение электроэнергии приводит к повышению температуры, диапазон повышения температуры. Химическая реакция материала дополнительно расширяет путь короткого замыкания и создает больший ток короткого замыкания. Это взаимное накопление взаимно увеличивающихся повреждений приводит к тепловому разгоне. На примере литиево-кобальтовой батареи вкратце описывается типичный процесс теплового разгона. О: На этапе подготовки аккумулятор полностью заряжен; B: происходит внутреннее короткое замыкание, большой ток выделяет тепло через точку короткого замыкания и термически рассеивается LiC6, чтобы достичь температуры разложения пленки SEI, и пленка SEI начинает разлагаться, выделяя небольшое количество CO2. и C2H4, и оболочка Тело слегка вздувается. По мере того как положение короткого замыкания продолжает разряжаться, температура батареи непрерывно повышается, и цепной растворитель в электрогидравлике начинает рассеиваться. LiC6 и электрогидравлические соединения также начинают реагировать и экзотермически, сопровождаемые C2H5F \ C3H6 \ C3H8, но реакция идет медленно. Тепловыделение невелико; C: По мере развития разряда температура положения короткого замыкания продолжает повышаться, частичная усадка диафрагмы плавится, положение короткого замыкания расширяется, и температура продолжает расти. Когда внутренняя температура достигает температуры разложения Li0,5Co02, положительный электрод мгновенно разлагается. И высвобождая O2, последний реагирует на большое количество тепла в электрогидравлической реакции и выделяет большое количество газа CO2, вызывая повышение внутреннего давления в батарее. Если давление достаточно велико, корпус батареи разрывается, в результате чего батарея взрывается; D: при взрыве корпуса Полюсный наконечник рассыпается, температура не продолжает расти, реакция прекращается; но если оболочка только треснула, полюсный наконечник не рассыпается, тогда LiC6 продолжает реагировать с электрогидравлической системой, температура будет оставаться высокой, но скорость нагрева снизится, так как скорость реакции ниже, может поддерживаться в течение некоторого времени. много времени; E: Когда скорость тепловыделения внутренней реакции батареи меньше, чем скорость рассеивания тепла, батарея начинает охлаждаться до тех пор, пока внутренняя реакция не завершится; ◎ Внешнее короткое замыкание: вероятность возникновения опасности при реальной эксплуатации автомобиля очень мала. Во-первых, система автомобиля оснащена предохранителем и системой управления аккумулятором. BMS, второе - аккумулятор выдерживает кратковременное сильнотоковое воздействие. В крайнем случае точка короткого замыкания пересекает предохранитель автомобиля и BMS выходит из строя. Внешнее короткое замыкание в течение длительного времени обычно вызывает сгорание слабого места соединения в цепи, что редко приводит к разрядке батареи из-за тепловых событий. В настоящее время все больше компаний PACK применяют практику добавления предохранителей в контур, что может эффективно избежать опасностей, вызванных внешними короткими замыканиями. ◎ Внешняя высокая температура: из-за характеристик конструкции литиевой батареи пленка SEI, раствор электролита, EC и т. Д. Разлагаются при высокой температуре, а продукт разложения электролита вступает в реакцию с положительным электродом и отрицательным электродом, диафрагма ячейки будет плавиться и разлагаться, и различные реакции вызывают выделение большого количества тепла. Оплавление диафрагмы вызывает внутреннее короткое замыкание, которое, в свою очередь, увеличивает выделение тепла. Результатом этого кумулятивного повреждения взаимного усиления является то, что взрывозащищенная мембрана сердечника батареи разрушается, электролит выбрасывается, и происходит возгорание и пожар. По указанным выше причинам литиевая батарея погашена. Давайте посмотрим на рекомендации Tesla и GM: 1. При небольшом возгорании пламя не распространяется на высоковольтную батарею, для тушения пожара можно использовать углекислый газ или сухой порошковый огнетушитель ABC. 2. При тщательном осмотре огня не прикасайтесь к частям, находящимся под высоким напряжением, всегда используйте для осмотра изоляционные инструменты. 3. Газовый баллон, газовая колонка и другие компоненты, в которых хранится газ, могут достигать предельной температуры парового взрыва при расширении кипящей жидкости. Перед обнаружением «горячей зоны» аварии требуется демонтаж с соответствующей мелкой защитой. 4. Если высоковольтная батарея согнута, скручена или повреждена в результате пожара, она может стать неудовлетворительной или подозревать проблемы с батареей. Количество воды, используемой для тушения пожара, не должно быть слишком маленьким, а количество воды для пожаротушения должно быть достаточным. 5. Аккумулятор может загореться в течение 24 часов. Использование тепловизионной камеры гарантирует, что высоковольтная батарея полностью остынет до окончания аварии. Если у вас нет тепловизора, вы должны следить за тем, не воспламенится ли аккумулятор снова. Дым указывает на то, что батарея все еще горячая, и мониторинг продолжается, по крайней мере, в течение часа после того, как батарея перестанет курить. В руководстве по аварийно-спасательной работе General Volanda тушение пожара электромобилей проводится следующим образом: если аккумулятор достигает достаточно высокой температуры, чтобы протечь и высвободить электролит, электролит должен быть легковоспламеняющимся. Для охлаждения аккумулятора и тушения пожара требуется большое количество воды. Поскольку системы постоянного и переменного тока не заземлены, пожарные могут безопасно использовать воду в качестве основного средства пожаротушения, и риск поражения электрическим током отсутствует. Сухие порошковые огнетушители ABC не тушат пламя аккумуляторной батареи. Пожарные должны избегать прямого внутреннего контакта с любыми высоковольтными компонентами, которые подвержены возгоранию или выбросу, что может привести к поражению электрическим током.

Огнетушащего вещества, которое действительно могло бы потушить пожар аккумуляторной батареи, в настоящее время нет. Эффективная попытка - использовать воду для охлаждения и контроля удушья, но внутри батареи есть давление и электролит (химический), поэтому возгорание затруднено и не может напрямую потушить огонь. Кроме того, для электромобилей в Шэньчжэне используются небольшие аэрозольные автоматические устройства пожаротушения. Размер рыбных консервов намагничен на боковой стороне аккумулятора внутри транспортного средства. Для распространения огня используется небольшое количество струйного аэрозоля. Маленькое пространство очень хорошо.