リチウム電池の火はどのように消す必要がありますか

リチウム電池の火災

リチウム電池の火災は、内部と外部の2つの主な原因に分けることができます。それ自体の原因は、主にそれ自体の材料、構造物の熱安定性、火災の影響の有無に関係しています。外的要因とは、リチウム電池の火災によって引き起こされるさまざまな乱用手段を指します。

1.1自身の原因

リチウム電池は、正極材、負極材、電解液で構成されています。これらの部品の熱安定性は、セルの熱暴走の可能性に直接影響します。

アノード材料の熱安定性に影響を与える要因

現在、アノード材料のほとんどはカーボン材料です。高温条件下では、特にバッテリーの充電量が多い状態では、グラファイトが電解液と反応する傾向があります。 LiC6は反応の強度を高めることができます。

いくつかの研究では、負極が熱と反応し始める温度の開始点は、炭素材料の粒度に関連していることがわかっています。粒子が大きいほど、反応を開始する温度が高くなり、安全性が高まります。同時に、異なる構造の炭素材料が電解質の反応に関与し、熱放出は同じではなく、グラファイトはアモルファス炭素（主にソフトカーボンとハードカーボンを指します）よりも熱放出が多くなります。

アノード材料の熱安定性に影響を与える要因

現在広く使用されているリチウム電池のアノード材料は、すべてリチウム化合物です。リン酸鉄リチウム、リチウム管理およびリチウム三元電池は、大まかに言って、安全性の高いものから低いものへとランク付けされています。これらの電池の安全性に対するアノード材料の影響が研究されてきました。

研究によると、化合物の分子式中のリチウムの含有量が多いほど、熱安定性が悪くなり、電解質との反応の開始温度が低くなります。定量的比較、個々の原子の比率係数の式、リチウム係数が0.25の場合、反応温度は230℃です。この値を1にすると、初期反応は170℃の温度になります。さらに、アノード材料がリチウム以外の他の金属元素を含む場合、マンガンを含むアノード材料は、ニッケルを含むものよりも優れた熱安定性を有する。

電解質の熱安定性に影響を与える要因

電解質は熱安定性の中核であると言え、その安定性はシステム全体の安定性に直接影響します。電解質の熱安定性について一連の研究を行った人もいますが、その結果は次のことを示しています。

電解質中の炭酸ジメチルの含有量が多いほど、熱安定性が悪くなり、アノードおよびカソード材料との反応が容易になります。電解質が適合しない材料の種類が多いほど、つまり、より低い温度でさまざまな異なる塩と反応する可能性があり、反応性が高いほど、熱安定性が低下することを示しています。

老化の熱は制御不能です

老化は包括的なプロセスです。負のSEI膜構造は老化して破損し、自然発火プロセスにつながります。負のリチウムデンドライトが蓄積し、高温環境で内部短絡または電解質との激しい反応を引き起こします。老化の内部抵抗が増加し、熱が蓄積する可能性が高くなります。一般に、老化は熱暴走のリスクと正の相関があります。

リチウム電池の消火は主に熱の暴走の原因によるものです。消火する必要がある場合は、最初に熱の暴走の本当の原因を理解する必要があります。リチウム電池の熱暴走の主な原因は、外部短絡、外部高温、および内部短絡です。内部短絡がある：クリスタルに入れる前の過充電としてバッテリーを乱用するため、バッテリーを製造する過程でのほこりなどの雑誌は、生成されたピアスダイアフラムを悪化させ、マイクロ短絡を生成します。これは、温度上昇を引き起こす電気エネルギーです。材料化学の温度と短絡経路の拡大、より大きな短絡電流の形成、互いの蓄積、および互いの損傷の強化、熱暴走につながります。典型的な暴走熱プロセスは、コバルト酸リチウムセルの次の例で説明されています。 A：準備段階では、バッテリーは完全に充電されています。 B：内部短絡が発生し、短絡点に大電流が流れて発熱し、LiC6の熱拡散、SEI分解温度により、SEI膜が破壊し始め、少量のCO2とC2H4が放出され、シェルがわずかに膨らみます。短絡位置の連続放電、バッテリー温度の上昇、溶媒中の電気油圧鎖が分散し始め、電気油圧を伴うLiC6が発熱反応を開始し、C2H5F、C3H6、C3H8を伴いましたが、反応が遅く、熱量は少ないです。 C：放電を進めると、短絡位置の温度が上昇し続け、ダイヤフラムの局所的な収縮が溶け、短絡位置、温度がさらに上昇し、内部温度がLi0.5 Co02分解温度に達すると、正のモーメントの分解、後者の電気油圧モーメント反応でのO2放出は、大量のカロリーを放出し、大量のCO2ガスを放出し、バッテリーの内圧を上昇させます。圧力が十分に大きい場合は、バッテリーシェルを突き破り、バッテリーの爆発を引き起こします。 ; D：シェルが爆発し、極性プレートが散乱した場合、温度は上昇し続けず、反応は終了します。しかし、シェルだけにひびが入り、極性プレートが飛散しなかった場合、LiC6は電気油圧作動油と反応し続け、温度は上昇し続けますが、温度上昇率は低下します。反応速度が遅いため、LiC6は長持ちする可能性があります。 E：バッテリーの内部反応の発熱率が熱放散率よりも低い場合、バッテリーは内部反応が完了するまで冷却を開始します。 2、外部短絡：実際の車両操作リスクの可能性は非常に低いです。1つは車のシステム全体にヒューズワイヤーとバッテリー管理システムBMSが装備されており、2つはバッテリーが短時間の大電流の影響に耐えることができることです。極端な場合、短絡点が車両全体のヒューズを横切り、同時にBMSが故障します。長時間の外部短絡は、一般的に回路の接続の弱点を焼き尽くし、バッテリーが熱の制御を失うことはめったにありません。現在、より多くのPACK企業が、回路にヒューズワイヤを追加する方法を採用しています。これにより、外部短絡による害を効果的に回避できます。 3.外部高温：リチウム電池構造の特性により、SEIフィルム、電解質、ECは高温で分解します。電解質の分解物も正極、負極と反応します。ダイヤフラムが溶けると内部が短絡し、電気エネルギーが放出されると熱が発生します。この累積的な相互の損傷の強化により、セルが爆発します-プルーフフィルムの破裂、電解液の排出、火災が発生しました。上記の理由から、リチウム電池の消火処理はテスラとゼネラルモーターズによって推奨されています。 1.小さな火災の場合、炎が高圧バッテリーに広がらない場合は、二酸化炭素またはABC乾燥粉末消火器を使用できます。 2.火災を徹底的に検査するときは、高電圧部品に接触せず、常に絶縁工具を使用して検査してください。 3.ガスを貯蔵するために使用されるガスボンベ、ガス柱、およびその他のコンポーネントは、沸騰する液体の極端な温度に達し、蒸気を膨張させ、爆発する可能性があります。事故の「ホットゾーン」が検出される前に、適切な細かい保護を備えた分解を実行する必要があります。 4.高圧バッテリーが火事で曲がったり、ねじれたり、損傷したりすると、単に外観が損なわれるか、バッテリーの故障が疑われます。したがって、消火用水の消費量は少なすぎてはならず、消火用水で十分なはずです。バッテリーの火災は、完全に消えるまで最大24時間かかる場合があります。赤外線カメラを使用することで、事故が終わる前に高電圧バッテリーが完全に冷却されます。赤外線カメラがない場合は、バッテリーの再起動を監視する必要があります。煙はバッテリーがまだ熱いことを示しており、バッテリーが喫煙しなくなってから少なくとも1時間は監視を維持する必要があります。ゼネラルモーターズボルトの電気自動車用緊急対応マニュアルには、バッテリーが電解液を漏らして放出するのに十分な高温に達した場合、電解液は可燃性でなければならないと書かれています。 DCおよびACシステムは接地されておらず、消防士は感電のリスクなしに主要な消火剤として水を安全に使用できるため、これにはバッテリーを冷却して消火するために大量の水が必要です。 ABCドライパウダー消火器はバッテリーの炎を消しません。消防士は、感電につながる可能性のある消火活動または救援活動中に、高圧アセンブリ内で直接接触することを避ける必要があります。

リチウム電池の消火研究の観点から、我が国では注目を集めています。 10月末の自動車産業展示会では、リチウム電池火災の研究成果について複数の報告がありましたが、当面はリチウム電池火災の特徴をまとめたものに過ぎず、具体的な消火方法の研究はあまり多くありませんでした。詳細。

ドイツ、米国、英国が消火方法の研究を主導しました。

ドイツは、電気自動車の消火活動について、比較実験を行いました。電気自動車の火は水で消すことができますが、多くの水を消費します。 f-500とFiresorb添加剤の添加により、消火効果が大幅に向上しました。

米国での調査によると、リチウム電池の火災は本質的に熱の暴走によって引き起こされ、冷却は消火方法の重要な側面であることがわかっています。ポータブルリチウム電池の火災の場合、スクリーニングテストの結果は、水ベースの消火剤が最高の冷却効果を発揮するのに対し、ガスおよび乾燥粉末消火器は効果が低いことを示しています。

英国は主に、航空の過程で携帯機器のリチウム電池火災に関する実験を行った。ハロンとfe-36が消火剤として選ばれ、飛行中のリチウム電池の火災を処理するために使用されました。

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