一种混合型灭火剂组合物、混合型灭火剂及其制备方法、储能锂电池的灭火系统与流程

本发明涉及本发明涉及电力储能，具体涉及一种混合型灭火剂组合物、混合型灭火剂及其制备方法、储能锂电池的灭火系统。

背景技术：

1、锂离子电池储能具有响应时间短、建设速度快、经济性好等优点，近年来发展非常迅速。2023年上半年，我国储能锂离子电池新装装机规模达8.63gw/17.73gwh，接近历年累计装机总和。然而锂离子电池在内外部故障诱发下极易发生热失控火灾和爆炸。因此，锂离子电池的安全问题已成为制约锂离子电池储能产业发展的关键。

2、电池热失控火灾不同于常规的固体火灾。电池热失控后，内部持续发生化学反应，极易复燃。国内外针对电池热失控主要采用七氟丙烷、全氟己酮等传统灭火技术，但是七氟丙烷吸热能力低，防复燃性能差。

3、cn114344774a采用沸点更高的全氟己酮灭火，全氟己酮灭火效果相比七氟丙烷更好，但是全氟己酮的沸点高，气化速度较慢。因此，灭电池明火速度慢，且防复燃性能差。

4、cn114515402a提出在电池舱中明后扑灭后，通过喷射二氧化碳等惰化气体的方法来防止锂离子电池复燃的方法。但是二氧化碳等惰化气体常温下为气态，与液态的高沸点氟氯溴基灭火剂互不相溶。因此，在采用氟氯溴基灭火剂快速灭明火和采用惰化气体防复燃时，需要采用两套灭火装置同时喷射或先后喷射，这增大了系统的复杂性，也增加了灭火系统的成本。

5、综上所述，亟需开发一种新的灭火剂以提升高沸点氟氯溴基灭火剂的防复燃能力，以及同时实现快速灭明火和防复燃的灭火系统。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有的锂电池灭火剂存在灭火速度慢、防复燃能力差的问题。

2、通常情况下，在没有化学反应的前提下，液态物质难以溶解气态物质，而发明人通过大量试验研究发现，特定种类的氟基灭火剂和防复燃灭火剂与特定种类的增溶剂在液化状态下能够实现一定比例的互溶，形成混合型灭火剂。因此，氟基灭火剂和防复燃灭火剂在灭火时能够采用同一套管道喷射，与传统的应用方法相比，提升了系统的经济性，并降低了灭火系统的复杂性。同时氟基灭火剂和防复燃灭火剂喷出后，由于防复燃灭火剂是气体，其沸点低，在挥发过程中会促进高沸点的氟基灭火剂的传热和传质，提高氟基灭火剂的气化速度，从而提升其灭火速率。

3、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种混合型灭火剂组合物，该组合物中含有氟基灭火剂、增溶剂、防复燃灭火剂；

4、所述增溶剂、氟基灭火剂、防复燃灭火剂的含量体积比为1:1-3:1-6；

5、所述氟基灭火剂选自全氟己酮、二氯三氟丙烯中的至少一种；

6、所述防复燃灭火剂选自液化二氧化碳、液化二氧化硫中的至少一种；

7、所述增溶剂为含氟的胺类化合物。

8、本发明第二方面提供一种制备混合型灭火剂的方法，应用第一方面所述的组合物中的各组分进行，包括：

9、(1)将增溶剂、氟基灭火剂、防复燃灭火剂分别进行液化，得到液化增溶剂、液化氟基灭火剂、液化防复燃灭火剂；

10、(2)将所述液化增溶剂、液化氟基灭火剂、液化防复燃灭火剂进行混合，得到混合型灭火剂。

11、本发明第三方面提供由第二方面所述的方法制得的混合型灭火剂。

12、本发明第四方面提供一种储能锂电池的灭火系统，该系统包括：热失控监测模块、灭火剂输送管道、布设于各个储能锂电池包周边的喷头系统、灭火剂储存罐、用于调控灭火剂储存罐的控制阀门打开及关闭的控制模块、用于稳定灭火剂存储罐内压力的稳压模块；

13、所述稳压模块与所述灭火剂储存罐相连；

14、其中，所述灭火剂存储罐中储存的灭火剂为第三方面所述的混合型灭火剂。

15、与现有技术相比，本发明的优点在于：

16、(1)本发明提供的混合型灭火剂中氟基灭火剂和防复燃灭火剂能够同时作用于电池，同步实现快速扑灭电池明火和防止电池复燃，解决了储能锂离子电池的热失控安全问题。

17、(2)本发明提供的混合型灭火剂中氟基灭火剂和防复燃灭火剂在进行灭火时，采用同一套灭火管道，节约成本，经济性好。

18、(3)本发明提供的混合型灭火剂中防复燃灭火剂能够提升高沸点的氟基灭火剂的气化速度，提升其灭明火的能力，最终提升灭火速度。

技术特征：

1.一种混合型灭火剂组合物，其特征在于，该组合物中含有氟基灭火剂、增溶剂、防复燃灭火剂；

2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述增溶剂、氟基灭火剂、防复燃灭火剂的含量体积比为1:1-2:2-4；和/或

3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述含氟的胺类化合物为全氟三乙胺。

4.一种制备混合型灭火剂的方法，其特征在于，应用权利要求1-3中任意一项所述的组合物中的各组分进行，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述液化的方式选自加压、降温中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述防复燃灭火剂进行液化的条件包括：温度为-25至25℃，压力为2-10mpa。

7.根据权利要求4-6中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述混合的条件包括：温度为-25至25℃，时间为10-20min，搅拌转速为20-100rpm。

8.由权利要求4-7中任意一项所述的方法制得的混合型灭火剂。

9.一种储能锂电池的灭火系统，其特征在于，该系统包括：热失控监测模块、灭火剂输送管道、布设于各个储能锂电池包周边的喷头系统、灭火剂储存罐、用于调控灭火剂储存罐的控制阀门打开及关闭的控制模块、用于稳定灭火剂存储罐内压力的稳压模块；

10.根据权利要求9所述的灭火系统，其特征在于，所述稳压模块为气体增压泵和/或稳压气瓶；所述稳压气瓶以氮气、氩气为气体压力源；和/或

技术总结本发明涉及电力储能技术领域，公开了一种混合型灭火剂组合物、混合型灭火剂及其制备方法、储能锂电池的灭火系统。该组合物中含有氟基灭火剂、增溶剂、防复燃灭火剂；所述增溶剂、氟基灭火剂、防复燃灭火剂的含量体积比为1:1‑3:1‑6；所述氟基灭火剂选自全氟己酮、二氯三氟丙烯中的至少一种；所述防复燃灭火剂选自液化二氧化碳、液化二氧化硫中的至少一种；所述增溶剂为含氟的胺类化合物。本发明提供的混合型灭火剂能够同步实现快速扑灭电池明火和防止电池复燃，解决了储能锂离子电池的热失控安全问题。技术研发人员：陈宝辉,周天念,吴传平,刘毓,刘美麟,潘碧宸,梁平,周特军,胥望,谢林瑾受保护的技术使用者：国网湖南省电力有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1