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电池知识

锂电池着火(包括特斯拉等电动车)正确的灭火方式你知道吗?

来源:宝鄂实业    2019-05-14 18:10    点击量:

南航飞机充电宝着火,空姐用水灭的画面传遍网络,引发很多人的质疑:空姐不专业,难道飞机上没有灭火器吗。

而这个质疑也同样遭到其他网友的质疑:你们都用键盘灭火吗。

 

但我要说的是第一:有这个疑问很正常,大多数人面对这个问题第一疑虑就是为什么不用灭火器,因为很多人没有接触这个知识(但是应该相信专业人员的专业性);第二,媒体要做的不是嘲笑,而是科普。

 

实际上空姐是对的,不是没有灭火器,而是锂电池着火不能用单独用灭火器,要用水灭。

 

这是为什么?

 

因为一般的着火是外火,从外向内着,而锂电池的火是内火,由内向外喷射。所以灭火器仅仅只能灭掉表面的火,而水可以渗透并迅速冷却,因为水的渗透性和冷却性更好,能让电池冷却稳定,可以避免电池复燃。

 

实际上在航空的培训手册和特斯拉车主手册中都有说明锂电池着火需要用水灭。

 

而实验也证明锂电池着火用水灭效果更好,在实验中分别用灭火器、灭火器+冰块、灭火器+水,纯水对着火的笔记本进行没火,有水的效果最好,而其他两个发生都复燃,并更激烈。

 

所以锂电池着火(包括特斯拉等电动车)正确的灭火方式是:

 

1,水:有水量充足的情况下,迅速用大量的水冲洗灭火,并且在明火灭掉之后继续用大量的水浇灌,让锂电池内部冷却。

 

2,灭火器+水:水不足的情况下,先用灭火器灭掉明火,然后继续浇灌大量的水灭掉电池内部的火让电池内部冷却。

 

单独的灭火器是不行的,水在这其中有至关重要的作用。

传统的锂离子电池中采用的电解质通常包含易燃的液体溶剂,电池一旦过热便极易引发火灾。为了改进电池设计,提升安全性,人们希望用不可燃的固体电解质替代传统的液体溶剂。不过,要想改进这一技术,并实现其工业化应用,首先需要全面深入地理解装置中的电化学过程。借助仿真这一可靠的工具,相信在不远的将来,我们便可以实现固态锂离子电池的大规模应用。

固态锂离子电池:未来的能源

得益于轻巧的设计和超高的能量密度,锂离子电池成为市场占有率最高的可充电电池产品。近年来其应用范围不断拓展,无论是便携式电子产品(例如手机和笔记本电脑),还是电动汽车和航天技术等高耗能领域,都能看到它的身影。然而随着应用领域的拓宽,锂离子电池的设计面临着许多挑战。之前的一篇博客文章曾探讨过锂离子电池的安全性:在某些情况下,锂离子电池会因过热而起火。

 

起火后的锂离子电池。图片摘自维基共享资源

美国能源部在 2015年 的一篇文章中提出了一种可防止锂离子电池起火的方法:用可输运锂离子的固体电解质代替传统的含锂盐的液体电解质。这项设计的目的在于避免使用含有易燃溶剂的液体电解质。摆脱液体电解质的束缚,电池设计便拥有了更大的自由度,这一突破性的进展为现代电池技术的发展注入了无限的可能,使其能更好地满足市场对电池不断增长的需求。

 

随着技术的进步,现在固态锂离子电池已经可以被用作便携式电子设备和电动汽车的电源。左图:触摸屏笔记本电脑。图片来源于 Intel Free Press。在 CC BY-SA 2.0 授权下使用,摘自维基共享资源。右图:电动汽车。图像由 Mariordo 拍摄。在 CC BY-SA 2.0 授权下使用,摘自维基共享资源

为了优化固态锂离子电池,使其能更好地应用于工业领域,人们投入了大量的研究,其中多项研究课题专门针对固体电解质的材料性质进行研究。固体电解质的主要缺点是电导率大大低于液体电解质。不过相关实验证明,利用薄膜方法制造的固态锂离子电池能够有效克服这一缺点。除了研究固态电解质的材料性质意外,另一个研究重点是准确、深入地了解装置内发生的电化学过程。为了满足这一需求,Keisoku 工程系统有限公司的 Tong Lizhu 使用 COMSOL Multiphysics® 软件对固态锂离子电池进行了设计和分析。