近期多起電動(dòng)汽車起火爆炸事件再次將動(dòng)力電池的安全性問題推上了風(fēng)口浪尖，三元材料取代磷酸鐵鋰材料電池在帶來電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程增加的同時(shí)，也導(dǎo)致了電池安全性的降低，在發(fā)生碰撞事故時(shí)容易引起動(dòng)力電池燃燒等安全事故。為了增加在動(dòng)力電池發(fā)生燃燒事故時(shí)車內(nèi)乘客的逃生時(shí)間，一般需要在電池箱內(nèi)部增加滅火系統(tǒng)，抑制熱失控在電池箱內(nèi)部的蔓延。與傳統(tǒng)的有機(jī)物燃燒不同，電池體系內(nèi)即包含還原劑，也包含氧化劑，因此簡單的隔絕空氣并不能阻止鋰離子電池的燃燒，也就是傳統(tǒng)的滅火劑并不一定適用于撲滅動(dòng)力電池火災(zāi)。

動(dòng)力鋰離子電池起火主要有以下特點(diǎn)：

1.著火速度快、持續(xù)時(shí)間長

根據(jù)NFPA(美國消防協(xié)會(huì))的實(shí)驗(yàn)，火勢僅僅數(shù)秒鐘的時(shí)間就在動(dòng)力電池模塊內(nèi)快速的蔓延，持續(xù)約27min。

2.燃燒溫度高

動(dòng)力電池燃燒的一大特點(diǎn)是溫度高，根據(jù)NFPA的實(shí)驗(yàn)，燃燒中電池外部最高溫度可達(dá)283-1090攝氏度，電池內(nèi)部的溫度可達(dá)572-1121攝氏度，如此高的溫度足以引燃電池模塊內(nèi)部和汽車內(nèi)的其他可燃材料，產(chǎn)生更大的火災(zāi)。

3.撲滅困難

對(duì)于動(dòng)力電池而言，大部分燃燒反應(yīng)發(fā)生在電池外殼內(nèi)部，電池外殼阻礙了滅火劑發(fā)生作用，在實(shí)踐中動(dòng)力電池火災(zāi)的撲滅時(shí)間往往超過了消防員所攜帶的氧氣瓶的供氧時(shí)間，對(duì)消防員的人身安全構(gòu)成了一定的威脅。

為了驗(yàn)證不同滅火劑對(duì)動(dòng)力電池火災(zāi)的撲滅效果，美國聯(lián)邦特種管理局FAA測試了基于水溶液的滅火體系，如水、AF-31、AF-21等，氣體滅火劑，如FM-200、FE-36，以及干粉滅火劑，研究表明滅火劑的冷卻效果是影響滅火效果的關(guān)鍵因素，因而水基滅火劑撲滅鋰離子電池的效果最好，而干粉和氣體滅火劑對(duì)鋰離子電池火災(zāi)基本上沒有效果。

中國的一些研究院所，例如中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)等的研究表明二氧化碳、干粉等滅火劑對(duì)撲滅鋰離子電池火災(zāi)效果不大，其實(shí)這也不難理解，這主要是因?yàn)檫@些滅火劑的主要工作原理是通過隔絕空氣中的氧氣，從而使得燃燒反應(yīng)無法進(jìn)行，但是在鋰離子電池內(nèi)部正極材料，特別是在充電狀態(tài)下的正極材料本身就是一種強(qiáng)氧化劑，而負(fù)極活性物質(zhì)、電解液等都是還原劑，已經(jīng)具備了基本的燃燒條件，因此普通的隔絕空氣型滅火劑無也就對(duì)鋰離子電池火災(zāi)起到效果，只有能夠快速冷卻效果的滅火劑，迅速帶走燃燒產(chǎn)生的熱量，使得燃燒反應(yīng)不具備持續(xù)進(jìn)行的條件，才能撲滅鋰離子電池火災(zāi)。

雖然水作為滅火劑撲滅動(dòng)力電池火災(zāi)的效果非常好，然而在實(shí)際使用中仍然存在不少問題，例如撲滅時(shí)間長、耗水量大，因此水并不是一種十分高效的滅火劑。2009年德國博世公司測試了水、泡沫、干粉和F-500(一種微胞囊滅火劑，由AmericandangerousgoodsControlArtsInc公司開發(fā))的效果，博世公司的測試表明F-500滅火劑是撲滅動(dòng)力電池火災(zāi)的最佳選擇，2013年德國機(jī)動(dòng)車檢驗(yàn)協(xié)會(huì)(DEKRA)的測試也同樣表明，F(xiàn)-500是一種高效的動(dòng)力電池滅火劑，能夠大幅縮短動(dòng)力電池火災(zāi)的撲滅時(shí)間和降低滅火劑的消耗量。

F-500滅火劑的工作原理主要是通過添加劑有效的降低水的表面張力，從而在噴射的時(shí)候能夠形成微小的水滴，這些水滴能夠擴(kuò)散到鋰離子電池的內(nèi)部，迅速吸收熱量，達(dá)到滅火的效果。

在2017年的舉辦的火災(zāi)科學(xué)與消防工程國際研討會(huì)上，南京工業(yè)大學(xué)的WeitaoLuo(第一作者)和ShunbingZhu(通訊作者)分析了不同滅火劑對(duì)撲滅動(dòng)力電池火災(zāi)的作用。實(shí)驗(yàn)中作者采用18650電池作為研究對(duì)象，分別測試純水，5%的F-500溶液和自己配置的5%溶液(陰離子/非離子表面活性劑)對(duì)鋰離子電池火災(zāi)的撲滅效果，同時(shí)還測試了水霧對(duì)鋰離子電池火災(zāi)的撲滅效果。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看(如下圖所示)，采用F-500滅火劑和由作者配制的陰離子、非離子溶液滅火劑的效果要明顯好于純水滅火劑，采用兩種滅火劑的電池溫度迅速下降，鋰離子電池火災(zāi)被迅速撲滅，相比于純水，滅火時(shí)間大幅縮短。作者的實(shí)驗(yàn)表明即便是采用噴霧滅火，F(xiàn)-500滅火劑和由作者配制的陰離子、非離子溶液滅火劑的效果也要明顯好于純水，僅僅4秒鐘的時(shí)間就能有效的抑制鋰離子電池的燃燒。

從上面的分析不難看出，雖然純水能夠撲滅鋰離子電池火災(zāi)，但是效率很低，撲滅時(shí)間長、水消耗量大，因此并不適合在電動(dòng)汽車這種空間有限，逃生時(shí)間非常寶貴的場合，而F-500滅火劑通過降低水的表面張力，使得水形成微小的液滴，從而大幅提升了滅火效率，使得滅火時(shí)間大幅縮短，滅火劑用量大幅減少，非常適合在電動(dòng)汽車上使用。甚至在飛機(jī)這樣一些特殊場合上，比起用水，采用該類滅火劑也能夠在電子設(shè)備電池發(fā)生燃燒時(shí)迅速撲滅火災(zāi)，降低風(fēng)險(xiǎn)。