這樣的方法控制電池?zé)崾Э貢?huì)更保險(xiǎn)

近期多起電動(dòng)汽車起火爆炸事件再次將動(dòng)力電池的安全性問題推上了風(fēng)口浪尖，三元材料取代磷酸鐵鋰材料電池在帶來電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程增加的同時(shí)，也導(dǎo)致了電池安全性的降低，在發(fā)生碰撞事故時(shí)容易引起動(dòng)力電池燃燒等安全事故。

為了增加在動(dòng)力電池發(fā)生燃燒事故時(shí)車內(nèi)乘客的逃生時(shí)間，一般需要在電池箱內(nèi)部增加滅火系統(tǒng)，抑制熱失控在電池箱內(nèi)部的蔓延。與傳統(tǒng)的有機(jī)物燃燒不同，電池體系內(nèi)即包含還原劑，也包含氧化劑，因此簡(jiǎn)單的隔絕空氣并不能阻止鋰離子電池的燃燒，也就是傳統(tǒng)的滅火劑并不一定適用于撲滅動(dòng)力電池火災(zāi)。

一、動(dòng)力鋰離子電池起火主要有以下特點(diǎn)：

1.    著火速度快、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)

根據(jù)NFPA（美國(guó)消防協(xié)會(huì)）的實(shí)驗(yàn)，火勢(shì)僅僅數(shù)秒鐘的時(shí)間就在動(dòng)力電池模塊內(nèi)快速的蔓延，持續(xù)約27min。

2.   燃燒溫度高

動(dòng)力電池燃燒的一大特點(diǎn)是溫度高，根據(jù)NFPA的實(shí)驗(yàn)，燃燒中電池外部最高溫度可達(dá)283-1090攝氏度，電池內(nèi)部的溫度可達(dá)572-1121攝氏度，如此高的溫度足以引燃電池模塊內(nèi)部和汽車內(nèi)的其他可燃材料，產(chǎn)生更大的火災(zāi)。

3.   撲滅困難

對(duì)于動(dòng)力電池而言，大部分燃燒反應(yīng)發(fā)生在電池外殼內(nèi)部，電池外殼阻礙了滅火劑發(fā)生作用，在實(shí)踐中動(dòng)力電池火災(zāi)的撲滅時(shí)間往往超過了消防員所攜帶的氧氣瓶的供氧時(shí)間，對(duì)消防員的人身安全構(gòu)成了一定的威脅。

滅火困難

二、如何正確為動(dòng)力電池滅火

為了驗(yàn)證不同滅火劑對(duì)動(dòng)力電池火災(zāi)的撲滅效果，美國(guó)聯(lián)邦航空管理局FAA測(cè)試了基于水溶液的滅火體系，如水、AF-31、AF-21等，氣體滅火劑，如FM-200、FE-36，以及干粉滅火劑，研究表明滅火劑的冷卻效果是影響滅火效果的關(guān)鍵因素，因而水基滅火劑撲滅鋰離子電池的效果最好，而干粉和氣體滅火劑對(duì)鋰離子電池火災(zāi)基本上沒有效果。

中國(guó)的一些研究院所，例如中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)等的研究表明二氧化碳、干粉等滅火劑對(duì)撲滅鋰離子電池火災(zāi)效果不大，其實(shí)這也不難理解，這主要是因?yàn)檫@些滅火劑的主要工作原理是通過隔絕空氣中的氧氣，從而使得燃燒反應(yīng)無法進(jìn)行，但是在鋰離子電池內(nèi)部正極材料，特別是在充電狀態(tài)下的正極材料本身就是一種強(qiáng)氧化劑，而負(fù)極活性物質(zhì)、電解液等都是還原劑，已經(jīng)具備了基本的燃燒條件，因此普通的隔絕空氣型滅火劑無法對(duì)鋰離子電池火災(zāi)起到效果，只有能夠快速冷卻效果的滅火劑，迅速帶走燃燒產(chǎn)生的熱量，使得燃燒反應(yīng)不具備持續(xù)進(jìn)行的條件，才能撲滅鋰離子電池火災(zāi)。

雖然水作為滅火劑撲滅動(dòng)力電池火災(zāi)的效果非常好，然而在實(shí)際使用中仍然存在不少問題，例如撲滅時(shí)間長(zhǎng)、耗水量大，因此水并不是一種十分高效的滅火劑。2009年德國(guó)博世公司和2013年德國(guó)機(jī)動(dòng)車檢驗(yàn)協(xié)會(huì)（DEKRA）通過幾種滅火劑的測(cè)試實(shí)驗(yàn)表明，F(xiàn)-500是一種高效的動(dòng)力電池滅火劑，其工作原理主要是通過添加劑有效的降低水的表面張力，從而在噴射的時(shí)候能夠形成微小的水滴，這些水滴能夠擴(kuò)散到鋰離子電池的內(nèi)部，迅速吸收熱量，從而大幅提升了滅火效率，使得滅火時(shí)間大幅縮短，滅火劑用量大幅減少，非常適合在電動(dòng)汽車上使用。甚至在飛機(jī)這樣一些特殊場(chǎng)合上，采用該類滅火劑也能夠在電子設(shè)備電池發(fā)生燃燒時(shí)迅速撲滅火災(zāi)，降低風(fēng)險(xiǎn)。

綜上，在電池箱內(nèi)部增加滅火能力更好的滅火劑，可以防止火焰發(fā)生或者擴(kuò)散。除此之外，控制電動(dòng)汽車電池?zé)崾Э剡€有以下幾個(gè)措施：

（1）防止火焰發(fā)生。設(shè)計(jì)閥體的噴射方向引導(dǎo)火焰的生成方向；保證密封性。

（2）考慮高溫氣體擴(kuò)散對(duì)電池系統(tǒng)其他部件的影響，及時(shí)排出高溫氣體。

（3）增強(qiáng)電池系統(tǒng)內(nèi)部的散熱；將故障電池周圍的電池進(jìn)行放電；在電池之間填充導(dǎo)熱材料吸收熱量等方法來抑制熱失控的擴(kuò)展。

電池?zé)?/span>熱失控

三、材料如何控制熱失控?cái)U(kuò)散：

通過熱失控過程及機(jī)理分析，關(guān)鍵要素是給電池散熱、降溫。粉體廠商針對(duì)上述三中提到措施（3）給出的建議：采用導(dǎo)熱阻燃導(dǎo)熱片的方式，將其纏繞在電芯周圍，保護(hù)內(nèi)部關(guān)鍵電子器件、電芯和母線，避免電涌和電池起火的風(fēng)險(xiǎn)，避免機(jī)械震動(dòng)、濕氣和溫度波動(dòng)對(duì)電池的影響。（推薦用低比重導(dǎo)熱阻燃?jí)|片用導(dǎo)熱劑GD-S211A）。

動(dòng)力電池系統(tǒng)安全性問題涉及甚廣，需要更深入以及全面的研究，并提出行之有效的預(yù)防和監(jiān)控措施。金戈新材同樣會(huì)堅(jiān)持不懈，不斷深入研究，為新能源汽車動(dòng)力電池貢獻(xiàn)性能更優(yōu)的電池封裝材料用阻燃導(dǎo)熱劑。

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