CN109091790A - 一种锂离子电池复合灭火剂 - Google Patents

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杨凯
刘皓
张明杰
高飞
贾广清
王康康
耿萌萌
王凯丰
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    • A62D1/00—Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires
    • A62D1/0028—Liquid extinguishing substances

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Abstract

本发明提供了一种锂离子电池复合灭火剂，包括以下质量份数的组分：全氟酮类物质(0.1‑50)份、全氟聚醚类物质(0‑20)份、全氟烷基醚类物质(0‑30)份、全氟聚烷基醚类物质(0.1‑20)份。本发明提供的复合灭火剂，通过沸点较低的全氟酮类物质气化，降低着火电池的温度，减少电池内部氧气的产生；通过热稳定性与氧化稳定性较好的全氟聚醚、全氟烷基醚和全氟聚烷基醚类物质将电池与空气隔离，进一步阻止电池与氧气接触，与现有技术中性能单一的灭火剂相比，能针对锂离子电池在高温下自身产生氧气这种特殊情况，对电池内部氧气的产生量、电池外部与氧气接触的情况进行分别处理，大大提升了灭火性能。

Description

一种锂离子电池复合灭火剂
技术领域
本发明涉及消防灭火技术领域，具体而言，涉及一种锂离子电池复合灭火剂。
背景技术
锂离子电池具有比容量大、工作电压高、循环寿命长、体积小、重量轻等优点，应用于较多场景。锂离子电池的火灾危险主要来自其结构，尤其是较高的能量密度和不当充电时高温造成的电解液气化或分解；同时，电池设计缺陷以及原材料瑕疵造成的短路，过充电和水渍，都可能引发火灾。温度上升时，SEI膜会发生分解反应，释放大量热量。此外，层状的LiNiO2、LiCoO2，橄榄石状的LiFePO4以及尖晶石状的LiMn2O4，这些正极材料在温度低于650℃时是稳定的，但在充电状态时处于亚稳定状态，温度升高时会发生分解，产生氧气。锂离子电池在受热或者发生燃烧时会生成氧气，与普通的可燃物不同，在氧含量较低甚至无氧环境中仍能发生火灾。因此以窒息为主要灭火原理的方式对于锂离子电池火灾来说并无明显效果。
发明内容
具体地，本发明第一方面提出了一种锂离子电池复合灭火剂，包括以下质量份数的组分：全氟酮类物质(0.1-50)份、全氟聚醚类物质(0-20)份、全氟烷基醚类物质(0-30)份、全氟聚烷基醚类物质(0.1-20)份。
优选地，上述锂离子电池复合灭火剂中，包括以下质量份数的组分：全氟酮类物质(0.1-50)份、全氟聚醚类物质(0.5-20)份、全氟烷基醚类物质(0.3-30)份、全氟聚烷基醚类物质(0.7-20)份。
进一步优选地，上述锂离子电池复合灭火剂中，包括以下质量份数的组分：全氟酮类物质46份、全氟聚醚类物质15.4份、全氟烷基醚类物质23.6份、全氟聚烷基醚类物质15份。
上述锂离子电池复合灭火剂中，全氟酮类物质包含CF3CF2C(O)CF(CF3)2、(CF)2CFC(O)CF(CF3)2和(CF3)3CC(O)C(CF3)3中的至少一种。即全氟酮类物质可以为CF3CF2C(O)CF(CF3)2、(CF)2CFC(O)CF(CF3)2和(CF3)3CC(O)C(CF3)3中的任意一种或者任意两种的混合物或者三种物质的混合物。其中，CF3CF2C(O)CF(CF3)2、(CF)2CFC(O)CF(CF3)2和(CF3)3CC(O)C(CF3)3任意两者和三者混合时的混合比例可以根据实际情况进行确定，本实施例对其不做任何限定。
全氟聚醚类物质可以包含其中，m为10-100之间的任一正整数。
全氟烷基醚类物质包含CF3CF2-O-CF3和CF3CF2-O-CF2CF3中的至少一种。例如全氟烷基醚类物质包含CF3CF2-O-CF3或者CF3CF2-O-CF2CF3或者二者的混合物，其中两种物质的混合比例可以根据实际情况进行确定。
全氟聚烷基醚类物质包含 中的至少一种，其中，n1为8-70之间的任一正整数；n2为8-70之间的任一正整数。
本发明提供的锂离子电池复合灭火剂，该液体混合物中沸点较低的全氟酮类物质气化过程吸收热量，降低了着火电池的温度，从而减少了电池内部氧气的产生量；通过热稳定性与氧化稳定性较好的全氟聚醚、全氟烷基醚和全氟聚烷基醚类物质将电池与空气隔离，进一步阻止电池与外部氧气的接触，与现有技术中性能单一的灭火剂相比，能针对锂离子电池在高温下自身产生氧气这种特殊情况，对电池内部氧气的产生量、电池外部与氧气接触的情况进行分别处理，大大提升了灭火性能。
具体实施方式
以下所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和修饰，这些改进和修饰也视为本发明的保护范围。
实施例1
在2L反应釜中，0℃的环境温度下，依次添加CF3CF2C(O)CF(CF3)2460g，包含的全氟聚醚类物质154g，CF3CF2-O-CF3236g，包含的全氟聚烷基基醚类物质150g。搅拌30min，即得到锂离子电池复合灭火剂，将该实施例制备的复合灭火剂喷射至燃烧的锂离子电池表面，电池表面1分钟内无明火，30分钟内无复燃。
实施例2
在2L反应釜中，0℃的环境温度下，依次添加(CF)2CFC(O)CF(CF3)21g，包含的全氟聚醚类物质5g，CF3CF2-O-CF2CF33g，包含的全氟聚烷基基醚类物质7g。搅拌35min，即得到锂离子电池复合灭火剂，将该实施例制备的复合灭火剂喷射至燃烧的锂离子电池表面，电池表面2分钟内无明火，30分钟内无复燃。
实施例3
在2L反应釜中，0℃的环境温度下，依次添加(CF3)3CC(O)C(CF3)3260g，包含的全氟聚醚类物质80g，CF3CF2-O-CF3140g，
包含的全氟聚烷基基醚类物质85g。搅拌40min，即得到锂离子电池复合灭火剂，将该实施例制备的复合灭火剂喷射至燃烧的锂离子电池表面，电池表面2分钟内无明火，30分钟内无复燃。
实施例4
在2L反应釜中，0℃的环境温度下，依次添加(CF)2CFC(O)CF(CF3)2和(CF)2CFC(O)CF(CF3)2的混合物500g，包含的全氟聚醚类物质200g，CF3CF2-O-CF2CF3300g，包含的全氟聚烷基基醚类物质150g。搅拌30min，即得到锂离子电池复合灭火剂，将该实施例制备的复合灭火剂喷射至燃烧的锂离子电池表面，电池表面3分钟内无明火，30分钟内无复燃。
实施例5
在2L反应釜中，0℃的环境温度下，依次添加CF3CF2C(O)CF(CF3)2和(CF3)3CC(O)C(CF3)3的混合物480g，包含的全氟聚醚类物质155g，CF3CF2-O—CF3280g，包含的全氟聚烷基基醚类物质160g。搅拌30min，即得到锂离子电池复合灭火剂，将该实施例制备的复合灭火剂喷射至燃烧的锂离子电池表面，电池表面3分钟内无明火，30分钟内无复燃。
实施例6
在2L反应釜中，0℃的环境温度下，依次添加CF3CF2C(O)CF(CF3)2、CF)2CFC(O)CF(CF3)2和(CF3)3CC(O)C(CF3)3的混合物460g，CF3CF2—O-CF3236g，
包含的全氟聚烷基基醚类物质150g。搅拌30min，即得到锂离子电池复合灭火剂，将该实施例制备的复合灭火剂喷射至燃烧的锂离子电池表面，电池表面2分钟内无明火，30分钟内无复燃。
实施例7
在2L反应釜中，0℃的环境温度下，依次添加CF3CF2C(O)CF(CF3)2 35g，
搅拌30min，即得到锂离子电池复合灭火剂，将该实施例制备的复合灭火剂喷射至燃烧的锂离子电池表面，电池表面2分钟内无明火，30分钟内无复燃。
实施例8
在2L反应釜中，0℃的环境温度下，依次添加CF3CF2C(O)CF(CF3)2、CF)2CFC(O)CF(CF3)2和(CF3)3CC(O)C(CF3)3的混合物320g，
包含的全氟聚烷基基醚类物质150g。搅拌30min，即得到锂离子电池复合灭火剂，将该实施例制备的复合灭火剂喷射至燃烧的锂离子电池表面，电池表面3分钟内无明火，30分钟内无复燃。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种锂离子电池复合灭火剂，其特征在于，包括以下质量份数的组分：全氟酮类物质(0.1-50)份、全氟聚醚类物质(0-20)份、全氟烷基醚类物质(0-30)份、全氟聚烷基醚类物质(0.1-20)份。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池复合灭火剂，其特征在于，包括以下质量份数的组分：全氟酮类物质(0.1-48)份、全氟聚醚类物质(0.5-15.5)份、全氟烷基醚类物质(0.3-28)份、全氟聚烷基醚类物质(0.7-16)份。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池复合灭火剂，其特征在于，包括以下质量份数的组分：全氟酮类物质46份、全氟聚醚类物质15.4份、全氟烷基醚类物质23.6份、全氟聚烷基醚类物质15份。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的锂离子电池复合灭火剂，其特征在于，所述全氟酮类物质包含CF3CF2C(O)CF(CF3)2、(CF)2CFC(O)CF(CF3)2和(CF3)3CC(O)C(CF3)3中的至少一种。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的锂离子电池复合灭火剂，其特征在于，所述全氟聚醚类物质包含其中，m为10-100之间的任一正整数。
6.根据权利要求至1至3中任一项所述的锂离子电池复合灭火剂，其特征在于，所述全氟烷基醚类物质包含CF3CF2-O-CF3和CF3CF2-O-CF2CF3中的至少一种。
7.根据权利要求至1至3中任一项所述的锂离子电池复合灭火剂，其特征在于，所述全氟聚烷基醚类物质包含 中的至少一种，其中，n1为8-70之间的任一正整数；n2为8-70之间的任一正整数。
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