一种复配型锂离子电池灭火剂及其制备方法、应用与流程

本申请涉及消防灭火，特别涉及一种复配型锂离子电池灭火剂及其制备方法、应用。

背景技术：

1、锂电池是一种采用石墨或其他碳材料作为负极，以含锂的化合物作为正极的可充电电池，具有高能量密度、低自放电、长寿命、环保等优点，被誉为“21世纪的绿色能源”，锂电池的应用领域非常广泛，涵盖了储能、动力、消费和特种等多个方面，为人类社会的发展提供强大动力。

2、锂电池热失控，是指锂离子电池在异常情况下，如过充、过放、短路等情况下发生的不可逆的热化反应，最终可能导致电池组爆炸、起火等严重后果的现象。热失控一般由电池内部过程引起，如电解质的分解、金属锂的析出、氧化还原反应等。随着反应的不断发展，电池内部产生的大量热量会加剧反应的进程，从而导致电池温度升高、压力增大、释放有害气体等，最终可能引发爆炸、火灾等严重后果。

3、目前，当锂电池热失控引发火灾时，常使用干粉灭火剂、水基灭火剂、二氧化碳灭火剂、七氟丙烷灭火剂、气溶胶灭火剂以及全氟己酮灭火剂等灭火剂对锂电池火源进行扑灭。但是，上述七氟丙烷灭火剂、全氟己酮灭火剂只适用于封闭空间锂电池火灾，对于开放空间的锂电池火灾并未起到有效的灭火作用。而，干粉灭火剂、水基灭火剂、二氧化碳灭火剂对锂电池灭火时，明火扑灭后，一段时候内易出现复燃现象。

4、针对上述问题，现有技术如公开号为cn113262420b的专利公开一种针对锂电池的灭火剂及其制备方法和用途、由其形成的贮压式灭火器。该发明中所述的针对锂电池的灭火剂包括如下重量份的原料组分：粘土30～50重量份、发泡剂2～6重量份和水35～70重量份。本发明中的针对锂电池的灭火剂能迅速覆盖燃烧区的明火，隔绝氧气，抑制热失控反应，阻断燃烧反应；由这种灭火剂填充形成的贮压式灭火器，采用驱动气体提供动力源，有助于灭火剂的喷射；该发明中的针对锂电池的灭火器在锂电池着火燃烧时能够达到快速扑灭明火，降低复燃风险的目的。该发明灭火剂在使用时，形成粘土气溶胶，采用物理隔离和冷却的方式对热失控锂电池进行灭火。但是，该发明并未利用气体对热失控锂电池进行灭火。

5、综上，如果能提供一种灭火剂，能够利用固体、气体对热失控的锂电池进行简单有效的灭火，并不复燃，且适用于封闭或开放空间的锂电池，则更能提高其在锂电池灭火技术中的优势。

技术实现思路

1、有鉴于上述现有技术的缺点，本发明提供一种复配型锂离子电池灭火剂及其制备方法、应用，以解决现有技术中存在的现有灭火剂对于开放空间的锂电池火灾不能实现简单有效的快速灭火等问题。

2、为实现上述目的及相关目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明第一方面提供一种复配型锂离子电池灭火剂，该灭火剂包括如下重量份的原料：

4、蛭石14～35份、季戊四醇4～8份、氯化石蜡5～10份、三氧化二锑5～10份、碳氢表面活性剂1～5份、水31～40份、硅油1～9份、发泡剂0.5～3份。

5、于本申请一实施例中，碳氢表面活性剂为辛基磺酸钠、烷基糖苷、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基羧酸盐、烷基磷酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。

6、于本申请一实施例中，发泡剂为脂肪醇硫酸钠、烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯脂肪醇硫酸钠、烷基磺酸钠中的至少一种。

7、于本申请一实施例中，蛭石为膨胀蛭石和/或有机改性膨胀蛭石。

8、于本申请一实施例中，当蛭石为膨胀蛭石时，粒径分布为350～750目；当蛭石为有机改性膨胀蛭石时，粒径分布为300～600目。

9、于本申请一实施例中，有机改性膨胀蛭石为使用季铵盐改性的膨胀蛭石，季铵盐为十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基三甲基溴化铵中的任意一种。

10、于本申请一实施例中，灭火剂还包括重量份为0.5～3份的防冻剂，防冻剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇中的至少一种。

11、本发明第二方面提供一种复配型锂离子电池灭火剂的制备方法，包括将如上所述的复配型锂离子电池灭火剂的各组分混合，得到复配型锂离子电池灭火剂。

12、本发明第三方面提供如上所述的复配型锂离子电池灭火剂在制备灭火器中的应用。

13、本发明第四方面提供一种灭火器，其包括如上所述的复配型锂离子电池灭火剂。

14、本发明的有益技术效果在于：

15、为解决现有灭火剂对于开放空间的锂电池火灾不能实现简单有效的快速灭火的问题，本申请制备复配型锂离子电池灭火剂，不含七氟丙烷、全氟己酮、氟碳表面活性剂，选用蛭石、氯化石蜡、三氧化二锑作为阻燃物质，利用物理隔离、阻氧隔热、稀释可燃气体等方式对热失控锂电池进行扑灭。

16、当使用本申请复配型锂离子电池灭火剂对热失控锂电池灭火时，氯化石蜡和三氧化二锑在高温下反应，生成hcl、sbcl3、sbocl，sbcl3和sbocl为挥发性气体，在挥发过程中吸收大量热量，且sbcl3能作为气相燃烧区的自由基扑捉剂，可以有效的扑捉聚合物燃烧产生的自由基，起到阻燃作用，并稀释可燃气体，隔绝空气，达到有效阻燃效果。而hcl能够催化季戊四醇发生酯化反应，脱水生成致密碳层，以吸收开放空间锂电池火灾环境中存在的水蒸汽，进而发生膨胀，通过膨胀碳层达到阻氧隔热，防止锂电池复燃的目的。

17、同时，本申请复配型锂离子电池灭火剂利用膨胀蛭石和/或有机改性膨胀蛭石提高灭火剂的抗复燃性，增强隔热效果，吸收锂电池火灾释放出的大量热量，迅速降低火焰温度，并对热失控锂电池表面进行覆盖，以物理隔离的方式阻燃。

18、本申请复配型锂离子电池灭火剂通过蛭石、氯化石蜡、三氧化二锑和季戊四醇的协同作用，达到对开放空间锂电池火灾简单、有效、高效灭火的目的，且灭火彻底，不易复燃。

19、此外，本申请复配型锂离子电池灭火剂中添加防冻剂，在低温环境中使用稳定。

20、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

技术特征：

1.一种复配型锂离子电池灭火剂，其特征在于，所述灭火剂包括如下重量份的原料：

2.根据权利要求1所述的复配型锂离子电池灭火剂，其特征在于，所述碳氢表面活性剂为辛基磺酸钠、烷基糖苷、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基羧酸盐、烷基磷酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的复配型锂离子电池灭火剂，其特征在于，所述发泡剂为脂肪醇硫酸钠、烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯脂肪醇硫酸钠、烷基磺酸钠中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的复配型锂离子电池灭火剂，其特征在于，所述蛭石为膨胀蛭石和/或有机改性膨胀蛭石。

5.根据权利要求4所述的复配型锂离子电池灭火剂，其特征在于，当所述蛭石为膨胀蛭石时，粒径分布为350～750目；当所述蛭石为有机改性膨胀蛭石时，粒径分布为300～600目。

6.根据权利要求4所述的复配型锂离子电池灭火剂，其特征在于，所述有机改性膨胀蛭石为使用季铵盐改性后的膨胀蛭石，所述季铵盐为十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基三甲基溴化铵中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的复配型锂离子电池灭火剂，其特征在于，所述灭火剂还包括重量份为0.5～3份的防冻剂，所述防冻剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇中的至少一种。

8.一种复配型锂离子电池灭火剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将权利要求1～7任一项所述的复配型锂离子电池灭火剂的各组分混合，得到所述复配型锂离子电池灭火剂。

9.如权利要求1～7任一项所述的复配型锂离子电池灭火剂在制备灭火器中的应用。

10.一种灭火器，其特征在于，包括如权利要求1～7任一项所述的复配型锂离子电池灭火剂。

技术总结本发明属于消防灭火技术领域，提供一种复配型锂离子电池灭火剂及其制备方法、应用，该灭火剂包括如下重量份的原料：蛭石14～35份、季戊四醇4～8份、氯化石蜡5～10份、三氧化二锑5～10份、碳氢表面活性剂1～5份、水31～40份、硅油1～9份、发泡剂0.5～3份。本发明复配型锂离子电池灭火剂通过蛭石、氯化石蜡、三氧化二锑和季戊四醇的协同作用，达到对开放空间锂电池火灾简单、有效、高效灭火的目的，且灭火彻底，不易复燃。技术研发人员：张永前,邓琳受保护的技术使用者：重庆渝捷消防设备有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/3/31