锂电池存储细水雾灭火系统
时间：2023-10-30
细水雾灭火系统
细水雾的灭火机理主要是吸热冷却、隔氧室呼吸、辐射热阻隔和润湿。当锂电池发生火灾时，细水雾喷嘴瞬间喷射出来，直接作用于火焰表面，迅速达到隔氧室的效果，从而抑制火焰的燃烧。同时，细水雾滴的粒径为1 000um，而传统喷水灭火系统的液滴尺寸为5 000um左右。细水雾受热后易汽化。这个蒸发过程将带走大量的热量，从而迅速冷却火灾区域。在实验室规模的锂电池火灾中，细水雾灭火系统表现出优异的电池冷却和防止再燃效果。研究发现，在细水雾系统中添加表面活性剂和凝胶也可以有效减少灭火和冷却相邻模块所需的水量。虽然细水雾灭火系统存在一些已知的缺点，比如在使用过程中会产生有害气体，但是在实验室级火灾中理想的灭火效果促使越来越多的锂电池生产厂家选择细水雾灭火系统。
锂电池存储系统的灭火方法
世界正在推动从化石能源向可再生能源的过渡，高效的储能系统是其中的重要组成部分。其中，以锂离子电池为基础的储能系统最为突出。锂离子电池因其能量密度高、循环寿命长，处于电池技术研究和应用的前沿。正是由于这些优势，锂离子电池在许多应用场景中正在迅速取代其他类型的电池。锂离子电池的应用范围从小型个人电子设备，如智能手机和智能手表，到大型能源存储设备，如电动汽车、太阳能发电厂和风力发电场。虽然锂离子电池有许多优点，但它们具有固有的热失控风险，可能导致有害气体(易燃、有毒或易爆)的注入，引起火灾和爆炸。本文重点介绍了锂离子电池储能系统火灾的各种灭火方法。锂电池在失效、起火甚至爆炸之前必须经历一个热失控的阶段。当锂电池内部化学放热反应产生的热量没有及时散发出去，使电池内部温度达到电池隔膜的损坏温度时，就会使电极与电解液直接接触，在短时间内释放出大量的热量和可燃气体，导致火灾或爆炸。与传统火灾不同，锂电池的热失控导致火灾由内部化学反应提供动力，释放热量，可以在没有氧气供应或可见火焰的情况下继续燃烧。此外，锂离子电池储能系统中储存的电能和电池模块的密集布置也对灭火构成了重大挑战。
锂离子电池储能系统的布置是促进热量不可控扩散的关键因素。如图3所示，将单个锂离子电池单体组装成电池模块，模块堆叠在电池座中形成电池簇，最后一系列电池族组成电池系统。热传播可能是由电池内部产生的热量和释放的气体燃烧引起的。电池模块内部的主要传热途径是通过单个电池壳进行热传导。单个电池火灾产生的热量可能导致相邻电池的热失控。对于大型锂离子电池储能系统来说，这种现象会螺旋式上升，造成热失控蔓延，影响到整个模块或电池簇，最终影响到整个电池系统。
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