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消防科普|锂电池为什么起火?起火原理是什么?

2024-07-19

韩国京畿道华城市一家电池制造企业的工厂曾在2024年6月24日突发火灾,火灾发生时,工厂内部储存有大量的锂电池成品。

该锂电池厂从事锂亚硫酰氯电池生产制造,锂亚硫酰氯电池是锂电池的一种,采用锂金属或锂合金作为负极材料,液态亚硫酰氯同时为正极和电解液。在这种结构下,负极表面可以形成一层致密的具有电子绝缘性的氯化锂(LiCl)保护膜,使得锂在电解液中十分稳定,且电池年自放电电流小于1%,广泛应用于水表、电表、医疗设备等领域。

随着锂电在新能源汽车和储能领域应用规模的快速增长,潜在安全风险随之提升。锂电安全问题的根源在于电池内部的热失控,例如我日常常见的可充电式锂电池,当它过度充电或采用不适配的充电器充电时锂离子电池内锂离子无法正常嵌入负极,锂离子便以金属锂析出,产生像钉子一样的枝晶锂,刺破正负极之间的绝缘隔膜。正负极接通短路后,电池内部热量积累过多,引发链式化学反应,进而燃烧爆炸

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锂离子电池热失控机理示意图

锂电池火灾的特性及难以扑灭的原因主要有以下几点:

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1.化学反应:锂电池在燃烧时会释放大量的氧气,这会加剧火势,使得火灾更难以扑灭。

2.高燃点不同类型的锂电池有不同的燃点,例如三元锂电池的燃点为200摄氏度,这使得它们在过热情况下更容易起火。
3.热失控:锂电池在起火时可能会发生热失控现象,这是一种自加热的过程,导致电池内部温度迅速上升,从而引起火灾或爆炸。干粉灭火器无法有效阻止锂电池热失控。
4.电压问题:在使用水或水基型灭火器扑灭锂电池火灾时,需要注意电压问题。如果是插了交流电的锂电池起火,一定要先拔掉电源再浇水,以避免触电风险和因220V交流电电解水而产生的二次火。这种灭火方式在现实情况中对常人来说难以实现,由于安全问题,一般需专业人员采用正确方式操作。

因此

干粉灭火器无法有效阻止锂电池热失控。

传统的灭火材料不能有效抑制锂电池火灾。


多相类锂电池火灾专用灭火材料是一类新型的消防灭火材料,是近年来在消防领域,由我司研发和命名的锂电池火灾专用灭火抑制产品,国内首款专门针对新能源锂电池灭火减灾的新型环保型多相类消防灭火抑制材料。它具有优异的灭火性能可快速扑灭和抑制锂电池火灾,可应用于多种应用场景,比如:锂电池生产、锂电池储存库房、充电桩、光伏发电板、新能源汽车、电动公交、电动重卡、储能电站、电动自行车集中停放点以及家用电器

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以下是关于锂电池专用灭火装置的报道:

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1、北京消防、国家防火建材质检中心、平安建行等:“锂电池为什么会爆炸起火?起火后怎么办?”(可直接点击进入官方公众号https://mp.weixin.qq.com/s/tT9ZIkWU0kMVYhz9fod9ug)

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2、金堂发布:“成都市淮州新城安全应急消防演练暨百众安消防多相类锂电池专用灭火产品公开试验成功举行(可直接点击进入官方公众号)

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3、北京日报:“消防员实测:哪种灭火器扑救锂电池火灾最有效?”

官方网址:https://xinwen.bjd.com.cn/content/s65f6f59be4b01e989cf12a20.html?from=appMessage&timestamp=1719369842836(复制搜索即可跳转至官方链接)

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