[发明专利]一种锂电池火灾凝胶干水灭火剂的制备方法

说明书

本发明提供了一种锂电池火灾凝胶干水灭火剂的制备方法，包括以下步骤：结冷胶、明胶、卡拉胶、琼脂和聚乙烯醇加入去离子水中，搅拌得混合溶胶液；将上述混合溶胶液与水玻璃溶液混合均匀；向混合均匀后的混合液中缓慢滴加浓强酸溶液，使其pH达到7‑9，形成水凝胶；将水凝胶破碎，将疏水二氧化硅与破碎后的水凝胶加入搅拌器搅拌，得凝胶干水灭火剂。该凝胶干水灭火剂稳定性好，便于储存和运输；流动性、分散性和降温性好，有助于快速灭火和持续降温；灭火剂无毒无害，无二次污染，不导电，灭火后易于清理，有利于抑制锂电池火灾的复燃。

技术领域

本发明属于火灾材料技术领域，尤其涉及一种锂电池火灾凝胶干水灭火剂的制备方法。

背景技术

随着地球全球变暖问题的加和新的清洁能源的应用与推广，锂电池由于其寿命长、能量密度高、性能稳定等优点而引起人们越来越广泛的关注。锂电池广泛应用于水力、火力、风力、太阳等储能系统，以及电动工具、电动汽车、军事装备等多个领域。然而，随着锂电池的大量使用，相关火灾、爆炸事故也随之而来。

现有灭火剂的灭火原理主要为降温、稀氧、抑制燃烧过程中的化学反应中的一种或几种的组合。由于锂电池火灾由于热失控而产生连锁反应，随着每个电池单元轮流破裂并释放其内含物，就会产生一种反复燃烧的火焰，并伴随着持续的热量和可燃气体的释放，传统的灭火剂目前无法阻止锂电池火灾复燃。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种锂电池火灾凝胶干水灭火剂及其制备方法。经由本发明所制备得到的适用于扑灭锂电池火灾的凝胶干水灭火剂，通过将由疏水的二氧化硅粒子包裹的水凝胶微粒喷入火中，会因水凝胶脱水蒸发而吸收大量的热，降低锂电池及其周围的温度，从而有效阻止锂电池的急剧放热，实现快速灭火的目的；同时，残余的二氧化硅覆盖在锂电池表面，起到隔绝氧气的作用，防止复燃。该凝胶干水灭火材料原料廉价易得，制备工艺简单，灭火材料绿色环保，是一种理想的扑灭锂电池火灾的灭火材料。

本发明提供了一种锂电池火灾凝胶干水灭火剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)结冷胶、明胶、卡拉胶、琼脂和聚乙烯醇加入去离子水中，在75-95℃下以280-600r/min的速率搅拌20-50min，恢复室温，得混合溶胶液；

(2)将上述混合溶胶液与水玻璃溶液在280-500r/min的速率下搅拌10-30min，使之混合均匀；

(3)在转速为300-400r/min搅拌下，向混合均匀后的混合液中缓慢滴加浓强酸溶液，使其pH达到7-9，1-10min后形成水凝胶；

(4)水凝胶静置5-10min后，将水凝胶破碎，将疏水二氧化硅与破碎后的水凝胶加入高速搅拌器，以2000-6000r/min的转速搅拌40-120s，得凝胶干水灭火剂。

优选地，步骤(1)中，所述结冷胶、明胶、卡拉胶、琼脂、聚乙烯醇与去离子水的重量份为0-10:0-30:1-20:0-15:0-30:4000-9000，其中混合溶胶液、水玻璃溶液和疏水二氧化硅的总重量份为10000。

优选地，所述结冷胶、明胶、卡拉胶、琼脂、聚乙烯醇与去离子水的重量份为1-5:1-5:1-5:1-8:25-30:4000-9000，其中混合溶胶液、水玻璃溶液和疏水二氧化硅的总重量份为10000。

优选地，步骤(1)中，所述结冷胶、明胶、卡拉胶、琼脂、聚乙烯醇与去离子水的重量份比例为5-10:5-30:1-20:5-15:0-30:4000-9000，其中混合溶胶液、水玻璃溶液和疏水二氧化硅的总重量份为10000。

优选地，步骤(2)中，所述水玻璃溶液的质量浓度为25-40％，模数为2.5-3.8。

优选地，步骤(2)中，所述混合溶胶液与水玻璃溶液的重量比为20-80:10-80,混合溶胶液、水玻璃溶液和疏水二氧化硅的总重量份为10000。