CN116392760B - 一种锂电池消防介质及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及灭火技术领域，公开了一种锂电池消防介质及其制备方法与应用。本发明提供的锂电池消防介质包括全氟己酮、全氟聚醚油、三氯三氟乙烷、乙二醇，在进行消防时，同时，全氟己酮气化进行初步消防，同时，全氟聚醚油接触到由于全氟己酮气化已初步降温的消防目标，黏温性较大的全氟聚醚油流速降低，包裹黏附在消防目标的表面，助其灭火并防止复燃，乙二醇作为载体同时作为有毒气体的储存体，防止有毒气体直接扩散到空气中，三氯三氟乙烷使液体体系均一，提高消防效果。本发明提供的消防介质为一种能够高效灭火、并有效阻止复燃、同时能防止有害气体扩散的安全高效型锂电池消防介质。
Description
技术领域
本发明涉及灭火技术领域，尤其涉及一种锂电池消防介质及其制备方法与应用。
背景技术
锂离子电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂离子电池具有高能量密度、循环寿命长、环境友好、自放电小等优点而被广泛应用于消费电子、新能源汽车和储能电站等领域。锂离子电池未来依然保持新能源行业支柱产业的地位。近些年，随着锂离子电池在电动汽车、储能等领域的广泛应用，相关火灾、爆炸事故频频发生，尤其是储能锂离子电池领域。
锂离子电池火灾与普通火灾具有较大的不同，其作为能量聚集体，在热失控发生后因电池中心产热引起火灾，用常规通过物理稀释隔绝氧气或切断燃烧链的方法并不能彻底扑灭锂电池火灾，用水扑灭可能会导致短路，引发更大的危险。现有灭火剂如七氟丙烷只能扑灭明火，无法从根本上抑制火灾发生，往往稍后会出现复燃，锂电池反复性复燃对于现有灭火系统是一个巨大的挑战。且锂电池燃烧还会释放出大量有毒气体，例如PF3、PF5、HF以及POF3等，污染环境，危害人体健康。目前，能够高效进行锂电池灭火、并有效阻止锂电池火灾复燃、同时防止有害气体扩散的安全高效型锂电池消防介质的开发，是一大难题。
当前技术下，储能锂离子电池消防介质主要分为气态消防介质和液态消防介质。气态消防介质进行消防主要基于气化吸热降低消防目标温度至燃点以下，或基于某些气态消防介质本身的性质，捕捉燃烧链式反应的自由基，终止火焰传播的链式反应。但是仅仅使用气态消防介质应用于电池消防，无法进行高效灭火，也无法有效地阻止火灾复燃，更不能阻止有害气体扩散。而当前液态消防介质是基于锂离子电池火灾现场用大量水达到消防目的来引用，但是水作为消防介质有其缺点，主要为以下3点：①水作为消防介质与带电锂离子电池内部的锂单质或锂碳合金反应，生成强碱与氢气、氧气；②水作为消防介质主要是通过大量流水带走热量以及稀释化学反应，如果消防水量不够的时候会出现火上浇油效果；③水具有一定的导电性，而储能锂电池系统通常具备800～1000V的高压，在消防过程中容易导致其他安全问题。
因此，在消防技术领域中，仍需开发出一种新的锂电池消防介质，以应对锂电池消防的高要求。
发明内容
为了解决上述现有消防介质消防效果差以及易复燃的技术问题，本发明提供了一种锂电池消防介质及其制备方法与应用。本发明优化出全氟己酮、全氟聚醚油、三氯三氟乙烷、乙二醇的最佳配比，使之相佐相成，形成一种能够高效进行锂电池灭火、并有效阻止锂电池火灾复燃、同时防止有害气体扩散的安全高效型锂电池消防介质。
本发明的具体技术方案为：
一方面，本发明提供了一种锂电池消防介质，按体积份计，包括以下物质：全氟己酮8～12份、全氟聚醚油45～55份、三氯三氟乙烷4～6份、乙二醇35～45份。
在本发明提供的消防介质中，全氟己酮、全氟聚醚油、三氯三氟乙烷、乙二醇之间相互作用，相佐相成，形成了一种能够高效进行锂电池灭火、并有效阻止锂电池火灾复燃、同时防止有害气体扩散的安全高效型锂电池消防介质。
其中，全氟己酮的作用为：①具有不燃烧、沸点低的特性，因此，在消防使用过程中极易气化，其气化过程可在一定程度上降低消防目标的温度；②全氟己酮的气态形式密度比空气大，气化后会有沉降现象，气态全氟己酮沉降在消防目标附近，将消防目标与氧气隔绝开来并将高温的可燃气体与消防目标点隔离开来破坏火焰接触面；③通过捕捉游离基终止火焰传播的链式反应而终止燃烧。全氟聚醚油的作用为：均匀覆盖在消防目标表面，将消防目标包裹以灭火，并起到隔绝氧气及可燃性气体的作用，从材料层级阻断热失控反应，达成不复燃消防目标。三氯三氟乙烷的主要作用为助力于全氟聚醚油的消防作用，具体为：由于全氟聚醚油的粘度大，因而其传输速度慢，往往达不到高效灭火的要求，三氯三氟乙烷的加入，可使全氟聚醚油的粘度降低，并起到全氟聚醚油与乙二醇的助溶作用。乙二醇的主要作用则为消防介质的运输载体及PF3、PF5、HF以及POF3等有毒气体的储存体。
在使用本发明提供的消防介质时，乙二醇承载全氟己酮、全氟聚醚油流经消防目标，全氟己酮气化实现上述全氟己酮①～③方面的作用进行消防作用，体系中的全氟己酮气化的同时，全氟聚醚油接触到由于全氟己酮气化已初步降温的消防目标，黏温性较大的全氟聚醚油流速降低，包裹黏附在消防目标的表面，助其灭火并防止复燃，乙二醇在承载全氟己酮、全氟聚醚油流经消防目标的过程中，可以吸收溶解PF3、PF5、HF以及POF3等有毒气体，防止有毒气体直接扩散到空气中。
在本发明提供的消防介质中，实现消防作用的主体介质为全氟己酮与全氟聚醚油，但在本发明提供的全氟己酮、全氟聚醚油、三氯三氟乙烷、乙二醇中，达到了1+1>2的消防效果，仅用全氟己酮或仅用全氟聚醚油的消防效果均远远差于本发明提供的消防介质体系。本发明中，全氟己酮、全氟聚醚油、三氯三氟乙烷、乙二醇相佐相成以实现高效灭火、有效防止复燃以及防止有害气体扩散，其含量相互影响与制约，因此需要严格控制这4中物质的含量，如果有任何物质含量过多或过少，其消防效果均会大打折扣。具体而言：
(1)关于控制全氟己酮的含量。若消防介质主体中全氟己酮含量占比过大，大量的全氟己酮吸热气化，会消防介质体系的温度降低，进而导致消防介质体系黏度增大，不利于消防介质流动到达在后的消防目标，且随着全氟己酮气化出来，消防介质体系内的物质发生变化，溶液的均一性受到影响，对全氟聚醚油包裹消防目标的均匀性产生影响。若消防介质主体中全氟己酮含量占比过小，初步降温效果不明显，对消防介质体系增黏效果不明显，消防介质体系流动过快，会造成全氟聚醚油包裹消防目标不均匀或来不及沉降包裹。
(2)关于控制全氟聚醚油的含量。若消防介质中全氟聚醚油含量占比过大，首先会导致消防介质体系黏度过大，不利于消防介质流动，其次是无法形成均匀溶液体系，不利于全氟聚醚油包裹消防目标的均匀性，消防效果差，无法达到阻止复燃的作用。若消防介质中全氟聚醚油含量占比过小，会造成全氟聚醚油沉降包裹消防目标不完全或不均匀，无法阻止消防目标复燃。
(3)关于控制三氯三氟乙烷的含量。三氯三氟乙烷的主要作用为降低消防体系的粘度以及使体系形成均匀的溶液体系。若消防介质中三氯三氟乙烷含量占比过大，会相对性地降低了消防主体的含量，实质用于消防的物质含量变低，消防效果变差，同时，若过多，消防介质体系粘度低，流动过快，会造成全氟聚醚油包裹消防目标不均匀或来不及沉降包裹。但若消防介质中三氯三氟乙烷含量占比过小，无法形成均一的液体体系，全氟聚醚油包裹消防目标不均匀，阻止消防目标复燃效果明显变差。
(4)关于控制乙二醇的含量。乙二醇的主要作用是消防介质的运输载体及有毒气体的储存体。若消防介质中乙二醇含量占比过大，会相对性地降低了消防主体的含量，实质用于消防的物质含量变低，消防效果变差，同时，若过多，无法形成均一的液体体系，全氟聚醚油包裹消防目标会不均匀进而导致阻止消防目标复燃效果变差。若消防介质中乙二醇含量占比过小，消防介质流动传输速度慢，并且随着全氟己酮气化，粘度降低，更加不利于消防介质流动到达在后的消防目标，整体消防效果下降，同时，若过少，对形成均一的液体体系同样会造成影响。
另一方面，本发明提供了一种锂电池消防介质的制备方法，包括以下步骤：
(1)取全氟己酮、全氟聚醚油混合均匀，得到消防主体液；
(2)取三氯三氟乙烷与乙二醇混合均匀，得到消防助剂；
(3)在高速剪切状态下，将消防主体液加入消防助剂中，分散均匀得到所述锂电池消防介质。
本发明提供的制备方法先经由全氟己酮与全氟聚醚油混合为消防主体液、三氯三氟乙烷与乙二醇混合得消防助剂，然后将消防主体液与消防助剂高速剪切混合得到均一的液体体系，即为本发明所述消防介质。主体消防液的粘度较大，不宜将全氟己酮、全氟聚醚油、三氯三氟乙烷与乙二醇直接混合。先将全氟己酮、全氟聚醚油在低速机械搅拌中混匀得到消防主体液，然后在高速剪切作用下，加入消防助剂中继续高速剪切，才能最终形成均一的消防介质。
作为本发明上述技术方案的优选，所述全氟己酮、全氟聚醚油、三氯三氟乙烷、乙二醇的体积比为8～12:45～55:4～6:35～45。
作为本发明上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述高速剪切的速率为3500～6000rpm。
作为本发明上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述高速剪切的时间为15～20min。
作为本发明上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述混合均匀的方法为机械搅拌。进一步优选，所述机械搅拌的速度为500～800rpm，时间为20～40min。
主体消防液的粘度较大，在500～800rpm较低速度的机械搅拌下，全氟己酮与全氟聚醚油的混合效果更好。
作为本发明上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述混合均匀的方法为：在1000～1500rpm的搅拌速度下搅拌10～20min。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
(1)本发明提供的消防介质兼容液态消防介质与气态消防介质的特性，并达成了不同组分配合的最优化及组分配比的最优化，最终达到高效消防及以及不复燃的目标，同时能控制有毒气体的直接扩散；
(2)本发明提供的消防介质较现有的液态消防介质，不会引发其他安全问题，是安全高效的消防介质；
(3)本发明提供的消防介质成分简单、其制备方法简便。
附图说明
图1为本发明用储能锂离子电池实验插箱示意图；
图2为以本发明实施例1制备得到的消防介质作为锂离子电池热失控加热实验的消防介质的实验检测图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
(1)按体积份计，将8份全氟己酮加入50份全氟聚醚油中，600rpm机械搅拌混合3min，得到均匀的消防主体液。
(2)按体积份计，将5份三氯三氟乙烷加入40份乙二醇中，在1200rpm的搅拌速度下搅拌15min，得到均匀消防助剂。
(3)设置剪切速度为4000rpm，高速剪切步骤(2)得到的消防助剂，然后将步骤(1)得到的消防主体液加入其中，继续4000rpm剪切18min，得到锂电池消防介质，为均一的液体体系。
实施例2
(1)按体积份计，将10份全氟己酮加入50份全氟聚醚油中，600rpm机械搅拌混合3min，得到均匀的消防主体液。
(2)按体积份计，将5份三氯三氟乙烷加入40份乙二醇中，在1200rpm的搅拌速度下搅拌15min，得到均匀消防助剂。
(3)设置剪切速度为4000rpm，高速剪切步骤(2)得到的消防助剂，然后将步骤(1)得到的消防主体液加入其中，继续4000rpm剪切18min，得到锂电池消防介质，为均一的液体体系。
实施例3
(1)按体积份计，将12份全氟己酮加入50份全氟聚醚油中，600rpm机械搅拌混合3min，得到均匀的消防主体液。
(2)按体积份计，将5份三氯三氟乙烷加入40份乙二醇中，在1200rpm的搅拌速度下搅拌15min，得到均匀消防助剂。
(3)设置剪切速度为4000rpm，高速剪切步骤(2)得到的消防助剂，然后将步骤(1)得到的消防主体液加入其中，继续4000rpm剪切18min，得到锂电池消防介质，为均一的液体体系。
实施例4
(1)按体积份计，将10份全氟己酮加入45份全氟聚醚油中，500rpm机械搅拌混合40min，得到均匀的消防主体液。
(2)按体积份计，将4份三氯三氟乙烷加入35份乙二醇中，在1000rpm的搅拌速度下搅拌20min，得到均匀消防助剂。
(3)设置剪切速度为3500rpm，高速剪切步骤(2)得到的消防助剂，然后将步骤(1)得到的消防主体液加入其中，继续3500rpm剪切20min，得到锂电池消防介质，为均一的液体体系。
实施例5
(1)按体积份计，将10份全氟己酮加入50份全氟聚醚油中，500rpm机械搅拌混合40min，得到均匀的消防主体液。
(2)按体积份计，将4份三氯三氟乙烷加入35份乙二醇中，在1000rpm的搅拌速度下搅拌20min，得到均匀消防助剂。
(3)设置剪切速度为3500rpm，高速剪切步骤(2)得到的消防助剂，然后将步骤(1)得到的消防主体液加入其中，继续3500rpm剪切20min，得到锂电池消防介质，为均一的液体体系。
实施例6
(1)按体积份计，将10份全氟己酮加入55份全氟聚醚油中，500rpm机械搅拌混合40min，得到均匀的消防主体液。
(2)按体积份计，将4份三氯三氟乙烷加入35份乙二醇中，在1000rpm的搅拌速度下搅拌20min，得到均匀消防助剂。
(3)设置剪切速度为3500rpm，高速剪切步骤(2)得到的消防助剂，然后将步骤(1)得到的消防主体液加入其中，继续3500rpm剪切20min，得到锂电池消防介质，为均一的液体体系。
实施例7
(1)按体积份计，将10份全氟己酮加入50份全氟聚醚油中，800rpm机械搅拌混合20min，得到均匀的消防主体液。
(2)按体积份计，将4份三氯三氟乙烷加入40份乙二醇中，在1500rpm的搅拌速度下搅拌10min，得到均匀消防助剂。
(3)设置剪切速度为6000rpm，高速剪切步骤(2)得到的消防助剂，然后将步骤(1)得到的消防主体液加入其中，继续6000rpm剪切15min，得到锂电池消防介质，为均一的液体体系。
实施例8
(1)按体积份计，将10份全氟己酮加入50份全氟聚醚油中，800rpm机械搅拌混合20min，得到均匀的消防主体液。
(2)按体积份计，将5份三氯三氟乙烷加入40份乙二醇中，在1500rpm的搅拌速度下搅拌10min，得到均匀消防助剂。
(3)设置剪切速度为6000rpm，高速剪切步骤(2)得到的消防助剂，然后将步骤(1)得到的消防主体液加入其中，继续6000rpm剪切15min，得到锂电池消防介质，为均一的液体体系。
实施例9
(1)按体积份计，将10份全氟己酮加入50份全氟聚醚油中，800rpm机械搅拌混合20min，得到均匀的消防主体液。
(2)按体积份计，将6份三氯三氟乙烷加入40份乙二醇中，在1500rpm的搅拌速度下搅拌10min，得到均匀消防助剂。
(3)设置剪切速度为6000rpm，高速剪切步骤(2)得到的消防助剂，然后将步骤(1)得到的消防主体液加入其中，继续6000rpm剪切15min，得到锂电池消防介质，为均一的液体体系。
实施例10
(1)按体积份计，将10份全氟己酮加入50份全氟聚醚油中，600rpm机械搅拌混合3min，得到均匀的消防主体液。
(2)按体积份计，将5份三氯三氟乙烷加入35份乙二醇中，在1200rpm的搅拌速度下搅拌15min，得到均匀消防助剂。
(3)设置剪切速度为4000rpm，高速剪切步骤(2)得到的消防助剂，然后将步骤(1)得到的消防主体液加入其中，继续4000rpm剪切18min，得到锂电池消防介质，为均一的液体体系。
实施例11
(1)按体积份计，将10份全氟己酮加入50份全氟聚醚油中，600rpm机械搅拌混合3min，得到均匀的消防主体液。
(2)按体积份计，将5份三氯三氟乙烷加入45份乙二醇中，在1200rpm的搅拌速度下搅拌15min，得到均匀消防助剂。
(3)设置剪切速度为4000rpm，高速剪切步骤(2)得到的消防助剂，然后将步骤(1)得到的消防主体液加入其中，继续4000rpm剪切18min，得到锂电池消防介质，为均一的液体体系。
对比例1(与实施例1的主要区别在于：全氟己酮含量为14份)
(1)按体积份计，将14份全氟己酮加入50份全氟聚醚油中，600rpm机械搅拌混合3min，得到均匀的消防主体液。
(2)按体积份计，将5份三氯三氟乙烷加入40份乙二醇中，在1200rpm的搅拌速度下搅拌15min，得到均匀消防助剂。
(3)设置剪切速度为4000rpm，高速剪切步骤(2)得到的消防助剂，然后将步骤(1)得到的消防主体液加入其中，继续4000rpm剪切18min，得到锂电池消防介质。
对比例2(与实施例1的主要区别在于：全氟己酮含量为6份)
(1)按体积份计，将6份全氟己酮加入50份全氟聚醚油中，600rpm机械搅拌混合3min，得到均匀的消防主体液。
(2)按体积份计，将5份三氯三氟乙烷加入40份乙二醇中，在1200rpm的搅拌速度下搅拌15min，得到均匀消防助剂。
(3)设置剪切速度为4000rpm，高速剪切步骤(2)得到的消防助剂，然后将步骤(1)得到的消防主体液加入其中，继续4000rpm剪切18min，得到锂电池消防介质。
对比例3(与实施例4的主要区别在于：全氟聚醚油含量为60份)
(1)按体积份计，将10份全氟己酮加入60份全氟聚醚油中，500rpm机械搅拌混合40min，得到均匀的消防主体液。
(2)按体积份计，将4份三氯三氟乙烷加入35份乙二醇中，在1000rpm的搅拌速度下搅拌20min，得到均匀消防助剂。
(3)设置剪切速度为3500rpm，高速剪切步骤(2)得到的消防助剂，然后将步骤(1)得到的消防主体液加入其中，继续3500rpm剪切20min，得到锂电池消防介质。
对比例4(与实施例4的主要区别在于：全氟聚醚油含量为40份)
(1)按体积份计，将10份全氟己酮加入40份全氟聚醚油中，500rpm机械搅拌混合40min，得到均匀的消防主体液。
(2)按体积份计，将4份三氯三氟乙烷加入35份乙二醇中，在1000rpm的搅拌速度下搅拌20min，得到均匀消防助剂。
(3)设置剪切速度为3500rpm，高速剪切步骤(2)得到的消防助剂，然后将步骤(1)得到的消防主体液加入其中，继续3500rpm剪切20min，得到锂电池消防介质。
对比例5(与实施例7的主要区别在于：三氯三氟乙烷含量为7份)
(1)按体积份计，将10份全氟己酮加入50份全氟聚醚油中，800rpm机械搅拌混合20min，得到均匀的消防主体液。
(2)按体积份计，将7份三氯三氟乙烷加入40份乙二醇中，在1500rpm的搅拌速度下搅拌10min，得到均匀消防助剂。
(3)设置剪切速度为6000rpm，高速剪切步骤(2)得到的消防助剂，然后将步骤(1)得到的消防主体液加入其中，继续6000rpm剪切15min，得到锂电池消防介质，为均一的液体体系。
对比例6(与实施例7的主要区别在于：三氯三氟乙烷含量为3份)
(1)按体积份计，将10份全氟己酮加入50份全氟聚醚油中，800rpm机械搅拌混合20min，得到均匀的消防主体液。
(2)按体积份计，将3份三氯三氟乙烷加入40份乙二醇中，在1500rpm的搅拌速度下搅拌10min，得到均匀消防助剂。
(3)设置剪切速度为6000rpm，高速剪切步骤(2)得到的消防助剂，然后将步骤(1)得到的消防主体液加入其中，继续6000rpm剪切15min，得到锂电池消防介质。
对比例7(与实施例9的主要区别在于：乙二醇含量为50份)
(1)按体积份计，将10份全氟己酮加入50份全氟聚醚油中，800rpm机械搅拌混合20min，得到均匀的消防主体液。
(2)按体积份计，将6份三氯三氟乙烷加入50份乙二醇中，在1500rpm的搅拌速度下搅拌10min，得到均匀消防助剂。
(3)设置剪切速度为6000rpm，高速剪切步骤(2)得到的消防助剂，然后将步骤(1)得到的消防主体液加入其中，继续6000rpm剪切15min，得到锂电池消防介质。
对比例8(与实施例9的主要区别在于：乙二醇含量为30份)
(1)按体积份计，将10份全氟己酮加入50份全氟聚醚油中，800rpm机械搅拌混合20min，得到均匀的消防主体液。
(2)按体积份计，将6份三氯三氟乙烷加入30份乙二醇中，在1500rpm的搅拌速度下搅拌10min，得到均匀消防助剂。
(3)设置剪切速度为6000rpm，高速剪切步骤(2)得到的消防助剂，然后将步骤(1)得到的消防主体液加入其中，继续6000rpm剪切15min，得到锂电池消防介质。
对比例9(与实施例1的主要区别在于：全氟己酮、全氟聚醚油、三氯三氟乙烷与乙二醇直接混合)
设置剪切速度为4000rpm，按体积份计，将8份全氟己酮、50份全氟聚醚油、5份三氯三氟乙烷、40份乙二醇混合，继续4000rpm剪切18min，得到锂电池消防介质。
对比例10(与实施例1的主要区别在于：直接将103份全氟己酮作为锂电池消防介质)取103份全氟己酮作为锂电池消防介质。
对比例11(与实施例1的主要区别在于：取103份全氟聚醚油作为锂电池消防介质)取103份全氟聚醚油作为锂电池消防介质。
性能测试
实施例1～11及对比例1～9制备得到的锂电池消防介质组分及其含量(按体积份计)见表1。
表1
取实施例1～11及对比例1～9制备得到的锂电池消防介质进行消防性能的评价与表征。具体方法为：如图1所示，为本发明用储能锂离子电池实验插箱，在插箱内选择四周被环绕的锂离子电池即中部靠边缘锂离子电池作为热失控加热实验主体，对锂离子热失控加热实验主体进行加热，监测加热实验主体的电压及温度；由于电芯大面散热比窄面更快，因此同步监测热失控锂离子电池及其大面前后两个锂离子电池的电压及温度；同时，加热实验后对注入储能锂离子电池实验插箱的消防介质进行含磷量的检测。
实施例1的检测过程图如图2所示。由图2可知，对锂离子电池进行热失控加热实验，对加热主体锂离子电池加热至1446s、锂离子电池温度为42℃时防爆阀打开，1631s、锂离子电池温度为64℃时起明火，1670s、锂离子电池温度为72℃时开始注入液态消防介质，1876s时消防介质注满储能锂离子电池插箱，过程中最高温度升至88℃，而消防介质注满后温度降至40℃以下，注满3000s电芯温度降至常温，在后续观察中未复燃。实验过程中热失控锂离子电池前后被监测的锂离子电池最大温度未超过50℃，电压未出现变化。
消防性能测试结果见表2。其中，起火温度表示对锂离子电池进行热失控加热实验加热过程种实验主体锂离子电池起明火的温度，注入时间表示开始注入消防介质的时间，注满时间表示开始消防介质注满储能锂离子电池插箱的时间，锂离子电池最高温度表示加热实验过程中实验主体锂离子电池的最高温度，前后锂离子电池最高温度表示加热实验过程中实验主体前后锂离子电池的最高温度，复燃情况记录实验过程中监测到的复燃情况，电压状态记录监测到的电压的情况，含磷量记录实验后消防介质中吸收的含磷物质的量。
表2
对表2进行数据分析，可知：
①由实施例1～11的实验数据可知，本发明提供的锂电池消防介质能够高效进行锂电池灭火、并有效阻止锂电池火灾复燃，同时可在一定程度上吸收含磷气体。
②对比例1～2与实施例1～3的区别在于全氟己酮含量不在8～12份范围内，其含量过多或过少。由实施例1～3及对比例1～2的数据对比分析可知，全氟己酮含量会影响全氟聚醚油阻止复燃的效果，过多或过少均发生了复燃现象，同时全氟己酮含量占比过多会导致消防介质注满时间增大。进一步分析其原因，若消防介质主体中全氟己酮含量占比过大，大量的全氟己酮吸热气化，会消防介质体系的温度降低，进而导致消防介质体系黏度增大，不利于消防介质流动到达在后的消防目标，且随着全氟己酮气化出来，消防介质体系内的物质发生变化，溶液的均一性受到影响，对全氟聚醚油包裹消防目标的均匀性产生影响。若消防介质主体中全氟己酮含量占比过小，初步降温效果不明显，对消防介质体系增黏效果不明显，消防介质体系流动过快，会造成全氟聚醚油包裹消防目标不均匀或来不及沉降包裹。
③对比例3～4与实施例4～6的区别在于全氟聚醚油含量不在45～55份范围内，其含量过多或过少。由实施例4～6及对比例3～4的数据对比分析可知，全氟聚醚油含量会对消防介质注满时间及阻止复燃的效果产生影响，过多过少均会发生复燃现象。进一步分析其原因，若消防介质中全氟聚醚油含量占比过大，首先会导致消防介质体系黏度过大，不利于消防介质流动，其次是无法形成均匀溶液体系，不利于全氟聚醚油包裹消防目标的均匀性，消防效果差，无法达到阻止复燃的作用。若消防介质中全氟聚醚油含量占比过小，会造成全氟聚醚油沉降包裹消防目标不完全或不均匀，无法阻止消防目标复燃。
④对比例5～6与实施例7～9的区别在于三氯三氟乙烷含量不在4～6份范围内，其含量过多或过少。由实施例7～9及对比例5～6的数据对比分析可知，三氯三氟乙烷含量过少时，注满时间变长，过多时无变化，三氯三氟乙烷在体系中的作用之一为全氟己酮、全氟聚醚油与乙二醇之间的助溶作用，说明三氯三氟乙烷含量过少无法使体系形成均一的液体体系，造成注满时间变长，消防效果变差。同时，三氯三氟乙烷也会影响消防介质阻止复燃的效果。
⑤对比例7～8与实施例2、10～11的区别在于乙二醇含量不在35～45份范围内，其含量过多或过少。由实施例2、10～11及对比例7～8的数据对比分析可知，乙二醇过多过少均会影响注满时间及阻止复燃效果，进一步分析其原因，乙二醇作为消防介质的运输载体，若消防介质中乙二醇含量占比过大，会相对性地降低了消防主体的含量，实质用于消防的物质含量变低，消防效果变差，同时，若过多，无法形成均一的液体体系，全氟聚醚油包裹消防目标会不均匀进而导致阻止消防目标复燃效果变差。若消防介质中乙二醇含量占比过小，消防介质流动传输速度慢，并且随着全氟己酮气化，粘度降低，更加不利于消防介质流动到达在后的消防目标，整体消防效果下降，同时，若过少，对形成均一的液体体系同样会造成影响。
⑥对比例9与实施例1的主要区别在于制备过程中全氟己酮、全氟聚醚油、三氯三氟乙烷与乙二醇直接混合。由实施例1与对比例9的数据对比分析可知，将全氟己酮、全氟聚醚油、三氯三氟乙烷与乙二醇直接混合制备得到的消防介质注满时间边长，流速变慢，同时存在复燃现象。
⑦由对比例10～11的数据可知，仅用全氟己酮或仅用全氟聚醚油的消防效果均远远差于本发明提供的消防介质体系。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (8)
1.一种锂电池消防介质，其特征在于：按体积份计，包括以下物质：全氟己酮8~12份、全氟聚醚油45~55份、三氯三氟乙烷4~6份、乙二醇35~45份；
所述的锂电池消防介质的制备方法，包括以下步骤：
（1）取全氟己酮、全氟聚醚油混合均匀，得到消防主体液；
（2）取三氯三氟乙烷与乙二醇混合均匀，得到消防助剂；
（3）在高速剪切状态下，将消防主体液加入消防助剂中，分散均匀得到所述锂电池消防介质。
2.如权利要求1所述的锂电池消防介质，其特征在于：步骤（3）中，所述高速剪切的速率为3500~6000rpm。
3.如权利要求1或2所述的锂电池消防介质，其特征在于：步骤（3）中，所述高速剪切的时间为15~20min。
4.如权利要求1所述的锂电池消防介质，其特征在于：步骤（1）中，所述混合均匀的方法为机械搅拌。
5.如权利要求4所述的锂电池消防介质，其特征在于：所述机械搅拌的速度为500~800rpm。
6.如权利要求4或5所述的锂电池消防介质，其特征在于：所述机械搅拌的时间为20~40min。
7.如权利要求1所述的锂电池消防介质，其特征在于：步骤（2）中，所述混合均匀的方法为：在1000~1500 rpm的搅拌速度下搅拌10~20min。
8.如权利要求1~7任一项所述的锂电池消防介质在锂离子电池消防中的应用。
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