在热失控期间，高容量锂铁磷酸盐（LFP）电池会开释很多可燃的热失控气体（TRG），显着添加了电池储能体系（BESS）的爆破危险。本研讨查询了来自280 Ah LFP电池的TRG的爆破特性，并比较了预混2H-七氟丙烷（HFC-227ea）和CO₂的按捺作用。使用试验测得的压力历史数据计算层流焚烧速度以验证化学动力学模型，从而便于剖析绝热火焰温度、绝热焚烧压力、放热率和自由基摩尔分数等要害参数。结果标明，当TRG-空气当量比为1.1时，爆破强度最高，最大爆破压力（Pmax）为0.475 MPa。5%的HFC-227ea可以彻底按捺爆破，而CO₂需要添加25%。在贫燃料和化学计量条件下，HFC-227ea表现出焚烧增强效应，使Pmax最高添加23.65%，且随着贫燃料程度的添加，该效应变得更加显着。与CO₂比较，HFC-227ea显着下降了TRG-空气的热扩散率，添加了火焰传播过程中的热损失，并消除了许多链式反响自由基。其焚烧增强效应与其按捺机制相关，即消除链式反响自由基会开释很多热量，而...

引言

为了应对可再生能源使用和资源枯竭带来的应战，许多新能源储能技能已引起广泛重视[[1], [2], [3]]。电池储能体系（BESS）具有许多优势，包含易于移动、使用场景广泛、技能成熟以及储能效率高[4,5]。磷酸铁锂（LFP）电池以其稳定性和一致性著称，在各种锂离子电池（LIBs）技能中锋芒毕露，并被广泛使用于BESS[6]。然而，与LFP电池相关的安全问题仍限制了其大规模使用。现在要害的安全问题包含热失控（TR）及随后的火灾，这些通常由过热、过充或机械乱用触发[7]。当电池到达TR临界温度时，现有的救活剂通常无法有效控制[8]。在此阶段，会开释出很多热失控气体（TRG），其间包含H₂、CO、CH₄和C₂H₄等易燃气体，在其爆破极限内存在显着的爆破危险[9]。根据咱们之前的查询，近年来已产生超过80起BESS火灾事故[10]。一个典型的例子是2021年北京丰台“4·16”储能站爆破事件，内部短路后产生的电火花导致LFP电池产生的热失控气体（TRG）产生爆破[11]。因此，
为了处理这些问题，来自多个国家的学者使用试验和化学动力学方法研讨了TRG在各种类型电池中的焚烧和爆破特性[[12], [13], [14], [15], [16], [17]]。他们的研讨标明，TRG的爆破危险性与荷电状况（SOC）、正极材料和电池容量密切相关。详细而言，LFP电池的危险性显着高于锂三元（NCM）电池，表现为更高的最大爆破压力（P max）、层流焚烧速度（LBV, S u0）以及更低的爆破下限[15,18]。这一发现与从前认为NCM电池比LFP电池具有更高TR危险性的研讨结论相反[19]。对于一切类型的电池，SOC的添加都与TRG更高的爆破危险性相关，因为高SOC电池往往会产生含有更高浓度可燃气体的TRG[20]。此外，大容量电池会开释更多的O 2和强氧化性物质，从而进一步添加了TRG爆破的危险[21]。
在按捺技能中，固体救活剂（如干粉和热气溶胶）具有本钱效益且易于储存。然而，测试标明它们在按捺各类电池火灾方面的作用有限[22,23]。气体救活剂，包含2H-Heptafluoropropane（HFC-227ea, C 3 F 7 H）和CO 2 ，具有不导电且高效的特色，已广泛使用于BESS。很多试验结果标明，这些药剂能够扑灭LIBs火灾。尽管如此，一段时间后可能会产生复燃，这使得它们的整体作用与水雾等水基救活剂比较有所下降[[24], [25], [26]]。尽管具有优势，现有的水基救活剂在BESS中使用时面临显着局限性。在救活过程中，它们可能与电解质LiPF 6反响，产生很多HF等有毒气体。此外，当很多使用时，存在大规模短路的危险，这可能导致大范围TR[27]。与水基救活剂比较，HFC-227ea和CO₂能在空间内停留更长时间。它们能够在TRG生成、积累和焚烧阶段避免或减轻TRG爆破。与水比较，CO 2 在按捺TRG的可燃极限、火焰传播速度和火焰温度方面更为有效[28]。Zhou等人[29]比较了N 2 、预混CO 2 和高压喷射CO 2 对……爆破超压的按捺作用。

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