最近特斯拉和蔚來汽車的各兩次自燃事故進(jìn)一步加重了人們對電動汽車和動力電池安全性的顧慮。作為電池安全相關(guān)從業(yè)人員，個人反倒認(rèn)為消費者有顧慮是件好事，因為無論是電動車還是動力電池，從技術(shù)層面確實還有很多有待完善和提高的地方，可以倒逼車企和電池企業(yè)努力把技術(shù)做好。

動力電池起火后該如何滅火是個非常有意思的話題。自燃事故后蔚來汽車提醒消費者:"如果發(fā)現(xiàn)電池冒煙著火，請在確保人員安全后報火警119，并且以大量的水對起火燒穿破損位置進(jìn)行噴淋。由于電池是無氧燃燒，只有通過大量的水降溫才可以阻燃，一般的干粉或泡沫滅火器無法阻止電池燃燒"。筆者所在的動力電池企業(yè)和所接觸到的測試機(jī)構(gòu)一般都會準(zhǔn)備沙子或者干粉滅火劑，在動力電池單體起火條件下直接用二者進(jìn)行滅火；對于已經(jīng)做完了安全測試但沒有發(fā)生熱失控的電池，直接進(jìn)行泡水處理；對于模組或者電池包，在疑似會發(fā)生熱失控條件下最常用、最好用的辦法就是直接泡水。企業(yè)用以上方式對電池進(jìn)行滅火，學(xué)術(shù)界又是怎么理解的呢？

中科大火災(zāi)科學(xué)實驗室的孫金華/王青松團(tuán)隊在鋰離子電池火災(zāi)領(lǐng)域浸淫多年，蜚聲海內(nèi)外。去年11月，王青松團(tuán)隊在《儲能科學(xué)與技術(shù)》電池安全性專刊發(fā)表題為"多種滅火劑撲救大容量鋰離子電池火災(zāi)的實驗研究"的研究論文，系統(tǒng)對比了多種滅火劑對38AhNCM333體系動力電池著火撲滅的效果。結(jié)果顯示雖然ABC干粉、七氟丙烷(HFC)、水、全氟己酮和CO2滅火劑都能快速滅火，但使用CO2滅火劑電池可能會發(fā)生復(fù)燃的現(xiàn)象。更重要的是以上滅火劑中水對電池降溫的效果最為明顯。

實驗使用的電池容量38Ah，NCM333體系的方形電池。通過功率為300W的大功率加熱管將電池加熱至熱失控。由于考慮的是動力電池在電池儲能柜中起火后的滅火情況，作者使用的實驗裝置如圖2所示。電池儲能柜外尺寸為1.3m*1.0m*2.0m，前部設(shè)有兩道防爆門，電池布置好后防爆門可以鎖死以防意外。具體測試時電池、加熱管和火探管上均布置了熱電偶用以監(jiān)測溫度變化。當(dāng)溫度達(dá)到一定值，火探管熔化破裂，滅火裝置開始作用。

實驗中作者主要考查了五種滅火劑(HFC-227ea、CO2、ABC干粉、水、全氟己酮)的滅火效果，具體如表2所示。水和CO2的滅火原理大家都比較了解，不細(xì)表。ABC干粉滅火劑一般是由滅火基料（如小蘇打、碳酸銨、磷酸的銨鹽等）和適量潤滑劑（硬脂酸鎂、云母粉、滑石粉等）、少量防潮劑（硅膠）混合后共同研磨制成的細(xì)小顆粒，用二氧化碳作噴射動力。滅火時靠加壓氣體二氧化碳或氮氣的壓力將干粉從噴嘴射出，形成一股夾著加壓氣體的霧狀粉流，射向燃燒物。干粉中碳酸氫鈉等受高溫作用分解，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)放出大量的二氧化碳和水，水受熱變成水蒸氣并吸收大量的熱量，起到冷卻、稀釋可燃?xì)怏w的作用；干粉進(jìn)入火焰后，由于干粉的吸收和散射作用，減少火焰對燃料的熱輻射，降低液體的蒸發(fā)速率。七氟丙烷(HFC-227ea)和全氟己酮滅火劑都是為取代對大氣層有破壞作用的哈龍滅火劑(鹵代烷類)而開發(fā)的，兼具物理滅火和化學(xué)滅火的作用：物理滅火在于滅火劑噴出時為液態(tài)，受熱氣化會吸收熱量，降低火焰溫度；化學(xué)滅火在于該類物質(zhì)分子中都含有F元素，F(xiàn)元素有一定的捕獲燃燒中活性基H+、OH-的能力，從而阻斷燃燒鏈。由于有無殘留的優(yōu)點，七氟丙烷(HFC-227ea)和全氟己酮滅火劑多用于電子機(jī)房、圖書館、檔案館等場所。

展示了七氟丙烷和CO2滅火劑的整個滅火過程。可以看到加熱管加熱后電池受熱鼓脹，隨后防爆閥打開噴射射流火，同時伴隨著濃煙的釋放。區(qū)別在于七氟丙烷能完全滅火，而CO2滅火作用后電池又出現(xiàn)了復(fù)燃現(xiàn)象。本實驗中滅火劑釋放點距火焰上方高度僅3cm，且滅火劑的作用時間為13s左右，近距離的沖擊窒息作用可以很快將火焰撲滅。筆者做過大量的電池安全性測試，電池?zé)崾Э貢r噴射的火焰溫度高達(dá)1000℃以上，電池內(nèi)部通紅可見，電池表面溫度也會高達(dá)數(shù)百攝氏度，并且對于三元類動力電池而言鎳含量越高燃燒過程持續(xù)的時間相對越短。如果滅火不是很充分、電池內(nèi)部溫度依然很高，滅火劑作用后電池出現(xiàn)復(fù)燃也是極有可能的，如本實驗中CO2滅火劑作用后所出現(xiàn)的復(fù)燃情況。

除了CO2滅火劑出現(xiàn)了復(fù)燃現(xiàn)象外，其他四種滅火劑均未出現(xiàn)復(fù)燃，且火焰撲滅時間均小于2s。從響應(yīng)時間上看，七氟丙烷和CO2滅火劑的響應(yīng)時間僅用1s，ABC干粉滅火劑響應(yīng)時間最長需要3s。CO2滅火劑作用后電池出現(xiàn)復(fù)燃，復(fù)燃時間長達(dá)58s。

滅火劑作用不僅要快速撲滅火焰，還要能迅速降低電池表面溫度防止復(fù)燃現(xiàn)象的發(fā)生。從圖4和表4結(jié)果看，上述五種滅火劑中水的降溫效果最為突出，遠(yuǎn)不同于其他四種滅火劑。從降低電池表面溫度效果來看，優(yōu)劣依次為水>全氟己酮>HFC>ABC干粉>CO2。水有著較高的比熱容，氣化過程能吸收大量的熱量，因此滅火效果較好。

小結(jié)：遇到電池單體或電動汽車起火，在沒有其他更好滅火措施條件下，直接大量噴水滅火確實不失為一種較好的滅火方式，但也要避免水給周圍的其他物體帶來影響。

劉昱君,段強(qiáng)領(lǐng),黎可,陳昊東,王青松.多種滅火劑撲救大容量鋰離子電池火災(zāi)的實驗研究.儲能科學(xué)與技術(shù),2018,7(6):1105-1112.