Литий батарейкаларынын коопсуздугу ар дайым тармакта тынчсыздануу болуп келген. Өзгөчө материалдык түзүлүшүнө жана татаал иштөө чөйрөсүнө байланыштуу, өрт кырсыгы болгондон кийин, ал жабдуулардын бузулушуна, мүлктүн жоголушуна, ал тургай курмандыктарга алып келет. Литий батарейкасы өрттөнгөндөн кийин, утилдештирүү кыйынга турат, көп убакытты талап кылат жана көп учурда уулуу газдардын чоң көлөмүн пайда кылат. Демек, өрттү өз убагында өчүрүү өрттүн жайылышын эффективдүү көзөмөлдөй алат, көп күйүүнүн алдын алат жана кызматкерлердин качып кетишине көбүрөөк убакыт берет.

Литий-иондук батарейкалардын термикалык качуу процессинде түтүн, өрт, жада калса жарылуу көп кездешет. Ошондуктан, жылуулук качуу жана диффузия көйгөйүн көзөмөлдөө литий батарейка өнүмдөрүн колдонуу процессинде туш болгон негизги көйгөй болуп калды. Өрт өчүрүүнүн туура технологиясын тандоо батареянын термикалык агымынын андан ары жайылышын алдын алат, бул өрттүн чыгышын басуу үчүн чоң мааниге ээ.

Бул макалада азыркы учурда рынокто бар негизги өрт өчүргүчтөр жана өчүрүү механизмдери менен тааныштырат жана өрт өчүргүчтөрдүн ар кандай түрлөрүнүн артыкчылыктары жана кемчиликтери талданат.

Өрт өчүргүчтөрдүн түрлөрү

Учурда базардагы өрт өчүргүчтөр негизинен газдуу өрт өчүргүчтөр, суудан жасалган өрт өчүргүчтөр, аэрозолдук өрт өчүргүчтөр жана кургак порошок өрт өчүргүчтөр болуп бөлүнөт. Төмөндө өрт өчүргүчтүн ар бир түрүнүн коддору жана мүнөздөмөлөрү менен таанышуу болуп саналат.

Перфторгексан: Perfluorohexane OECD жана АКШнын EPA PFAS тизмесине киргизилген. Ошондуктан, өрт өчүрүүчү агент катары perfluorohexane колдонуу жергиликтүү мыйзамдарга жана эрежелерге ылайык жана айлана-чөйрөнү коргоо боюнча жөнгө салуу органдары менен байланышууга тийиш. Термикалык ажыроодо перфторгександын продуктулары парник газдары болгондуктан, ал узак мөөнөттүү, чоң дозада, үзгүлтүксүз чачууга ылайыктуу эмес. Аны суу чачуу системасы менен бирге колдонуу сунушталат.

Трифторметан:Trifluoromethane агенттери бир нече өндүрүүчүлөр тарабынан гана өндүрүлгөн жана өрт өчүрүүчү агенттин бул түрүн жөнгө салуучу атайын улуттук стандарттар жок. Тейлөөнүн баасы жогору, ошондуктан аны колдонуу сунушталбайт.

Гексафторопропан:Бул өрт өчүрүүчү агент колдонуу учурунда түзмөктөрдү же жабдууларды бузууга жакын жана анын глобалдык жылуулук потенциалы (GWP) салыштырмалуу жогору. Ошондуктан, hexafluoropropane өткөөл өрт өчүрүүчү агент катары гана колдонулушу мүмкүн.

Heptafluoropropan:Парник эффектисинен улам, ал акырындык менен ар кайсы өлкөлөр тарабынан чектелип жатат жана жоюлууга дуушар болот. Учурда гептафторпропан агенттери токтотулду, бул техникалык тейлөө учурунда болгон гептафторпропан системаларын кайра толтурууда көйгөйлөргө алып келет. Ошондуктан, аны колдонуу сунушталбайт.

Инерттүү газ:Анын ичинде IG 01, IG 100, IG 55, IG 541, алардын арасында IG 541 кеңири колдонулат жана эл аралык деңгээлде жашыл жана экологиялык жактан таза өрт өчүрүүчү агент катары таанылган. Бирок, анын кемчиликтери, курулуштун кымбаттыгы, газ баллондоруна болгон суроо-талаптын жогору болушу, мейкиндикти көп ээлөө.

Суу негизиндеги агент:Майда суу тумандуу өрт өчүргүчтөр кеңири колдонулат жана алар эң жакшы муздаткыч эффектке ээ. Бул, негизинен, суунун чоң жылуулук сыйымдуулугу бар, ал чоң көлөмдөгү жылуулукту тез сиңирип, аккумулятордун ичиндеги реакцияга кирбеген активдүү заттарды муздатып, температуранын андан ары көтөрүлүшүнө бөгөт коё алат. Бирок, суу батарейкаларга олуттуу зыян келтирет жана изоляцияланбайт, бул батареянын кыска туташуусуна алып келет.

Аэрозоль:Айлана-чөйрөгө таза, уулуу эмес, арзан баада жана жеңил тейлөө үчүн аэрозоль негизги өрт өчүрүүчү агент болуп калды. Бирок, тандалган аэрозоль БУУнун ченемдерине жана жергиликтүү мыйзамдарга жана эрежелерге ылайык келиши керек жана жергиликтүү улуттук продукциянын сертификациясы талап кылынат. Бирок, аэрозолдор муздатуу мүмкүнчүлүктөрү жок, жана аларды колдонуу учурунда, батареянын температурасы салыштырмалуу жогору бойдон калууда. Өрт өчүрүүчү агент чыккандан кийин, батарея кайра тутанууга жакын болот.

Өрт өчүргүчтөрдүн эффективдүүлүгү

Кытайдын Илим жана Технология Университетинин Өрткө каршы илиминин Мамлекеттик Негизги Лабораториясы 38А литий-иондук батареядагы ABC кургак порошок, гептафторпропан, суу, перфторгексан жана СО2 өрт өчүргүчтөрдүн өрт өчүрүүчү таасирин салыштырган изилдөө жүргүздү.

Өрт өчүрүү процессин салыштыруу

ABC кургак порошок, гептафторопропан, суу жана перфторгексан батарейканын өрттөрүн күйгүзбөй тез өчүрө алат. Бирок, CO2 өрт өчүргүчтөр батареянын өрттөрүн натыйжалуу өчүрө албайт жана кайра тутанууга алып келиши мүмкүн.

Өрт өчүрүүнүн натыйжаларын салыштыруу

Термикалык качкандан кийин, өрт өчүргүчтөрдүн аракети астында литий батареяларынын жүрүм-турумун болжол менен үч этапка бөлүүгө болот: муздатуу баскычы, температуранын тез көтөрүлүү баскычы жана жай температуранын төмөндөшү.

Биринчи этапмуздатуу баскычы болуп саналат, мында өрт өчүргүч чыккандан кийин батареянын бетинин температурасы төмөндөйт. Бул, негизинен, эки себеп менен шартталган:

• Батареяны желдетүү: Литий-иондук батарейкалар термикалык качканга чейин, батареянын ичинде көп сандагы алкандар жана CO2 газы чогулат. Батарея өзүнүн басым чегине жеткенде, коопсуздук клапаны ачылып, жогорку басымдагы газды чыгарат. Бул газ батареянын ичиндеги активдүү заттарды ишке ашырат, ошол эле учурда батарейканы муздатуу эффектин берет.
• Өрт өчүргүчтүн эффектиси: Өрт өчүргүчтүн муздатуу эффектиси, негизинен, эки бөлүктөн турат: фаза алмашуу учурундагы жылуулукту жутуу жана химиялык изоляция эффектиси. Фазалык өзгөрүү жылуулукту сиңирүү батареядан пайда болгон жылуулукту түздөн-түз жок кылат, ал эми химиялык изоляция эффектиси химиялык реакцияларды үзгүлтүккө учуратып жылуулуктун пайда болушун кыйыр түрдө азайтат. Суу өзгөчө жылуулук сыйымдуулугунун жогору болгондугуна байланыштуу эң маанилүү муздатуу эффектине ээ, ал жылуулуктун чоң көлөмүн тез сиңирүүгө мүмкүндүк берет. HFC-227ea, CO2 жана ABC кургак порошок олуттуу муздатуу эффекттерин көрсөтпөйт, ал эми perfluorohexane өрт өчүргүчтөрдүн мүнөзүнө жана механизмине байланыштуу.

Экинчи этап Температуранын тез көтөрүлүү стадиясы, мында батареянын температурасы минималдуу мааниден эң жогорку чегине чейин тез көтөрүлөт. Өрт өчүргүчтөр батареянын ичиндеги ажыроо реакциясын толугу менен токтото албагандыктан жана көпчүлүк өрт өчүргүчтөр начар муздатуу эффекттерине ээ болгондуктан, батареянын температурасы ар кандай өрт өчүргүчтөр үчүн дээрлик вертикалдуу жогорулоо тенденциясын көрсөтөт. Кыска мөөнөттүн ичинде батареянын температурасы эң жогорку чегине чейин көтөрүлөт.

Бул этапта, батареянын температурасынын өсүшүнө тоскоол ар кандай өрт өчүргүчтөрдүн натыйжалуулугун олуттуу айырма бар. Натыйжалуулугу төмөндөө тартибинде суу > перфторгексан > HFC-227ea > ABC кургак порошок > CO2. Батареянын температурасы жай көтөрүлгөндө, ал батареянын өрткө каршы эскертүүсүнө көбүрөөк жооп берүү убактысын жана операторлор үчүн көбүрөөк реакция убактысын камсыз кылат.

Корутунду

1. CO2: СО2 сыяктуу өрт өчүргүчтөр, негизинен, муунтуу жана обочолонуу аркылуу аракеттенет, батареянын өртүнө начар бөгөт коюучу таасирге ээ. Бул изилдөөдө CO2 менен катуу күйүп кетүү көрүнүштөрү байкалып, литий батарейкасын күйгүзүү үчүн жараксыз болуп калды.
2. ABC кургак порошок / HFC-227ea: ABC кургак порошок жана HFC-227ea өрт өчүргүчтөр, биринчи кезекте изоляция жана химиялык басуу аркылуу иш алып барышат, батареянын ичиндеги чынжыр реакцияларын жарым-жартылай токтото алат. Алар CO2ге караганда бир аз жакшыраак эффектке ээ, бирок муздатуу эффекттери жок болгондуктан жана батареядагы ички реакцияларды толугу менен бөгөй албагандыктан, өрт өчүргүч чыккандан кийин батареянын температурасы дагы эле тез көтөрүлөт.
3. Perfluorohexane: Perfluorohexane ички батареянын реакциясын гана бөгөттөбөйт, ошондой эле буулануу аркылуу жылуулукту соруп алат. Ошондуктан, анын аккумулятордук өрткө бөгөт коюучу таасири башка өрт өчүргүчтөрдөн бир топ жакшыраак.
4. Суу: Бардык өрт өчүргүчтөрдүн ичинен суу эң айкын өрт өчүрүүчү эффектке ээ. Бул, негизинен, суунун чоң жылуулук сыйымдуулугуна ээ болгондуктан, ал жылуулуктун чоң көлөмүн тез сиңирүүгө мүмкүндүк берет. Бул батареянын ичиндеги реакцияга кирбеген активдүү заттарды муздатып, температуранын андан ары көтөрүлүшүнө бөгөт коёт. Бирок, суу батареяларга олуттуу зыян келтирет жана эч кандай изоляциялык таасирге ээ эмес, ошондуктан аны колдонуу өтө этият болушу керек.

Эмнени тандашыбыз керек?

Биз, негизинен, төмөнкү өрт өчүрүү чечимдерин колдонуп, учурда рынокто бир нече энергия сактоо системасын өндүрүүчүлөр тарабынан колдонулган өрт коргоо системаларын изилдеп чыктык:

• Перфторгексан + Суу
• Аэрозоль + Суу

Муну көрүүгө болотсинергетикалык өрт өчүрүүчү каражаттар литий батарейка өндүрүүчүлөр үчүн негизги багыт болуп саналат. Мисал катары Перфторгексан + Сууну алсак, Перфторгексан ачык отту тез өчүрүп, майда суу туманынын аккумулятор менен байланышын жеңилдетет, ал эми майда суу туманы аны натыйжалуу муздата алат. Кооперативдик операция бир өрт өчүрүүчү агентти колдонууга салыштырмалуу жакшыраак өрт өчүрүү жана муздатуу эффекттерине ээ. Учурда, ЕСтин жаңы Батарея Регламенти келечектеги батареянын этикеткаларында өрт өчүрүүчү агенттердин болушун талап кылат. Өндүрүүчүлөр ошондой эле алардын продукциясына, жергиликтүү эрежелерге жана натыйжалуулугуна жараша тиешелүү өрт өчүрүүчү агентти тандап алышы керек.