对当前储能电池消防的疑问之--锂离子电池热失效属于什么火?该怎么抑制?

开宗明义,是时候对锂离子电池的热失效进行一个定义了,原因有这么几个:

1、根据调研结果,三元锂电池热失效时燃烧迅猛,加之其他因素,各电池厂家已转而生产安全性更好的磷酸铁锂电池。磷酸铁锂电池热失效时也冒烟,而且容量更大时爆炸的危险性更大。那么冒烟算不算着火?我认为要达到7、800度以上有火焰的才算着火,所以尽管烟气的温度也可能达到600-700度,但还不能算火,至少不算明火,所以“灭火”这个词用于磷酸铁锂电池不适用。还是称之为“抑制热失效”比较贴切。

2、根据国家标准《火灾分类》的规定,将火灾分为A、B、C、D、E、F六类:A类固体、B类液体、C类气体、D类金属、E类带电、F类烹饪。电池处于无负荷状态不会热失效,在有负荷时才有热失效,热失效的主要表现是喷放高温气体,其中某些气体可燃,所以将锂电池的热失效定义为C类火灾比较合适,当然由于电池本身处于一个软的或硬的壳体内,热失效时壳内温度可能高达1200度,从温度来说也有些B类的特征,而且在能量完全释放之前可能还有电,也部分符合E类火灾的特点,我也斗胆提议单独为其开辟个新的分类,比如将其定义为“G类”。

3、定义的目的是确定用哪种方式抑制热失效。例如A类可以用超细干粉,B类可以用高压细水雾,C类可以用CO2,如果不定义锂离子的热失效,用哪种灭火剂就成了悬疑,可这不是八仙过海各显神通的事,而是一把钥匙开一把锁。网上随处可见能灭A类火的超细干粉就不能迅速灭掉着火的锂电池。如果把电池热失效定义为C类火,至少能灭C类火的CO2就可以名正言顺地派上用场。

4、如果不定义为C类火,而是定义为热失效,我就称之为“G类”吧,它不是火,没有达到明火的温度,所以某些灭火剂是不适用的,比如全氟己酮的热裂解温度在500度以上,如果热失效产生的热烟温度只有350度,那么全氟己酮的切断燃烧链的优势就体现不出来,也就是说全氟己酮对热失效的锂电效果不好,这我已经过试验证明。

如果确认了锂离子电池的“火”就是最高温度在600-700度的热失效,那么对热失效的有效处理手段可能是置换热量,也就是用抑制剂将热失效的热量带走,抑制剂不一定能吸收热量,但能带走热量就行,但也别像个空调那样直接用空气循环,毕竟空气里的氧气可能会与热烟中的某些成分结合,发生些不好的事情。热失效的热量被抑制剂置换出电池包,这个过程不断循环直到热失效结束,只要置换速度得当,热量全部被带走,就不会发生热失效的扩散,损失的也就是发生热失效的电芯。

“置换”这个词也不确切,暂且借用一下,聪明的读者也许会想出个更贴切的名词,麻烦留言。

能够喷进电池包的抑制剂包括:水、细水雾、七氟丙烷、全氟己酮、CO2、IG541、氮气,或者我正在研发的更先进的药剂。