锂离子电池电力储能系统消防安全现状分析
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李首顶, 李艳, 田杰, 赵宇明, 杨敏, 罗俊, 曹元成, 程时杰
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Current status and emerging trends in the safety of Li-ion battery energy storage for power grid applications
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Shouding LI, Yan LI, Jie TIAN, Yuming ZHAO, Min YANG, Jun LUO, Yuancheng CAO, Shijie CHENG
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表2 不同类型灭火剂的灭火原理及优缺点
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Table 2 Principles and characteristics of different types of fire extinguishing agents
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| 灭火剂种类 | 常用灭火剂名称 | 灭火机理 | 优缺点 | 实验论证 | 参考文献 |
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| 气体灭火剂 | 卤代烷1301、哈龙1211 | 销毁燃烧过程中产生的游离基，形成稳定分子或低活性游离基 | 降温效果有限，无法抑制锂离子电池的复燃。对臭氧层破坏，已在我国全面禁止使用。 | 美国联邦航天局( FAA) | [33,35,37] | | CO2、 IG-541、IG-100 | 稀释燃烧区外的空气，窒息灭火 | 灭火效果较差，出现复燃，对金属设备具冷激效应(即对高热设备元件具破坏性)，同时对火灾场景密封环境要求高，不环保 | 公安部天津消防所、中国船级社武汉规范研究所 | [32,33] | | 洁净气体灭火剂如：HFC-227ea / FM-200(七氟丙烷)、HFC-236fa (六氟丙烷)、Novec 1230、ZF2088 | 分子汽化迅速冷却火焰温度，窒息并化学抑制 | 无冷刺激效应，不造成被保护设备的二次损坏。燃烧初期有大量氟化氢等毒性气体生产，需要考虑灭火剂浓度设置。 | 中国科学技术大学火灾国家实验室 | [31,35] | | 水基灭火剂 | 水、AF-31、AF-32、A-B-D灭火剂 | 瞬间蒸发火场大量热量，表面形成水膜，隔氧降温，双重作用 | 降温灭火效果明显，成本低廉且环境友好，但耗水量大，扑救时间长。喷雾强度为2.0 L/(min·m2)，安装高度为2.4 m条件下，细水雾灭火系统无效。 | 美国联邦航天局(FAA)公安部天津消防所、德国机动车监督协会( DEKRE)、英国民航局(CAA) | [32,34] | | 水成膜泡沫灭火剂 | 特定发泡剂与稳定剂，强化窒息作用 | 3%水成膜泡沫灭火剂无法解决电池复燃问题 | 公安部天津消防所 | | 干粉灭火剂 | 超细干粉(磷酸铵盐、氯化钠、硫酸铵) | 化学抑制或隔离窒息灭火 | 微颗粒、严重残留物、湿度大、对设备具腐蚀性。干粉灭火剂对锂电池火灾几乎没有效果。 | 公安部天津消防所、中国船级社武汉规范研究所 | [32] | | 气溶胶灭火剂 | 固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系(混合金属盐、二氧化碳、氮气) | 氧化还原反应大量产生烟雾窒息 | 亚纳米微颗粒(霾)，金属盐、具残留物、对设备具腐蚀性及产高热性损坏,伴有大量烟气，污染周围环境。与水基灭火剂结合使用可有效提高锂电池火灾扑救效率，减少耗水量。 | 德国机动车监督协会(DEKRE) | [32,37] |
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