《前沿科技 | 新型锂电池用灭火材料分析》

• 来源专题：可再生能源
• 编译者： 武春亮
• 发布时间：2025-08-19
• 原文来源：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NDgxMTI0NA==&mid=2651076099&idx=1&sn=9ec86001edb816581b48f92eb1d62b3e&chksm=bc31c207a6e5cd4bf19518e8cd919f9e84c85fd986efc5cc807f76f9da9f783ad4a46fbdceca&scene=126&sessionid=1755288000#rd

新能源汽车火灾、电动自行车火灾等锂电池类的火灾引发了公众的关注。锂电池一旦发生热失控，其破坏力惊人。实验表明，电动自行车锂电池起火后，仅需2分钟就能引燃整车，3分钟内火焰温度高达上千度。这种火灾之所以难以扑救，根本原因在于锂电池特有的热失控机理。热失控是由电池内部一系列不可控的放热反应引发，导致温度急剧升高（可达800℃以上），并释放大量可燃气体和有毒烟气，最终引发明火、喷射火焰或爆炸。 图 锂电池热失控过程 锂电池用灭火材料分为气体灭火剂、液体灭火剂、固体灭火剂、新型灭火材料。其中气体灭火剂主要包括：氟化酮类（全氟己酮）、氢氟碳化合物（HFC-23、HFC-236fa、HFC-227ea、HFC-125）、氢氯氟烃（HCFC-123、HCFC-124）、哈龙类（含溴卤代烃Halon）、二氧化碳、液氮；液体灭火剂主要包括：纯水、细水雾、细水雾（含添加剂）、泡沫灭火剂；固体灭火剂主要包括：干粉灭火剂、气溶胶；新型灭火剂主要包括：水凝胶、干水灭火剂、微胶囊等。 气体灭火剂具有良好的绝缘性能适用于电气火灾场景。但整体降温效果有限，复燃风险高。液体灭火剂冷却能力好，水基灭火剂和液氮灭火剂能够在短时间内降低锂电池温度，防止复燃，但易引发短路，其导电性可能引发锂电池电路短路，引发二次灾害或扩大损失。固体灭火剂能够快速覆盖火焰根部，有效扑灭锂电池明火，但复燃风险高，无法有效阻止锂电池内部热失控反应，火灾熄灭后易复燃。本文重点对新型灭火剂进行介绍。 1. 水凝胶灭火剂 在水中添加聚合物，改善水的附着能力，在灭火时可以在可燃物表面形成一层稳定附着的隔离层。其灭火机理主要为吸收热量、阻止氧气供应以及削弱辅热等三方面。使用水凝胶进行灭火还可以有效阻止锂电池、煤炭、灌木等易复燃物质的火灾复燃。 2. 干水灭火剂 干水灭火剂与传统的干粉和细水雾灭火剂不同，其结合了两者的优点，具有优良的灭火性能，具有物理降温和化学抑制联合作用机理。把水束缚在固体壳体内。灭火速度快，降温效果好，但易流失，需优化配方以提高稳定性。 3. 微胶囊灭火剂 微胶囊是一种将全氟己酮等灭火剂封装在阻燃聚合物外壳中，形成的安全环保的新型灭火材料。核壳结构抑制了囊心物的挥发，使得全氟己酮免受光、温度、湿度的影响。全氟己酮受热会气化膨胀，冲破囊壁释放出灭火剂，从而达到降温、灭火效果。适合制作灭火贴片、灭火胶带以及灭火涂料，尤其在狭小密闭空间的灭火中具有极大优势。 表 锂电池用灭火剂产品优缺点对比 综上所述，灭火机理方面，水凝胶灭火剂可以形成保护膜，不仅可以阻隔氧气，还可以吸收热量。全氟己酮灭火剂在于化学抑制，灭火剂分子在高温中一部分键会断裂，与火焰燃烧过程中产生的活性自由基结合，阻断燃烧的链式反应，起到化学抑制灭火功能。干水灭火剂的灭火机理与水凝胶相似，以阻隔氧气和吸收热量为主。灭火剂制备方面，水凝胶灭火剂的现有研究已改善传统水凝胶灭火剂的缺陷，增强了水凝胶灭火剂的阻烟效果，减小了漏气率。对于干水灭火剂，研究不仅对传统干水进行完善，同时也将干水与其他灭火剂结合，增强其灭火性能。灭火效果方面，水凝胶灭火剂可以有效抑制锂离子电池火，并且可以阻止复燃以及火势蔓延等，具有较好的灭火效果。全氟己酮灭火剂在低浓度时会促进火势的发展，并且释放一定的有毒气体，随着浓度的增加，开始发挥灭火效能。目前，干水灭火剂对已着火电池的扑灭无较好的灭火效果，但对周围电池可以起到较好的保护作用。 联系我们 更多领域精彩内容，欢迎扫码申请试用中国化工信息网（VIP版）进行查阅。 访问链接：https://vip.cheminfo.cn 联系方式：010-64444186/64437137 VIP版申请试用 科技查新 Novelty Search 中国化工信息中心作为国家一级科技查新机构，提供全链条科技查新服务——覆盖创新全生命周期的专业支持。您可以扫描下方二维码获取委托书，也可拨打010-64444186或打开中国化信官网-产品与服务-科技查新获取服务。