Die veiligheid van litiumbatterye was nog altyd 'n bekommernis in die bedryf. As gevolg van hul spesiale materiaalstruktuur en komplekse bedryfsomgewing, sal dit sodra 'n brandongeluk plaasvind, toerustingskade, verlies aan eiendom en selfs ongevalle veroorsaak. Nadat 'n litiumbatterybrand ontstaan ​​het, is die wegdoening moeilik, neem dit lank en behels dit dikwels die opwekking van 'n groot hoeveelheid giftige gasse. Daarom kan tydige brandblus die verspreiding van die brand effektief beheer, uitgebreide brand vermy en meer tyd gee vir personeel om te ontsnap.

Tydens die termiese wegholproses van litium-ioonbatterye vind rook, vuur en selfs ontploffing dikwels plaas. Daarom het die beheer van die termiese weghol- en diffusieprobleem die grootste uitdaging geword wat litiumbatteryprodukte in die gebruiksproses in die gesig staar. Die keuse van die regte brandblustegnologie kan die verdere verspreiding van battery se termiese weghol voorkom, wat van groot belang is vir die onderdrukking van brandvoorkoms.

Hierdie artikel sal die hoofstroombrandblussers en blusmeganismes bekendstel wat tans op die mark beskikbaar is, en die voordele en nadele van verskillende tipes brandblussers ontleed.

Tipes brandblussers

Tans word die brandblussers op die mark hoofsaaklik verdeel in gasbrandblussers, water-gebaseerde brandblussers, aërosol brandblussers en droë poeier brandblussers. Hieronder is 'n inleiding tot die kodes en kenmerke van elke tipe brandblusser.

Perfluorheksaan: Perfluoroheksaan is gelys in die PFAS-inventaris van die OESO en die Amerikaanse EPA. Daarom moet die gebruik van perfluorheksaan as 'n brandblusser aan plaaslike wette en regulasies voldoen en met omgewingsregulerende agentskappe kommunikeer. Aangesien die produkte van perfluorheksaan in termiese ontbinding kweekhuisgasse is, is dit nie geskik vir langtermyn, groot dosis, deurlopende bespuiting nie. Dit word aanbeveel om dit in kombinasie met 'n watersproeistelsel te gebruik.

Trifluormetaan:Trifluormetaanmiddels word slegs deur 'n paar vervaardigers vervaardig, en daar is geen spesifieke nasionale standaarde wat hierdie tipe brandblusser reguleer nie. Die onderhoudskoste is hoog, daarom word die gebruik daarvan nie aanbeveel nie.

Heksafluorpropaan:Hierdie blusmiddel is geneig om toestelle of toerusting tydens gebruik te beskadig, en sy aardverwarmingspotensiaal (GWP) is relatief hoog. Daarom kan heksafluorpropaan slegs as 'n oorgangsbrandblusser gebruik word.

heptafluorpropaan:As gevolg van die kweekhuiseffek word dit geleidelik deur verskeie lande beperk en sal uitgeskakel word. Tans is heptafluorpropaanmiddels gestaak, wat sal lei tot probleme met die hervulling van bestaande heptafluoropropaanstelsels tydens onderhoud. Daarom word die gebruik daarvan nie aanbeveel nie.

Inerte gas:Insluitend IG 01, IG 100, IG 55, IG 541, waaronder IG 541 meer algemeen gebruik word en internasionaal erken word as 'n groen en omgewingsvriendelike brandblusser. Dit het egter die nadele van hoë konstruksiekoste, hoë aanvraag na gassilinders en groot ruimtebesetting.

Water-gebaseerde middel:Fyn watermisbrandblussers word wyd gebruik, en hulle het die beste verkoelingseffek. Dit is hoofsaaklik omdat water 'n groot spesifieke hittekapasiteit het, wat vinnig 'n groot hoeveelheid hitte kan absorbeer, die ongereageerde aktiewe stowwe binne die battery afkoel en sodoende verdere temperatuurstyging inhibeer. Water veroorsaak egter aansienlike skade aan batterye en is nie isolerend nie, wat lei tot batterykortsluitings.

Aërosol:As gevolg van sy omgewingsvriendelikheid, nie-toksisiteit, lae koste en maklike instandhouding, het aërosol die hoofstroom brandblusser geword. Die geselekteerde aërosol moet egter aan VN-regulasies en plaaslike wette en regulasies voldoen, en plaaslike nasionale produksertifisering word vereis. Aërosols het egter nie verkoelingsvermoëns nie, en tydens die toepassing daarvan bly die batterytemperatuur relatief hoog. Nadat die brandblusmiddel ophou vrystel, is die battery geneig om te herontbrand.

Doeltreffendheid van brandblussers

Die State Key Laboratory of Fire Science aan die Universiteit van Wetenskap en Tegnologie van China het 'n studie gedoen wat die brandbluseffekte van ABC droë poeier, heptafluoropropaan, water, perfluorheksaan en CO2 brandblussers op 'n 38A litium-ioon battery vergelyk.

Brandblusproses Vergelyking

ABC droë poeier, heptafluoropropaan, water en perfluoroheksaan kan almal vinnig batterybrande blus sonder om te herontbrand. CO2-brandblussers kan egter nie batterybrande effektief blus nie en kan herontbranding veroorsaak.

Vergelyking van brandonderdrukkingsresultate

Na termiese weghol, kan die gedrag van litiumbatterye onder die werking van brandblussers rofweg in drie stadiums verdeel word: die afkoelstadium, die stadium van vinnige temperatuurstyging en die stadium van stadige temperatuurdaling.

Die eerste faseis die afkoelstadium, waar die temperatuur van die batteryoppervlak afneem nadat die brandblusser vrygestel is. Dit is hoofsaaklik as gevolg van twee redes:

• Batteryontluchting: Voor die termiese weghol van litium-ioonbatterye, versamel 'n groot hoeveelheid alkane en CO2-gas binne die battery. Wanneer die battery sy druklimiet bereik, gaan die veiligheidsklep oop, wat hoëdrukgas vrystel. Hierdie gas voer die aktiewe stowwe binne die battery uit terwyl dit ook 'n verkoelende effek aan die battery verskaf.
• Effek van die brandblusser: Die verkoelende effek van die brandblusser kom hoofsaaklik uit twee dele: die hitte-absorpsie tydens faseverandering en die chemiese isolasie-effek. Faseverandering hitte-absorpsie verwyder direk die hitte wat deur die battery gegenereer word, terwyl die chemiese isolasie-effek indirek hitte-opwekking verminder deur chemiese reaksies te onderbreek. Water het die belangrikste verkoelingseffek vanweë sy hoë spesifieke hittekapasiteit, wat dit toelaat om 'n groot hoeveelheid hitte vinnig te absorbeer. Perfluorheksaan volg, terwyl HFC-227ea, CO2 en ABC droë poeier nie noemenswaardige verkoelingseffekte toon nie, wat verband hou met die aard en meganisme van die brandblussers.

Die tweede fase is die vinnige temperatuurstygingstadium, waar die batterytemperatuur vinnig van sy minimum waarde tot sy hoogtepunt styg. Aangesien brandblussers nie die ontbindingsreaksie binne die battery heeltemal kan stop nie, en die meeste brandblussers swak verkoelingseffekte het, toon die temperatuur van die battery 'n byna vertikale opwaartse neiging vir verskillende brandblussers. In 'n kort tydperk styg die temperatuur van die battery tot sy hoogtepunt.

In hierdie stadium is daar 'n beduidende verskil in die doeltreffendheid van verskillende brandblussers om die styging in batterytemperatuur te inhibeer. Die doeltreffendheid in dalende volgorde is water > perfluorheksaan > HFC-227ea > ABC droë poeier > CO2. Wanneer die batterytemperatuur stadig styg, bied dit meer reaksietyd vir batterybrandwaarskuwing en meer reaksietyd vir operateurs.

Gevolgtrekking

1. CO2: Brandblussers soos CO2, wat hoofsaaklik deur verstikking en isolasie optree, het swak inhiberende uitwerking op batterybrande. In hierdie studie het ernstige herontstekingsverskynsels met CO2 voorgekom, wat dit ongeskik maak vir litiumbatterybrande.
2. ABC Dry Powder / HFC-227ea: ABC droë poeier en HFC-227ea brandblussers, wat hoofsaaklik deur isolasie en chemiese onderdrukking optree, kan die kettingreaksies binne die battery tot 'n mate gedeeltelik inhibeer. Hulle het 'n effens beter effek as CO2, maar aangesien hulle nie verkoelingseffekte het nie en nie interne reaksies in die battery heeltemal kan blokkeer nie, styg die temperatuur van die battery steeds vinnig nadat die brandblusser vrygestel is.
3. Perfluoroheksaan: Perfluoroheksaan blokkeer nie net interne batteryreaksies nie, maar absorbeer ook hitte deur verdamping. Daarom is die inhiberende effek daarvan op batterybrande aansienlik beter as ander brandblussers.
4. Water: Onder alle brandblussers het water die duidelikste brandblussereffek. Dit is hoofsaaklik omdat water 'n groot spesifieke hittekapasiteit het, wat dit toelaat om vinnig 'n groot hoeveelheid hitte te absorbeer. Dit koel die ongereageerde aktiewe stowwe binne-in die battery af, waardeur verdere temperatuurstyging inhibeer. Water veroorsaak egter aansienlike skade aan batterye en het geen isolasie-effek nie, daarom moet die gebruik daarvan uiters versigtig wees.

Wat moet ons kies?

Ons het die brandbeskermingstelsels wat deur verskeie vervaardigers van energiebergingstelsels wat tans op die mark gebruik word, ondersoek, hoofsaaklik deur die volgende brandblusoplossings te gebruik:

• Perfluoroheksaan + Water
• Aërosol + Water

Dit kan gesien word datsinergistiese brandblussers is die hoofstroomneiging vir litiumbatteryvervaardigers. Neem Perfluorohexane + Water as 'n voorbeeld, Perfluorohexane kan oop vlamme vinnig blus, wat die kontak van fyn watermis met die battery vergemaklik, terwyl fyn watermis dit effektief kan afkoel. Samewerkende werking het beter brandblus- en verkoelingseffekte in vergelyking met die gebruik van 'n enkele brandblusser. Tans vereis die EU se nuwe batteryregulasie dat toekomstige batteryetikette beskikbare brandblusmiddels moet insluit. Vervaardigers moet ook die toepaslike brandblusser kies op grond van hul produkte, plaaslike regulasies en doeltreffendheid.