锂离子电池火灾种类与灭火剂选择如何选择呢？

首先做一下科普：

一、火灾的种类

火灾种类根据着火物质及其燃烧特性划分为以下5类：

A类火灾：指含碳固体可燃物，如木材、棉、毛、麻、纸张等燃烧的火灾；

B类火灾：指甲、乙、丙类液体甲醇、乙醚、丙酮等燃烧的火灾；

C火灾：指可燃气体，如煤气、天然气、甲烷、丙烷、乙炔、氢气等燃烧的火灾；

D类火灾：指可燃金属，如钾、钠、镁、钛、锆、锂、铝镁合金等燃烧的火灾；

E带电火灾：指带电物体燃烧的火灾。

F烹饪器具内的烹饪物火灾。如，动植物油脂。

二、灭火剂的选择

为了能迅速扑灭火灾，必须按照现代的防火技术、生产工艺过程的特点、着火物质的性质、灭火剂的性质及取用是否便利等原则来选择灭火剂。常用的灭火剂有：

A水、水蒸气

B泡沫液、

C二氧化碳、

D干粉、

E哈龙（其替代物即S型气溶胶）

现在进入正题：

涉及锂离子电池的火灾是电解液燃烧的结果，它是一种碳氢化合物/空气火焰。因此，许多阻燃剂可以有效抑制火焰的燃烧。然而，由于电池组的电特性，特别是大电池组的高电压，导电性抑制剂可能不是一个好的选择。此外，由于连锁电池热失控反应引起重新点火的可能，一个理想的抑制剂将持续喷射以防止电池热表面的可燃混合物再次点燃。被证明有效的抑制剂包括：惰性气体/火焰覆盖（火情测试数据表明，覆盖可以有效灭火，但是不会冷却电池和阻止热失控传播），二氧化碳（Exponent通常用二氧化碳灭火器抑制测试过程中电池的火焰——这也不会冷却电池和阻止热失控传播），水（许多资料描述了水对灭火和冷却电池的有效性），哈龙。

关于锂离子电池火灾灭火剂的选择只有十分有限的公开资料。电池生产设施灭火系统设计通常被认为是专有信息而不公开。已公布的测试数据与具体的锂离子电池应用相关，主要是在特种运输中的火灾的抑制：火灾可能在客舱中发生，涉及的电池数量非常有限，哈龙灭火器和水是可用的抑制剂，火灾可能发生在货舱，哈龙是可用的抑制剂。全面的灭火试验是必要的，以评估具体的存储配置，数量，安排和灭火系统的设计标准和整体有效性。

美国海军海上系统司令部发布了一个先进的锂电池消防程序变更通知。在这份文件中，海军建议（基于有限的测试）使用“窄角雾水或AFFF”冷却电池，抑制“火球”和降低热失控传播的可能性。

FAA研究了锂离子电池火灾的水和哈龙1211的抑制，因为这些通常是商用飞机上可用的灭火器。作为首选，FAA建议使用水来抑制包括笔记本电脑的火情，因为水可以抑制火灾，也可以抑制电池热失控传播。作为第二选择，FAA建议使用哈龙1211扑灭火焰，其次从可用水源供水（如瓶装饮用水）。哈龙1211自身不能抑制由于热失控传播引起的电池再次点燃。在FAA测试里，用冰不足以冷却电池以阻止热失控传播。

2010年，FAA报告检测磷酸铁锂和8-Ah钴酸锂软包装聚合物电池。哈龙1211能够成功扑灭这些电池中的火焰。此外，一旦应用哈龙1211，磷酸铁电池不会继续泄露或复燃。然而，哈龙1211不能阻止软包装聚合物（氧化钴化学）电池（即三元电池）的复燃。

哈龙1301是毒性最小的哈龙灭火剂且具有优良的灭火性能。特别是，它可以迅速扑灭燃烧的火焰，能产生可以绕过隔膜和障碍的穿透蒸汽，无残留，无腐蚀性，需要较小的存储空间，不导电，无色，被遮蔽以防止假报警的产生。哈龙不是通过取代氧气来发挥作用，而是通过干扰燃烧化学起作用，特别是典型碳氢化合物/空气火焰，通过气相中发生的终止链分支反应起作用。哈龙可以有效抑制锂离子电池火焰这一事实也表明这些火焰基本上类似于碳氢化合物/空气火焰。哈龙1301（三氟溴甲烷）是甲烷衍生物。溴原子赋予其强大的灭火性能，而氟原子赋予稳定的分子结构，降低其毒性。溴原子干扰在燃烧过程中非常重要的自由基和支链的反应。

哈龙1301通常被认为对以下火灾非常有效：电气火灾（C类火灾），易燃液体和气体火灾（B类火灾），表面燃烧的可燃固体（如热塑性的）火灾。然而，哈龙1301对活性金属，快速氧化剂和深层次的A类火灾的效果微乎其微。哈龙1301对深层次的A类火灾效果甚微，因为它干扰产生火焰的化学反应；它不能冷却起火燃料。因此，虽然哈龙1301可以扑灭一部分A类火灾，深层的炽火可以继续阴燃并以很低的速率传播。

哈龙添加剂的有效性可以通过以下方法得出：检查燃料/空气/哈龙混合物的可燃性限值，并与燃料/空气/惰性稀释剂混合物的可燃性限值相比较。当小批量的哈龙添加到燃料/空气混合物，它们缩小混合物的可燃范围。哈龙比惰性稀释剂更有效地缩小燃烧范围。如果加入足够的哈龙，混合物的可燃范围（即使在高温下）会被消除，混合物不能点燃。注意生产哈龙被蒙特利尔协议禁止，因为这种材料会造成对臭氧层的破坏。今天在使用的哈龙是循环资源，主要用于保护飞机。

S型气溶胶即为哈龙的替代物。

2004年，Exponent公司进行了FAA风格试验，测试哈龙1301抑制锂离子电池和电池组火灾的效果。他们用赤裸的18650电池和笔记本电脑电池包进行了一系列的哈龙1301抑制试验。裸电池没有电连接，但被捆在一起。点燃电池底部的丙醇盘就可以实现点火。一旦电池开始从燃烧孔泄漏，哈龙1301应用在每个测试中。只有几秒的应用，所有的火焰被熄灭，并且在持续时间的测试中没有发现额外的燃烧。应用哈龙1301后试验箱内的温度和热通量急剧下跌。这与火焰抑制完全一致。在持续测试中试验箱内的温度和热通量保持较低的值。注意哈龙1301的应用不能冷却电池（图42）。应用哈龙1301后，单个电池的热失控和电池泄漏继续发生。对所有来自Exponent公司的1301抑制试验的电池测试显示它们都发生了泄漏。然而，由于哈龙1301的存在，这个过程不会导致火焰燃烧。Exponent公司总结哈龙1301对控制锂离子电池燃烧是十分有效的。

2006年，FAA用50%和100%电量的18650锂离子电池进行了相似的哈龙1301抑制试验。FAA得出了与Exponent公司报告相似的测试结果。