[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于電化學(xué)儲能系統(tǒng)的高汽化熱多孔滅火介質(zhì)及其制備方法

有效

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• 申請日: 2022-10-27
• 公開（公告）號: CN115671641B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 管敏淵;沈建良;樓平;姚建鋒;徐國華;周平;徐楓;黃宇宙
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)浙江省電力有限公司湖州供電公司
• 主分類號: A62D1/00
• 分類號: A62D1/00;B82Y30/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 李博

本發(fā)明涉及滅火介質(zhì)領(lǐng)域，為解決現(xiàn)有技術(shù)下針對電化學(xué)儲能系統(tǒng)的滅火劑降溫較慢，并且無法持續(xù)降溫的問題，公開了一種應(yīng)用于電化學(xué)儲能系統(tǒng)的高汽化熱多孔滅火介質(zhì)，所述高汽化熱多孔滅火介質(zhì)為含有納米多孔材料和全氟己酮的液溶膠，所述納米多孔材料為金屬有機骨架材料。該多孔滅火介質(zhì)汽化熱高，汽化速度快，能有效克服全氟己酮降溫性能不足的缺陷，能夠快速阻滅鋰離子電池火災(zāi)中的明火和持續(xù)降溫，從而有效抑制其復(fù)燃，并可長久保存。本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用于電化學(xué)儲能系統(tǒng)的高汽化熱多孔滅火介質(zhì)的制備方法，該方法制備過程簡單，可調(diào)控產(chǎn)品性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及滅火介質(zhì)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于電化學(xué)儲能系統(tǒng)的高汽化熱多孔滅火介質(zhì)及其制備方法。

背景技術(shù)

儲能可有效保障高比例新能源電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行和提升新能源利用水平，是支撐新型電力系統(tǒng)的重要技術(shù)和基礎(chǔ)裝備，對推動能源綠色轉(zhuǎn)型、應(yīng)對極端事件、保障能源安全、促進能源高質(zhì)量發(fā)展、撐應(yīng)對氣候變化目標實現(xiàn)具有重要意義。電化學(xué)儲能具有快速響應(yīng)、雙向調(diào)節(jié)、小型分散等特點，近年來隨著核心技術(shù)不斷突破、建設(shè)成本逐步降低，呈現(xiàn)提速發(fā)展趨勢，其中鋰離子電池是電化學(xué)儲能領(lǐng)域的重要組成部分。

目前鋰離子電池在熱、電及機械濫用條件下存在熱失控風險，尤其對于儲能系統(tǒng)而言，單個電池的熱失控會發(fā)展成為大規(guī)模燃爆，進而產(chǎn)生巨大的人員說傷亡和財產(chǎn)損失。不同于常規(guī)火災(zāi)，鋰離子電池火災(zāi)是一種內(nèi)源性，在電池燃燒過程中形成氣體火災(zāi)、液體火災(zāi)和固體火災(zāi)混合的綜合類火災(zāi)。目前現(xiàn)有儲能電站配備的消防滅火劑為七氟丙烷，例如在中國專利文獻上公開的公告號為CN108744344A|的“一種鋰系動力電池的消防系統(tǒng)”，其滅火介質(zhì)為七氟丙烷氣體或氟化酮氣體。實踐表明，七氟丙烷基于物理稀釋隔絕氧氣或切斷燃燒鏈的機制，只能撲滅明火，不具備快速、持續(xù)降溫的功能，無法有效阻斷電池熱失控反應(yīng)，易出現(xiàn)復(fù)燃，難以徹底撲滅鋰離子電池火災(zāi)。全氟己酮作為新一代滅火劑，其沸點較低，雖然能夠在一定程度上抑制鋰離子電池火災(zāi)復(fù)燃，但全氟己酮的汽化速度較慢，導(dǎo)致其降溫能力受到限制，無法發(fā)揮自身絕緣性、環(huán)境友好等優(yōu)勢。因此，研制針對鋰離子電池，特別是大型鋰離子電池儲能系統(tǒng)的高汽化熱滅火劑迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)下針對電化學(xué)儲能系統(tǒng)的滅火劑降溫速度較慢，并且無法持續(xù)降溫的問題，提供一種應(yīng)用于電化學(xué)儲能系統(tǒng)的高汽化熱多孔滅火介質(zhì)，該多孔滅火介質(zhì)流動性好、汽化速度快、汽化潛熱高，可快速降低電化學(xué)儲能系統(tǒng)著火處的溫度，本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用于電化學(xué)儲能系統(tǒng)的高汽化熱多孔滅火介質(zhì)的制備方法，該方法制備過程簡單，可調(diào)控產(chǎn)品性能。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種應(yīng)用于電化學(xué)儲能系統(tǒng)的高汽化熱多孔滅火介質(zhì)，所述高汽化熱多孔滅火介質(zhì)為含有納米多孔材料和全氟己酮的液溶膠。

全氟己酮可汽化帶走著火點的熱量，并且隔絕著火點附近的氧氣，并且全氟己酮的絕緣性好，不會腐蝕金屬，因此不會對燃燒的電子部件和線路造成二次損害，本發(fā)明將納米多孔材料分散至全氟己酮中形成的穩(wěn)定液態(tài)膠體狀的高汽化熱多孔滅火介質(zhì)，納米多孔材料使得該多孔滅火介質(zhì)具有永久微孔性，使多孔滅火介質(zhì)整體密度下降，汽化熱升高，在同一汽化溫度下，該多孔滅火介質(zhì)汽化速度較純?nèi)和欤瑥亩梢钥焖賻ё吒嗟臒崃浚瑴缁鹦Ч@著提升，并且該多孔滅火介質(zhì)具有很好的流動性易于噴灑并覆蓋著火點。

作為優(yōu)選，所述納米多孔材料為金屬有機骨架材料。

金屬有機骨架材料具有微孔結(jié)構(gòu)，并且可與全氟己酮結(jié)合，因此金屬有機骨架材料可穩(wěn)定分散在全氟己酮中得到質(zhì)地均一的液態(tài)溶膠。

作為優(yōu)選，所述金屬有機骨架材料的粒徑為10-500nm。

作為優(yōu)選，所述納米多孔材料為鋯基金屬有機骨架材料。