水凝胶对三元锂电池热失控抑制效果研究

为快速有效扑灭锂离子电池火灾,解决灭火时间长、耗水量大等消防领域关注的难题,探究水凝胶灭火剂对大容量锂离子电池热失控的抑制效果。首先,借助环境扫描电镜,分析水凝胶在高温下微观结构的变化;然后,搭建锂电池燃烧试验平台,开展水凝胶灭火试验;最后,以车用135 Ah方形铝壳三元锂电池组为试验对象,采用电加热的方法诱导其发生热失控,探究水凝胶对锂电池的降温抑制效果。结果表明:水凝胶受热后,内部孔状结构被破坏,有利于其黏附在物体表面持续降温;使用水凝胶灭火降温时,电池表面最大降温速率是水的2倍,水凝胶喷放结束后,锂电池温度回升速率较为缓慢,升温速率仅为水的一半;与水相比,水凝胶延缓相邻电池发生热失控的时间更长,这可以为救援逃生带来更长的安全时间。

水凝胶灭火剂对磷酸铁锂电池组灭火效能研究

为探索针对磷酸铁锂电池组热失控行为的高效灭火剂,搭建锂电池燃烧-抑制试验平台,选取27 Ah磷酸铁锂电池组,以300 W外部热源过热诱发电池热失控至起火。在水阻断磷酸铁锂电池热失控行为试验基础上,开展水凝胶灭火剂对磷酸铁锂电池组热失控行为阻断效果试验研究,对比分析锂离子电池组热失控爆发时间、温度变化速率等参数。结果表明:水对锂电池组冷却深度不足且利用率不高,无法有效阻断电池组间热失控传播。水凝胶灭火剂可快速扑灭明火,结束喷放后电池表面温度始终低于热失控临界温度,可有效阻断电池组热失控行为。灭火剂喷放速率越大,阻止电池组热失控传播越明显,大流量的水凝胶灭火剂可完全阻止热失控在电池组单体间传播。