為研究可替代哈龍的新型氣體滅火劑2-溴-3,3,3三氟丙烯（2-BTP）抑制和撲滅航空貨運(yùn)鋰離子電池火的有效性,基于動壓變溫試驗艙和滅火系統(tǒng)開展試驗。在80k Pa、60 k Pa和40 k Pa低壓環(huán)境下對100%電量的21700鋰離子電池用加熱棒進(jìn)行加熱并引發(fā)其熱失控,同時啟動滅火系統(tǒng)釋放滅火劑。在試驗過程中實時采集記錄鋰離子電池的溫度、熱失控現(xiàn)象,以及艙內(nèi)環(huán)境空氣中CO體積分?jǐn)?shù)的變化。結(jié)果表明,2-BTP滅火劑在低壓環(huán)境下能有效撲滅鋰離子電池火且無復(fù)燃,減少CO的生成量,同時能夠抑制相鄰鋰離子電池間的熱傳播,從而阻止連鎖熱失控。 

【文章來源】：安全與環(huán)境學(xué)報. 2020,20(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

FRC 2000動壓變溫艙和滅火裝置

在空白試驗中，80 k Pa(工況1)、60 kPa(工況2)和40 kPa(工況3)的試驗現(xiàn)象相似，首先都是1號電池發(fā)生熱失控燃爆引起熱傳播，熱傳播導(dǎo)致2號電池也發(fā)生熱失控燃爆。由圖4可知，鋰離子電池的熱失控過程可分為5個階段:1)溫度快速上升;2)安全閥打開釋放煙氣;3)燃爆;4)起火或復(fù)燃;5)熄滅。以工況1(80 k Pa)為例進(jìn)行分析。開始時電加熱棒通電加熱通過側(cè)表面接觸將熱量傳遞給1號電池。在階段1)至階段2)的過程中，由于長時間受熱，電池內(nèi)部積蓄了足夠熱量使阻隔電解液與負(fù)極嵌鋰的SEI膜發(fā)生分解，造成二者接觸而發(fā)生劇烈化學(xué)反應(yīng)。同時正極材料受熱分解導(dǎo)致短路，大量電能轉(zhuǎn)化為熱能，電池快速升溫，并產(chǎn)生CO2、CO、H2和烷烴類可燃性氣體[11]。電池內(nèi)部壓力逐漸升高，最終使安全閥打開，發(fā)生如圖4(b)所示的劇烈燃爆。圖3 電池排列方式

圖2 試驗布置圖在階段4)，電池內(nèi)部持續(xù)釋放大量可燃性氣體，與外部氧氣混合后被點(diǎn)燃，隨即起火燃燒。隨著1號電池燃燒殆盡，明火完全熄滅。2號電池從1號電池的熱量傳遞中積蓄了大量熱量，電池內(nèi)部發(fā)生劇烈反應(yīng)，539 s時安全閥打開釋放大量濃煙，18 s后2號電池發(fā)生燃爆，起火25 s后熄滅。在80 kPa和60 kPa條件下1號和2號電池火熄滅后都發(fā)生了復(fù)燃;由于40 kPa時空氣中的氧氣濃度遠(yuǎn)低于80kPa和60 k Pa時，在之前電池燃爆起火時也消耗了大量氧氣，此時氧氣濃度達(dá)不到著火的臨界值，沒有發(fā)生復(fù)燃。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]鋰離子電池火災(zāi)危險性及熱失控臨界條件研究[D]. 黃沛豐.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
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本文編號：2998152