低压环境下锂离子电池电解液火灾烟雾不对称比研究

基于变压变氧浓度试验舱和气溶胶散射实验装置,探究了不同压力环境下电解液火灾烟雾不对称比的差异性,为飞机货舱电解液火灾烟雾与干扰气溶胶区分方法提供理论指导和数据支持。结果表明:环境压力会对电解液火灾烟雾浓度产生影响,随着压力的降低,电解液火灾烟雾浓度(即消光率)减小;对于电解液火灾烟雾的不对称比,随着压力的降低,不对称比先增大再减小,但是在405 nm波长下,电解液火灾烟雾的不对称比始终保持在9~12之间,而干扰气溶胶的不对称比保持在3~6之间,二者之间差异性很大。基于此,提出了当不对称比值大于7时,是电解液火灾烟雾,小于7时,是干扰气溶胶的区分方法。

锂离子电池电解液火灾的烟雾探测方法研究

基于散射不对称比的气溶胶识别方法,采用单个入射波长和两个散射角的方式测定了电解液火灾、正庚烷火、棉绳阴燃三种火灾烟雾和D90粉尘的前后向散射不对称比。结果表明,在红外LED光源作用下,前向散射角为45°和后向散射角为135°时,不同类型气溶胶的散射不对称比的均值和变化率存在差异,这可以用于区分火灾烟雾和干扰气溶胶。此外,在进行锂离子电池火灾烟雾探测器的光源选择时发现,在电解液火灾初期,短波长作用下的烟雾不对称比变化率更大,由此提出了采用405 nm~525 nm单波长光源和双散射角的电解液火灾烟雾探测方法。

不同燃烧阶段的锂离子电池电解液燃烧烟颗粒特性研究

为探究不同燃烧阶段锂离子电池电解液自身烟颗粒特性差别以及与正庚烷和煤油的差异,利用扫描电子显微镜观察不同燃烧阶段中,电解液、正庚烷和煤油明火燃烧时的烟颗粒形貌特征并进行粒径分析,研究不同电解液、正庚烷和煤油火灾烟颗粒特性随燃烧阶段的变化规律。研究结果表明:电解液明火烟颗粒为球形液滴,且不同燃烧阶段粒径差异显著,3种电解液(EC-DMC、EC-DEC、EC-DEC-DMC电解液,下同)燃烧烟颗粒早期粒径分别约为22.17,90.24,44.74 nm,早中期粒径分别约为205.48,245.82,275.82 nm;3种电解液燃烧烟颗粒形貌特征与正庚烷和煤油火灾烟颗粒不同,粒径差异显著,电解液燃烧烟颗粒较正庚烷和煤油燃烧烟颗粒在早期相差约110~140 nm,早中期相差约50~90 nm,中期相差约60~190 nm,末期相差约150~210 nm。研究结果可为电解液燃烧烟颗粒与正庚烷和煤油的燃烧烟颗粒光学散射模拟研究、电解液感烟火灾探测器的光学结构设计、快速识别及准确报警等研究提供参考。