引言

　　鋰離子電池具有長循環(huán)壽命，無記憶效應(yīng)等優(yōu)良性能，得到廣泛應(yīng)用。但是，一旦當(dāng)電池處于短路、過充、過熱等濫用狀態(tài)下時，電池極易發(fā)生熱失控，進而發(fā)展為大規(guī)模的燃燒爆炸事故。近年來，隨著阻燃電解液、陶瓷隔膜等電池安全材料的開發(fā)與應(yīng)用，電池安全進行進一步提高，但目前的技術(shù)仍不能使電池達到本質(zhì)安全。因此，在電池儲能系統(tǒng)中，高效的滅火裝置至關(guān)重要。

研究內(nèi)容

　　火災(zāi)科學(xué)國家重點實驗室王青松課題組系統(tǒng)地研究了全氟己酮（C6F12O）的抑制鋰離子電池火災(zāi)的效果，為鋰離子電池系統(tǒng)的消防設(shè)計提供技術(shù)支持。

研究結(jié)果及討論：

　?。?）實驗結(jié)果表明，C6F12O可在2～3s內(nèi)撲滅明火，電池?zé)崾Э睾筢尫艧煔獾牧侩S滅火劑用量的增加而減少。當(dāng)滅火劑用量較少時，電池可發(fā)生復(fù)燃，此時的復(fù)燃過程為內(nèi)部深度反應(yīng)過程。

圖1全氟己酮滅火過程

　　（2）電池在有約束情況下，C6F12O的冷卻效果不明顯。因此，為使電池在滅火后快速降低表面溫度，需要增加其它輔助手段，例如液冷等。

　　（3）結(jié)果發(fā)現(xiàn)，滅火劑用量與滅火劑抑制效果并不是單純的線性關(guān)系。系統(tǒng)中存在一個滅火劑臨界抑制用量（Xinh），但由于滅火劑在空間中分布不均勻，臨界抑制用量隨電池中不同位置而變化。當(dāng)滅火劑用量大于臨界用量（Xinc）時，抑制效果隨滅火劑用量增加而更顯著。使用全氟己酮后，使用0、0.5、1.0、1.5和2.0kg全氟己酮的工況的電池長表面的峰值溫度分別為571.8℃、582.7℃、564.4℃、547.9℃和530.2℃，底部的峰值溫度分別為456.1℃、483.8℃、481.4℃、476.7℃和415.7℃。因此，我們的研究認(rèn)為，某一用量的全氟己酮，在空間中分布濃度較大的區(qū)域表現(xiàn)為抑制溫升作用，而在空間中分布濃度較小的區(qū)域表現(xiàn)為促進溫升作用，因此，為了留有一定的安全余量且使全氟己酮在空間所有位置均表現(xiàn)出抑制溫升作用，全氟己酮在某空間中的合適用量可以通過選取幾個特征表面的臨界抑制用量中最大的量來最終確定。

圖2工況1-5中電池長表面峰值溫度（Tlf,max）擬合結(jié)果

圖3工況1-5中電池底面峰值溫度（Tuf,max）擬合結(jié)果

成果簡介

　　相關(guān)研究結(jié)果已發(fā)表在RSC Advanced期刊上

　　劉昱君為論文的第一作者，王青松為通訊作者。

　　Yujun Liu,Qiangling Duan,Jiajia Xu,Haodong Chen,Wei Lu,Qingsong Wang*.Experimental study on the efficiency of dodecafluoro-2-methylpentan-3-one on suppressing lithium-ion battery fires.RSC Adv,2018,8,42223-42232

　　https://doi.org/10.1039/C8RA08908F.

　　請點擊“閱讀原文”查閱原文（英文站點），本文轉(zhuǎn)載自王青松課題組

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