CN113262420A - 一种针对锂电池的灭火剂及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种针对锂电池的灭火剂及其制备方法和用途、由其形成的贮压式灭火器。本发明中所述的针对锂电池的灭火剂包括如下重量份的原料组分：粘土30～50重量份、发泡剂2～6重量份和水35～70重量份。本发明中的针对锂电池的灭火剂能迅速覆盖燃烧区的明火，隔绝氧气，抑制制热失控反应，阻断燃烧反应；由这种灭火剂填充形成的贮压式灭火器，采用驱动气体提供动力源，有助于灭火剂的喷射；本申请中的针对锂电池的灭火器在锂电池着火燃烧时能够达到快速扑灭明火，降低复燃风险的目的。

Description

一种针对锂电池的灭火剂及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及灭火剂领域，特别是涉及一种针对锂电池的灭火剂及其制备方法和用途。
背景技术
现有的干粉灭火剂、水基灭火剂、二氧化碳灭火剂、七氟丙烷灭火剂、气溶胶灭火剂以及全氟己酮灭火剂等灭火剂的灭火原理主要是降温、稀氧、抑制燃烧过程化学反应中的一种或任意多种的组合。而锂电池火灾是以C类深火为主复合型火灾(C类火、E类火、B类)。现有的灭火剂能够短时扑灭锂离子电池火灾产生的明火，但由于锂离子电池热失控反应能够持续产生可燃气体、氧气和热量，传统的灭火剂无法从源头上打断燃烧，复燃风险高。
国内外机构进行过试验干粉灭火剂、基灭火剂、二氧化碳灭火剂、七氟丙烷灭火剂、气溶胶灭火剂以及全氟己酮灭火剂均不能扑灭锂电池类火灾。七氟丙烷灭火剂、全氟己酮灭火剂只适用于封闭空间锂电池火灾，而对于开放空间的锂电池火灾并未有简单有效的灭火消防器材。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种针对锂电池的灭火剂及其制备方法和用途及由其形成的贮压式灭火器，用于解决现有技术中的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过包括以下技术方案获得的。
本发明提供一种针对锂电池的灭火剂，所述针对锂电池的灭火剂包括如下重量份的原料组分：
粘土 30～50重量份
发泡剂 2～6重量份
水 35～70重量份。
优选地，以粘土、发泡剂和水的总质量为基准计，还包括0.5～1wt％的乙二醇。
根据上述所述的针对锂电池的灭火剂，所述粘土可以为30～35重量份、35～40重量份、40～45重量份或45～50重量份。优选地，所述粘土为30～40重量份。
根据上述所述的针对锂电池的灭火剂，为了使得粘土能够分散混合均匀，并且在一定的消防贮压式灭火器的压力作用下，能够很好的喷射出并在空气中分散开来，就要很好的控制粘土的粒径，及其粒径分布，采用粒径过大的粘土颗粒形成的灭火剂无法有效起到灭火效果，采用粒径过小的粘土颗粒，会大大的增加生产成本。更优选地，所述粘土的粒径为200～700目，更优选地，所述粘土的粒径为500～600目。
更优选地，所述粘土过500目网筛的累计筛余率为0。更优选地，所述粘土过600目网筛的累计筛余率为100wt％。
根据上述所述的针对锂电池的灭火剂，所述发泡剂为选自十二烷基硫酸钠和松醇油的一种或两种。
根据上述所述的针对锂电池的灭火剂，所述发泡剂为十二烷基磺酸钠、松醇油的混合物，其中，十二烷基磺酸钠、松醇油的质量比为1：(1～3)。
本申请中的灭火剂可用于高寒环境，避免冻结。优选地，以粘土、发泡剂和水的总质量为基准计，所述原料组分还包括0.8～1wt％的乙二醇。少量乙二醇的加入不仅能够使得发泡剂和粘土能够更好的混合分散，而且能够起到很好的防冻作用。
优选地，以粘土、发泡剂和水的总质量为基准计，所述原料组分还包括1～3wt％的硅油。硅油能够帮助粘土和发泡剂进行的混合分散，在使用阶段，能够辅助发泡，从而形成致密的粘土气溶胶隔离层，达到灭火作用。
本发明还提供了一种如上述所述的针对锂电池的灭火剂的制备方法，包括如下步骤：
将粘土与水混合，然后加入其他原料组分混合。
本发明还公开了如上述所述的针对锂电池的灭火剂用于对锂电池起火进行灭火的用途。
本发明还提供了一种针对锂电池的贮压式灭火器，所述贮压式灭火器填充有如上述所述的灭火剂。
本发明中的针对锂电池的灭火剂能迅速覆盖燃烧区的明火，隔绝氧气，抑制制热失控反应，阻断燃烧反应；由这种灭火剂填充形成的贮压式灭火器，采用驱动气体提供动力源，有助于灭火剂的喷射。本申请中的针对锂电池的灭火器在锂电池着火燃烧时能够达到快速扑灭明火，降低复燃风险的目的。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
由于现有技术中，锂电的安全问题一直备受关注，而在使用阶段，对锂电池的不当处理也可能导致其受到挤压或者挤破损坏，由此，可能导致电解质材料的泄露或短路。这些情况可能会导致热失控并发生火灾或者爆炸。由于含有可燃电解液，锂离子电池在火灾中存在几种独特的火灾危险。
由此，申请人提供一种采用物理隔离和冷却的方法，主要是采用细颗粒的粘土和发泡剂形成一种消防贮压式灭火器，在使用时，形成粘土气溶胶，以对燃烧处有效覆盖。
具体来说，申请人提供一种针对锂电池的灭火剂，所述针对锂电池的灭火剂包括如下重量份的原料组分：
粘土 30～50重量份
发泡剂 2～6重量份
水 35～70重量份。
优选地，以粘土、发泡剂和水的总质量为基准计，还包括0.5～1wt％的乙二醇。本申请中的灭火剂可用于高寒环境，避免冻结。优选地，以粘土、发泡剂和水的总质量为基准计，所述原料组分还包括0.5～1wt％的乙二醇。少量乙二醇的加入不仅能够使得发泡剂和粘土能够更好的混合分散，而且能够起到很好的防冻作用。
根据上述所述的针对锂电池的灭火剂，所述粘土可以为30～35重量份、35～40重量份、40～45重量份或45～50重量份。优选地，所述粘土为30～40重量份。
根据上述所述的针对锂电池的灭火剂，为了使得粘土能够分散混合均匀，并且在一定的消防贮压式灭火器的压力作用下，能够很好的喷射出并在空气中分散开来，就要很好的控制粘土的粒径，及其粒径分布，采用粒径过大的粘土颗粒形成的灭火剂无法有效起到灭火效果，采用粒径过小的粘土颗粒，会大大的增加生产成本。更优选地，所述粘土的粒径为200～700目，更优选地，所述粘土的粒径为500～600目。
更优选地，所述粘土过500目网筛的累计筛余率为0。更优选地，所述粘土过600目网筛的累计筛余率为100wt％。
根据上述所述的针对锂电池的灭火剂，所述发泡剂为选自十二烷基硫酸钠和松醇油的一种或两种。
根据上述所述的针对锂电池的灭火剂，所述发泡剂为十二烷基磺酸钠、松醇油的混合物，其中，十二烷基磺酸钠、松醇油的质量比为1：(1～3)。
优选地，以粘土、发泡剂和水的总质量为基准计，所述原料组分还包括1～3wt％的硅油。硅油能够帮助粘土和发泡剂进行的混合分散，在使用阶段，能够辅助发泡，从而形成致密的粘土气溶胶隔离层，达到灭火作用。
本发明还提供了一种如上述所述的针对锂电池的灭火剂的制备方法，包括如下步骤：
将粘土与水混合，然后加入其他原料组分混合。
本发明还公开了如上述所述的针对锂电池的灭火剂用于对锂电池起火进行灭火的用途。
本发明还提供了一种针对锂电池的贮压式灭火器，所述贮压式灭火器填充有如上述所述的灭火剂。
下述实施例和对比例是对本申请中技术方案及其技术效果进行进一步解释和说明。
本申请实施例中的粘土均采用颗粒度在500～600目之间的粘土，所述粘土过500目网筛的累计筛余率为0，所述粘土过600目网筛的累计筛余率为100wt％。。
将本申请实施例1～5和对比例1～3中形成的针对锂电池的灭火材料封装于灭火容器中形成贮压式灭火器，每次充装1kg，加压1.2MPa。
采用这些灭火器分别进行如下灭火模拟实验，实验结果如表1所示。
对电瓶车的锂电池的着火进行喷施，采用3块3.7V电池，喷施距离不超过700mm。
表1
Figure BDA0003088891800000041
表2是实施例1的对比例，其各原料组分的使用量具体如表所示。
Figure BDA0003088891800000051
由表上可以看出，在本申请所处季节，不添加硅油和乙二醇，会导致灭火器喷施锂电池时灭火时间延长，并且有复燃可能性，这是由于粘土和发泡剂的混合并不均匀导致，同样在灭火器压力下，难以有效形成粘土气溶胶隔离层；而不添加硅油对灭火并没有特别大影响，但在某些比例下，由于硅油的加入会大大保证发泡量从而保证灭火效果；对比例3可以看出硅油量的增加对于灭火并没有太大影响，
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种针对锂电池的灭火剂，其特征在于，所述锂电池灭火剂包括如下重量份的原料组分：
粘土 30～50重量份
发泡剂 2～6重量份
水 35～70重量份。
2.根据权利要求1所述的针对锂电池的灭火剂，其特征在于，所述粘土的粒径小于35μm。
3.根据权利要求1所述的针对锂电池的灭火剂，其特征在于，所述粘土的粒径为200～700目。
4.根据权利要求1所述的针对锂电池的灭火剂，其特征在于，以粘土、发泡剂和水的总质量为基准计，所述原料组分还包括1～3wt％的硅油。
5.根据权利要求1所述的针对锂电池的灭火剂，其特征在于，所述发泡剂为选自十二烷基硫酸钠和松醇油中的一种或两种。
6.根据权利要求5所述的针对锂电池的灭火剂，其特征在于，所述发泡剂为十二烷基磺酸钠和松醇油的混合物，其中，十二烷基磺酸钠和松醇油的质量比为1：(1～3)。
7.根据权利要求1所述的针对锂电池的灭火剂，其特征在于，以粘土、发泡剂和水的总质量为基准计，所述原料组分还包括0.5～1wt％的乙二醇。
8.一种如权利要求1～7任一项所述的针对锂电池的灭火剂的制备方法，包括如下步骤：
1)将粘土与水混合；
2)然后加入其他原料组分再混合。
9.一种如权利要求1～7任一项所述的针对锂电池的灭火剂用于对锂电池起火进行灭火的用途。
10.一种针对锂电池的贮压式灭火器，其特征在于，所述贮压式灭火器填充有如权利要求1～7任一项所述的灭火剂。
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