[发明专利]一种应用于电化学储能系统的高汽化热多孔灭火介质及其制备方法

说明书

本发明涉及灭火介质领域，为解决现有技术下针对电化学储能系统的灭火剂降温较慢，并且无法持续降温的问题，公开了一种应用于电化学储能系统的高汽化热多孔灭火介质，所述高汽化热多孔灭火介质为含有纳米多孔材料和全氟己酮的液溶胶，所述纳米多孔材料为金属有机骨架材料。该多孔灭火介质汽化热高，汽化速度快，能有效克服全氟己酮降温性能不足的缺陷，能够快速阻灭锂离子电池火灾中的明火和持续降温，从而有效抑制其复燃，并可长久保存。本发明还提供了一种应用于电化学储能系统的高汽化热多孔灭火介质的制备方法，该方法制备过程简单，可调控产品性能。

技术领域

本发明涉及灭火介质领域，尤其涉及一种应用于电化学储能系统的高汽化热多孔灭火介质及其制备方法。

背景技术

储能可有效保障高比例新能源电力系统安全稳定运行和提升新能源利用水平，是支撑新型电力系统的重要技术和基础装备，对推动能源绿色转型、应对极端事件、保障能源安全、促进能源高质量发展、撑应对气候变化目标实现具有重要意义。电化学储能具有快速响应、双向调节、小型分散等特点，近年来随着核心技术不断突破、建设成本逐步降低，呈现提速发展趋势，其中锂离子电池是电化学储能领域的重要组成部分。

目前锂离子电池在热、电及机械滥用条件下存在热失控风险，尤其对于储能系统而言，单个电池的热失控会发展成为大规模燃爆，进而产生巨大的人员说伤亡和财产损失。不同于常规火灾，锂离子电池火灾是一种内源性，在电池燃烧过程中形成气体火灾、液体火灾和固体火灾混合的综合类火灾。目前现有储能电站配备的消防灭火剂为七氟丙烷，例如在中国专利文献上公开的公告号为CN108744344A|的“一种锂系动力电池的消防系统”，其灭火介质为七氟丙烷气体或氟化酮气体。实践表明，七氟丙烷基于物理稀释隔绝氧气或切断燃烧链的机制，只能扑灭明火，不具备快速、持续降温的功能，无法有效阻断电池热失控反应，易出现复燃，难以彻底扑灭锂离子电池火灾。全氟己酮作为新一代灭火剂，其沸点较低，虽然能够在一定程度上抑制锂离子电池火灾复燃，但全氟己酮的汽化速度较慢，导致其降温能力受到限制，无法发挥自身绝缘性、环境友好等优势。因此，研制针对锂离子电池，特别是大型锂离子电池储能系统的高汽化热灭火剂迫在眉睫。

发明内容

本发明为了克服现有技术下针对电化学储能系统的灭火剂降温速度较慢，并且无法持续降温的问题，提供一种应用于电化学储能系统的高汽化热多孔灭火介质，该多孔灭火介质流动性好、汽化速度快、汽化潜热高，可快速降低电化学储能系统着火处的温度，本发明还提供了一种应用于电化学储能系统的高汽化热多孔灭火介质的制备方法，该方法制备过程简单，可调控产品性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种应用于电化学储能系统的高汽化热多孔灭火介质，所述高汽化热多孔灭火介质为含有纳米多孔材料和全氟己酮的液溶胶。

全氟己酮可汽化带走着火点的热量，并且隔绝着火点附近的氧气，并且全氟己酮的绝缘性好，不会腐蚀金属，因此不会对燃烧的电子部件和线路造成二次损害，本发明将纳米多孔材料分散至全氟己酮中形成的稳定液态胶体状的高汽化热多孔灭火介质，纳米多孔材料使得该多孔灭火介质具有永久微孔性，使多孔灭火介质整体密度下降，汽化热升高，在同一汽化温度下，该多孔灭火介质汽化速度较纯全氟己酮更快，从而可以快速带走更多的热量，灭火效果显著提升，并且该多孔灭火介质具有很好的流动性易于喷洒并覆盖着火点。

作为优选，所述纳米多孔材料为金属有机骨架材料。

金属有机骨架材料具有微孔结构，并且可与全氟己酮结合，因此金属有机骨架材料可稳定分散在全氟己酮中得到质地均一的液态溶胶。

作为优选，所述金属有机骨架材料的粒径为10-500nm。

作为优选，所述纳米多孔材料为锆基金属有机骨架材料。