鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:4650次 | 2018年05月08日
鋰電池起火應(yīng)該怎樣滅火
鋰電池防火需要建立具有戰(zhàn)略縱深的多道防線。除了電池內(nèi)部盡可能使用不可燃或難燃材料讓電池具有本質(zhì)安全性能外,電池外部的第一道防線是防止發(fā)生導(dǎo)致電池過(guò)熱著火的各種誘因,比如過(guò)充、短路、撞擊等,這就需要對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行安全設(shè)計(jì)。
當(dāng)?shù)谝坏婪谰€被突破后(比如電池管理系統(tǒng)發(fā)生故障未能及時(shí)切斷充電電源),電池溫度升高,監(jiān)控系統(tǒng)中的溫度傳感器或氣體、煙霧探測(cè)器等應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并報(bào)警,提醒工作人員處理故障,消除火災(zāi)誘因。此為第二道防線。
當(dāng)故障未及時(shí)處理、第二道防線被突破后,電池燃燒(陰燃)已無(wú)法避免,此時(shí)消防系統(tǒng)要做的是將燃燒限制在發(fā)生故障的電池盒(或箱)內(nèi)(containment),并能隔離相鄰的未著火的電池和設(shè)備,避免火勢(shì)擴(kuò)大(isolation)。由于鋰離子電池熱失控后溫度極高,現(xiàn)有的非水系滅火劑如氣體、干粉無(wú)法將電池溫度迅速降下來(lái),滅火效果不太理想。因此將電池防火目標(biāo)設(shè)定為控火(controlledburn-down),是一種比較現(xiàn)實(shí)的方案,技術(shù)經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)。此為第三道防線。
如果控火失敗火情擴(kuò)大,對(duì)人員財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅,則需要啟動(dòng)在車(chē)內(nèi)安裝的固定式水基滅火系統(tǒng)或等待消防隊(duì)來(lái)滅火。
一般來(lái)說(shuō),第一道和第二道防線由電池制造商或電動(dòng)汽車(chē)制造商考慮。作為消防專業(yè)人士,可為客戶建立牢固的第三道防線,根據(jù)電池的具體型號(hào)規(guī)格性能進(jìn)行方案定制,方案所使用的部件來(lái)自世界各地,不限于某一種設(shè)備或材料
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
為了確保防火控火的效果,還可在電池盒(或箱)內(nèi)安裝獨(dú)立式滅火管。該滅火管在電池著火后受熱破裂,自動(dòng)釋放出滅火氣體,將電池火撲滅。
鋰電池滅火主要是由于熱失控原因造成的,如果需要滅火,首先需要搞明白熱失控的真實(shí)原因。引起鋰電池?zé)崾Э氐囊蛩刂饕型獠慷搪?、外部高溫和?nèi)部短路?!騼?nèi)部短路:由于電池的濫用,如過(guò)充過(guò)放導(dǎo)致的支晶、電池生產(chǎn)過(guò)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(dǎo)致溫升,溫升帶來(lái)的材料化學(xué)反應(yīng)又?jǐn)U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(qiáng)的破壞,導(dǎo)致熱失控。下面以鈷酸鋰電芯為例,簡(jiǎn)述一個(gè)典型熱失控過(guò)程。A:準(zhǔn)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(guò)短路點(diǎn)而產(chǎn)生熱量,并通過(guò)LiC6熱擴(kuò)散,達(dá)到SEI膜分解溫度,SEI膜開(kāi)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(kāi)始分散,LiC6與電液也開(kāi)始反應(yīng)放熱,伴隨著C2H5F\C3H6\C3H8產(chǎn)生,但反應(yīng)較慢,放熱量較?。籆:隨著放電的進(jìn)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(kuò)大,溫度進(jìn)一步升高,當(dāng)內(nèi)部溫度達(dá)到Li0.5Co02的分解溫度時(shí),正極瞬間分解,并釋放O2,后者于電液瞬間反應(yīng)放出大量熱量,同時(shí)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(kāi),極片散落,溫度不會(huì)繼續(xù)升高,反應(yīng)終止;但如果殼體只開(kāi)裂,極片沒(méi)有散落,這時(shí)LiC6繼續(xù)與電液反應(yīng),溫度會(huì)繼續(xù)升高,但升溫速率下降,由于反應(yīng)速率較慢,所以可以維持較長(zhǎng)時(shí)間;E:當(dāng)電池內(nèi)部反應(yīng)的產(chǎn)熱速率小于散熱速率時(shí),電池開(kāi)始降溫,直至內(nèi)部反應(yīng)完畢;◎外部短路:實(shí)際車(chē)輛運(yùn)行中發(fā)生危險(xiǎn)的概率很低,一是整車(chē)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(shí)間的大電流沖擊。極限情況下,短路點(diǎn)越過(guò)整車(chē)熔斷器,同時(shí)BMS失效,較長(zhǎng)時(shí)間的外部短路一般會(huì)導(dǎo)致電路中的連接薄弱點(diǎn)燒毀,很少導(dǎo)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,更能有效的避免外短路引發(fā)的危害?!蛲獠扛邷兀河捎阡囯姵亟Y(jié)構(gòu)的特性,高溫下SEI膜、電解液、EC等會(huì)發(fā)生分解反應(yīng),電解液的分解物還會(huì)與正極、負(fù)極發(fā)生反應(yīng),電芯隔膜將融化分解,多種反應(yīng)導(dǎo)致大量熱量產(chǎn)生。隔膜融化導(dǎo)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(jì)的互相增強(qiáng)的破壞作用,其后果是導(dǎo)致電芯防爆膜破裂,電解液噴出,發(fā)生燃燒起火?;谝陨显?,對(duì)鋰電池進(jìn)行滅火處理,讓我們看下特斯拉和通用的推薦:1.如果遭遇小火災(zāi),火焰沒(méi)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.在徹底檢查火情的時(shí)候,不要與任何高壓部件接觸,始終使用絕緣工具進(jìn)行檢查。3.儲(chǔ)存氣體的充氣瓶、氣體支柱和其他組件可以達(dá)到沸騰液體膨脹蒸汽爆炸的極端溫度。在檢查到事故的“熱區(qū)”前,要進(jìn)行有適當(dāng)精細(xì)防護(hù)的拆解。4.如果高電壓電池在火災(zāi)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(wèn)題。那么滅火時(shí)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(shí)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(jié)束前完全冷卻。如果沒(méi)有熱成像攝像頭,就必須監(jiān)控電池是否會(huì)復(fù)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(shí)之后。通用沃藍(lán)達(dá)的應(yīng)急救援手冊(cè)中對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的消防滅火是那樣指導(dǎo)的:如果電池達(dá)到足夠高的溫度,泄漏和釋放電解質(zhì),電解液肯定是易燃品。這就需要用大量的水來(lái)冷卻電池和滅火,因?yàn)橹绷骱徒涣飨到y(tǒng)沒(méi)有接地,消防員可以安全的用水作為主要滅火劑,而且沒(méi)有觸電的危險(xiǎn)。ABC干粉滅火器不會(huì)熄滅電池火焰。消防員應(yīng)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(huì)潛在導(dǎo)致電擊。
真正能滅電池火的滅火劑目前是不存在的,一種有效的嘗試是用水冷卻,窒息控制,但電池內(nèi)部有壓力和電解液(化學(xué)品),所以燃燒比較復(fù)雜,并不能直接滅火。另外,針對(duì)電動(dòng)汽車(chē),深圳據(jù)說(shuō)使用小型的氣溶膠自動(dòng)滅火裝置,魚(yú)罐頭大小,磁鐵吸附在車(chē)體內(nèi)電池邊上,使用少量爆破氣溶膠彌漫滅火,小空間很好用。
1.電池出廠時(shí)一般是帶電的半電狀態(tài)。首次騎行時(shí),最好把電池充滿,一方面因?yàn)樽苑烹姇?huì)使鋰電池帶電量減少,另外可以激活其中的活性物質(zhì)。
2.每次騎行時(shí),不要將電池電量耗盡,長(zhǎng)期過(guò)放會(huì)使電池壽命減少3倍。當(dāng)電動(dòng)車(chē)騎行中出現(xiàn)電量過(guò)低提示時(shí),要果斷地停止騎行
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
1.鋰電池任何時(shí)候充電都是有效的,即使充電前還有50%的電量也沒(méi)關(guān)系,這是因?yàn)?,它與鎳氫電池不同,后者有記憶效應(yīng)而鋰電池沒(méi)有。但要注意的是鋰電池不能過(guò)度放電,過(guò)度放電會(huì)造成不可逆的容量損失。當(dāng)機(jī)器提醒電量低的時(shí)候就要馬上開(kāi)始充電了。
2.千萬(wàn)不能過(guò)充,當(dāng)充電完成指示燈亮?xí)r,要停止充電。如果長(zhǎng)時(shí)間不用電池,應(yīng)將電池從儀器中取出保存于干燥陰涼處,并要在60~90天內(nèi)充電一次,以免存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng),電池因自放電導(dǎo)致電量過(guò)低,造成不可逆的容量損失,因?yàn)殇囯姵氐淖罴汛娣艩顟B(tài)是半電存放。
上一篇:如何防止鋰電池爆炸?
下一篇:什么是鋰電池