锂电池火灾特点
锂电池灭火主要是由于热失控原因造成的,如果需要灭火,首先需要搞明白热失控的真实原因。
引起锂电池热失控的因素主要有外部短路、外部高温和内部短路。
◎内部短路:由于电池的滥用,如过充过放导致的支晶、电池生产过程中的杂志灰尘等,将恶化生成刺穿隔膜,产生微短路,电能量的释放导致温升,温升带来的材料化学反应又扩大了短路路径,形成了更大的短路电流,这种互相累积的互相增强的破坏,导致热失控。下面以钴酸锂电芯为例,简述一个典型热失控过程。
A:准备阶段,电池处于满电状态;
B:内短路发生,大电流通过短路点而产生热量,并通过LiC6热扩散,达到SEI膜分解温度,SEI膜开始分解,放出少量CO2和C2H4,壳体轻微鼓胀,随着短路位置的不断放电,电池温度的不断上升,电液中链状溶剂开始分散,LiC6与电液也开始反应放热,伴随着C2H5F\C3H6\C3H8产生,但反应较慢,放热量较小;
C:随着放电的进行,短路位置温度继续升高,隔膜局部收缩融化,短路位置扩大,温度进一步升高,当内部温度达到Li0.5Co02的分解温度时,正极瞬间分解,并释放O2,后者于电液瞬间反应放出大量热量,同时放出大量CO2气体,造成电池内压增大,如果压力足够大,冲破电池壳体,引起电池爆炸;
D:如果壳体炸开,较片散落,温度不会继续升高,反应终止;但如果壳体只开裂,较片没有散落,这时LiC6继续与电液反应,温度会继续升高,但升温速率下降,由于反应速率较慢,所以可以维持较长时间;
E:当电池内部反应的产热速率小于散热速率时,电池开始降温,直至内部反应完毕;
◎外部短路:实际车辆运行中发生危险的概率很低,一是整车系统装配有熔断丝和电池管理系统BMS,二是电池能承受短时间的大电流冲击。极限情况下,短路点越过整车熔断器,同时BMS失效,较长时间的外部短路一般会导致电路中的连接薄弱点烧毁,很少导致电池发生热失控事件。现在,比较多的PACK企业采用了回路中加熔断丝的做法,更能有效的避免外短路引发的危害。
◎外部高温:由于锂电池结构的特性,高温下SEI膜、电解液、EC等会发生分解反应,电解液的分解物还会与正极、负极发生反应,电芯隔膜将融化分解,多种反应导致大量热量产生。隔膜融化导致内部短路,电能量的释放又增大了热量的生产。这种累计的互相增强的破坏作用,其后果是导致电芯防爆膜破裂,电解液喷出,发生燃烧起火。
基于以上原因,对锂电池进行灭火处理,让我们看下特斯拉和通用的推荐:
1.如果遭遇小火灾,火焰没有蔓延到高压电池部分,可以采用二氧化碳或ABC干粉灭火器灭火。
2.在彻底检查火情的时候,不要与任何高压部件接触,始终使用绝缘工具进行检查。
3.储存气体的充气瓶、气体支柱和其他组件可以达到沸腾液体膨胀蒸汽爆炸的较端温度。在检查到事故的“热区”前,要进行有适当精细防护的拆解。
4.如果高电压电池在火灾中弯曲、扭曲、损坏,总之就是变得不成样子,或者怀疑电池出现问题。那么灭火时的用水量不能太少,消防用水要有足够的量。
5.电池着火可能需要24小时才能完全扑灭。使用热成像摄像头,可以确保高电压电池在事故结束前完全冷却。如果没有热成像摄像头,就必须监控电池是否会复燃。冒烟表示电池仍然很热,监控一直要保持到电池不再冒烟的至少一小时之后。
通用沃蓝达的应急救援手册中对电动汽车的消防灭火是那样指导的:
如果电池达到足够高的温度,泄漏和释放电解质,电解液肯定是易燃品。这就需要用大量的水来冷却电池和灭火,因为直流和交流系统没有接地,消防员可以*的用水作为主要灭火剂,而且没有触电的危险。ABC干粉灭火器不会熄灭电池火焰。消防员应避免在灭火或解脱操作任何高压组件中的内部直接接触,这会潜在导致电击。
性能特点
**,灭火剂输送管兼有火灾探测、灭火装置启动及灭火剂喷放功能,不再需要火灾报警与探测装置,从而降低成本及安装难度,也大大提高了灭火装置的可靠性,避免了电控报警部件的误动作。
*二,该装置只对已经着火的设备实施全淹没灭火,以点对点的方式迅速扑灭火灾,改变了传统气体灭火系统无论火的大小,对整个设备空间实施灭火,从而造成探测响应时间慢,灭火剂大量浪费的情况。
*三,探火管可以铺设到可能着火的设备、仪器内部,可以较快时间探测火灾,以较快速度对只着火的部位实施点对点灭火,从而响应时间更快,灭火用量更省,成本大大降低,也更加环保。
从上述感温自启动灭火装置是的三大特点来看,它在提高灭火效率,节约成本以及环保方面是目前固定灭火装置,特别是固体气体灭火装置中更加科学的灭火方式。
售后服务
为更好的服务于用户,保证设备的良好运行,特制定一下设备维护流程:
维护内容:
探测系统维护:
复合型温度探测系统、紫外火焰探测系统、独立型烟雾探测系统、温度显示面板。
每月定期清理温度探测器不锈钢外壳。
每月定期清理火焰探测器探头,探头上不可有杂物遮挡,除去上面油污或灰尘。
烟雾探测需时常保持其清洁,避免灰尘或油污赌赛造成探测失灵。
每个礼拜应检查温度显示面板,看温度数字是否显示清晰且无乱码现象。
灭火剂量、高压容器瓶:
2.1每隔一年应定期称重、检测,当气瓶中充装的灭火剂量损失10%时,应及时补充。
充气方式:
插上保险,将瓶组拆下,由我司送至气体充装地点或由有充气资格的充气站充装,厂家将气瓶及瓶头阀内的气体充足,之后将瓶组再固定回原处。
2.2气瓶**使用5年后,需要送至专业高压容器瓶检测公司做检测,并做二次防锈处理。往后每隔3年需要检测一次。
3、机床灭火产品有效使用年限:
机床自动灭火系统设计使用年限为10年,其它电子元器件设计使用大于5年(在正常环境下)。
4、维护权责:
4.1在设备免费质保期限内,因设备质量引起的问题,我公司将无条件免费处理。
4.2过免费质保期后,在设备有效使用期限内,由人为因素或其它非正常因素引起的设备问题,我公司将做到全力配合使用方解决问题,如需我公司安排技术人员到达现场处理的,我司将收取相应的服务费,力争做到服务周到,价格从优。
4.3本系统按照国家相应规范要求,必须每年定期检测,以保证系统的正常运行。
5、服务承诺:
服务承诺:4小时有回复,24小时提供解决方案,72小时恢复系统运行。
6、系统故障与排除
6.1装置出现故障时,在未通知专业安装人员之前,严禁私自拆
卸、更改装置中任一部件。
6.2 装置在释放灭火剂时,瓶体或其他金属部件有白霜现象,属
正常现象,是因释放灭火剂的速度快,瓶体内温度与室内温
差太大而形成,释放完毕后会自然恢复正常。