這篇文章源自美國消防協會（NFPA）關于固定電池儲能系統防火技術委員會（Technical Committee on Stationary Energy Storage Systems）討論材料《Overview of a Year of Battery Fire Testing by DNV GL for Con Ed, NYSERDA and FDNY》一文，筆者將精華摘出，與大家分享。

1.各種電池燃燒毒性和排氣特性

這部分內容主要是從火災發生之后，不同電池特別是不同化學體系鋰電池排放的有毒氣體和對人員在氣體層面的影響。

測試儀器方面采用Gasmet DX4000 FTIR對以下氣體進行檢測：O2，CO，NO，CO2，NO2，SO2，CH4，乙烯，苯，甲苯，丙烷，乙烷，內部放置個熱電偶和入口溫度。

圖1 單體測試方法

圖2 模組測試方法和過程圖像

整個實驗過程主要監控的是易燃和有毒氣體，監測的主要有毒氣體是CO，HCl，HF，HCN，苯，甲苯 。

與塑料相比，這些氣體的火焰能量產出有限，以下為氣體成分對比：

圖 氣體排放嚴重跟蹤表格和實際產生PPM

由于故障/火災的性質，整個燃燒的峰值很高，持續時間相對比較短。

圖3 不同化學體系的電池氣體排放

在電氣的排放過程中，CO大量產生，HCl是對整個系統通風過程的主要驅動力。

圖4 HCI和CO的排放結果，基于空間的尺寸和出現失效的電池數量的特性表格

小結：我們可以移植到乘用車、大巴車，還有相關儲能設施，存放電池的空間，來評估存量所帶來的風險，特別是不同情況下的排風要求。

2.滅火特性

實驗采用加壓水罐，對于軟包電池進行滅火實驗，有些結論是比較實用的：

• 未加壓的單體在測試中顯示出比加壓電池單體更高的氣體排放性，而且不容易被熄滅

• 單體電池即被水熄滅，仍然繼續在熱的時候產生氣體

• 在滅火過程中能夠，可燃氣體的不斷產生會是一個非常重要的關注點

所有的滅火劑都把單電池撲滅，持續冷卻時，水比其他滅火劑更好，在不同類型的化學體系中，水表現出較好的冷卻能力。

未來在重點區域，需要基于放熱率。

預期電池引起的火災潛在燃燒程度，在滅火系統部署足夠的用水量，也需要根據探測系統了解火災的實際過程。

以下是設計消防系統的主要注意點：

在滅火過程中，需要由足夠級聯保護，使在電芯表面被冷卻，內部深層電芯也盡快冷卻下來，缺乏持續冷卻時，熱量會快速回流電池并重新點燃剩余的活性物質。 

如果不是一次到位，整個滅火過程會比平時需要更多的水，電池內火焰會復燃，分幾次放出（電池重燃發生的過程往往在在幾秒到幾分鐘內發生）。

一旦電池完全冷卻了，能保持穩定很長一段時間。

把電池淹沒在水冷，證明可以有效地冷卻電池和相應的熱威脅。

即使在淹沒電池之后，很多電池繼續保持活性并保持電壓。

在浸入時，電池繼續排氣（主要是CO和H2）。

在浸沒期間，pH通常下降到?6，一個嚴重燒壞的電池幾個小時后pH值升高到11，數天后增加到13。

3.應用

在公共道路上，如果出現燃燒跡象，第一時間讓司機離開電動汽車，這事情搞不定。（備注：評估電池系統危害，主要是有有毒氣體、火焰和電能釋放的環節，在有毒氣體排放可能被我們之前考慮比較少。）

但是對于未來發展小儲能，和存放成品電池模組、成品電池包和未來待回收處理的廢舊電池的時候。

當類似Tesla的儲能裝置滲透到我們身邊的時候，或者類似daimuler做的大的回收電池儲能中心。

我們需要考慮整個建筑的滅火、排氣和火災預警系統，鋰電池行業滲透到電氣能源的主流地位，尚需要一點一滴的努力。

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