Wie lösche ich das Feuer der Lithiumbatterie?

Lithiumbatterien können in zwei Hauptteile unterteilt werden, ihre eigenen und externen Ursachen. Ihre eigenen Gründe beziehen sich hauptsächlich auf ein Material, die thermische Stabilität der Struktur ist gut oder schlecht oder wirkt sich nicht auf das Feuer aus; Externe Ursachen beziehen sich auf verschiedene Missbrauchsmethoden, die einen Lithiumbatteriebrand verursachen.

Das positive Elektrodenmaterial der Lithiumbatterie, die Elektrolytzusammensetzung und das Anodenmaterial sowie die thermische Stabilität dieser Teile wirken sich direkt auf die Möglichkeit eines thermischen Durchgehens der Batteriezellen aus.

Faktoren, die die thermische Stabilität des Anodenmaterials beeinflussen

Die meisten derzeit verwendeten Anodenmaterialien sind Kohlenstoffmaterialien. Unter Hochtemperaturbedingungen reagiert Graphit leicht mit dem Elektrolyten, insbesondere in dem Zustand, in dem die Batterieladung hoch ist, und LiC6 kann die Reaktionsintensität erhöhen.

Es wurde gefunden, dass der Startpunkt der Temperatur, bei der die negative Elektrode beginnt, exotherm zu reagieren, mit der Partikelgröße des Kohlenstoffmaterials zusammenhängt. Je größer das Partikel ist, desto höher ist die Temperatur, bei der die Reaktion beginnt, und desto sicherer ist es. Gleichzeitig sind Kohlenstoffmaterialien mit unterschiedlichen Strukturen an der Reaktion des Elektrolyten beteiligt, und die Wärmefreisetzungsmenge ist nicht gleich. Graphit hat eine größere Wärmefreisetzung als amorpher Kohlenstoff (hauptsächlich weicher Kohlenstoff und harter Kohlenstoff).

Faktoren, die die thermische Stabilität des Kathodenmaterials beeinflussen

Lithiumbatterie-Kathodenmaterialien, die derzeit weit verbreitet sind, sind alle Lithiumverbindungen. Das Sicherheitsniveau von lithiumeisenphosphat, Lithiummanganat und ternärem Lithium ist in Ordnung. Einige Leute haben speziell die Auswirkungen von Kathodenmaterialien auf die Sicherheit dieser Batterien untersucht.

Es wird angenommen, dass je höher der Lithiumgehalt in der Summenformel von Lithium ist, desto schlechter die thermische Stabilität und desto niedriger die Temperatur, bei der die Reaktion mit dem Elektrolyten beginnt. Es gibt einen quantitativen Vergleich, den Proportionalitätskoeffizienten jedes Atoms in der Formel. Wenn der Lithiumkoeffizient 0,25 beträgt, beträgt die Reaktionstemperatur 230 ° C; Wenn dieser Wert 1 wird, beträgt die anfängliche Reaktionstemperatur 170 ° C. Wenn das positive Elektrodenmaterial ein anderes Metallelement als Lithium enthält, ist das positive Elektrodenmaterial, das das Manganelement enthält, thermisch stabiler als das positive Elektrodenmaterial, das das Nickel enthält Element.

Einflussfaktoren der thermischen Stabilität des Elektrolyten

Man kann sagen, dass der Elektrolyt der Kern der thermischen Stabilitätsprobleme ist und seine Stabilität die Stabilität des gesamten Systems direkt beeinflusst. Es wurden einige Studien zur thermischen Stabilität des 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 ist es, mit den positiven und negativen Materialien zu reagieren. Je kompatibler der Elektrolyt mit den verschiedenen Arten von Materialien ist, dh bei niedrigeren Temperaturen. Eine Vielzahl verschiedener Salze reagiert, was darauf hinweist, dass seine thermische Stabilität umso schlechter ist, je aktiver er ist.

Thermisches Durchgehen durch Alterung

Altern ist ein umfassender Prozess. Die Struktur des negativen SEI-Films altert und es treten Schäden auf, die einen Selbsterhitzungsprozess verursachen. Lithiumdendriten sammeln sich in der negativen Elektrode an und verursachen in einer Hochtemperaturumgebung einen internen Kurzschluss oder eine heftige Reaktion mit dem Elektrolyten. Die durch Alterung verursachte Zunahme des Innenwiderstands erhöht die Wahrscheinlichkeit einer Wärmespeicherung. Im Allgemeinen besteht eine positive Korrelation zwischen Alterung und thermischem Durchgehen.

Der richtige Weg, um eine Lithiumbatterie zu löschen:

1. Nach dem Brennen der Batterie sollte die Stromversorgung rechtzeitig unterbrochen werden, um das Personal ordnungsgemäß zu evakuieren.

2. Öffnen Sie die Fenster an den Seiten des Batteriekastens, um zu verhindern, dass Rauch den Insidern Schaden zufügt.

3. Verwenden Sie schnell Wasser, um das Feuer zu löschen und das Feuer gemäß der Standard-Feuerlöschmethode zu löschen. (Dongguan Fenggang 2014 Mingyang Battery Factory Brände, Mitarbeiter verwenden Trockenpulver Feuerlöscher ist ungültig, Li Shujun, Ph.D., Ph.D., Absolvent des Instituts für Hochenergiephysik, Chinesische Akademie der Wissenschaften, glaubt, dass aufgrund der Bei der internen Verbrennung der Batterie funktionieren Trockenpulver-Feuerlöscher derzeit nicht. Der beste Weg ist, Wasser zum Abkühlen zu verwenden.)

4. Nach dem Löschen des Feuers muss gewartet werden, bis das Batteriemodul abgekühlt ist, bevor das Batteriefach bearbeitet und verlassen wird.

Das Löschen von Lithiumbatterien wird hauptsächlich durch thermisches Durchgehen verursacht. Wenn Sie das Feuer löschen müssen, müssen Sie zuerst die wahre Ursache des thermischen Durchgehens verstehen. Die Hauptursachen für das thermische Durchgehen von Lithiumbatterien sind externe Kurzschlüsse, externe hohe Temperaturen und interne Kurzschlüsse. ◎ Interner Kurzschluss: Aufgrund des Missbrauchs der Batterie, wie z. B. der durch den Kristall verursachten Überladung und Überentladung, verschlechtert der Magazinstaub während des Batterieproduktionsprozesses die Bildung der durchdringenden Membran, was zu einem Mikro führt Kurzschluss, die Freisetzung elektrischer Energie führt zu Temperaturanstieg, Temperaturanstiegsband Die chemische Reaktion des Materials erweitert den Kurzschlussweg weiter und erzeugt einen größeren Kurzschlussstrom. Diese gegenseitige Anhäufung von gegenseitig verstärktem Schaden führt zu einem thermischen Durchgehen. Am Beispiel einer Lithium-Kobaltoxid-Batterie wird kurz ein typischer thermischer Runaway-Prozess beschrieben. A: Während der Vorbereitungsphase ist der Akku vollständig aufgeladen. B: Es tritt ein interner Kurzschluss auf, ein großer Strom erzeugt Wärme durch den Kurzschlusspunkt und wird von LiC6 thermisch diffundiert, um die Zersetzungstemperatur des SEI-Films zu erreichen, und der SEI-Film beginnt sich zu zersetzen, wobei eine kleine Menge CO2 freigesetzt wird und C2H4 und die Schale Der Körper schwillt leicht an. Während sich die Kurzschlussposition weiter entlädt, steigt die Batterietemperatur kontinuierlich an und das Kettenlösungsmittel in der Elektrohydraulik beginnt sich zu dispergieren. LiC6 und Elektrohydraulik beginnen ebenfalls zu reagieren und zu exothermen, begleitet von C2H5F \ C3H6 \ C3H8, aber die Reaktion ist langsam. Die Wärmeabgabe ist gering; C: Mit fortschreitender Entladung steigt die Temperatur der Kurzschlussposition weiter an, das teilweise Schrumpfen der Membran schmilzt, die Kurzschlussposition dehnt sich aus und die Temperatur steigt weiter an. Wenn die Innentemperatur die Zersetzungstemperatur von Li0,5Co02 erreicht, zersetzt sich die positive Elektrode sofort. Und O2 freisetzen, letztere reagiert eine große Menge an Wärme in der elektrohydraulischen Reaktion und setzt eine große Menge an CO2-Gas frei, wodurch der Innendruck der Batterie ansteigt. Wenn der Druck groß genug ist, ist das Batteriegehäuse beschädigt, wodurch die Batterie explodiert. D: Wenn das Gehäuse gestrahlt wird Das Polstück ist verstreut, die Temperatur steigt nicht weiter an, die Reaktion wird beendet; aber wenn die Schale nur gerissen ist, das Polstück nicht gestreut wird, dann reagiert LiC6 weiterhin mit der Elektrohydraulik, die Temperatur bleibt hoch, aber die Heizrate, die verringert wird, da die Reaktionsrate langsamer ist, kann für a aufrechterhalten werden lange Zeit; E: Wenn die Wärmeerzeugungsrate der internen Reaktion der Batterie geringer als die Wärmeableitungsrate ist, beginnt die Batterie abzukühlen, bis die interne Reaktion abgeschlossen ist. ◎ Externer Kurzschluss: Die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Gefahr im tatsächlichen Fahrzeugbetrieb ist sehr gering. Erstens ist das Fahrzeugsystem mit einer Sicherung und einem Batteriemanagementsystem ausgestattet. BMS, das zweite ist, dass die Batterie kurzfristigen Hochstromstößen standhalten kann. Im Extremfall kreuzt der Kurzschlusspunkt die Fahrzeugsicherung und das BMS fällt aus. Der externe Kurzschluss für eine lange Zeit führt im Allgemeinen dazu, dass der schwache Verbindungspunkt im Stromkreis brennt, was selten dazu führt, dass der Batterie die thermischen Ereignisse ausgehen. Heutzutage verwenden immer mehr PACK-Unternehmen Sicherungen in der Schleife, um die durch externe Kurzschlüsse verursachten Gefahren wirksam zu vermeiden. ◎ Externe hohe Temperatur: Aufgrund der Eigenschaften der Lithiumbatteriestruktur zersetzen sich der SEI-Film, die Elektrolytlösung, EC usw. bei hoher Temperatur und das Zersetzungsprodukt des Elektrolyten reagiert mit der positiven Elektrode und der negativen Elektrode. und das Zellmembran schmilzt und zersetzt sich, und verschiedene Reaktionen verursachen, dass viel Wärme erzeugt wird. Das Schmelzen der Membran verursacht einen internen Kurzschluss, der wiederum die Wärmeerzeugung erhöht. Das Ergebnis dieses kumulativen gegenseitigen Verstärkungsschadens ist, dass die explosionsgeschützte Membran des Batteriekerns gebrochen wird, der Elektrolyt ausgestoßen wird und Verbrennung und Feuer auftreten. Aus den oben genannten Gründen wird die Lithiumbatterie durch Feuer gelöscht. Schauen wir uns die Empfehlungen von Tesla und GM an: 1. Wenn es ein kleines Feuer gibt, breitet sich die Flamme nicht auf die Hochvoltbatterie aus. Sie können Kohlendioxid oder einen ABC-Trockenpulver-Feuerlöscher verwenden, um das Feuer zu löschen. 2. Berühren Sie bei einer gründlichen Brandinspektion keine Hochspannungsteile und verwenden Sie zur Inspektion immer Isolierwerkzeuge. 3. Die Gasflasche, die Gassäule und andere Komponenten, die das Gas speichern, können die extreme Temperatur der Expansionsdampfexplosion mit kochender Flüssigkeit erreichen. Bevor die "heiße Zone" des Unfalls erkannt wird, ist eine Demontage mit angemessenem Feinschutz erforderlich. 4. Wenn die Hochvoltbatterie bei einem Brand verbogen, verdreht oder beschädigt wird, kann dies zu unbefriedigenden oder vermuteten Batterieproblemen führen. Dass die zur Brandbekämpfung verwendete Wassermenge nicht zu gering und die Löschwassermenge ausreichend sein sollte. 5. Es kann bis zu 24 Stunden dauern, bis sich die Batterie entzündet. Durch die Verwendung einer Wärmebildkamera wird sichergestellt, dass die Hochspannungsbatterie vor dem Ende des Unfalls vollständig abgekühlt ist. Wenn Sie keine Wärmebildkamera haben, müssen Sie überwachen, ob sich der Akku wieder entzündet. Rauch zeigt an, dass der Akku noch heiß ist und die Überwachung bis mindestens eine Stunde nach dem Nichtrauchen des akkus fortgesetzt wird. Im Notfall-Rettungshandbuch von General Volanda wird das Feuerlöschen von Elektrofahrzeugen wie folgt geregelt: Wenn die Batterie eine Temperatur erreicht, die hoch genug ist, um Elektrolyt zu lecken und freizusetzen, muss der Elektrolyt brennbar sein. Dies erfordert eine große Menge Wasser, um die Batterie zu kühlen und das Feuer zu löschen. Da die Gleichstrom- und Wechselstromsysteme nicht geerdet sind, können Feuerwehrleute Wasser sicher als primäres Feuerlöschmittel verwenden, und es besteht keine Gefahr eines Stromschlags. ABC-Trockenpulver-Feuerlöscher löschen die Batterieflamme nicht. Feuerwehrleute sollten direkten internen Kontakt mit Hochspannungskomponenten vermeiden, die Feuer- oder Freisetzungsvorgängen ausgesetzt sind, die möglicherweise zu einem elektrischen Schlag führen können.

Das Feuerlöschmittel, das das Batteriefeuer wirklich löschen kann, ist derzeit nicht vorhanden. Ein effektiver Versuch besteht darin, Wasser zum Kühlen und Ersticken der Kontrolle zu verwenden, aber es gibt Druck in der Batterie und im Elektrolyten (chemisch), so dass die Verbrennung kompliziert ist und das Feuer nicht direkt löschen kann. Darüber hinaus soll Shenzhen für Elektrofahrzeuge eine kleine automatische Feuerlöschvorrichtung mit Aerosol verwenden. Die Größe der Fischkonserven ist an der Seite der Batterie im Fahrzeug magnetisiert. Eine kleine Menge Sprengaerosol wird verwendet, um das Feuer zu verbreiten. Der kleine Raum ist sehr gut.