北极星

搜索历史清空

  • 水处理
您的位置:电力储能储能电池锂电池技术正文

全氟己酮抑制锂离子电池火灾的效率研究

2021-11-03 18:29来源:王青松课题组关键词:磷酸铁锂磷酸铁锂电池锂电池安全收藏点赞

投稿

我要投稿

目前,高效清洁扑灭锂离子电池火灾仍为技术难题。本工作研究了不同剂量全氟己酮(C6F12O)抑制300Ah 磷酸铁锂(LFP)电池火灾的抑制效果,建立了基于灭火效果、降温效果及体系毒性的C6F12O剂量筛选模型。本工作为高效清洁抑制锂离子电池火灾提供了理论支撑。

研究内容

中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室王青松课题组采用100%SOC的300Ah动力LFP锂离子电池作为研究对象,使用加热的方式触发电池热失控。灭火剂用量根据不同灭火浓度设计,实验中采集了热释放速率、电池温度、毒性气体(HF、CO等)浓度等关键数据。

研究结果与讨论

论文系统性地研究了不同剂量C6F12O扑灭磷酸铁锂电池的灭火效能,研究发现:

(1)本研究中,所选定的C6F12O剂量均可有效扑灭LFP锂离子电池的火灾,抑制300Ah单体磷酸铁锂电池火灾的C6F12O临界用量为10.20 ± 3.80g。

20211103_182624_021.jpg

图1 使用及不使用C6F12O时,电池的燃烧行为。电池燃烧主要分为三个特征阶段:(I)加热与安全阀打开(II)稳定燃烧阶段(III)射流火及高效抑制

(2)C6F12O的施加可以高效降低电池的燃烧热,并可快速冷却电池。但研究结果表明,对于单体磷酸铁锂电池,C6F12O的化学抑制效果在灭火剂用量较高时趋于饱和,但此时仍可发挥较好的物理冷却效果。

20211103_182624_022.jpg图2 施加及不施加C6F12O时电池的热释放速率(HRR)20211103_182624_023.jpg图3 施加及不施加C6F12O时电池表面温度变化

640.webp.jpg

图4 实验后电池正极的扫描电镜图像(a)新鲜100%SOC电池(b)未施加抑制下热失控(c)2.2kg C6F12O抑制(d)4.2kgC6F12O抑制(e)6.1kg C6F12O抑制(f)7.7kg C6F12O抑制

(3)研究基于电池热失控的短时毒性暴露特性,修正了MFED模型,并基于灭火效果、降温效果及体系毒性,提出了综合考虑三者的C6F12O用量筛选模型。在本工作的实验条件下,对于LFP锂离子电池,归一化的较优C6F12O用量为2.9 g/Wh。

20211103_182624_024.jpg

投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。

凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。

磷酸铁锂查看更多>磷酸铁锂电池查看更多>锂电池安全查看更多>