鋰電池滅火主要是由于熱失控原因造成的,如果需要滅火,需要搞明白熱失控的真實原因。
引起鋰電池熱失控的因素主要有外部短路、外部高溫和內(nèi)部短路。
◎內(nèi)部短路:由于電池的濫用,如過充過放導致的支晶、電池生產(chǎn)過程中的雜志灰塵等,將惡化生成刺穿隔膜,產(chǎn)生微短路,電能量的釋放導致溫升,溫升帶來的材料化學反應又擴大了短路路徑,形成了更大的短路電流,這種互相累積的互相增強的破壞,導致熱失控。下面以鈷酸鋰電芯為例,簡述一個典型熱失控過程。
A:準備階段,電池處于滿電狀態(tài);
B:內(nèi)短路發(fā)生,大電流通過短路點而產(chǎn)生熱量,并通過LiC6熱擴散,達到SEI膜分解溫度,SEI膜開始分解,放出少量CO2和C2H4,殼體輕微鼓脹,隨著短路位置的不斷放電,電池溫度的不斷上升,電液中鏈狀溶劑開始分散,LiC6與電液也開始反應放熱,伴隨著C2H5F\C3H6\C3H8產(chǎn)生,但反應較慢,放熱量較。
C:隨著放電的進行,短路位置溫度繼續(xù)升高,隔膜局部收縮融化,短路位置擴大,溫度進一步升高,當內(nèi)部溫度達到Li0.5Co02的分解溫度時,正極瞬間分解,并釋放O2,后者于電液瞬間反應放出大量熱量,同時放出大量CO2氣體,造成電池內(nèi)壓增大,如果壓力足夠大,沖破電池殼體,引起電池爆炸;
D:如果殼體炸開,極片散落,溫度不會繼續(xù)升高,反應終止;但如果殼體只開裂,極片沒有散落,這時LiC6繼續(xù)與電液反應,溫度會繼續(xù)升高,但升溫速率下降,由于反應速率較慢,所以可以維持較長時間;
E:當電池內(nèi)部反應的產(chǎn)熱速率小于散熱速率時,電池開始降溫,直至內(nèi)部反應完畢;
◎外部短路:實際車輛運行中發(fā)生危險的概率很低,一是整車系統(tǒng)裝配有熔斷絲和電池管理系統(tǒng)BMS,二是電池能承受短時間的大電流沖擊。極限情況下,短路點越過整車熔斷器,同時BMS失效,較長時間的外部短路一般會導致電路中的連接薄弱點燒毀,很少導致電池發(fā)生熱失控事件。現(xiàn)在,比較多的PACK企業(yè)采用了回路中加熔斷絲的做法,更能***避免外短路引發(fā)的危害。
◎外部高溫:由于鋰電池結構的特性,高溫下SEI膜、電解液、EC等會發(fā)生分解反應,電解液的分解物還會與正極、負極發(fā)生反應,電芯隔膜將融化分解,多種反應導致大量熱量產(chǎn)生。隔膜融化導致內(nèi)部短路,電能量的釋放又增大了熱量的生產(chǎn)。這種累計的互相增強的破壞作用,其后果是導致電芯防爆膜破裂,電解液噴出,發(fā)生燃燒起火。
基于以上原因,對鋰電池進行滅火處理,讓我們看下特斯拉和通用的:
1.如果遭遇小火災,火焰沒有蔓延到高壓電池部分,可以采用二氧化碳或ABC干粉滅火器滅火。
2.在***檢查火情的時候,不要與任何高壓部件接觸,始終使用絕緣工具進行檢查。
3.儲存氣體的充氣瓶、氣體支柱和其他組件可以達到沸騰液體膨脹蒸汽爆炸的***溫度。在檢查到事故的“熱區(qū)”前,要進行有適當精細防護的拆解。
4.如果高電壓電池在火災中彎曲、扭曲、損壞,總之就是變得不成樣子,或者懷疑電池出現(xiàn)問題。那么滅火時的用水量不能太少,消防用水要有足夠的量。
5.電池著火可能需要24小時才能完全撲滅。使用熱成像攝像頭,可以確保高電壓電池在事故結束前完全冷卻。如果沒有熱成像攝像頭,就監(jiān)控電池是否會復燃。冒煙表示電池仍然很熱,監(jiān)控一直要保持到電池不再冒煙的至少一小時之后。
通用沃藍達的應急救援手冊中對電動汽車的消防滅火是那樣指導的:
如果電池達到足夠高的溫度,泄漏和釋放電解質,電解液肯定是易燃品。這就需要用大量的水來冷卻電池和滅火,因為直流和交流系統(tǒng)沒有接地,消防員可以安全的用水作為主要滅火劑,而且沒有觸電的危險。ABC干粉滅火器不會熄滅電池火焰。消防員應避免在滅火或解脫操作任何高壓組件中的內(nèi)部直接接觸,這會潛在導致。
上海翌燦智能科技有限公司,成立于2013年,是經(jīng)上海市批準成立的科技型企業(yè),從事消防設備的設計、研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、安裝、維護保養(yǎng)于一體的企業(yè),也是中國消防領域的后起之秀,公司主要業(yè)務致力于為石油化工、電力通信、交通運輸、機械制造等眾多行業(yè)提供現(xiàn)代化、自動化、智能化防火滅火服務,是中國自啟動滅火系統(tǒng)的企業(yè)之一。
公司研發(fā)制造的YC-IFP 系列感溫自啟動滅火系統(tǒng)設備,核心技術源自歐洲,融合自主創(chuàng)新,使其產(chǎn)品樹一幟,馳譽四方。公司的系統(tǒng)產(chǎn)品共分兩大系列九個規(guī)格品種,產(chǎn)品質量達到或超過同類產(chǎn)品國內(nèi)水平,多項技術彌補了我國自主消防領域的空白,并獲得數(shù)控機床滅火系統(tǒng)發(fā)明專利。
產(chǎn)品問世以來,以其反應速度快、滅火效果好、自動化程度高、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點,深受廣大客戶好評并得以全面推廣應用,先后被數(shù)百家客戶廣泛安裝在各種數(shù)控機床、變配電室和不間斷電源室;新能源堆垛機、充放電設備、通訊系統(tǒng)程控交換機房、發(fā)電廠控制室、電子設備間、計算機房、變配電間;各種除塵設備、各種實驗設備、車輛、移動設備、提升設備、電梯控制柜、通風管道、涂裝間等,為廠家和用戶提供了大量安全可靠的防火滅火服務。
公司注重現(xiàn)代化管理以及產(chǎn)品的升級改進,目前已與德國的機床滅火廠家BATEC達成戰(zhàn)略合作,將共同攜手為工業(yè)加工提供的滅火系統(tǒng),我司擁有研發(fā)團隊、生產(chǎn)和穩(wěn)定的安裝服務隊伍,技術力量雄厚,信譽優(yōu)良,志存高遠,并秉承“以技術求生存、以管理求效益、以服務求市場、以信譽求發(fā)展”的經(jīng)營理念,以市場為導向,以核心技術為競爭力,不斷創(chuàng)新,我們堅持“誠信經(jīng)營,客戶至上”的價值觀,積極為廣大新老客戶提供更、更科學、更完善的智能防火滅火服務。本著質量為基礎,服務作,以的技術和本土的才智,伴隨中國經(jīng)濟發(fā)展的步伐和客戶共同前進。
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