最近特斯拉和蔚來(lái)汽車的各兩次自燃事故進(jìn)一步加重了人們對(duì)電動(dòng)汽車和動(dòng)力電池安全性的顧慮。作為電池安全相關(guān)從業(yè)人員，個(gè)人反倒認(rèn)為消費(fèi)者有顧慮是件好事，因?yàn)闊o(wú)論是電動(dòng)車還是動(dòng)力電池，從技術(shù)層面確實(shí)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(dòng)力電池起火后該如何滅火是個(gè)非常有意思的話題。自燃事故后蔚來(lái)汽車提醒消費(fèi)者:"如果發(fā)現(xiàn)電池冒煙著火，請(qǐng)?jiān)诖_保人員安全后報(bào)火警119，并且以大量的水對(duì)起火燒穿破損位置進(jìn)行噴淋。由于電池是無(wú)氧燃燒，只有通過(guò)大量的水降溫才可以阻燃，一般的干粉或泡沫滅火器無(wú)法阻止電池燃燒"。筆者所在的動(dòng)力電池企業(yè)和所接觸到的測(cè)試機(jī)構(gòu)一般都會(huì)準(zhǔn)備沙子或者干粉滅火劑，在動(dòng)力電池單體起火條件下直接用二者進(jìn)行滅火；對(duì)于已經(jīng)做完了安全測(cè)試但沒(méi)有發(fā)生熱失控的電池，直接進(jìn)行泡水處理；對(duì)于模組或者電池包，在疑似會(huì)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(duì)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(shí)驗(yàn)室的孫金華/王青松團(tuán)隊(duì)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(duì)在《儲(chǔ)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(shí)驗(yàn)研究"的研究論文，系統(tǒng)對(duì)比了多種滅火劑對(duì)38AhNCM333體系動(dòng)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(huì)發(fā)生復(fù)燃的現(xiàn)象。更重要的是以上滅火劑中水對(duì)電池降溫的效果最為明顯。

實(shí)驗(yàn)使用的電池容量38Ah，NCM333體系的方形電池。通過(guò)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(dòng)力電池在電池儲(chǔ)能柜中起火后的滅火情況，作者使用的實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示。電池儲(chǔ)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(cè)試時(shí)電池、加熱管和火探管上均布置了熱電偶用以監(jiān)測(cè)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(kāi)始作用。

實(shí)驗(yàn)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(rùn)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(dòng)力。滅火時(shí)靠加壓氣體二氧化碳或氮?dú)獾膲毫⒏煞蹚膰娮焐涑觯纬梢还蓨A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(duì)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(duì)大氣層有破壞作用的哈龍滅火劑(鹵代烷類)而開(kāi)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(shí)為液態(tài)，受熱氣化會(huì)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(wú)殘留的優(yōu)點(diǎn)，七氟丙烷(HFC-227ea)和全氟己酮滅火劑多用于電子機(jī)房、圖書(shū)館、檔案館等場(chǎng)所。

展示了七氟丙烷和CO2滅火劑的整個(gè)滅火過(guò)程。可以看到加熱管加熱后電池受熱鼓脹，隨后防爆閥打開(kāi)噴射射流火，同時(shí)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(shí)驗(yàn)中滅火劑釋放點(diǎn)距火焰上方高度僅3cm，且滅火劑的作用時(shí)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(guò)大量的電池安全性測(cè)試，電池?zé)崾Э貢r(shí)噴射的火焰溫度高達(dá)1000℃以上，電池內(nèi)部通紅可見(jiàn)，電池表面溫度也會(huì)高達(dá)數(shù)百攝氏度，并且對(duì)于三元類動(dòng)力電池而言鎳含量越高燃燒過(guò)程持續(xù)的時(shí)間相對(duì)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(shí)驗(yàn)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(shí)間均小于2s。從響應(yīng)時(shí)間上看，七氟丙烷和CO2滅火劑的響應(yīng)時(shí)間僅用1s，ABC干粉滅火劑響應(yīng)時(shí)間最長(zhǎng)需要3s。CO2滅火劑作用后電池出現(xiàn)復(fù)燃，復(fù)燃時(shí)間長(zhǎng)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(lái)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(guò)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(dòng)汽車起火，在沒(méi)有其他更好滅火措施條件下，直接大量噴水滅火確實(shí)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(lái)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(shí)驗(yàn)研究.儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù),2018,7(6):1105-1112.