張乃平，馬永飛，楊孟霖，張 英

(武漢理工大學(xué) 安全科學(xué)與應(yīng)急管理學(xué)院，湖北 武漢 430070)

0 引言

隨著能源危機(jī)和環(huán)境問題的日益突出，世界各國(guó)積極投入對(duì)新型可再生能源的開發(fā)和利用，我國(guó)力爭(zhēng)2030年前實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”、2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”[1]。作為新能源及環(huán)保低碳的動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)，得到迅猛發(fā)展，其中，鋰電池憑借高能量密度、無記憶效應(yīng)、自放電率低和生命周期長(zhǎng)等特點(diǎn)成為主要的動(dòng)力電池產(chǎn)品[2]，被廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)能電站和電動(dòng)汽車等領(lǐng)域[3-4]。然而，鋰電池的材料構(gòu)成特殊并且運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜多樣，一旦發(fā)生火災(zāi)事故，可造成設(shè)備損壞甚至人員損傷。2021年4月，北京市豐臺(tái)區(qū)“4·16”較大火災(zāi)事故造成1人遇難、2名消防員犧牲、1名消防員受傷，火災(zāi)造成直接財(cái)產(chǎn)損失1 660.81萬元。鋰電池的火災(zāi)危險(xiǎn)性與電池的數(shù)量、容量等密切相關(guān)，當(dāng)電池?cái)?shù)量、電池組容量成倍增長(zhǎng)時(shí)，單位質(zhì)量?jī)?nèi)的比能量也隨之成倍增加，鋰電池火災(zāi)的危險(xiǎn)性也會(huì)極大提高[5]。眾多學(xué)者通過提高電池內(nèi)部材料的安全性[6-7]，降低鋰電池?zé)崾Э氐目赡苄院弯囯姵責(zé)崾Э卦斐珊蠊膰?yán)重性。基于散熱和熱絕緣，許多電池外部的安全裝置也被開發(fā)出來，例如調(diào)節(jié)電模組內(nèi)溫度的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)[8-10]等。但鋰電池起火事故仍時(shí)有發(fā)生，因此，研究如何有效地?fù)錅玟囯姵鼗馂?zāi)的工作具有重要意義。本文對(duì)抑制鋰電池火災(zāi)的研究進(jìn)展進(jìn)行回顧與探討，以期為后續(xù)研究和實(shí)際工程應(yīng)用提供參考。

1 鋰電池火災(zāi)致因及特點(diǎn)

鋰電池?zé)崾Э厥?個(gè)極端熱演化過程，是導(dǎo)致發(fā)生鋰電池火災(zāi)甚至爆炸的主要原因。導(dǎo)致電池?zé)崾Э氐臑E用行為分為3類:機(jī)械濫用、電濫用、熱濫用。1)機(jī)械濫用主要是穿刺、擠壓、碰撞等[11-13]致使電池隔膜破裂導(dǎo)致電池內(nèi)部短路，進(jìn)而引發(fā)一系列放熱反應(yīng)。2)電濫用主要包括過充、過放、外部短路等情況[14-16]。過充或過放均會(huì)導(dǎo)致電池的電極活性材料和電解質(zhì)部分分解，其產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生大量熱量；外部短路會(huì)導(dǎo)致電池快速放電，產(chǎn)生大量焦耳熱。3)熱濫用主要由環(huán)境或局部溫度過高引起[17-18]。三者之間既相互區(qū)別，又有著必然的內(nèi)在聯(lián)系，機(jī)械濫用和電濫用最終都將導(dǎo)致電池過熱而出現(xiàn)熱濫用情況。

綜上所述，濫用行為會(huì)引發(fā)一系列放熱反應(yīng)，并導(dǎo)致電池溫度升高，高溫又進(jìn)一步加速放熱反應(yīng)。當(dāng)這個(gè)過程失去控制，電池內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生氧氣和大量可燃?xì)怏w，進(jìn)而演化成火災(zāi)甚至爆炸。鋰電池電解液為鋰鹽與有機(jī)溶劑的混合溶液，其在熱失控期間會(huì)產(chǎn)生大量有毒煙氣[19]，這進(jìn)一步增加鋰電池火災(zāi)的毒性危害。滅火劑雖然能夠撲滅電池外部的明火，但是由于電池外殼的阻隔，滅火劑難以進(jìn)入電池內(nèi)部，不能立即阻止電池內(nèi)部劇烈的鏈?zhǔn)椒纸夥磻?yīng)，所以，鋰電池火災(zāi)呈現(xiàn)出發(fā)展快速、極易復(fù)燃、燃燒特性復(fù)雜且伴有大量有毒煙氣的特點(diǎn)。

2 典型滅火劑對(duì)鋰電池火災(zāi)抑制效果

鋰電池火災(zāi)的抑制手段包括快速滅火和高效冷卻2方面。以18650型三元鋰電池為例，在電池爆燃過程中，其表面和火焰的峰值溫度分別超過820 ℃和1 035 ℃[20]?？焖贉缁鹉軌驑O大地降低火焰對(duì)臨近電池和其他設(shè)備的熱危害。將電池快速冷卻，進(jìn)而抑制電池內(nèi)部的鏈?zhǔn)椒纸夥磻?yīng)，是防止電池復(fù)燃和熱失控在模組內(nèi)傳播的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為尋求有效的鋰電池火災(zāi)滅火劑，前人采用不同滅火劑開展大量滅火實(shí)驗(yàn)，本文從固體滅火劑、氣體滅火劑、液體滅火劑以及協(xié)同滅火劑的角度分別展開敘述。

2.1 固體滅火劑

固體滅火劑分為2種：1)干粉滅火劑，由微細(xì)而干燥的無機(jī)鹽粉末和添加劑組成；2)氣溶膠滅火劑，以液體或者固體為分散相，氣體為分散介質(zhì)所形成的粒徑小于5 μm的溶膠體系滅火劑。

2.1.1 干粉滅火劑

干粉滅火劑的滅火機(jī)理主要以隔離、化學(xué)抑制作用為主。李毅等[21]使用ABC干粉開展鈷酸鋰電池模組的滅火實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)微細(xì)固體顆粒雖然在抑制電池明火的鏈?zhǔn)饺紵磻?yīng)中起著重要作用，但是無法阻止電池?zé)崾Э?，撲滅明? s后電池復(fù)燃并劇烈燃燒。Rao等[22]使用超細(xì)干粉對(duì)受限空間內(nèi)的磷酸鐵鋰電池模組進(jìn)行滅火測(cè)試，發(fā)現(xiàn)在滅火劑停止釋放后，電池迅速?gòu)?fù)燃，大量熱量在受限空間內(nèi)迅速聚集，隨后出現(xiàn)電池爆炸現(xiàn)象。Meng等[23]研究ABC干粉對(duì)磷酸鐵鋰電池火災(zāi)的滅火和冷卻效果，發(fā)現(xiàn)干粉可以在適當(dāng)?shù)臈l件下?lián)錅缤獠棵骰?，但其冷卻效果僅存在于與電池接觸的部分，并且效果十分有限，停止使用滅火劑后電池溫度迅速升高，存在極高的復(fù)燃風(fēng)險(xiǎn)。

2.1.2 氣溶膠滅火劑

氣溶膠滅火劑分為熱氣溶膠滅火劑和冷氣溶膠滅火劑[24]。熱氣溶膠滅火劑中含40%固體滅火組分和60%惰性氣體，其滅火機(jī)理為：在密閉空間內(nèi)，以滅火組分微粒的化學(xué)抑制和惰性氣體的稀釋作用來達(dá)到滅火目的。冷氣溶膠滅火機(jī)理為：在密閉空間內(nèi)，以單位質(zhì)量中的80%超細(xì)滅火微粒的化學(xué)抑制作用來達(dá)到滅火目的。美國(guó)DNV-GL測(cè)試氣溶膠對(duì)鋰電池火災(zāi)的滅火效果[25]，發(fā)現(xiàn)氣溶膠可以在相對(duì)封閉的空間內(nèi)迅速撲滅鋰電池火災(zāi)，其可以使該空間在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)保持較低的氧含量，然而，封閉空間一旦被打開，電池就會(huì)發(fā)生復(fù)燃。中國(guó)船級(jí)社武漢規(guī)范研究所測(cè)試熱氣溶膠對(duì)大型三元鋰電池模組和磷酸鐵鋰電池模組的滅火效果[26]，發(fā)現(xiàn)熱氣溶膠滅火劑能很快撲滅明火，但無法抑制熱失控在模組內(nèi)傳播，大量煙氣持續(xù)釋放使熱量在有限空間內(nèi)迅速積聚，導(dǎo)致電池模組很快復(fù)燃。

由于固體滅火劑缺乏冷卻能力，在其應(yīng)用期間，電池溫度仍處于較高水平，滅火劑停止釋放后，電池極易發(fā)生復(fù)燃。因此，固體滅火劑不適用于鋰電池火災(zāi)。

2.2 氣體滅火劑

常用的氣體滅火劑為CO2、七氟丙烷(HFC-227ea)、全氟己酮(Novec 1230)滅火劑。

2.2.1 CO2滅火劑

CO2滅火劑主要起隔絕和稀釋氧濃度的作用，使易燃材料周圍的氧氣被稀釋到無法維持燃燒的程度，然而，在開放空間或者大空間內(nèi)使用則會(huì)大大降低CO2滅火劑的滅火效果。CO2滅火劑對(duì)鋰電池火災(zāi)滅火效果的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象[21-22,26-29]如表1所示。由表1可以看出，雖然CO2滅火劑可以通過隔絕氧氣來?yè)錅玟囯姵赝獠棵骰?，但其熱容很低，很難降低電池溫度，無法抑制電池內(nèi)部的鏈?zhǔn)椒纸夥磻?yīng)以及熱失控在電池模組內(nèi)的傳播，電池仍處在危險(xiǎn)狀態(tài)。因此，CO2滅火劑不適用于鋰電池火災(zāi)。

表1 CO2滅火劑對(duì)鋰電池火災(zāi)滅火效果的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

2.2.2 七氟丙烷滅火劑

七氟丙烷滅火機(jī)理包括物理和化學(xué)作用，其相對(duì)分子量較大，具有較大的汽化潛熱，七氟丙烷蒸氣在火場(chǎng)中受熱分解也會(huì)吸收熱量，熱分解產(chǎn)生的含氟自由基起阻斷鏈?zhǔn)饺紵磻?yīng)的作用。Wang等[30]研究七氟丙烷對(duì)鈦酸鋰電池火災(zāi)的抑制效果，研究結(jié)果表明：無論是單個(gè)電池還是多個(gè)電池，七氟丙烷都能快速熄滅電池的外部明火，然而劇烈的化學(xué)反應(yīng)仍在電池內(nèi)部進(jìn)行，易燃?xì)怏w仍不斷從電池安全閥中噴出，因此電池極易發(fā)生復(fù)燃。在對(duì)比實(shí)驗(yàn)中[22,28-29]，七氟丙烷滅火劑比CO2滅火劑表現(xiàn)出更好的滅火效果，但是較鋰電池?zé)崾Э仄陂g的劇烈放熱反應(yīng)來看，七氟丙烷滅火劑的冷卻效果不顯著，雖然大量使用可以提高冷卻效果，但過量使用會(huì)產(chǎn)生大量的HF[31]，該氣體具有很強(qiáng)的腐蝕性和毒性，會(huì)對(duì)人體和設(shè)備造成損害。

2.2.3 全氟己酮滅火劑

全氟己酮對(duì)燃燒反應(yīng)有較強(qiáng)的化學(xué)抑制能力[32]，其在常溫下是液體，可以通過汽化吸收熱量，具有一定的冷卻能力。Wang等[33]、Zhang等[34]測(cè)試全氟己酮滅火劑對(duì)鋰電池火災(zāi)的滅火效果，研究表明：全氟己酮表現(xiàn)出比CO2和七氟丙烷滅火劑更優(yōu)的滅火效果。全氟己酮的使用量對(duì)滅火效果具有顯著的影響，足量的全氟己酮可以在2～3 s內(nèi)撲滅38 Ah的三元鋰電池外部明火，而不足量的全氟己酮卻存在助燃現(xiàn)象[35]。這是因?yàn)椋寒?dāng)全氟己酮用量不足時(shí)，其釋放后氟原子的數(shù)量小于氫原子，導(dǎo)致過量的氫原子形成HF，在這個(gè)過程中釋放的熱量大于形成其他氟化物釋放的熱量；當(dāng)全氟己酮用量充足時(shí)，能夠形成部分氧化的物質(zhì)(如COF2和CF4)，且熱量釋放較少[32]。在后續(xù)工作中，Liu等[36]研究不同劑量的全氟己酮在300 Ah磷酸鐵鋰電池中的應(yīng)用情況，并系統(tǒng)地分析電池火災(zāi)的熱危害和毒性危害，研究表明：全氟己酮的化學(xué)抑制作用隨著其使用劑量的增加而趨于飽和，越高的使用劑量帶來越明顯的冷卻效果，與此同時(shí)，有毒物質(zhì)的總產(chǎn)量隨著全氟己酮使用劑量的增加而快速增加，雖然更高劑量的全氟己酮具有更長(zhǎng)時(shí)間和更有效的抑制作用，但同時(shí)會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生更高的毒性。

上述3種氣體滅火劑中，全氟己酮和七氟丙烷都表現(xiàn)出快速撲滅電池外部明火的能力，其中全氟己酮具有較好的冷卻能力，對(duì)單電池具有一定的冷卻效果，但是對(duì)于鋰電池模組的冷卻效果略顯不足，尚不能完全阻止熱失控在電池模組內(nèi)的傳播[37]。

2.3 液體滅火劑

目前，應(yīng)用到鋰電池滅火實(shí)驗(yàn)的液體滅火劑多是水基滅火劑，例如泡沫滅火劑、純水和細(xì)水霧等。除此之外，還有學(xué)者將液氮應(yīng)用到鋰電池的滅火實(shí)驗(yàn)中。

2.3.1 泡沫滅火劑

泡沫滅火劑在電池表面形成的泡沫覆蓋層，可使電池與空氣隔離，同時(shí)泡沫中析出的水因吸收熱量而蒸發(fā)并借此降低電池溫度。Andersson等[38]測(cè)試泡沫滅火劑對(duì)磷酸鐵鋰電池的滅火效果，研究表明：泡沫滅火劑可以撲滅明火，低倍數(shù)泡沫比高倍數(shù)泡沫含水量更高從而具有更好的冷卻效果。李毅等[21]使用3%水成膜泡沫滅火劑成功撲滅鈷酸鋰電池模組外部明火，但在撲滅明火47 s后電池發(fā)生復(fù)燃并劇烈燃燒。雖然泡沫能夠有效包覆電池模組，但是難以滲透到模組內(nèi)部，因此，泡沫滅火劑抑制模組內(nèi)熱失控傳播的效果較差。

2.3.2 水

水具有很高的汽化熱和熱容量，是1種理想的冷卻劑。Russo等[39]測(cè)試CO2、泡沫、水和水霧對(duì)單個(gè)軟包電池的滅火效果，研究結(jié)果表明水和泡沫是最有效的，進(jìn)一步證明滅火劑的冷卻能力是防止鋰電池?zé)崾Э貍鞑ズ突馂?zāi)蔓延的關(guān)鍵因素。Benjamin[40]測(cè)試水噴淋系統(tǒng)對(duì)鋰電池存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)的抑制效果，研究表明：水噴淋系統(tǒng)能夠有效撲滅電池火災(zāi)，然而由于貨物堆積，在水不能浸透的地方存在復(fù)燃現(xiàn)象，但水噴淋系統(tǒng)對(duì)其周圍有很好的濕潤(rùn)效果，能夠防止火向臨近電池存儲(chǔ)箱蔓延。Blum等[41]測(cè)試水對(duì)全尺寸電動(dòng)汽車火災(zāi)的滅火效果，結(jié)果表明：水能成功撲滅電動(dòng)汽車火災(zāi)，而且具有較好的冷卻效果，但為了持續(xù)冷卻電動(dòng)汽車的電池模組，需要不停地噴水，導(dǎo)致?lián)渚入妱?dòng)汽車火災(zāi)的用水量遠(yuǎn)大于撲滅普通汽車火災(zāi)的用水量。美國(guó)危險(xiǎn)控制技術(shù)公司(HCT)開發(fā)的F-500微胞囊技術(shù)，即當(dāng)F-500與水以一定比例混合時(shí)，可以顯著提高純水的滅火效果，并加強(qiáng)水的滲透能力和冷卻效果。在對(duì)比實(shí)驗(yàn)中[42-43]，加入F-500的水溶液比純水表現(xiàn)出更好的滅火和冷卻效果，且用水量更低。

將水霧化形成細(xì)水霧，能夠顯著提升滅火能力。細(xì)水霧滴直徑很小，相對(duì)同樣體積的水，其表面積劇增，從而增強(qiáng)熱交換的能力。細(xì)水霧吸收熱量后迅速汽化，使得體積急劇膨脹，通?？蛇_(dá)到約1 700倍，從而降低空氣中的氧氣濃度，抑制燃燒中的氧化反應(yīng)速度，起到窒息的作用，此外，細(xì)水霧還能有效阻斷強(qiáng)烈的熱輻射[44]。Liu等[45-46]先后研究細(xì)水霧對(duì)單個(gè)18650型鋰電池?zé)崾Э睾?8650型鋰電池模組熱失控傳播的抑制效果。結(jié)果表明：對(duì)于單個(gè)鋰電池而言，在電池表面溫度達(dá)到臨界溫度之前，細(xì)水霧可以有效地抑制電池的熱失控，當(dāng)表面溫度高于臨界溫度時(shí)，熱失控是不可阻擋的，但與不使用細(xì)水霧的電池相比，細(xì)水霧仍能將電池的最高表面溫度降低300 ℃左右，有效緩解鋰電池?zé)崾Э氐臒嵛：Γ粚?duì)于鋰電池模組而言，在細(xì)水霧應(yīng)用期間，最大冷卻速率超過100 ℃/s，熱失控電池表面溫度在5 s內(nèi)下降到100 ℃，其鄰近電池未出現(xiàn)熱失控現(xiàn)象，表明細(xì)水霧能夠有效地阻止電池模組中的熱失控傳播。Zhang等[47]研究細(xì)水霧對(duì)單個(gè)和多個(gè)21700型鋰電池的滅火效果，結(jié)果表明：細(xì)水霧可以有效撲滅21700型鋰電池明火，足量的水可以有效冷卻電池，阻止熱失控傳播。

細(xì)水霧添加劑能進(jìn)一步提高細(xì)水霧的滅火性能，水溶性鹽類添加劑[48-49]主要通過捕獲燃燒自由基提供化學(xué)抑制；表面活性劑[50]主要通過降低表面張力和增加水的附著力提供物理抑制。Zhu等[51]使用含表面活性劑細(xì)水霧抑制鋰電池?zé)崾Э?，結(jié)果表明：含表面活性劑細(xì)水霧比純細(xì)水霧更快降低鋰電池的表面溫度。Liu等[52]研究KHCO3，K2C2O4，F(xiàn)S-3100和SDBS(C18H29NaO3S)4種添加劑分別對(duì)細(xì)水霧的冷卻和抑制效果的影響，結(jié)果表明：含KHCO3和K2C2O4的細(xì)水霧比含F(xiàn)S-3100和SDBS的細(xì)水霧具有更好的冷卻和抑制效果。張青松等[53]在以往研究基礎(chǔ)上配置適合抑制鋰電池火災(zāi)的復(fù)合添加劑，結(jié)果表明：配置的復(fù)合添加劑可以有效增強(qiáng)細(xì)水霧的滅火能力。

2.3.3 液氮

液氮是1種惰性、無色、無嗅、無腐蝕性、不可燃、溫度極低的液體。Huang等[54]首次將液氮用于抑制鋰電池火災(zāi)，研究發(fā)現(xiàn)：液氮可以很好地抑制、延遲鋰電池?zé)崾Э夭⒗鋮s電池，同時(shí)隨著液氮應(yīng)用時(shí)間的延長(zhǎng)，其對(duì)電池內(nèi)部的冷卻效果更加顯著。雖然液氮抑制效果顯著，但是相較其他滅火劑而言，液氮由于成本高、危險(xiǎn)性大等因素，并不適合大規(guī)模應(yīng)用。

綜上所述，具有高效冷卻能力的滅火劑能迅速冷卻電池表面，進(jìn)而抑制電池內(nèi)部的鏈?zhǔn)椒纸夥磻?yīng)。所以冷卻效果好的滅火劑表現(xiàn)出更好的抑制效果，其中細(xì)水霧滅火技術(shù)具有顯著優(yōu)勢(shì)，這已在眾多對(duì)比實(shí)驗(yàn)中得到證實(shí)[21,27,29,39]。細(xì)水霧滅火是綜合化學(xué)反應(yīng)、流體流動(dòng)、傳熱、傳質(zhì)等物理化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜過程[55]，然而，目前對(duì)細(xì)水霧特性的研究主要集中在宏觀層面，還應(yīng)從速度場(chǎng)、雷諾數(shù)變化、氣流場(chǎng)等微觀角度進(jìn)一步揭示其滅火過程及機(jī)理。不同細(xì)水霧特性表征參數(shù)，如霧動(dòng)量、粒徑和流量等，其對(duì)鋰電池火災(zāi)抑制效果的影響規(guī)律也有必要進(jìn)行深入研究。添加劑可以有效提高細(xì)水霧的滅火性能，但應(yīng)從滅火能力和是否存在不良抑制等方面綜合選擇添加劑。雖然純水被證實(shí)對(duì)單電池的熱穩(wěn)定性和電化學(xué)性能影響不大，但具有腐蝕和導(dǎo)電特性的NaCl溶液會(huì)對(duì)電池造成嚴(yán)重?fù)p壞[56]，添加劑應(yīng)該避免選擇此類材料。在高壓系統(tǒng)中，水下高溫電弧會(huì)熔化電池電極或外殼，并引燃泄漏的電解液，導(dǎo)致熱失控[57]。電池的活性材料還會(huì)與水反應(yīng)生成一些危險(xiǎn)氣體，如HF[58]，H2[33]等。經(jīng)水浸泡的電池的著火行為也會(huì)發(fā)生變化[59]。但目前水對(duì)電池的影響研究主要針對(duì)單電池，而電池模組具備更高的電壓、容量和比能量等，在實(shí)際滅火過程中，含水滅火劑是否存在更大的潛在危害或是否會(huì)對(duì)臨近未熱失控的電池模組造成嚴(yán)重?fù)p壞，仍不得而知，因此，有必要對(duì)其進(jìn)行深入研究。

2.4 協(xié)同滅火劑

Liu等[52]提出集快速滅火和高效冷卻為一體的滅火策略，即全氟己酮與細(xì)水霧協(xié)同作業(yè)。在火場(chǎng)中，細(xì)水霧難以第一時(shí)間穿透火羽和煙氣到達(dá)火焰根部和電池表面，導(dǎo)致滅火效率有所下降。全氟己酮可以迅速撲滅明火，便于細(xì)水霧接觸電池，進(jìn)而冷卻電池。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：全氟己酮與細(xì)水霧的協(xié)同作業(yè)比單一滅火劑具有更好的滅火和冷卻效果。考慮到全氟己酮成本較高，Zhang等[34]在后續(xù)工作中，又從滅火效果、冷卻效果和經(jīng)濟(jì)效益角度綜合比較CO2、七氟丙烷、全氟己酮3種氣體滅火劑與細(xì)水霧協(xié)同作業(yè)對(duì)磷酸鐵鋰電池火災(zāi)的抑制效果，CO2與細(xì)水霧組合具有良好的滅火效果和冷卻效果，可以考慮用于撲滅磷酸鐵鋰電池火災(zāi)。

3 展望

鋰電池滅火技術(shù)相關(guān)工作遠(yuǎn)未完成，未來研究應(yīng)更貼近實(shí)際工程應(yīng)用，針對(duì)目前研究現(xiàn)狀和不足之處，提出以下4點(diǎn)看法：

1)鋰電池火災(zāi)會(huì)產(chǎn)生大量有毒煙氣，現(xiàn)有研究大多從滅火效率和溫度方面分析滅火劑的抑制效果，但對(duì)系統(tǒng)毒性的影響研究較少，特別是撲滅外部明火后，電池“陰燃”階段的系統(tǒng)毒性變化規(guī)律研究。同時(shí)，滅火劑在對(duì)鋰電池火災(zāi)抑制過程中，與電池活性材料可能發(fā)生的物理、化學(xué)反應(yīng)和不良抑制作用也有必要進(jìn)行深入研究。因此，未來研究應(yīng)從滅火效率、冷卻能力、毒性影響、抑制機(jī)理和有無不良抑制作用等角度綜合評(píng)估滅火劑的有效性。

2)以往的研究大多集中在單體電池或小電池模塊上，而在實(shí)際工程應(yīng)用中，多是將大量單體電池通過串、并聯(lián)形成鋰電池模組作為能量載體使用，而且串、并聯(lián)對(duì)模組內(nèi)熱失控的傳播有明顯影響[60-61]，模組具有更大的火災(zāi)危險(xiǎn)性，這就對(duì)滅火技術(shù)提出了更高的要求。因此，大型電池模組的火災(zāi)抑制測(cè)試需要引起更多關(guān)注。工業(yè)界與學(xué)術(shù)界應(yīng)密切合作，加大對(duì)大規(guī)模串、并聯(lián)鋰電池模組熱失控和火災(zāi)抑制方面的研究力度。

3)目前大多研究的實(shí)驗(yàn)條件為常溫常壓，且滅火劑直接作用于電池上。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，鋰電池往往處于復(fù)雜多樣的運(yùn)行環(huán)境中，如電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能電站、電動(dòng)船舶、航空貨運(yùn)等，有必要針對(duì)特定的應(yīng)用場(chǎng)景開展火災(zāi)抑制研究，研究滅火劑在不同通風(fēng)條件、障礙物、低壓甚至非定常壓等環(huán)境下的抑制效果和應(yīng)用方案。

4)控制鋰電池?zé)崾Э匦袨榈臄U(kuò)大化是消除鋰電池火災(zāi)甚至爆炸隱患的有效途徑之一。當(dāng)鋰電池處于危險(xiǎn)狀態(tài)下時(shí)，越早采取措施，越容易控制風(fēng)險(xiǎn)。鋰電池滅火技術(shù)不應(yīng)僅依賴于適合的滅火劑，還應(yīng)包括更快、更精確的監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，二者相互配合，做到早期預(yù)警、早期防控。

4 結(jié)論

1)CO2、七氟丙烷、全氟己酮等氣體滅火劑能撲滅鋰電池外部明火，但不能有效降低電池的溫度。固體滅火劑比熱容很低，缺乏冷卻能力。這些滅火劑在撲救鋰電池火災(zāi)時(shí)存在用量大、時(shí)間長(zhǎng)、易復(fù)燃等缺點(diǎn)。

2)液體滅火劑相較于氣體和固體滅火劑，具有優(yōu)異的冷卻效果，對(duì)鋰電池火災(zāi)表現(xiàn)出較好的抑制效果。其中，含水滅火劑具有高潤(rùn)濕性、高比熱容、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，是目前用于撲滅鋰電池火災(zāi)的推薦滅火劑。然而，含水滅火劑的適用性有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

3)迫切需求開發(fā)1種滅火速度快、高比熱容、絕緣性強(qiáng)、消煙性能好和對(duì)環(huán)境友好的滅火技術(shù)，這對(duì)鋰電池?zé)岚踩哂兄匾饬x。