一种锂电池消防介质及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及灭火技术领域，公开了一种锂电池消防介质及其制备方法与应用。本发明专利技术提供的锂电池消防介质包括全氟己酮、全氟聚醚油、三氯三氟乙烷、乙二醇，在进行消防时，同时，全氟己酮气化进行初步消防，同时，全氟聚醚油接触到由于全氟己酮气化已初步降温的消防目标，黏温性较大的全氟聚醚油流速降低，包裹黏附在消防目标的表面，助其灭火并防止复燃，乙二醇作为载体同时作为有毒气体的储存体，防止有毒气体直接扩散到空气中，三氯三氟乙烷使液体体系均一，提高消防效果。本发明专利技术提供的消防介质为一种能够高效灭火、并有效阻止复燃、同时能防止有害气体扩散的安全高效型锂电池消防介质。止有害气体扩散的安全高效型锂电池消防介质。止有害气体扩散的安全高效型锂电池消防介质。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池消防介质及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及灭火
，尤其涉及一种锂电池消防介质及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]锂离子电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂离子电池具有高能量密度、循环寿命长、环境友好、自放电小等优点而被广泛应用于消费电子、新能源汽车和储能电站等领域。锂离子电池未来依然保持新能源行业支柱产业的地位。近些年，随着锂离子电池在电动汽车、储能等领域的广泛应用，相关火灾、爆炸事故频频发生，尤其是储能锂离子电池领域。
[0003]锂离子电池火灾与普通火灾具有较大的不同，其作为能量聚集体，在热失控发生后因电池中心产热引起火灾，用常规通过物理稀释隔绝氧气或切断燃烧链的方法并不能彻底扑灭锂电池火灾，用水扑灭可能会导致短路，引发更大的危险。现有灭火剂如七氟丙烷只能扑灭明火，无法从根本上抑制火灾发生，往往稍后会出现复燃，锂电池反复性复燃对于现有灭火系统是一个巨大的挑战。且锂电池燃烧还会释放出大量有毒气体，例如PF3、PF5、HF以及POF3等，污染环境，危害人体健康。目前，能够高效进行锂电池灭火、并有效阻止锂电池火灾复燃、同时防止有害气体扩散的安全高效型锂电池消防介质的开发，是一大难题。
[0004]当前技术下，储能锂离子电池消防介质主要分为气态消防介质和液态消防介质。气态消防介质进行消防主要基于气化吸热降低消防目标温度至燃点以下，或基于某些气态消防介质本身的性质，捕捉燃烧链式反应的自由基，终止火焰传播的链式反应。但是仅仅使用气态消防介质应用于电池消防，无法进行高效灭火，也无法有效地阻止火灾复燃，更不能阻止有害气体扩散。而当前液态消防介质是基于锂离子电池火灾现场用大量水达到消防目的来引用，但是水作为消防介质有其缺点，主要为以下3点：
①
水作为消防介质与带电锂离子电池内部的锂单质或锂碳合金反应，生成强碱与氢气、氧气；
②
水作为消防介质主要是通过大量流水带走热量以及稀释化学反应，如果消防水量不够的时候会出现火上浇油效果；
③
水具有一定的导电性，而储能锂电池系统通常具备800～1000V的高压，在消防过程中容易导致其他安全问题。
[0005]因此，在消防
中，仍需开发出一种新的锂电池消防介质，以应对锂电池消防的高要求。

技术实现思路

[0006]为了解决上述现有消防介质消防效果差以及易复燃的技术问题，本专利技术提供了一种锂电池消防介质及其制备方法与应用。本专利技术优化出全氟己酮、全氟聚醚油、三氯三氟乙烷、乙二醇的最佳配比，使之相佐相成，形成一种能够高效进行锂电池灭火、并有效阻止锂电池火灾复燃、同时防止有害气体扩散的安全高效型锂电池消防介质。
[0007]本专利技术的具体技术方案为：一方面，本专利技术提供了一种锂电池消防介质，按体积份计，包括以下物质：全氟己
酮8～12份、全氟聚醚油45～55份、三氯三氟乙烷4～6份、乙二醇35～45份。
[0008]在本专利技术提供的消防介质中，全氟己酮、全氟聚醚油、三氯三氟乙烷、乙二醇之间相互作用，相佐相成，形成了一种能够高效进行锂电池灭火、并有效阻止锂电池火灾复燃、同时防止有害气体扩散的安全高效型锂电池消防介质。
[0009]其中，全氟己酮的作用为：
①
具有不燃烧、沸点低的特性，因此，在消防使用过程中极易气化，其气化过程可在一定程度上降低消防目标的温度；
②
全氟己酮的气态形式密度比空气大，气化后会有沉降现象，气态全氟己酮沉降在消防目标附近，将消防目标与氧气隔绝开来并将高温的可燃气体与消防目标点隔离开来破坏火焰接触面；
③
通过捕捉游离基终止火焰传播的链式反应而终止燃烧。全氟聚醚油的作用为：均匀覆盖在消防目标表面，将消防目标包裹以灭火，并起到隔绝氧气及可燃性气体的作用，从材料层级阻断热失控反应，达成不复燃消防目标。三氯三氟乙烷的主要作用为助力于全氟聚醚油的消防作用，具体为：由于全氟聚醚油的粘度大，因而其传输速度慢，往往达不到高效灭火的要求，三氯三氟乙烷的加入，可使全氟聚醚油的粘度降低，并起到全氟聚醚油与乙二醇的助溶作用。乙二醇的主要作用则为消防介质的运输载体及PF3、PF5、HF以及POF3等有毒气体的储存体。
[0010]在使用本专利技术提供的消防介质时，乙二醇承载全氟己酮、全氟聚醚油流经消防目标，全氟己酮气化实现上述全氟己酮
①
～
③
方面的作用进行消防作用，体系中的全氟己酮气化的同时，全氟聚醚油接触到由于全氟己酮气化已初步降温的消防目标，黏温性较大的全氟聚醚油流速降低，包裹黏附在消防目标的表面，助其灭火并防止复燃，乙二醇在承载全氟己酮、全氟聚醚油流经消防目标的过程中，可以吸收溶解PF3、PF5、HF以及POF3等有毒气体，防止有毒气体直接扩散到空气中。
[0011]在本专利技术提供的消防介质中，实现消防作用的主体介质为全氟己酮与全氟聚醚油，但在本专利技术提供的全氟己酮、全氟聚醚油、三氯三氟乙烷、乙二醇中，达到了1+1>2的消防效果，仅用全氟己酮或仅用全氟聚醚油的消防效果均远远差于本专利技术提供的消防介质体系。本专利技术中，全氟己酮、全氟聚醚油、三氯三氟乙烷、乙二醇相佐相成以实现高效灭火、有效防止复燃以及防止有害气体扩散，其含量相互影响与制约，因此需要严格控制这4中物质的含量，如果有任何物质含量过多或过少，其消防效果均会大打折扣。具体而言：(1)关于控制全氟己酮的含量。若消防介质主体中全氟己酮含量占比过大，大量的全氟己酮吸热气化，会消防介质体系的温度降低，进而导致消防介质体系黏度增大，不利于消防介质流动到达在后的消防目标，且随着全氟己酮气化出来，消防介质体系内的物质发生变化，溶液的均一性受到影响，对全氟聚醚油包裹消防目标的均匀性产生影响。若消防介质主体中全氟己酮含量占比过小，初步降温效果不明显，对消防介质体系增黏效果不明显，消防介质体系流动过快，会造成全氟聚醚油包裹消防目标不均匀或来不及沉降包裹。
[0012](2)关于控制全氟聚醚油的含量。若消防介质中全氟聚醚油含量占比过大，首先会导致消防介质体系黏度过大，不利于消防介质流动，其次是无法形成均匀溶液体系，不利于全氟聚醚油包裹消防目标的均匀性，消防效果差，无法达到阻止复燃的作用。若消防介质中全氟聚醚油含量占比过小，会造成全氟聚醚油沉降包裹消防目标不完全或不均匀，无法阻止消防目标复燃。
[0013](3)关于控制三氯三氟乙烷的含量。三氯三氟乙烷的主要作用为降低消防体系的粘度以及使体系形成均匀的溶液体系。若消防介质中三氯三氟乙烷含量占比过大，会相对
性地降低了消防主体的含量，实质用于消防的物质含量变低，消防效果变差，同时，若过多，消防介质体系粘度低，流动过快，会造成全氟聚醚油包裹消防目标不均匀或来不及沉降包裹。但若消防介质中三氯三氟乙烷含量占比过小，无法形成均一的液体体系，全氟聚醚油包裹消防目标不均匀，阻止消防目标复燃效果明显变差。
[0014](4)关于控制乙二醇的含量。乙二醇本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池消防介质，其特征在于：按体积份计，包括以下物质：全氟己酮8～12份、全氟聚醚油45～55份、三氯三氟乙烷4～6份、乙二醇35～45份。2.一种如权利要求1所述的锂电池消防介质的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)取全氟己酮、全氟聚醚油混合均匀，得到消防主体液；(2)取三氯三氟乙烷与乙二醇混合均匀，得到消防助剂；(3)在高速剪切状态下，将消防主体液加入消防助剂中，分散均匀得到所述锂电池消防介质。3.如权利要求2所述的锂电池消防介质的制备方法，其特征在于：所述全氟己酮、全氟聚醚油、三氯三氟乙烷、乙二醇的体积比为8～12:45～55:4～6:35～45。4.如权利要求2所述的锂电池消防介质的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述高速剪切的速率为3500～6000rpm。5.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋远富，李季，陈先斌，
申请(专利权)人：楚能新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：