一种电池灭火剂及其制备方法和应用

本发明涉及电池灭火剂，尤其涉及一种电池灭火剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、电池具有工作电压高、能量密度高、比容量高、循环寿命长、响应速度快等优点，广泛应用于各个领域，与人们的生活息息相关。然而，电池在存储、运输和使用过程中若遇到外界碰撞、挤压、浸水、过充、过热等问题很可能发生热失控现象，而电池一旦发生热失控，会导致火灾或爆炸发生。电池安全问题严重限制了新能源行业的快速发展，现阶段迫切需要一种适用于电池火灾的灭火剂。

2、目前，常用于电池灭火的灭火剂有气体灭火剂、干粉灭火剂和水基型灭火剂。气体灭火剂常用的有co2、七氟丙烷、全氟己酮等，主要通过稀释氧气达到灭火效果，而对于敞开空间的电池火灾灭火效果有限，且无法抑制电池的复燃现象；干粉灭火剂通过隔绝氧气达到灭火效果，在降温冷却方面效果较差，灭火后电池内部热量很难散出，极易发生复燃和爆炸现象；而水基型灭火剂通常是用纯水或在水中加入物理或化学添加剂来灭火，虽具有一定的冷却效果，但水基型灭火剂绝缘性能较差，在灭火过程中可能会导致短路，引发更大的危险。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明提供一种电池灭火剂及其制备方法和应用。

2、第一方面，本发明提供一种电池灭火剂，包括以下重量份的组分：绝缘冷却油10～70份、卤代烃30～90份和界面相容剂0.5～5份；

3、所述绝缘冷却油选自矿物油、大分子烃类油、硅油、合成酯、植物油中的一种或多种；

4、所述卤代烃的碳原子数为2-4，所述卤代烃中的卤素为氟、氯、溴、碘中的一种或多种。

5、绝缘冷却油具有良好的绝缘性，但是易燃，本领域的常规思路是向其中添加阻燃剂，但是传统的阻燃剂几乎都不溶于上述绝缘冷却油，即使溶于上述绝缘冷却油，对油的性能损害也很大。发明人意外发现，使用碳原子数为2-4的卤代烃即小分子量卤代烃，可以赋予绝缘冷却油良好的阻燃性。界面相容剂的加入使绝缘冷却油和卤代烃发生交联，使灭火剂渗透能力强，具有高冷却性。

6、本发明的产品灭火效率高，能有效扑灭电池火灾，且本发明产品属于油基灭火剂，具有较高的绝缘性能，不会导致短路现象发生，且表面张力低，渗透能力强，有效吸收电池内部热量，散热效果快，有效防止电池复燃。

7、其中，矿物油包括10号变压器绝缘冷却油、25号变压器绝缘冷却油、45号变压器绝缘冷却油等。

8、大分子烃类油包括α油、β油、α聚烯烃等。

9、植物油包括常见的植物油，如大豆油、玉米油、花生油等。

10、硅油为甲基硅油、乙基硅油及其功能化硅油，如二甲基硅油、二乙基硅油、苯甲基硅油、氨基化甲基硅油等。

11、合成酯为单酯、双酯、多元醇酯、磷酸酯等，如油酸甲酯、碳酸二乙基己酯、甘油三(乙基己酸)酯、磷酸三辛酯等。

12、在本发明的一些实施例中，所述卤代烃选自四氯乙烯、四氯乙烷、四溴乙烷、四溴乙烯、六氯乙烷、二溴四氟乙烷、二溴四氯乙烷、三溴三氟乙烷、1,2-二溴-1-氯-1,2,2-三氟乙烷、二溴六氟丙烷、三氯五氟丙烷、六氯丙烯、六氯丁二烯、二溴八氟丁烷、二溴六氟环丁烷、二氯八氟丁烷、二氯六氟环丁烷、二碘全氟丁烷中的一种或多种。

13、进一步优选地，所述卤代烃选自四氯乙烯、四氯乙烷、六氯丙烯、六氯丁二烯中的一种或多种。

14、在本发明的一些实施例中，所述绝缘冷却油选自10号变压器绝缘冷却油、25号变压器绝缘冷却油、45号变压器绝缘冷却油中的一种或多种。

15、在本发明的一些实施例中，所述界面相容剂为含氟硅烷偶联剂。

16、进一步优选地，所述界面相容剂选自三乙氧基(1h,1h,2h,2h-九氟己基)硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、全氟癸基三乙氧基硅烷、全氟十二烷基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

17、在本发明的优选实施方式中，所述电池灭火剂包括以下重量份的组分：绝缘冷却油10～60份、卤代烃40～90份和界面相容剂1～5份；其中，所述绝缘冷却油选自10号变压器绝缘冷却油、25号变压器绝缘冷却油、45号变压器绝缘冷却油中的一种或多种；所述卤代烃选自四氯乙烯、四氯乙烷、六氯丙烯、六氯丁二烯中的一种或多种；所述界面相容剂选自三乙氧基(1h,1h,2h,2h-九氟己基)硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、全氟癸基三乙氧基硅烷、全氟十二烷基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

18、第二方面，本发明提供上述电池灭火剂的制备方法。

19、本发明提供的制备方法包括以下步骤：

20、(1)共混：按重量份称取绝缘冷却油加入密封容器中，然后称取卤代烃加入绝缘冷却油中，加热搅拌，得到混合油料；

21、(2)交联：在机械搅拌下，向所述混合油料中加入界面相容剂，并继续加热搅拌，使混合油料发生交联，得到电池灭火剂。

22、本发明制备工艺简单，成本低，适于大规模生产和应用。

23、进一步地，步骤(1)中，加热搅拌的温度为50～80℃，搅拌速度为600～1200r/min，搅拌时间为0.5～2h。

24、进一步地，步骤(2)中，采取分批多次加入界面相容剂，加热搅拌的温度为60～100℃，搅拌速度为800～1500r/min，搅拌时间为6～24h。

25、第三方面，本发明提供一种灭火设备，包括上述电池灭火剂。

26、本发明的电池灭火剂属于油基灭火剂，其应用至灭火设备中时，无需做其他处理，直接加入灭火器罐中(药剂腔室)即可。

27、本发明提供了一种电池灭火剂及其制备方法和应用，通过将绝缘冷却油、2-4个碳原子的卤代烃和界面相容剂合理复配，得到的电池灭火剂不仅具有高绝缘性、良好的低温流动性、低表面张力等优点，还能高效抑制电池火灾，持久冷却散热效果，有效防止电池复燃。此外，本发明制备工艺简单，便于规模化生产，具有良好的应用前景。

技术特征：

1.一种电池灭火剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：绝缘冷却油10～70份、卤代烃30～90份和界面相容剂0.5～5份；

2.根据权利要求1所述的电池灭火剂，其特征在于，所述卤代烃选自四氯乙烯、四氯乙烷、四溴乙烷、四溴乙烯、六氯乙烷、二溴四氟乙烷、二溴四氯乙烷、三溴三氟乙烷、1,2-二溴-1-氯-1,2,2-三氟乙烷、二溴六氟丙烷、三氯五氟丙烷、六氯丙烯、六氯丁二烯、二溴八氟丁烷、二溴六氟环丁烷、二氯八氟丁烷、二氯六氟环丁烷、二碘全氟丁烷中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的电池灭火剂，其特征在于，所述卤代烃选自四氯乙烯、四氯乙烷、六氯丙烯、六氯丁二烯中的一种或多种。

4.根据权利要求1-3任一项所述的电池灭火剂，其特征在于，所述绝缘冷却油选自10号变压器绝缘冷却油、25号变压器绝缘冷却油、45号变压器绝缘冷却油中的一种或多种。

5.根据权利要求1-3任一项所述的电池灭火剂，其特征在于，所述界面相容剂为含氟硅烷偶联剂。

6.根据权利要求5所述的电池灭火剂，其特征在于，所述界面相容剂选自三乙氧基(1h,1h,2h,2h-九氟己基)硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、全氟癸基三乙氧基硅烷、全氟十二烷基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的电池灭火剂，其特征在于，所述电池灭火剂包括以下重量份的组分：绝缘冷却油10～60份、卤代烃40～90份和界面相容剂1～5份。

8.权利要求1-7任一项所述的电池灭火剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的电池灭火剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，加热搅拌的温度为50～80℃，搅拌速度为600～1200r/min，搅拌时间为0.5～2h；

10.一种灭火设备，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的电池灭火剂。

技术总结本发明提供一种电池灭火剂及其制备方法和应用，所述电池灭火剂包括以下重量份的组分：绝缘冷却油10～70份、卤代烃30～90份和界面相容剂0.5～5份；所述绝缘冷却油选自矿物油、大分子烃类油、硅油、合成酯、植物油中的一种或多种；所述卤代烃的碳原子数为2‑4，所述卤代烃中的卤素为氟、氯、溴、碘中的一种或多种。本发明提供的电池灭火剂具有高绝缘性、良好的低温流动性、低表面张力，能高效抑制电池火灾，且具有持久冷却散热效果，有效防止电池复燃，适用于电池火灾的灭火。技术研发人员：刘凯受保护的技术使用者：清华大学技术研发日：技术公布日：2024/5/6