韩国电池厂失火背后：解决电池热失控的隐患，还得从这一材料下手

当地时间6月24日上午，韩国京畿道华城市的一家电池厂不幸发生了火灾，根据韩国京畿道消防灾难本部的最新消息，到当天下午5点55分，这场火灾已经夺去了22人的生命。在这其中，经过确认的信息表示，其中有18名遇难者为中国公民，遇难人数现在仍然在进一步确认中，韩国政府表示对遇难者家属的哀悼。


电池工厂起火是怎么回事？


1、电池工厂为何与火难舍难分？


据报道，这场火灾发生在韩国京畿道华城市西新面的一家名叫ARICELL的锂电池制造厂。这家工厂是一个三层楼的钢筋水泥建筑，整个厂区有11栋楼，占地面积超过2300平方米，火是第三栋楼的二楼烧起来的，当时楼里有67个工人在上班，一楼和二楼分别有15人和52人。


起火的二楼里还存放着3.5万个做好的锂电池，高度易燃，并且在其他的区域存放了更多的电子设备。ARICELL这家公司是专门生产亚硫酰氯锂电池的，这种电池能量密度高，在行业里算是领头羊。

韩国是锂电池的主要生产国，锂电池用途广泛，从电动汽车到笔记本电脑都用得上，但是，锂电池如果出了问题，比如受损或者过热，就可能会爆炸，这就很危险了。单单说锂电池的燃烧很多人可能不明所以，我说一个常见的例子：新能源车自燃，常见的新能源车的电池是锂电池，这些自燃事故，多半是因为车上的动力电池，发生了热失控。


锂电池就像一个装满了能量的“炸药包”，虽然表面的火可能很快就能被扑灭，但是它里面的能量因为温度太高，没有被完全释放，所以还可能会重新燃起来，甚至爆炸。


如果不幸遇到新能源汽车自燃的情况，最好的办法是赶紧叫专业的消防队员来，他们会有专业的设备和方法来扑灭外面的火，并且用水来给电池降温。


按照美国国家消防协会的解释，物理损坏、产品缺陷或电路损坏都有可能导致锂电池发生“热失控”连锁反应。当电池内部温度升高到一定程度时，电池材料会释放大量热量。电池温度的迅速升高，最终会引起电池起火或爆炸。


所谓"热失控"指的是电池系统发生过热，并由于某些原因无法有效地控制或冷却，最终引发严重的安全隐患。这一风险在电动汽车行业中尤其受重视。


喂料确保电池在使用过程中不发生燃烧、爆炸，甚至无热扩散，避免热失控，防热阻燃材料能做些什么呢？


2、顶尖车企与电池厂纷纷下场布局热失控防护材料解决方案


不同电芯使用的防火隔热材料不同。由于不同形状电芯的膨胀率、比表面积、热失控难易程度不同，不同汽车公司采用不同防火隔热材料进行隔热处理，随着电池能量密度提升叠加更高安全性的要求，产业链上下游均积极布局相关产品。


宁德时代、中创新航等动力锂电池厂商应用气凝胶毡等材料提升电池包的热防控性能，目前氮化物气凝胶、碳化物气凝胶正处于研发阶段。除电池厂商以外，主机厂也参与到电池PACK设计中，在隔热阻燃材料方面提出新的技术方案，例如上汽荣威ER6应用的葆润哥斯拉“防火罩”产品。材料厂商如泛亚微透，也开始进行隔热垫复合材料技术研究。


Sabic


工程塑料供应商沙特基础工业公司（Sabic）最近公布的测试结果强调了基于热塑性塑料的热失控屏障解决方案在防止电动汽车（EV）电池火势蔓延方面的潜力。


沙特基础工业公司（Sabic）的子系统级测试系列表明，由该公司的Stamax 30YH570长玻璃纤维聚丙烯（PP）树脂制成的电池模块盒，其细胞间厚度薄至1毫米，具有防止18650圆柱形电池热失控传播的潜力。


据报道，Stamax牌号提供了必要的隔热和阻燃性，以减少热失控情况下细胞间传播的机会，从而降低灾难性安全事故的风险。这种材料与可压缩泡沫相结合，在棱柱形和软包电池中控制热失控传播方面也显示出有希望的结果。


索尔维（现Syensqo）


为了满足电动汽车电池部件的安全需求，索尔维全新推出适用于需要抗热失控和隔热传播的电池应用解决方案Xencor™ XTreme，专为包覆成型母线、模组端板和支撑件等电池组件而设计。


这个解决方案的主要优点包括高刚度、强度和抗冲击性、一流的电绝缘性（相对漏电起痕指数>600伏）及高介电强度，同时该系列采用部分生物基成分和100%可再生电力生产。


Xencor™ XTreme PPA LGF牌号提供耐1000℃直接火焰暴露超过10分钟的性能，在发生热失控时为乘客提供足够的时间离开车辆。


该系列材料在暴露于火焰后可保持优异的电绝缘水平，有助于减轻电池的热失控。具有高玻璃化转变温度(Tg)，可确保部件在电池工作条件下保持尺寸稳定性。


宝理塑料


宝理塑料开发了一种有助于隔热与绝缘的材料-DURAFIDE® PPS 6150T73。


该材料即使在1000℃的环境中放置30分钟后，母排护套的状态也可以保持不变。因此这种树脂材料无需无机片材等，也能在发生热失控时有助于隔热和绝缘。


除了特殊的耐热性外，该材料还具有适用于锂离子电池中的模组盖板和母排等的最佳特性。


LG化学


LG化学与LX Hausys共同开发的“特殊阻燃连续纤维热塑性复合材料(特殊阻燃CFT)”，其特点是在高温火焰和高压下，耐热时长比现有复合材料高出14倍以上。


特殊阻燃CFT因其硬度高且受力变形小，可用于电动汽车电池中的大型电池组顶盖和底盖等。当电动汽车起火时，它可有效延缓火势蔓延，为驾驶员疏散和灭火争取必要时间。


LG化学实验结果表明，将厚度为1.6mm的特殊阻燃CFT置于1500℃以上的热压环境下，20分钟后未见熔化或裂口，火焰阻隔性能达到业内领先水平。


该款特殊阻燃CFT应用了LG化学的延迟电池热失控材料技术与LX Hausys的热塑性复合材料(CFT，连续纤维热塑性塑料)制造技术。


此次，LX Hausys采用了将LG化学的材料制作成胶带形态并堆叠的制造工艺，进一步提高了火焰阻隔性能。


3、塑料件的阻燃性和燃烧性


当单体电池因热失控燃烧后，在火源熄灭后，添加阻燃剂的塑料件可在短时间内自己熄灭，防止连锁反应，大大减少了燃烧带来的损害，因此阻燃剂变成塑料制品中不可或缺的一部分。


根据阻燃剂的配比，塑料件可以达到 UL94V－０、5VB、5VA等较高防火等级，通常选择 UL94V－０作为阻燃性能的最低要求。国内很多企业对塑料阻燃测试的样品的厚度做了各自的要求，同样是UL94的测试方法，同一种材质不同的厚度会影响测试结果，样品越薄测试条件越苛刻。


阻燃剂大致可分为卤系阻燃剂和非卤系阻燃剂，卤素系添加剂在日本等发达国家是禁止使用的，因为卤素系（氯系、溴系）阻燃剂无论是在其本身生产、在塑料成型加工时的使用、添加阻燃剂的塑料等制品的使用以及废塑料焚烧处理等过程中都有产生有剧毒的二恶英或呋喃等危害人体健康和污染环境的问题。


为了确保安全，电池包PACK设计中的阻燃要求应避免添加卤系添加剂，成品中不应含有铅 （Pb），镉 （Cd），汞（Hg），六价铬（Cr（VI）），多溴联苯（PBBs），多溴二苯醚（PBDEs），邻苯二 甲 酸 酯（DBP，BBP，DEHP，DIBP）等有害成分。


采取铝塑包装膜制作的锂动力电池，当发生误用与滥用时，随着化学反应产生的气体逐步增大时，会将包装膜鼓胀或将铝膜焊封位置鼓破而泄压，从而保证了锂动力电池安全。
文章来源： 链塑网，陌上史无言，锂电动态
原文链接：https://www.xianjichina.com/special/detail_551137.html
来源：贤集网
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