リチウム電池の火を消すには？

リチウム電池は、それ自体の原因と外部の原因の2つの主要な部分に分けることができます。彼ら自身の理由は主に材料に言及し、構造の熱安定性は良いか悪いか、または火に影響を与えません。外的要因、リチウム電池の火災を引き起こすさまざまな乱用方法を参照してください。

リチウム電池の正極材料、電解質組成およびアノード材料、これらの部分の熱安定性は、電池セルの熱暴走が発生する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

現在使用されている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、グラファイトは電解質と容易に反応し、LiC6は反応強度を高めることができます。

負極が発熱反応を開始する温度の開始点は、炭素材料の粒子サイズに関係することが見出された。粒子が大きいほど、反応が始まる温度が高くなり、安全になります。同時に、異なる構造の炭素材料が電解質の反応に関与し、熱放出量は同じではありません。グラファイトは、アモルファスカーボン（主にソフトカーボンとハードカーボン）よりも熱放出が大きくなります。

カソ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正極材料は、すべてリチウム化合物です。リン酸鉄リチウム、マンガン酸リチウム、三元リチウムのセキュリティレベルは順調です。一部の人々は、これらの電池の安全性に対するカソード材料の影響を具体的に研究しています。

リチウムの分子式のリチウム含有量が多いほど、熱安定性が悪くなり、電解質との反応が始まる温度が低くなると考えられます。式の各原子の比例係数である定量的な比較があります。リチウムの係数が0.25の場合、反応温度は230°Cです。この値が1になると、初期反応温度は170℃になります。さらに、正極材料にリチウム以外の金属元素が含まれている場合、マンガン元素を含む正極材料は、ニッケルを含む正極材料よりも熱的に安定です。素子。

電解質の熱安定性に影響を与える要因

電解質は熱安定性問題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いくつかの研究が行われ、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、正および負の材料との反応が容易になります。電解質とより多くの種類の材料との適合性が高いほど、つまり低温でさまざまな塩が反応します。これは、電解質が活性であるほど、熱安定性が低下することを示しています。

老化による熱暴走

老化は包括的なプロセスです。ネガティブSEIフィルムの構造は経年劣化し、損傷が発生して自己発熱プロセスを引き起こします。リチウムデンドライトが負極に蓄積し、高温環境下で内部短絡や電解液との激しい反応を引き起こします。経年変化による内部抵抗の増加は、熱が蓄積する可能性を高めます。一般に、老化と熱暴走のリスクの間には正の相関関係があります。

リチウム電池を消火する正しい方法：

1.バッテリーが燃えた後、電源を時間内に遮断して、人員を整然と避難させる必要があります。

2.煙が内部に害を及ぼすのを防ぐために、バッテリーボックスの側面近くの窓を開けます。

3.水を素早く使用して消火し、標準的な消火方法に従って消火します。 （東莞鳳崗2014明陽電池工場の火災、従業員が乾燥粉末消火器を使用することは無効です、中国科学院の高エネルギー物理学研究所を卒業した李秀潤博士は、バッテリーの内部燃焼、乾燥粉末消火器は現時点では機能しません。最良の方法は水を使用して冷却することです。）

4.火が消えた後、バッテリーモジュールが冷えるのを待ってから処理してバッテリーコンパートメントから移動する必要があります。

リチウム電池の消火は、主に熱暴走によって引き起こされます。火を消す必要がある場合は、最初に熱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：水晶による過充電や過放電などの電池の乱用により、電池製造工程でのマガジンダストにより、貫通ダイヤフラムの形成が劣化し、マイクロ-短絡、電気エネルギーの放出は温度上昇、温度上昇帯域につながります材料の化学反応はさらに短絡経路を拡大し、より大きな短絡電流を生成します。相互に強化された損傷のこの相互蓄積は、熱暴走につながります。コバルト酸リチウム電池を例にとると、典型的な熱暴走プロセスについて簡単に説明します。 A：準備段階では、バッテリーは完全に充電された状態です。 B：内部短絡が発生し、大電流が短絡点を介して発熱し、LiC6によって熱拡散されてSEI膜の分解温度に達し、SEI膜が分解を開始して少量のCO2を放出します。とC2H4、そしてシェルボディはわずかに膨らみます。短絡位置が放電し続けると、バッテリーの温度が継続的に上昇し、電気油圧式の鎖状溶媒が分散し始めます。 LiC6と電気油圧式も反応し始め、C2H5F \ C3H6 \ C3H8を伴って発熱しますが、反応は遅いです。熱放出は小さいです。 C：放電が進むと、短絡位置の温度が上昇し続け、ダイヤフラムの部分収縮が溶け、短絡位置が拡大し、さらに温度が上昇します。内部温度がLi0.5Co02の分解温度に達すると、正極は瞬時に分解します。そして、O2を放出すると、後者は電気油圧反応で大量の熱を反応させ、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、バッテリーケーシングが破損し、バッテリーが爆発します。 D：ケーシングが爆破された場合ポールピースが散乱し、温度が上昇し続けず、反応が終了します。しかし、シェルにひびが入っているだけの場合、ポールピースは散乱せず、LiC6は電気油圧と反応し続け、温度は高くなり続けますが、反応速度が遅いため、加熱速度は低下します。長い時間; E：バッテリーの内部反応の発熱率が熱放散率よりも小さい場合、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。 ◎外部短絡：実際の車両操作で危険が発生する可能性は非常に低いです。まず、車両システムにはヒューズとバッテリー管理システムが装備されています。 BMS、2つ目は、バッテリーが短期間の大電流の影響に耐えることができるということです。極端な場合、短絡点が車両のヒューズを横切り、BMSが故障します。長時間の外部短絡は、一般に回路の弱い接続ポイントを燃焼させ、バッテリーが熱イベントを使い果たすことはめったにありません。今日では、より多くのPACK企業がループにヒューズを追加する方法を採用しています。これにより、外部短絡によって引き起こされる危険を効果的に回避できます。 ◎外部高温：リチウム電池構造の特性上、SEI膜、電解液、EC等が高温で分解し、電解液の分解生成物が正極、負極と反応し、セルのダイアフラムが溶けて分解し、さまざまな反応により大量の熱が発生します。ダイヤフラムが溶けると内部が短絡し、熱の発生が増加します。この累積的な相互補強損傷の結果、バッテリーコアの防爆膜が破損し、電解液が排出され、燃焼と火災が発生します。上記の理由により、リチウム電池は消火されています。テスラとGMの推奨事項を見てみましょう。1。小さな火災が発生した場合、炎は高電圧バッテリーに広がりません。二酸化炭素またはABCドライパウダー消火器を使用して消火することができます。 2.火災を徹底的に検査するときは、高電圧部品に触れないでください。検査には必ず絶縁工具を使用してください。 3.ガスボンベ、ガスカラム、およびガスを貯蔵するその他のコンポーネントは、沸騰液体膨張蒸気爆発の極端な温度に達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解体が必要です。 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、バッテリーの問題が不十分になったり、疑わしい場合があります。消火に使用する水の量が少なすぎてはならず、火の水の量が十分であること。 5.バッテリーが発火するまで最大24時間かかる場合があります。赤外線カメラを使用すると、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。赤外線カメラをお持ちでない場合は、バッテリーが再点火するかどうか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、バッテリーが喫煙しなくなってから少なくとも1時間後まで監視が維持されます。 General Volandaの緊急救助マニュアルでは、電気自動車の消火は次のようにガイドされています。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りません。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。 DCおよびACシステムは接地されていないため、消防士は水を主要な消火剤として安全に使用でき、感電のリスクはありません。 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、感電の原因となる可能性のある、火災または放出操作の対象となる高電圧コンポーネントの直接内部接触を回避する必要があります。

現在、バッテリーの火災を実際に消火できる消火剤はありません。効果的な試みは、水を使用して制御を冷却および窒息させることですが、バッテリーと電解液（化学物質）の内部に圧力があるため、燃焼が複雑で、直接消火することはできません。また、電気自動車の場合、深センは小型のエアゾール自動消火器を使用していると言われています。缶詰の魚のサイズは、車内のバッテリーの側面で磁化されています。火を広げるために少量のブラストエアロゾルが使用されます。狭いスペースはとても良いです。