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,以及艙內環(huán)境空氣中CO體積分數(shù)的變化。結果表明,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)起火或復燃;5)熄滅。以工況1(80 k Pa)為例進行分析。開始時電加熱棒通電加熱通過側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，電池內部積蓄了足夠熱量使阻隔電解液與負極嵌鋰的SEI膜發(fā)生分解，造成二者接觸而發(fā)生劇烈化學反應。同時正極材料受熱分解導致短路，大量電能轉化為熱能，電池快速升溫，并產生CO2、CO、H2和烷烴類可燃性氣體[11]。電池內部壓力逐漸升高，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)，電池內部持續(xù)釋放大量可燃性氣體，與外部氧氣混合后被點燃，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，電池內部發(fā)生劇烈反應，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)生了復燃;由于40 kPa時空氣中的氧氣濃度遠低于80kPa和60 k Pa時，在之前電池燃爆起火時也消耗了大量氧氣，此時氧氣濃度達不到著火的臨界值，沒有發(fā)生復燃。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]18650型鋰離子電池燃燒特性及火災危險性評估[J]. 王文和,何騰飛,米紅甫,秦毅,龔迎秋,汪慶升.  安全與環(huán)境學報. 2019(03)
[2]多種滅火劑撲救大容量鋰離子電池火災的實驗研究[J]. 劉昱君,段強領,黎可,陳昊東,王青松.  儲能科學與技術. 2018(06)
[3]包裝性能對空運鋰電池熱失控影響的定量研究[J]. 張青松,郭超超,姜乃文,曹文杰.  安全與環(huán)境學報. 2018(02)
[4]民用飛機哈龍滅火劑限制政策研究[J]. 竇欣.  科技視界. 2017(08)
[5]新型環(huán)保滅火劑手提式滅火器在民用飛機中的應用研究[J]. 吳武華.  科技風. 2016(08)
[6]新一代哈龍?zhí)娲鷾缁饎┭芯窟M展[J]. 杜建科.  化工新型材料. 2013(08)

博士論文
[1]鋰離子電池火災危險性及熱失控臨界條件研究[D]. 黃沛豐.中國科學技術大學 2018
[2]若干哈龍?zhí)娲镆种铺細浠鹧娴臋C理研究[D]. 徐武.中國科學技術大學 2017



本文編號：2998152