CN110368631A - 一种锂离子电池灭火剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂离子电池灭火剂及其制备方法，属于灭火剂技术领域，该锂离子电池灭火剂，按重量百分比计包括以下组分：10‑20％的十二氟‑2‑甲基‑3‑戊酮、15‑35％的氟碳表面活性剂、10‑15％的乙二醇、1‑3％的乙醇、0.5‑3％的聚丙烯酸、余量水。该锂离子电池灭火剂的制备方法，简单且易于操作，使用的组分安全性高，不易残留对环境和人体造成危害；该锂离子电池灭火剂，十二氟‑2‑甲基‑3‑戊酮和水汽吸热气化，降低着火处的温度，降低锂电池火灾的复燃概率，配合泡沫能够有效覆盖火焰，有效抑制锂电池燃烧时内容物飞出的问题，降低新的着火点生成的可能性，抑制锂电池火灾的蔓延。

Description

一种锂离子电池灭火剂及其制备方法

技术领域

本发明属于灭火剂技术领域，具体涉及一种锂离子电池灭火剂及其制备方法。

背景技术

随着清洁能源的应用与推广，锂离子电池的应用也越来越广泛，如常见的电动自行车、电动汽车等。锂离子电池具有容量大、使用寿命长、充放电性能稳定等优点。但是锂离子电池在使用过程中，也存在容易起火的安全隐患。

锂离子电池没有过充电以后把多余的电能变成热能释放出来的机制，所以一旦过充电，就会带来很多安全问题。锂离子电池热失控的过程，主要是正极跟电解质的燃烧反应，在锂离子电池内没有自由的金属锂，当锂离子电池起火时，单单使用金属灭火方法不能获得很好的灭火效果。同时锂电池在发热或者燃烧是会发生析氧现象，产生大量的热，因此只是单纯的隔绝氧气的灭火方法也不能获得很好的灭火效果。同时锂离子电池着火还具有易形成新的火电，蔓延快，且易复燃的特点。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是：提供一种适用于锂离子电池的锂离子电池灭火剂及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种锂离子电池灭火剂，按重量百分比计包括以下组分：

10-20％的十二氟-2-甲基-3-戊酮、15-35％的氟碳表面活性剂、10-15％的乙二醇、1-3％的乙醇、0.5-3％的聚丙烯酸、余量水；

所述氟碳表面活性剂为阴离子氟碳表面活性剂、两性氟碳表面活性剂或非离子型氟碳表面活性剂。

本发明还公开了一种锂离子电池灭火剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将十二氟-2-甲基-3-戊酮、乙二醇和乙醇搅拌混合均匀，得到第一混合物；

步骤2、将氟碳表面活性剂、聚丙烯酸和水搅拌混合均匀，然后加入步骤1所得第一混合物，搅拌均匀；

其中，所述十二氟-2-甲基-3-戊酮的重量百分比为10-20％，乙二醇的重量百分比为10-15％，乙醇的重量百分比为1-3％，氟碳表面活性剂的重量百分比为15-35％，聚丙烯酸的重量百分比为0.5-3％，余量为水。

本发明的有益效果在于：本发明提供的锂离子电池灭火剂，灭火过程中，十二氟-2-甲基-3-戊酮吸热气化，吸收大量的热能，配合喷出的水雾，降低着火处的温度，降低因高温引起的热失控，进而降低了锂电池火灾的复燃概率，该锂离子电池灭火剂中氟碳表面活性剂作为发泡剂作用，产生的稳定的泡沫在对着火点降温后，能够有效覆盖火焰，起到绝缘作用，同时能够有效抑制锂电池燃烧时由泄压面积较小造成内容物飞出的问题，降低新的着火点生成的可能性，抑制锂电池火灾的蔓延；本发明提供的锂离子电池灭火剂的制备方法，制备方法简单，易于操作，使用的组分安全性高，十二氟-2-甲基-3-戊酮易气化，不会对环境和人体造成危害，不易残留，该锂离子电池灭火剂的制备方法制备所得的锂离子电池灭火剂常温常压状态下，性质稳定，易于运输与储存。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。

本发明最关键的构思在于：利用十二氟-2-甲基-3-戊酮和水的气化吸热性能，复配得到含有十二氟-2-甲基-3-戊酮的泡沫灭火剂。

本发明提供一种锂离子电池灭火剂，按重量百分比计包括以下组分：

10-20％的十二氟-2-甲基-3-戊酮、15-35％的氟碳表面活性剂、10-15％的乙二醇、1-3％的乙醇、0.5-3％的聚丙烯酸、余量水；

所述氟碳表面活性剂为阴离子氟碳表面活性剂、两性氟碳表面活性剂或非离子型氟碳表面活性剂。

一种锂离子电池灭火剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将十二氟-2-甲基-3-戊酮、乙二醇和乙醇搅拌混合均匀，得到第一混合物；

步骤2、将氟碳表面活性剂、聚丙烯酸和水搅拌混合均匀，然后加入步骤1所得第一混合物，搅拌均匀；

其中，所述十二氟-2-甲基-3-戊酮的重量百分比为10-20％，乙二醇的重量百分比为10-15％，乙醇的重量百分比为1-3％，氟碳表面活性剂的重量百分比为15-35％，聚丙烯酸的重量百分比为0.5-3％，余量为水。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明提供的锂离子电池灭火剂，灭火过程中，十二氟-2-甲基-3-戊酮吸热气化，吸收大量的热能，配合喷出的水雾，降低着火处的温度，降低因高温引起的热失控，进而降低了锂电池火灾的复燃概率，该锂离子电池灭火剂中氟碳表面活性剂作为发泡剂作用，产生的稳定的泡沫在对着火点降温后，能够有效覆盖火焰，起到绝缘作用，同时能够有效抑制锂电池燃烧时由泄压面积较小造成内容物飞出的问题，降低新的着火点生成的可能性，抑制锂电池火灾的蔓延；

本发明提供的锂离子电池灭火剂的制备方法，制备方法简单，易于操作，使用的组分安全性高，十二氟-2-甲基-3-戊酮易气化，不会对环境和人体造成危害，不易残留，该锂离子电池灭火剂的制备方法制备所得的锂离子电池灭火剂常温常压下，性质稳定易于运输与储存。

进一步的，上述的锂离子电池灭火剂中，还包括2-4％的黄原胶。

由上述描述可知，黄原胶的热稳定性强，对环境友好，通过添加黄原胶可有效提升锂离子电池灭火剂的粘稠度，提升泡沫的稳定性。

进一步的，上述的锂离子电池灭火剂，按重量百分比计包括以下组分：15％的十二氟-2-甲基-3-戊酮、30％的氟碳表面活性剂、10％的乙二醇、3％的乙醇、2％的聚丙烯酸、2％的黄原胶、余量水。

进一步的，上述的锂离子电池灭火剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将十二氟-2-甲基-3-戊酮、乙二醇和乙醇搅拌混合均匀，得到第一混合物；

步骤2、将氟碳表面活性剂、聚丙烯酸、黄原胶和水搅拌混合均匀，然后加入步骤1所得第一混合物，搅拌均匀；

其中，黄原胶的重量百分比为2-4％。

本发明的实施例一为：

一种锂离子电池灭火剂，按重量百分比计包括以下组分：

15％的十二氟-2-甲基-3-戊酮、30％的氟碳表面活性剂、10％的乙二醇、3％的乙醇、2％的聚丙烯酸、2％的黄原胶、余量水；

所述氟碳表面活性剂为：全氟壬烯氧基苯磺酸钠。

本发明的实施例二为：

一种锂离子电池灭火剂，按重量百分比计由以下组分组成：

15％的十二氟-2-甲基-3-戊酮、30％的全氟壬烯氧基苯磺酸钠、10％的乙二醇、3％的乙醇、2％的聚丙烯酸、2％的黄原胶、余量水；

上述锂离子电池灭火剂的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1、将十二氟-2-甲基-3-戊酮、乙二醇和乙醇搅拌混合均匀，混合过程中搅拌速度为500r/min，时间为15-30min，得到第一混合物；

步骤2、将氟碳表面活性剂、聚丙烯酸、黄原胶和水搅拌混合均匀，混合过程中搅拌速度为400r/min，时间为45-80min，然后加入步骤1所得第一混合物，搅拌2-4h。

本发明的实施例三为：

一种锂离子电池灭火剂，按重量百分比计由以下组分组成：

20％的十二氟-2-甲基-3-戊酮、35％的氟碳表面活性剂、12％的乙二醇、2％的乙醇、0.5％的聚丙烯酸、4％的黄原胶、余量水；

所述氟碳表面活性剂为：氟化烷基甜菜碱。

上述锂离子电池灭火剂的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1、将十二氟-2-甲基-3-戊酮、乙二醇和乙醇搅拌混合均匀，得到第一混合物；

步骤2、将氟碳表面活性剂、聚丙烯酸、黄原胶和水搅拌混合均匀，然后加入步骤1所得第一混合物，搅拌均匀。

本发明的实施例四为：

一种锂离子电池灭火剂，按重量百分比计由以下组分组成：

10％的十二氟-2-甲基-3-戊酮、20％的氟碳表面活性剂、15％的乙二醇、1％的乙醇、3％的聚丙烯酸、2.5％的黄原胶、余量水；

所述氟碳表面活性剂为：氟化烷基甜菜碱。

上述锂离子电池灭火剂的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1、将十二氟-2-甲基-3-戊酮、乙二醇和乙醇搅拌混合均匀，得到第一混合物；

步骤2、将氟碳表面活性剂、聚丙烯酸、黄原胶和水搅拌混合均匀，然后加入步骤1所得第一混合物，搅拌均匀。

本发明的实施例五为：

一种锂离子电池灭火剂，按重量百分比计包括以下组分：

12％的十二氟-2-甲基-3-戊酮、15％的氟碳表面活性剂、14％的乙二醇、2.5％的乙醇、1.5％的聚丙烯酸、3％的黄原胶、余量水；

所述氟碳表面活性剂为：氟化烷基三甲基甜菜碱。

上述锂离子电池灭火剂的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1、将十二氟-2-甲基-3-戊酮、乙二醇和乙醇搅拌混合均匀，得到第一混合物；

步骤2、将氟碳表面活性剂、聚丙烯酸、黄原胶和水搅拌混合均匀，然后加入步骤1所得第一混合物，搅拌均匀。

流动性测试：

测试实施例一到五的锂离子电池灭火剂在-10℃-50℃的状态，取25ml的泡沫灭火剂分别置于1个离心管和3个锥形瓶中，将装有灭火剂的离心管密封至于-10℃的环境中，然后分别对3个锥形瓶进行加热，加热至灭火剂温度为40℃、45℃和50℃，观察灭火剂的流动性，结果显示，所有样品均处于可流动的状态。

上述试验结果表明本申请提供的锂离子电池灭火剂在常温和较低温状态下，仍然能够保持良好的流动性，在冬季和夏季温度变化比较极端时，仍可以稳定储存。

实验例：

在1.2m x 1.2m x 1.8m的空间内放置支架，在支架上放置12块18650标准锂电池，将12块锂电池并排连接，该空间顶部密封，仅一侧开口；

使用正庚烷引燃锂电池，锂电池自然燃烧90s后，分别使用实施例二和三的灭火剂和自来水进行灭火；

使用实施例二和三的灭火剂和自来水都能扑灭火源，且均未复燃，但灭火时间不同，实施例二和三的灭火时间分别为3s和3.5s，自来水灭火时间为6s，使用自来水扑灭时液体用量大于实施例二和三灭火剂的用量。

表明本申请提供的锂离子电池灭火剂具有冷却降温的能力，能够有效避免火灾的蔓延和复燃，且弥补了水扑灭火源中时间长用水量大的问题。

综上所述，本发明提供的锂离子电池灭火剂，灭火过程中，十二氟-2-甲基-3-戊酮吸热气化，吸收大量的热能，配合喷出的水雾，降低着火处的温度，降低因高温引起的热失控，进而降低了锂电池火灾的复燃概率，该锂离子电池灭火剂中氟碳表面活性剂作为发泡剂作用，产生的稳定的泡沫在对着火点降温后，能够有效覆盖火焰，起到绝缘作用，同时能够有效抑制锂电池燃烧时由泄压面积较小造成内容物飞出的问题，降低新的着火点生成的可能性，抑制锂电池火灾的蔓延；

本发明提供的锂离子电池灭火剂的制备方法，制备方法简单，易于操作，使用的组分安全性高，十二氟-2-甲基-3-戊酮易气化，不会对环境和人体造成危害，不易残留，该锂离子电池灭火剂的制备方法制备所得的锂离子电池灭火剂常温常压下，性质稳定，易于运输与储存。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种锂离子电池灭火剂，其特征在于，按重量百分比计包括以下组分：

10-20％的十二氟-2-甲基-3-戊酮、15-35％的氟碳表面活性剂、10-15％的乙二醇、1-3％的乙醇、0.5-3％的聚丙烯酸、余量水；

所述氟碳表面活性剂为阴离子氟碳表面活性剂、两性氟碳表面活性剂或非离子型氟碳表面活性剂。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池灭火剂，其特征在于，还包括2-4％的黄原胶。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池灭火剂，其特征在于，按重量百分比计包括以下组分：15％的十二氟-2-甲基-3-戊酮、30％的氟碳表面活性剂、10％的乙二醇、3％的乙醇、2％的聚丙烯酸、2％的黄原胶、余量水。

4.一种锂离子电池灭火剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将十二氟-2-甲基-3-戊酮、乙二醇和乙醇搅拌混合均匀，得到第一混合物；

步骤2、将氟碳表面活性剂、聚丙烯酸和水搅拌混合均匀，然后加入步骤1所得第一混合物，搅拌均匀；

其中，所述十二氟-2-甲基-3-戊酮的重量百分比为10-20％，乙二醇的重量百分比为10-15％，乙醇的重量百分比为1-3％，氟碳表面活性剂的重量百分比为15-35％，聚丙烯酸的重量百分比为0.5-3％，余量为水。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池灭火剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将十二氟-2-甲基-3-戊酮、乙二醇和乙醇搅拌混合均匀，得到第一混合物；

步骤2、将氟碳表面活性剂、聚丙烯酸、黄原胶和水搅拌混合均匀，然后加入步骤1所得第一混合物，搅拌均匀；

其中，黄原胶的重量百分比为2-4％。