ЯКУНОВ Дмитрий Михайлович, начальник сектора функционального тестирования накопителей энергии
125438, г. Москва, ул. Автомоторная, 2
Dmitry M. YAKUNOV, Head of the Sector for Functional Testing of Energy Storage System
Automotornaya St., 2, Moscow, 125438
СЕРЦОВА Александра Анатольевна, к.х.н., генеральный директор
117105, г. Москва, ул. Нагатинская, 3А, стр. 5, оф. 428
ResearcherID: AAK-1619-2021, Scopus: 35099465500
Alexandra А. SERTSOVA, Cand. Sci. (Chem.), Chief Executive Officer
Nagatinskaya St., 3А, build. 5, оffice 428, Moscow, 117105
ResearcherID: AAK-1619-2021, Scopus: 35099465500
КРАСИЛЬНИКОВ Сергей Валерьевич, технический директор
117105, г. Москва, ул. Нагатинская, 3А, стр. 5, оф. 428
Scopus: 53866562800
Sergey V. KRASILNIKOV, Chief Technical Officer
Nagatinskaya St., 3А, build. 5, оffice 428, Moscow, 117105
Scopus: 53866562800
КОЛБАСОВ Алексей Федорович, к.т.н., начальник отдела лабораторных испытаний и сертификации, Дирекция по развитию электротранспортных средств
121351, г. Москва, ул. Ивана Франко, 14
Alexey F. KOLBASOV, Cand. Sci. (Eng.), Head of Laboratory Testing and Certification Department Directorate for Development of Electric Vehicles
Ivan Franko St., 14, Moscow, 121351
Scopus: 57198424244
ДВОЕНКО Олег Викторович, к.т.н., доцент, начальник кафедры пожарной техники
129366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, 4
Scopus: 57321841400
Oleg V. DVOENKO, Cand. Sci. (Eng.), Docent, Head of Department of the Fire Fighting Equipment
Borisa Galushkina St., 4, Moscow, 129366
Scopus: 57321841400
Введение. Растущий спрос на электрический транспорт требует новых методов и подходов для обеспечения пожарной безопасности литий-ионных аккумуляторов (ЛИА). Наличие в их составе легковоспламеняющихся растворителей электролита и нестабильных материалов катода и анода обуславливает их высокую пожарную опасность и склонность к тепловому разгону. На сегодняшний день для локализации возгорания ЛИА на начальной стадии применяются только пассивные системы защиты, а методы активного пожаротушения не используются. Разработка новых способов, позволяющих реализовать активное пожаротушение на начальной стадии пожара, является актуальной задачей.
Цели и задачи. Оценить эффективность использования функциональных материалов, содержащих микрокапсулированное газовое огнетушащее вещество (ГОТВ) перфтор(2-метил-3-пентанон) (микрокапсулы с ФК 5-1-12) для ликвидации возгорания ЛИА.
Материалы и методы. Использовали пожаротушащие листы, содержащие 50 мас. % микрокапсул с ФК 5-1-12. Объект испытаний: ЛИА типа NMC 30Ач, сборка 2 и 6 штук. Тепловой разгон и возгорание ЛИА инициировали внешним нагревом.
Результаты и их обсуждение. Проведена экспериментальная оценка эффективности функциональных материалов для обеспечения пожарной безопасности сборок ЛИА. Установлено, что для сборки, состоящей из двух аккумуляторов, не было зафиксировано открытого горения, даже при использовании внешних источников зажигания. ГОТВ превентивно выделяется из материала и препятствует возгоранию, создавая внутри и снаружи сборки негорючую атмосферу. Для сборки, состоящей из шести ЛИА, защищенной функциональными материалами, также не наблюдалось открытого горения и значительного роста температуры во время проведения эксперимента. Отмечено замедление теплового разгона (с 15 с до 1,5 мин) без использования штатных систем охлаждения.
Выводы. Функциональные материалы, содержащие микрокапсулы с ФК 5-1-12, эффективно подавляют возгорание ЛИА. За счет превентивной эмиссии ГОТВ они не позволяют начаться открытому горению, значительно замедляют теплопередачу и скорость теплового разгона от аккумулятора к аккумулятору за счет отсутствия лучистого теплообмена и частичного отвода тепла.
Introduction. The increasing demand for electric vehicles requires new methods for fire protection of lithium-ion batteries (LIB). Flammable electrolyte solvents and unstable cathode and anode materials are the reason for their fire hazard and thermal runaway. Currently, only passive protection systems are used to suppress LIB fires at the initial stage. Methods of active fire extinguishing are not used. The development of new methods that allow the use of active fire extinguishing at the initial stage of a fire is a pressing task.
Aims and purposes. To evaluate the effectiveness of functional materials containing microencapsulated fire extinguishing agent perfluoro(2-methyl-3-pentanone) (microcapsules with FK 5-1-12) for LIB fire suppression. To evaluate the effectiveness of functional materials containing microencapsulated gas extinguishing agent (GEA) perfluoro(2-methyl-3-pentanone) (microcapsules with FC 5-1-12) for LIA fire suppression.
Materials and methods. The fire of the LIB was suppressed using functional materials containing 50 wt. % microcapsules with FK 5-1-12. Assemblies of NMC cells (30Ah) in quantities 2 and 6 cells were selected for testing. Thermal runaway and ignition of the LIB were initiated by external heating.
Results and discussion. An experimental evaluation of the use of functional materials containing microcapsules with FK 5-1-12 to ensure fire safety of LIB was carried out. It was found that combustion was not detected for the 2 cells LIB assembly even when external ignition sources were used. The fire extinguishing agent was preventively released from the material and inhibited fire. There was a non-flammable atmosphere inside and outside the assembly. No combustion or significant temperature increase were also observed during the experiment for the 6 cells LIB assembly protected by fire-extinguishing sheets. A slowdown in thermal runaway (from 15 sec to 1.5 minutes) was noted without the use of standard cooling systems.
Conclusions. Functional material containing microcapsules with FK 5-1-12 suppress the combustion of LIB. They did not allow open fire, significantly slowed down heat transfer and the rate thermal runaway from cell to cell due to the absence of radiant heat exchange and partial heat removal.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.