Wie soll Lithiumbatterie Feuer gelöscht werden

Lithiumbatterie Feuer

Lithiumbatterie Feuer kann in zwei Hauptursachen unterteilt werden, interne und externe Ursachen. Seine eigene Ursache bezieht sich hauptsächlich auf sein eigenes Material, die thermische Stabilität der Struktur, die Auswirkungen von Feuer oder nicht; Externe Ursache, bezieht sich auf verschiedene Missbrauchsmittel, die durch Lithiumbatteriefeuer verursacht werden.

1.1 eigene Ursachen

Die Lithiumbatterie besteht aus positivem Elektrodenmaterial, negativem Elektrodenmaterial und Elektrolyt. Die thermische Stabilität dieser Teile wirkt sich direkt auf die Möglichkeit eines thermischen Durchgehens der Zelle aus.

Faktoren, die die thermische Stabilität von Anodenmaterialien beeinflussen

Gegenwärtig sind die meisten Anodenmaterialien Kohlenstoffmaterialien. Unter Hochtemperaturbedingungen neigt Graphit dazu, mit Elektrolyt zu reagieren, insbesondere bei hoher Batterieladung. LiC6 kann die Intensität der Reaktion erhöhen.

Einige Studien haben herausgefunden, dass der Ausgangspunkt der Temperatur, bei der die negative Elektrode mit Wärme zu reagieren beginnt, mit der Granularität des Kohlenstoffmaterials zusammenhängt. Je größer das Partikel ist, desto höher ist die Temperatur, bei der es zu reagieren beginnt, und desto sicherer ist es. Gleichzeitig sind Kohlenstoffmaterialien mit unterschiedlichen Strukturen an der Reaktion des Elektrolyten beteiligt, die Wärmefreisetzung ist nicht gleich, Graphit ist mehr Wärmefreisetzung als amorpher Kohlenstoff (bezieht sich hauptsächlich auf weichen Kohlenstoff und harten Kohlenstoff).

Faktoren, die die thermische Stabilität von Anodenmaterialien beeinflussen

Lithiumbatterieanodenmaterialien, die derzeit weit verbreitet sind, sind alle Lithiumverbindungen. lithiumeisenphosphat, Lithiummanagement und Lithium-Ternär werden im Großen und Ganzen in Bezug auf die Sicherheit von hoch bis niedrig eingestuft. Die Auswirkung von Anodenmaterialien auf die Sicherheit dieser Batterien wurde untersucht.

Laut der Studie ist die thermische Stabilität umso schlechter und die Ausgangstemperatur der Reaktion mit dem Elektrolyten umso niedriger, je höher der Lithiumgehalt in der zusammengesetzten Molekülformel ist. Ein quantitativer Vergleich, Formel des Verhältniskoeffizienten einzelner Atome, wenn der Lithiumkoeffizient 0,25 beträgt, beträgt die Reaktionstemperatur 230 ° C; Wenn dieser Wert 1 ist, wird die anfängliche Reaktion eine Temperatur von 170 ° C. Wenn die Anodenmaterialien neben Lithium noch andere Metallelemente enthalten, weisen die Mangan enthaltenden Anodenmaterialien eine bessere thermische Stabilität auf als die Nickel enthaltenden.

Faktoren, die die thermische Stabilität des Elektrolyten beeinflussen

Man kann sagen, dass Elektrolyt der Kern der thermischen Stabilität ist, seine Stabilität wirkt sich direkt auf die Stabilität des gesamten Systems aus. Einige Leute haben eine Reihe von Studien zur thermischen Stabilität von Elektrolyten durchgeführt, und die Ergebnisse zeigen, dass:

Je höher der Gehalt an Dimethylcarbonat im Elektrolyten ist, desto schlechter ist die thermische Stabilität und desto leichter reagiert es mit den Anoden- und Kathodenmaterialien. Je mehr Arten von Materialien der Elektrolyt nicht verträglich ist, dh bei einer niedrigeren Temperatur mit einer Vielzahl verschiedener Salze reagieren kann, was darauf hinweist, dass seine thermische Stabilität umso schlechter ist, je reaktiver er ist.

Die Hitze des Alterns ist außer Kontrolle geraten

Altern ist ein umfassender Prozess. Die negative SEI-Membranstruktur altert und bricht, was zu einem spontanen Erwärmungsprozess führt. Negative Lithiumdendriten sammeln sich an und verursachen einen internen Kurzschluss oder eine intensive Reaktion mit dem Elektrolyten in einer Umgebung mit hohen Temperaturen. Der innere Widerstand des Alterns nimmt zu, was die Wahrscheinlichkeit einer Wärmespeicherung erhöht. Im Allgemeinen korreliert die Alterung positiv mit dem Risiko eines thermischen Durchgehens.

Die Brandbekämpfung mit Lithiumbatterien ist hauptsächlich auf die Ursache des Wärmeverlusts zurückzuführen. Wenn Sie das Feuer löschen müssen, müssen Sie zunächst die wahre Ursache des Wärmeverlusts verstehen. Die Hauptursachen für außer Kontrolle geratene Wärme in Lithiumbatterien sind externe Kurzschlüsse, externe hohe Temperaturen und interne Kurzschlüsse. Internen Kurzschluss haben: Aufgrund des Missbrauchs der Batterie als Überladung vor dem Einsetzen in den Kristall erzeugen die Magazine wie Staub bei der Herstellung von Batterien, die die erzeugte durchbohrte Membran verschlimmern, einen Mikrokurzschluss, die elektrische Energie, die einen Temperaturanstieg von verursacht Temperatur der Materialchemie und vergrößerte den Kurzschlussweg, bildete den größeren Kurzschlussstrom, die Akkumulation voneinander und verstärkte die gegenseitige Schädigung, was zu thermischem Durchgehen führte. Ein typischer außer Kontrolle geratener Wärmeprozess wird im folgenden Beispiel von lithiumkobaltoxidzellen beschrieben. A: In der Vorbereitungsphase ist der Akku vollständig aufgeladen. B: Interner Kurzschluss tritt auf, großer Strom durch den Kurzschlusspunkt und erzeugt Wärme, und durch LiC6-Wärmediffusion, SEI-Zersetzungstemperatur, beginnt der SEI-Film zusammenzubrechen, eine kleine Menge CO2 und C2H4 herauszulassen, Schale leichte Ausbuchtung, mit der kontinuierlichen Entladung der Kurzschlussposition, steigender Batterietemperatur, begann sich die elektrohydraulische Kette im Lösungsmittel zu dispergieren, LiC6 mit elektrohydraulischer begann exotherme Reaktion, begleitet von C2H5F, C3H6, C3H8, aber langsamer Reaktion, Wärmemenge ist gering; C: Während Sie durch die Entladung fortschreiten, steigen die Temperaturen der Kurzschlussposition weiter an, die lokale Kontraktion der Membran zum Schmelzen, die Kurzschlussposition, der Temperaturanstieg weiter, wenn die Innentemperatur die Zersetzungstemperatur von Li0,5 Co02 erreicht, Zersetzung der positiven Momente, und O2-Freisetzung, letztere bei elektrohydraulischer Momentreaktion, gibt viele Kalorien ab und setzt eine große Menge CO2-Gas frei, wodurch der Batterieinnendruck ansteigt, wenn der Druck groß genug ist, das Batteriegehäuse durchbricht und die Batterieexplosion verursacht ;; D: Wenn die Hülle explodiert und die Polarplatten streuen, steigt die Temperatur nicht weiter an und die Reaktion wird beendet. Wenn jedoch nur die Hülle brach und die Polarplatten nicht gestreut wurden, reagierte LiC6 weiter mit der elektrohydraulischen Flüssigkeit, und die Temperatur würde weiter ansteigen, aber die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs würde abnehmen. Aufgrund der langsamen Reaktionsgeschwindigkeit könnte das LiC6 lange halten. E: Wenn die Wärmeerzeugungsrate der internen Reaktion der Batterie niedriger als die Wärmeableitungsrate ist, beginnt die Batterie abzukühlen, bis die interne Reaktion abgeschlossen ist. 2, externer Kurzschluss: Die tatsächliche Wahrscheinlichkeit des Fahrzeugbetriebsrisikos ist sehr gering. Zum einen ist das gesamte Fahrzeugsystem mit Sicherungsdraht und Batteriemanagementsystem BMS ausgestattet. Zum anderen kann die Batterie einer kurzen Zeit mit starken Stromauswirkungen standhalten. Im Extremfall kreuzt der Kurzschlusspunkt die Sicherungen des gesamten Fahrzeugs und gleichzeitig fällt BMS aus. Der externe Kurzschluss über einen längeren Zeitraum führt im Allgemeinen dazu, dass die Schwachstelle der Verbindung im Stromkreis durchbrennt und die Batterie selten die Kontrolle über die Wärme verliert. Jetzt haben mehr PACK-Unternehmen die Praxis des Hinzufügens von Sicherungsdraht in den Stromkreis übernommen, wodurch der durch externen Kurzschluss verursachte Schaden wirksam vermieden werden kann. 3. Externe hohe Temperatur: Aufgrund der Eigenschaften der Lithiumbatteriestruktur zersetzen sich SEI-Film, Elektrolyt und EC bei hoher Temperatur. Die zersetzte Elektrolytsubstanz reagiert auch mit der positiven und der negativen Elektrode. Das Schmelzen der Membran verursacht einen internen Kurzschluss und die Freisetzung elektrischer Energie erhöht die Wärmeerzeugung. Diese kumulative gegenseitige Verstärkung des Schadens führt dazu, dass der zellexplosionssichere Filmbruch, der ausgestoßene Elektrolyt und das Feuer auftraten. Aus den oben genannten Gründen wird die Brandbekämpfung für Lithiumbatterien von Tesla und allgemeinen Motoren empfohlen. 1. Im Falle eines kleinen Feuers kann Kohlendioxid oder ein ABC-Trockenpulver-Feuerlöscher verwendet werden, wenn sich die Flamme nicht auf die Hochdruckbatterie ausbreitet. 2. Berühren Sie bei einer gründlichen Brandinspektion keine Hochspannungskomponenten und verwenden Sie zur Inspektion immer Isolierwerkzeuge. 3. Die Gasflasche, die Gassäule und andere Komponenten, die zur Speicherung des Gases verwendet werden, können die extreme Temperatur der kochenden Flüssigkeit erreichen und Dampf und Explosion ausdehnen. Die Demontage mit angemessenem Feinschutz muss durchgeführt werden, bevor die "heiße Zone" des Unfalls erkannt wird. 4. Wenn die Hochvoltbatterie bei einem Brand verbogen, verdreht oder beschädigt wird, wird sie einfach entstellt oder es wird vermutet, dass die Batterie fehlerhaft ist. Der Wasserverbrauch bei der Brandbekämpfung sollte also nicht zu gering sein, das Feuerwasser sollte ausreichen. Das vollständige Löschen von Batteriebränden kann bis zu 24 Stunden dauern. Durch den Einsatz von Wärmebildkameras wird sichergestellt, dass die Hochvoltbatterien vor dem Unfall vollständig gekühlt werden. Ohne Wärmebildkameras muss der Akku auf Neustart überwacht werden. Der Rauch zeigt an, dass die Batterie noch heiß ist, und die Überwachung sollte bis mindestens eine Stunde nach dem Nichtrauchen der Batterie aufrechterhalten werden. Das Notfallhandbuch des General Motors Volt für Elektrofahrzeuge besagt, dass der Elektrolyt brennbar sein muss, wenn die Batterie eine Temperatur erreicht, die hoch genug ist, um Elektrolyte zu lecken und freizusetzen. Dies erfordert eine große Menge Wasser, um die Batterie zu kühlen und das Feuer zu löschen, da die Gleichstrom- und Wechselstromsysteme nicht geerdet sind und Feuerwehrleute ohne das Risiko eines Stromschlags sicher Wasser als primäres Löschmittel verwenden können. ABC-Trockenpulverlöscher löschen keine Batterieflammen. Feuerwehrleute sollten während der Brandbekämpfung oder bei Hilfsmaßnahmen den direkten Kontakt innerhalb von Hochdruckbaugruppen vermeiden, da dies möglicherweise zu Stromschlägen führen kann.

In Anbetracht der Lithiumbatterie Feuerlöschforschung hat die Aufmerksamkeit in unserem Land erregt. Auf einer Ausstellung der Autoindustrie Ende Oktober wurden in mehr als einem Bericht die Forschungsergebnisse des Lithiumbatterie-Feuers erörtert, aber es wurden vorerst nur die Eigenschaften des lithium-batterie-Feuers zusammengefasst, und die Forschung zu bestimmten Brandbekämpfungsmethoden war nicht sehr umfangreich eingehend.

Deutschland, die Vereinigten Staaten und das Vereinigte Königreich waren führend bei der Untersuchung von Brandbekämpfungsmethoden.

Deutschland führte zur Brandbekämpfung von Elektrofahrzeugen ein Vergleichsexperiment durch. Es stellt sich heraus, dass Elektroauto-Feuer mit Wasser gelöscht werden können, aber viel Wasser verbrauchen. Durch die Zugabe von f-500 und Firesorb-Additiven wurde der Brandbekämpfungseffekt erheblich verbessert.

Untersuchungen in den USA haben ergeben, dass Brände von Lithiumbatterien im Wesentlichen durch außer Kontrolle geratene Hitze verursacht werden und dass die Kühlung ein Schlüsselaspekt der Brandbekämpfungsmethoden ist. Bei Bränden mit tragbaren Lithiumbatterien zeigen Screening-Testergebnisse, dass Löschmittel auf Wasserbasis den besten Kühleffekt haben, während Gas- und Trockenpulver-Löschmittel den schlechten Effekt haben.

Das Vereinigte Königreich führte hauptsächlich Experimente zum Lithiumbatteriefeuer tragbarer Geräte in der Luftfahrt durch. Halon und fe-36 wurden als Feuerlöschmittel ausgewählt und zur Beseitigung von Lithiumbatteriefeuer auf Flügen verwendet.

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