一、鋰離子電池儲能安全現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)

隨著"雙碳"戰(zhàn)略的推進，鋰離子電池儲能系統(tǒng)在電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻、分布式發(fā)電及微電網(wǎng)等領(lǐng)域已實現(xiàn)GW級規(guī)模應(yīng)用。然而，該技術(shù)采用的碳酸酯類有機電解液（閃點＜33℃）與高活性正極材料（熱值＞2000 kJ/kg）的組合存在顯著安全隱患。據(jù)統(tǒng)計，2020-2022年全球公開報道的儲能電站火災(zāi)事故中，鋰電系統(tǒng)占比達(dá)78%，其中2021年北京豐臺儲能電站爆炸事故造成2名消防員殉職，暴露出傳統(tǒng)消防系統(tǒng)的重大缺陷。

二、熱失控機理與消防技術(shù)瓶頸

鋰電熱失控本質(zhì)是鏈?zhǔn)椒艧岱磻?yīng)的失控演變過程：當(dāng)電池內(nèi)部溫度突破90℃閾值，LiPF6分解觸發(fā)SEI膜解體（100-150℃），繼而引發(fā)負(fù)極材料與電解液反應(yīng)（150-200℃），最終導(dǎo)致隔膜熔融短路和正極材料劇烈分解（＞300℃），整個過程可在120秒內(nèi)形成1000℃高溫火球。現(xiàn)有七氟丙烷滅火系統(tǒng)雖能通過窒息等作用撲滅明火，但實驗數(shù)據(jù)顯示其存在三重缺陷：①無法阻斷電芯內(nèi)部持續(xù)放熱（滅火后最高溫升達(dá)280℃）；②復(fù)燃率高達(dá)67%（20分鐘內(nèi)）；③溫室效應(yīng)潛能值（GWP）達(dá)2050，不符合環(huán)保要求。

于東興等人論文《七氟丙烷撲救鋰離子動力電池火災(zāi)有效性研究》以磷酸鐵鋰動力電池為研究對象，分別開展了用七氟丙烷撲救電池單體和模塊火災(zāi)試驗。實驗表明濃度10%七氟丙烷可以撲滅電池火災(zāi)明火，浸漬20 min內(nèi)未發(fā)生復(fù)燃，但其間電池?zé)崾Э匚吹玫接行Э刂啤埫鹘艿热苏撐摹镀叻閷α姿徼F鋰儲能電池的滅火效果》以磷酸鐵鋰儲能電池為實驗對象，研究了自由膨脹、夾板限定膨脹的空間條件下，七氟丙烷滅磷酸鐵鋰儲能電池火災(zāi)過程中溫度、電壓的變化并分析滅火效果?，F(xiàn)階段應(yīng)用于鋰電池儲能系統(tǒng)消防的七氟丙烷能使鋰電池迅速隔絕空氣而滅火，但鋰電池自身熱失控仍然在繼續(xù)，極易發(fā)生復(fù)燃和爆炸，且七氟丙烷對環(huán)境存在污染。

三、新型滅火劑技術(shù)突破與應(yīng)用驗證

針對傳統(tǒng)滅火劑的技術(shù)瓶頸，3F-165N鋰電專用抑制劑通過分子結(jié)構(gòu)創(chuàng)新實現(xiàn)多模協(xié)同滅火。該類抑制劑首次合成了能夠快速組滅明火和持續(xù)抑制復(fù)燃的新型滅火劑關(guān)鍵組分，對于鋰電池火災(zāi)具備快速組滅明火、持續(xù)降溫抑制復(fù)燃、絕緣、防腐蝕、清潔高效等特點，能夠3s內(nèi)撲滅鋰電池明火，15s內(nèi)降至室溫以下，且72h不復(fù)燃，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化并投運裝機容量超過500MW。