這篇文章源自美國消防協(xié)會（NFPA）關(guān)于固定電池儲能系統(tǒng)防火技術(shù)委員會（Technical Committee on Stationary Energy Storage Systems）討論材料《Overview of a Year of Battery Fire Testing by DNV GL for Con Ed, NYSERDA and FDNY》一文，筆者將精華摘出，與大家分享。

1.各種電池燃燒毒性和排氣特性

這部分內(nèi)容主要是從火災(zāi)發(fā)生之后，不同電池特別是不同化學(xué)體系鋰電池排放的有毒氣體和對人員在氣體層面的影響。

測試儀器方面采用Gasmet DX4000 FTIR對以下氣體進(jìn)行檢測：O2，CO，NO，CO2，NO2，SO2，CH4，乙烯，苯，甲苯，丙烷，乙烷，內(nèi)部放置個熱電偶和入口溫度。

圖1 單體測試方法

圖2 模組測試方法和過程圖像

整個實驗過程主要監(jiān)控的是易燃和有毒氣體，監(jiān)測的主要有毒氣體是CO，HCl，HF，HCN，苯，甲苯 。

與塑料相比，這些氣體的火焰能量產(chǎn)出有限，以下為氣體成分對比：

圖 氣體排放嚴(yán)重跟蹤表格和實際產(chǎn)生PPM

由于故障/火災(zāi)的性質(zhì)，整個燃燒的峰值很高，持續(xù)時間相對比較短。

圖3 不同化學(xué)體系的電池氣體排放

在電氣的排放過程中，CO大量產(chǎn)生，HCl是對整個系統(tǒng)通風(fēng)過程的主要驅(qū)動力。

圖4 HCI和CO的排放結(jié)果，基于空間的尺寸和出現(xiàn)失效的電池數(shù)量的特性表格

小結(jié)：我們可以移植到乘用車、大巴車，還有相關(guān)儲能設(shè)施，存放電池的空間，來評估存量所帶來的風(fēng)險，特別是不同情況下的排風(fēng)要求。

2.滅火特性

實驗采用加壓水罐，對于軟包電池進(jìn)行滅火實驗，有些結(jié)論是比較實用的：

• 未加壓的單體在測試中顯示出比加壓電池單體更高的氣體排放性，而且不容易被熄滅

• 單體電池即被水熄滅，仍然繼續(xù)在熱的時候產(chǎn)生氣體

• 在滅火過程中能夠，可燃?xì)怏w的不斷產(chǎn)生會是一個非常重要的關(guān)注點

所有的滅火劑都把單電池?fù)錅纾掷m(xù)冷卻時，水比其他滅火劑更好，在不同類型的化學(xué)體系中，水表現(xiàn)出較好的冷卻能力。

未來在重點區(qū)域，需要基于放熱率。

預(yù)期電池引起的火災(zāi)潛在燃燒程度，在滅火系統(tǒng)部署足夠的用水量，也需要根據(jù)探測系統(tǒng)了解火災(zāi)的實際過程。

以下是設(shè)計消防系統(tǒng)的主要注意點：

在滅火過程中，需要由足夠級聯(lián)保護(hù)，使在電芯表面被冷卻，內(nèi)部深層電芯也盡快冷卻下來，缺乏持續(xù)冷卻時，熱量會快速回流電池并重新點燃剩余的活性物質(zhì)。 

如果不是一次到位，整個滅火過程會比平時需要更多的水，電池內(nèi)火焰會復(fù)燃，分幾次放出（電池重燃發(fā)生的過程往往在在幾秒到幾分鐘內(nèi)發(fā)生）。

一旦電池完全冷卻了，能保持穩(wěn)定很長一段時間。

把電池淹沒在水冷，證明可以有效地冷卻電池和相應(yīng)的熱威脅。

即使在淹沒電池之后，很多電池繼續(xù)保持活性并保持電壓。

在浸入時，電池繼續(xù)排氣（主要是CO和H2）。

在浸沒期間，pH通常下降到?6，一個嚴(yán)重?zé)龎牡碾姵貛讉€小時后pH值升高到11，數(shù)天后增加到13。

3.應(yīng)用

在公共道路上，如果出現(xiàn)燃燒跡象，第一時間讓司機(jī)離開電動汽車，這事情搞不定。（備注：評估電池系統(tǒng)危害，主要是有有毒氣體、火焰和電能釋放的環(huán)節(jié)，在有毒氣體排放可能被我們之前考慮比較少。）

但是對于未來發(fā)展小儲能，和存放成品電池模組、成品電池包和未來待回收處理的廢舊電池的時候。

當(dāng)類似Tesla的儲能裝置滲透到我們身邊的時候，或者類似daimuler做的大的回收電池儲能中心。

我們需要考慮整個建筑的滅火、排氣和火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，鋰電池行業(yè)滲透到電氣能源的主流地位，尚需要一點一滴的努力。

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