一种针对锂电池火灾的微纳米矿物浆料灭火剂的制备方法与流程

本发明涉及灭火剂的制备，尤其是涉及一种针对锂电池火灾的微纳米矿物浆料灭火剂的制备方法。

背景技术：

1、近年来我国储能产业的发展速度越来越快，电网储能日益成为我国能源消费的重要环节。其中，集装箱式锂电池储能系统是以锂离子电池为基础的，锂离子电池是含能物质，具有发生火灾或爆炸的危险本质，特别是在密闭封闭空间，一旦某一储能单元发生火灾，将会引起相邻多台储能单元的连锁火灾反应甚至箱体爆炸，火灾荷载大、危险性高且难于扑救。

2、因此，以锂离子电池为基础的储能系统的安全问题越来越受到社会各界关注，尤其近年来频发的储能电站起火爆炸事故，更是增加了对锂离子电池储能系统的安全问题的担忧。针对锂离子电池储能系统的安全保障问题，行业内也做了一定的前期研究，但是目前还是不能完全实现锂离子电池灭火。

3、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内部产热引起火灾，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，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。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种针对锂电池火灾的微纳米矿物浆料灭火剂的制备方法，该灭火剂的核心基料中的微纳米颗粒所特有的表面效应为该矿浆灭火剂提供了依据，克服目前锂离子电池火灾无法用常规通过物理稀释隔绝氧气或切断燃烧链的方法进行扑灭，现有的灭火剂也只能扑灭明火，无法防止锂电池反复性复燃等问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种针对锂电池火灾的微纳米矿物浆料灭火剂的制备方法，包括以下步骤：

3、s1、制备浆料；

4、s2、用高能量密度介质搅拌磨对上述浆料进行超级研磨，研磨时加入分散剂，采用高速分散砂磨机搅拌，再向其中加入无机发泡剂，制备出复合浆料，研磨完成后的颗粒粒径小于12μm，其中小于100nm的颗粒占28wt％，小于200nm的颗粒占38wt％，比表面积为34.33m2/g；

5、s3、向复合浆料中加入去离子水，再采用高速分散砂磨机搅拌5min，转速2000rmp，形成微纳米矿物浆料灭火剂。

6、优选的，所述s1中制备浆料的具体操作步骤如下：将原料进行一级粗碎，然后按固含量为35％-40％的配比向矿物中加入水，浸泡10-12h，形成浆料。

7、优选的，所述s1中制备浆料的原料按照质量百分比计，包括以下组份：蒙脱石粉40-50wt％、高岭土粉10-15wt％、锆矿石粉10-15wt％、镁铝尖晶石粉3-5wt％、麦饭石粉3-5wt％、钾长石粉3-5wt％、硅灰石粉3-5wt％。

8、优选的，所述s2中高速分散砂磨机搅拌5min，转速为20000rmp，加入无机发泡剂后搅拌10min，转速为3000rmp。

9、优选的，所述s2中分散剂为聚羟酸钠盐型的共聚物wf211分散剂，用量为1-1.5wt％，所述发泡剂为碳酸盐或硅酸钠等无机发泡剂，用量为0.1-0.5wt％。

10、优选的，所述s3中去离子水的用量为70wt％，所述复合浆料与去离子水的比例为3:7。

11、因此，本发明采用上述一种针对锂电池火灾的微纳米矿物浆料灭火剂的制备方法，具有以下有益效果：

12、(1)快速降温：在燃烧体的持续高温下，核心基料会迅速膨胀，膨胀系数最大可超过10以上，膨胀的同时能够大量吸热并消灭捕获燃烧自由基，灭火剂中的水汽化过程中，蒸汽能够带走大量的热能，瞬间释放大量水蒸汽，实现快速降温。

13、(2)快速隔离：灭火剂中的核心基料会在燃烧物体表面，包括水平面和垂直面形成均匀和有附着性的核心基料薄层，充分隔离空气，瞬间灭燃，因此本发明制备的灭火剂能够使喷射所到之处燃烧的火焰瞬间消失，快速隔离空气，阻止燃烧。

14、(3)流动性好：灭火剂具有良好的分散性和流动性，均匀分布在容器中，在灭火时不需要摇晃罐体便可正常使用，喷射出的液体均匀流畅，附着性好，具有极佳的灭火效果。

15、(4)灭火彻底不复燃：核心基料中的微纳米颗粒与火焰中的自由基接触时，自由基被瞬时吸附在微纳米颗粒表面，使自由基数量急剧减少，致使燃烧链反应中断，最终使火焰熄灭，而不复燃。

16、(5)环保无污染：灭火剂使用的是基料和辅料都是矿物质的，在生产过程和使用过程中对环境没有污染，对动植物均无有害作用，也无特殊气味。

17、下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种针对锂电池火灾的微纳米矿物浆料灭火剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种针对锂电池火灾的微纳米矿物浆料灭火剂的制备方法，其特征在于：所述s1中制备浆料的具体操作步骤如下：将原料进行一级粗碎，然后按固含量为35％-40％的配比向矿物中加入水，浸泡10-12h，形成浆料。

3.根据权利要求2所述的一种针对锂电池火灾的微纳米矿物浆料灭火剂的制备方法，其特征在于：所述s1中制备浆料的原料按照质量百分比计，包括以下组份：蒙脱石粉40-50wt％、高岭土粉10-15wt％、锆矿石粉10-15wt％、镁铝尖晶石粉3-5wt％、麦饭石粉3-5wt％、钾长石粉3-5wt％、硅灰石粉3-5wt％。

4.根据权利要求1所述的一种针对锂电池火灾的微纳米矿物浆料灭火剂的制备方法，其特征在于：所述s2中高速分散砂磨机搅拌5min，转速为20000rmp，加入无机发泡剂后搅拌10min，转速为3000rmp。

5.根据权利要求1所述的一种针对锂电池火灾的微纳米矿物浆料灭火剂的制备方法，其特征在于：所述s2中分散剂为聚羟酸钠盐型的共聚物wf211分散剂，用量为1-1.5wt％，所述发泡剂为碳酸盐或硅酸钠等无机发泡剂，用量为0.1-0.5wt％。

6.根据权利要求1所述的一种针对锂电池火灾的微纳米矿物浆料灭火剂的制备方法，其特征在于：所述s3中去离子水的用量为70wt％，所述复合浆料与去离子水的比例为3:7。

技术总结本发明公开了一种针对锂电池火灾的微纳米矿物浆料灭火剂的制备方法，属于灭火剂的制备技术领域，包括以下步骤：S1、制备浆料；S2、用高能量密度介质搅拌磨对上述浆料进行超级研磨，研磨时加入分散剂，采用高速分散砂磨机搅拌，再向其中加入无机发泡剂，制备出复合浆料，研磨完成后的颗粒粒径小于12μm，其中小于100nm的颗粒占28wt％，小于200nm的颗粒占38wt％，比表面积为34.33m2/g；S3、向复合浆料中加入去离子水，再采用高速分散砂磨机搅拌5min，转速2000rmp，形成微纳米矿物浆料灭火剂。本发明采用上述的一种针对锂电池火灾的微纳米矿物浆料灭火剂的制备方法，操作简单，能够快速灭火，所用原料环保，不会对环境造成污染。技术研发人员：詹志明,刘涛,邓永辉受保护的技术使用者：锂卫士（北京）科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/21