一种锂电池灭火剂及其制备方法与应用与流程

本发明属于灭火剂，具体涉及一种锂电池灭火剂及其制备方法与应用。

背景技术：

1、新能源汽车具有清洁、节能、高效等优点，然而，新能源汽车安全事故频发，其原因在于新能源汽车普遍采用锂电池作为能源，而锂电池能量密度高，一旦电池发生短路、过充、撞击、挤压等故障，造成热失控，极易引发火灾，且锂电池燃烧温度高，燃烧速度快，产生大量有害有毒烟气，在燃烧过程中存在爆炸风险，致使火灾难以扑灭，带来了极大的安全隐患。

2、为解决上述技术问题，公开号为cn113262420b的专利文献公开一种针对锂电池的灭火剂，所述针对锂电池的灭火剂包括粒径为500-600目的粘土30-50重量份、发泡剂2-6重量份、水35-70重量份、硅油和乙二醇，硅油的用量为以粘土、发泡剂和水的总质量为基准的1wt％-3wt％的硅油；乙二醇的用量为以粘土、发泡剂和水的总质量为基准的0.5wt％-1wt％，发泡剂为选自十二烷基硫酸钠和松醇油的混合物，十二烷基磺酸钠和松醇油的质量比为1：1-3，该灭火剂在使用时，形成粘土气溶胶，以对燃烧处有效覆盖。然而，该灭火剂为气溶胶灭火剂，无法抑制热失控在模组内传播，大量烟气持续释放使热量在有限空间内迅速急剧，电池模块易很快复燃；且该灭火剂的灭火时长较长，灭火性能有待于进一步提升。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种锂电池灭火剂及其制备方法与应用，以解决上述灭火剂无法抑制热失控在模组内传播，大量烟气持续释放使热量在有限空间内迅速急剧，电池模块易很快复燃，且该灭火剂的灭火时长较长，灭火性能有待于进一步提升的技术问题。

2、在一些实施例中，本发明提供一种锂电池灭火剂的制备方法，包括：

3、s1.草酸铝改性：搅拌下向水中加入草酸铝、三甲基甲氧基硅烷和三聚氰胺氰尿酸盐，加热反应，过滤，干燥，得到改性草酸铝；

4、s2.向水-乙醇混合溶剂中加入改性草酸铝，搅拌均匀后，加入发泡剂、乳化剂和滑石粉，得到混合物，搅拌后注入容器，向所述容器中通入气体加压，即得所述灭火剂。

5、采用本发明的锂电池灭火剂灭火时，草酸铝能吸收燃烧区域的热量，降低燃烧区域的温度，还能受热分解产生二氧化碳、一氧化碳及熔点较高的氧化铝等物质，氧化铝覆盖于燃烧物的表面隔绝热量，进而起到灭火作用，二氧化碳则能稀释氧气浓度，提升灭火效果；通过三甲基甲氧基硅烷将草酸铝与三聚氰胺氰尿酸盐偶联到一起，能向草酸铝中引入氰胺基团，氰胺基团受热分解产生炭化物及氮气、二氧化碳等不燃气体，这些气体能够稀释氧气浓度，进而降低火灾蔓延速度，进一步提升灭火效果；此外，三甲基甲氧基硅烷在受热过程中会生成含-si-o-键的炭保护层，该保护层隔绝了氧气和热量传递，进而进一步提升灭火效果。

6、在一些实施例中，步骤s1中，所述三甲基甲氧基硅烷与草酸铝的质量比为0.01-0.05：1，优选为0.02-0.05：1。

7、在一些实施例中，步骤s1中，所述三聚氰胺氰尿酸盐与草酸铝的质量比为0.7-1：1，优选为0.75-1：1。

8、在一些实施例中，步骤s1中，所述加热反应的温度为90-110℃，优选为100-110℃；加热反应的时长为1-3h，优选为1.5-3h。

9、在一些实施例中，步骤s2中，所述发泡剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、烷基多糖苷或二者的组合物。

10、在一些实施例中，所述发泡剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐和烷基多糖苷。

11、在一些实施例中，所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐与烷基多糖苷的质量比为1：3-5，优选为1：4-5。

12、本申请中，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐和烷基多糖苷复配使用，能够提高水的润湿能力，降低水的表面张力，增加水的润湿力，延长水的作用时间，改善灭火效果。

13、在一些实施例中，步骤s2中，所述水-乙醇混合溶剂与改性草酸铝的质量比为30-60：2-5，优选为30-60：3-5。

14、在一些实施例中，步骤s2所述水-乙醇混合溶剂中，水与乙醇的体积比为3-5：1。

15、在一些实施例中，步骤s2中，所述发泡剂与改性草酸铝的质量比为1-1.5：2-5，优选为1.2-1.5：2-5。

16、在一些实施例中，步骤s2中，所述滑石粉与改性草酸铝的质量比为6-10：2-5，优选为7-10：2-5。

17、在一些实施例中，步骤s2中，所述乳化剂与改性草酸铝的质量比为0.8-1.3：2-5，优选为0.9-1.3：2-5。

18、在一些实施例中，去离子水-乙醇混合溶剂与改性草酸铝的质量比为15-20：2-5，优选为16-20：2-5。

19、在一些实施例中，步骤s2所述混合物中还包括磷酸三苯酯。

20、在一些实施例中，步骤s2中，所述磷酸三苯酯与改性草酸铝的质量比为0.1-0.2：2-5，优选为0.12-0.2：2-5。

21、采用本申请的灭火剂灭火时，磷酸三苯酯能促进炭化物的形成，三甲基甲氧基硅烷能增加炭化物形成的炭层的稳定性，进而进一步改善灭火效果。

22、在一些实施例中，步骤s2所述混合物中还包括减阻剂。

23、在一些实施例中，所述减阻剂包括聚丙烯酰胺乳液。

24、在一些实施例中，步骤s2中，所述减阻剂与改性草酸铝的质量比为0.6-1：2-5，优选为0.7-1：2-5。

25、本申请中，聚丙烯酰胺乳液能够减少灭火剂在水带输送过程中的阻力，减少灭火剂在水带输送过程中流动时的压力损失量，提高灭火剂在末端喷嘴的压力，进而改善灭火效果。

26、在一些实施例中，本申请还提供根据如上所述的制备方法制得的锂电池灭火剂。

27、在一些实施例中，本申请提供根据如上所述的制备方法制得的锂电池灭火剂和/或如上所述的锂电池灭火剂在锂电池灭火中的应用。

技术特征：

1.一种锂电池灭火剂的制备方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述三甲基甲氧基硅烷与草酸铝的质量比为0.01-0.05：1；

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述发泡剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐和烷基多糖苷。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐与烷基多糖苷的质量比为1：3-5。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述水-乙醇混合溶剂与改性草酸铝的质量比为30-60：2-5；

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2所述混合物中还包括磷酸三苯酯；

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述磷酸三苯酯与改性草酸铝的质量比为0.1-0.2：2-5。

8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述减阻剂包括聚丙烯酰胺乳液；

9.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的锂电池灭火剂。

10.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的锂电池灭火剂和/或权利要求9所述的锂电池灭火剂在锂电池灭火中的应用。

技术总结本发明属于灭火剂技术领域，具体涉及一种锂电池灭火剂及其制备方法与应用。该制备方法包括：S1.草酸铝改性：搅拌下向水中加入草酸铝、三甲基甲氧基硅烷和三聚氰胺氰尿酸盐，加热反应，过滤，干燥，得到改性草酸铝；S2.向水‑乙醇混合溶剂中加入改性草酸铝，搅拌均匀后，加入发泡剂、乳化剂和滑石粉，得到混合物，搅拌后注入容器，向容器中通入气体加压。本发明通过三甲基甲氧基硅烷将草酸铝与三聚氰胺氰尿酸盐偶联到一起，能向草酸铝中引入氰胺基团，氰胺基团受热分解产生炭化物及氮气、二氧化碳等不燃气体，这些气体能够稀释氧气浓度，进而降低火灾蔓延速度，进一步提升灭火效果。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：2024/6/2