¿Cómo apagar el fuego de la batería de litio?

Las baterías de litio se pueden dividir en dos partes principales, sus propias causas y causas externas. Sus propias razones se refieren principalmente a un material, la estabilidad térmica de la estructura es buena o mala, o no afecta al fuego; causas externas, se refieren a varios métodos de abuso que provocan un incendio en la batería de litio.

El material del electrodo positivo de la batería de litio, la composición del electrolito y el material del ánodo, la estabilidad térmica de estas porciones, afecta directamente la posibilidad de que se produzca una fuga térmica de las celdas de la batería.

Factores que afectan la estabilidad térmica del material del ánodo

La mayoría de los materiales de ánodos que se utilizan actualmente son materiales de carbono. En condiciones de alta temperatura, el grafito reacciona fácilmente con el electrolito, especialmente en el estado en el que la carga de la batería es alta, y el LiC6 puede aumentar la intensidad de la reacción.

Se ha encontrado que el punto de partida de la temperatura a la que el electrodo negativo comienza a reaccionar exotérmicamente está relacionado con el tamaño de partícula del material de carbono. Cuanto más grande es la partícula, mayor es la temperatura a la que comienza la reacción y más segura es. Al mismo tiempo, los materiales de carbono de diferentes estructuras participan en la reacción del electrolito y la cantidad de calor liberado no es la misma. El grafito tiene una mayor liberación de calor que el carbono amorfo (principalmente carbono blando y carbono duro).

Factores que afectan la estabilidad térmica del material del cátodo

Los materiales de cátodos de baterías de litio, que se utilizan ampliamente en la actualidad, son todos compuestos de litio. El nivel de seguridad del fosfato de hierro y litio, manganato de litio y litio ternario está en orden. Algunas personas han estudiado específicamente los efectos de los materiales catódicos sobre la seguridad de estas baterías.

Se considera que cuanto mayor es el contenido de litio en la fórmula molecular del litio, peor es la estabilidad térmica y menor es la temperatura a la que comienza la reacción con el electrolito. Hay una comparación cuantitativa, el coeficiente proporcional de cada átomo en la fórmula, cuando el coeficiente de litio es 0.25, la temperatura de reacción es 230 ° C; si este valor se convierte en 1, la temperatura de reacción inicial se convierte en 170 ° C.Además, si el material del electrodo positivo contiene un elemento metálico que no sea litio, el material del electrodo positivo que contiene el elemento de manganeso es más estable térmicamente que el material del electrodo positivo que contiene el níquel elemento.

Factores que influyen en la estabilidad térmica del electrolito.

Se puede decir que el electrolito es el núcleo de los problemas de estabilidad térmica y su estabilidad afecta directamente la estabilidad de todo el sistema. Se han realizado algunos estudios sobre la estabilidad térmica del electrolito y los resultados muestran que:

Cuanto mayor sea el contenido de carbonato de dimetilo en el electrolito, peor será la estabilidad térmica y más fácil será reaccionar con los materiales positivos y negativos; cuanto más compatible es el electrolito con más tipos de materiales, es decir, a temperaturas más bajas, reaccionan una variedad de sales diferentes, lo que indica que cuanto más activo es, peor es su estabilidad térmica.

Desbordamiento térmico causado por el envejecimiento

El envejecimiento es un proceso integral. La estructura de la película SEI negativa está envejeciendo y se dañan, lo que provoca un proceso de autocalentamiento; Las dendritas de litio se acumulan en el electrodo negativo, provocando un cortocircuito interno o una reacción violenta con el electrolito en un ambiente de alta temperatura. El aumento de la resistencia interna causado por el envejecimiento aumenta la probabilidad de acumulación de calor. En general, existe una correlación positiva entre el envejecimiento y el riesgo de fuga térmica.

La forma correcta de apagar una batería de litio:

1. Después de que la batería esté en llamas, se debe cortar el suministro de energía a tiempo para evacuar al personal de manera ordenada.

2. Abra las ventanas cercanas a los lados de la caja de la batería para evitar que el humo cause daños a los internos.

3. Utilice agua rápidamente para extinguir el fuego y extinguir el fuego de acuerdo con el método estándar de extinción de incendios. (Los incendios de Dongguan Fenggang 2014 Mingyang Battery Factory, los empleados usan extintor de polvo seco no es válido, Li Shujun, Ph.D., Ph.D., se graduó del Instituto de Física de Altas Energías, Academia China de Ciencias, cree que debido a la combustión interna de la batería, los extintores de polvo seco no funcionarán en este momento. La mejor manera es usar agua para enfriar.)

4. Una vez extinguido el fuego, es necesario esperar a que el módulo de la batería se enfríe antes de procesarlo y sacarlo del compartimento de la batería.

La extinción de incendios de las baterías de litio se debe principalmente a una fuga térmica. Si necesita extinguir el fuego, primero debe comprender la causa real de la fuga térmica. Las principales causas de la fuga térmica de las baterías de litio son el cortocircuito externo, la alta temperatura externa y el cortocircuito interno. ◎ Cortocircuito interno: debido al abuso de la batería, como la sobrecarga y la sobredescarga causada por el cristal, el polvo del cargador durante el proceso de producción de la batería deteriorará la formación del diafragma perforante, lo que dará como resultado un micro -Corto circuito, la liberación de energía eléctrica conduce a un aumento de temperatura, banda de aumento de temperatura La reacción química del material expande aún más la trayectoria del cortocircuito y crea una corriente de cortocircuito más grande. Esta acumulación mutua de daños mutuamente mejorados conduce a una fuga térmica. Tomando como ejemplo una batería de óxido de cobalto y litio, se describe brevemente un proceso típico de fuga térmica. R: Durante la fase de preparación, la batería está completamente cargada; B: se produce un cortocircuito interno, una gran corriente genera calor a través del punto de cortocircuito y el LiC6 lo difunde térmicamente para alcanzar la temperatura de descomposición de la película de SEI, y la película de SEI comienza a descomponerse, liberando una pequeña cantidad de CO2. y C2H4, y el caparazón. El cuerpo se hincha ligeramente. A medida que la posición de cortocircuito continúa descargándose, la temperatura de la batería aumenta continuamente y el solvente de la cadena en el electrohidráulico comienza a dispersarse. El LiC6 y el electrohidráulico también comienzan a reaccionar y a producir exotermia, acompañados de C2H5F \ C3H6 \ C3H8, pero la reacción es lenta. La liberación de calor es pequeña; C: A medida que avanza la descarga, la temperatura de la posición de cortocircuito continúa aumentando, la contracción parcial del diafragma se derrite, la posición de cortocircuito se expande y la temperatura aumenta aún más. Cuando la temperatura interna alcanza la temperatura de descomposición de Li0.5Co02, el electrodo positivo se descompone instantáneamente. Y libera O2, este último reacciona una gran cantidad de calor en la reacción electrohidráulica, y libera una gran cantidad de gas CO2, provocando que la presión interna de la batería aumente. Si la presión es lo suficientemente grande, la carcasa de la batería se rompe y la batería explota; D: si la carcasa está chorreada La pieza polar se dispersa, la temperatura no sigue aumentando, la reacción se termina; pero si la carcasa solo está agrietada, la pieza polar no se dispersa, entonces LiC6 continúa reaccionando con el electrohidráulico, la temperatura continuará Alta, pero la velocidad de calentamiento disminuyó, ya que la velocidad de reacción es más lenta, se puede mantener durante un largo tiempo; E: Cuando la tasa de generación de calor de la reacción interna de la batería es menor que la tasa de disipación de calor, la batería comienza a enfriarse hasta que se completa la reacción interna; ◎ Cortocircuito externo: la probabilidad de que se produzca un peligro en el funcionamiento real del vehículo es muy baja. Primero, el sistema del vehículo está equipado con un fusible y un sistema de gestión de la batería. BMS, el segundo es que la batería puede soportar un impacto de alta corriente a corto plazo. En el caso extremo, el punto de cortocircuito cruza el fusible del vehículo y el BMS falla. El cortocircuito externo durante un tiempo prolongado generalmente hace que se queme el punto de conexión débil en el circuito, lo que rara vez hace que la batería se quede sin eventos térmicos. Hoy en día, más empresas de PACK adoptan la práctica de agregar fusibles en el bucle, lo que puede evitar eficazmente los peligros causados por cortocircuitos externos. ◎ Alta temperatura externa: debido a las características de la estructura de la batería de litio, la película SEI, la solución de electrolito, EC, etc. se descompondrá a alta temperatura, y el producto de descomposición del electrolito reaccionará con el electrodo positivo y el electrodo negativo. y el diafragma de la celda se derretirá y descompondrá, y varias reacciones provocan que se genere mucho calor. La fusión del diafragma provoca un cortocircuito interno, que a su vez aumenta la producción de calor. El resultado de este daño de refuerzo mutuo acumulativo es que la membrana a prueba de explosiones del núcleo de la batería se rompe, el electrolito se expulsa y se produce la combustión y el fuego. Por las razones anteriores, la batería de litio se apaga. Veamos las recomendaciones de Tesla y GM: 1. Si hay un incendio pequeño, la llama no se propaga a la batería de alto voltaje, puede usar dióxido de carbono o extintor de incendios de polvo seco ABC para extinguir el fuego. 2. Cuando inspeccione minuciosamente el fuego, no toque ninguna pieza de alto voltaje, siempre use herramientas de aislamiento para la inspección. 3. El cilindro de gas, la columna de gas y otros componentes que almacenan el gas pueden alcanzar la temperatura extrema de la explosión del vapor de expansión del líquido en ebullición. Antes de que se detecte la "zona caliente" del accidente, se requiere el desmantelamiento con la protección fina adecuada. 4. Si la batería de alto voltaje se dobla, retuerce o daña en un incendio, puede resultar insatisfactoria o sospechar problemas de batería. Que la cantidad de agua utilizada para combatir incendios no sea demasiado pequeña y que la cantidad de agua contra incendios sea suficiente. 5. La batería puede tardar hasta 24 horas en incendiarse. El uso de una cámara termográfica garantiza que la batería de alto voltaje se enfríe por completo antes de que finalice el accidente. Si no tiene una cámara termográfica, debe controlar si la batería se volverá a encender. El humo indica que la batería aún está caliente y la monitorización se mantiene hasta al menos una hora después de que la batería ya no humea. En el manual de rescate de emergencia de General Volanda, la extinción de incendios de vehículos eléctricos se guía de la siguiente manera: Si la batería alcanza una temperatura lo suficientemente alta como para derramar y liberar electrolito, el electrolito debe ser inflamable. Esto requiere una gran cantidad de agua para enfriar la batería y extinguir el fuego. Debido a que los sistemas de CC y CA no están conectados a tierra, los bomberos pueden usar agua de manera segura como agente extintor principal y no hay riesgo de descarga eléctrica. Los extintores de polvo seco ABC no extinguen la llama de la batería. Los bomberos deben evitar el contacto interno directo en cualquier componente de alto voltaje que esté sujeto a operaciones de incendio o descarga, que potencialmente pueden resultar en descargas eléctricas.

El agente extintor que realmente puede extinguir el fuego de la batería no está presente en la actualidad. Un intento efectivo es usar agua para enfriar y sofocar el control, pero hay presión dentro de la batería y electrolito (químico), por lo que la combustión es complicada y no puede extinguir directamente el fuego. Además, para los vehículos eléctricos, se dice que Shenzhen utiliza un pequeño dispositivo automático de extinción de incendios en aerosol. El tamaño del pescado enlatado está magnetizado en el lateral de la batería dentro del vehículo. Se utiliza una pequeña cantidad de aerosol explosivo para propagar el fuego. El pequeño espacio es muy bueno.