解读镝普材料PPT：储能电池模组的主动爆燃抑制材料的应用

新国标把安全观察期从5分钟拉到2小时

这份方案的技术起点是《GB/T 38031-2025电动汽车用动力蓄电池安全要求》。新标准要求触发单体热失控后，电池包或系统需在至少2小时观察期内无起火、无爆炸，所有监测点温度≤60℃，烟气不得进入乘员舱。这直接取代了2020版旧国标中“5分钟内不起火”的要求，把安全观察期延长到原来的24倍。

实施节奏也已经明确：新车型从2026年7月1日起执行，已认证车型从2027年7月1日起执行。测试触发方式在针刺和外部加热之外新增了内部加热片。温度限制从旧版的无明确要求变为监测点≤60℃，烟气控制要求CO小于100ppm并禁止进入乘员舱。对电池包设计来说，这意味着灭火材料必须能在长时间内持续起作用。

让每个电池包成为自己的消防员

方案的核心主张是把灭火剂在升温期快速预释放，用物理化学手段破解时空矛盾。传统管网式全氟己酮消防灭火装置依赖外部设备及管线，而镝普材料的思路是把全氟己酮做成微胶囊，无需任何外部设备及管线就能有效扑灭火源，将火患扑灭在最初阶段。

。微胶囊可以片材形式粘贴在设备内部，也可在电气设备生产过程中喷涂在设备顶部，能大幅度降低工程造价和单次灭火费用。方案把灭火动作拆成筑墙、灭火、排雷、戍边四个环节：用预释放气压和浓度构筑双重屏障，以爆发性释放实现秒级窒息，精准泄放危险气体保留灭火剂，持续高温缓释长效监控动态补防。

三重机制协同：物理降温、化学抑制、氧气稀释

全氟己酮C6F12O的灭火机理是三种路径的结合。冷却吸热方面，C6F12O常温下为液态，沸点49.2℃，遇火迅速气化吸热，汽化热88kJ/kg，从而降低火焰温度抑制燃烧。化学抑制方面，C6F12O分解产生的自由基能捕获燃料燃烧产生的自由基，中断燃烧链式反应，链式反应终止率大于90%。氧气稀释方面，C6F12O释放到燃烧区域会稀释氧气浓度，隔离燃料与氧气接触。

关键参数显示，全氟己酮的有效灭火浓度为718g/m³，臭氧损耗潜能值为0，全球温室效应潜能值为1，大气存活寿命仅5天。绝缘强度是氮气的2.3倍。方案提出，全氟己酮浓度大于5%（化学抑制）或氧气浓度小于10%（物理窒息）可抑制爆燃。当FK浓度≥5%时，可将临界O₂浓度从8%提升至10%，扩大安全窗口。从热失控触发到达成抑爆条件仅需0.5秒，实现亚秒级抑爆。

微胶囊怎么做出来：三层包覆与释放曲线

微胶囊的制备采用三层胶囊包覆全氟己酮液体，包覆率可达85%以上，部分数据达到91.8%。微胶囊囊壁材料为酚醛树脂，酚醛树脂TG为146℃，芯材全氟己酮沸点49.2℃。微胶囊粒径范围100-450微米，其中200-300微米占80%。壁囊厚度8微米，不同粒径的破裂温度分别为100-150℃、100-165℃、100-180℃爆裂。

释放曲线呈现非线性温敏特征。微胶囊在25-85℃释放率为5%，25-100℃释放率为20%，150℃时释放率达到100%。加工成灭火片后，25-100℃释放率为10%，25-150℃释放率为60%，200℃时释放率达到100%。灭火片材填充率高达80%以上，全氟己酮释放率达到75%以上，片材有效含量58.5%，量产为55%。微胶囊比例65%，封装材料为环氧树脂，片材密度1.3g/cm³。

单体、模组、系统三级释放体系

方案按电芯级、模组级、系统级三个层级布置灭火材料。电芯级采用电芯间接触式灭火片，100℃响应，在电芯热失控升温过程中提前预释放足够浓度的灭火气体，破坏燃烧要素。预释放灭火汽体浓度能够在热失控前30秒高速泄爆期确保5%以上灭火浓度。

模组级采用顶部传导式灭火片，100℃气流触发。故障电芯热失控以后，通过气流通道激光灭火片补充释放灭火气体，以匹配电芯失控易燃气体释放速率。系统级则利用故障电芯热失控后温度联动，100℃全局激活，其它电芯间的灭火材料持续释放气体，利用远近端不同电芯区域灭火气体浓度空间的不一致性，持续保证长时间仓内灭火气体浓度，抑制后期爆燃。热失控关键节点包括100℃SEI膜分解时微胶囊初始释放2%，140℃隔膜熔融时预释放主体60%启动，200℃泄压阀喷发时主体和顶部灭火片70%释放。

第三方测试：从电箱灭火到锂电池热失控

方案经过了多项第三方测试验证。在天消所的测试中，试验箱尺寸为250*150*300mm，火灾模型为方形油盘火，燃料正庚烷。第一次灭火贴片灭火时间为15秒，火焰熄灭后5min内未复燃；第二次灭火时间为12秒，同样5min内未复燃，燃料有剩余。在短路重复灭火测试中，12L电箱顶部安装一片50*100*2mm全氟己酮灭火贴，明火扑灭后停止释放，箱体内再次复燃后仍可再次触发灭火作用。

在欣旺达进行的锂电池热失控测试中，实验安装三块75Ah三元锂电池，加热触发中间二号电芯。实验发现与空白组在热失控时发生剧烈的爆燃不同，安装了全氟己酮灭火贴的实验组在电池失控时有效抑制了爆燃的发生，第二块电池的失控时间较空白组延长了33分钟。视频中第9秒、第10秒、第11秒均有喷射电火花，由于气体浓度达到，均未发生爆燃。在18650电池组测试中，60颗电池通过加热板引燃后覆盖灭火毯，覆盖前已有13颗失控引燃，覆盖后仅两颗被引燃，余下45颗未失控，作为对比的空白组60颗电池全部失控。

面向314Ah磷酸铁锂电池包的设计方案

方案面向4P13S*2、314Ah、1C的磷酸铁锂电池包设计全氟己酮燃爆抑制系统。设计原则包括不改变原结构设计、不占用其它部件空间、尽量与已知材料贴合、泄放口灭火装置解决开阀1秒内的爆燃发生、顶部灭火材料需超快速释放。方案还引用了欧阳明高团队的实验依据：500℃/1MPa条件下，O₂大于8%会持续燃烧，FK≥5%且O₂≤10%则自熄。

在结构上，方案包含电池包泄压阀、导流管、降压单元、降温单元、全氟己酮微胶囊和外接燃烧抑制装置，形成可内外置电池包模组流道式灭火装置。方案亮点概括为三重防护与四维匹配控制：物理屏障、化学屏障、冷却吸热三重防护，以及压力、浓度、温度、释放速率四个维度的匹配控制。通过气体流道机制，确保泄放口FK浓度远大于5%，氧气浓度远小于10%，模组间气体扩散可触发其他模组灭火片，确保全域FK浓度大于5%。

这组参数回答了全氟己酮微胶囊能做到什么程度。包覆率91.8%意味着微胶囊里全氟己酮液体含量高，灭火剂装载量充足。激发温度从80℃到200℃可调，说明可以根据不同应用场景调整触发阈值。灭火片填充率80%以上、片材释放率75%以上，这两个指标决定了单位面积灭火片能释放出多少有效灭火气体。 释放曲线值得注意：微胶囊在25-85℃释放率仅5%，25-100℃释放率20%，150℃时释放率达到100%。这种非线性温敏特征意味着常温下灭火剂几乎不流失，只有温度升高到危险区间才大量释放。加工成灭火片后，200℃释放率同样达到100%，但片材有效含量58.5%，量产为55%，比微胶囊单体低，这是封装材料占了一定比例。

把全氟己酮灭火贴和其它微型灭火装置放在一起比，差异主要出现在安全性和环保性上。全氟己酮灭火贴灭火浓度4-6%，有害浓度NOAEL为10%，安全余量较高；热气溶胶灭火浓度按100g/m³计，但具有强窒息风险，喷口温度大于400℃，反应大量放热，金属盐残留还会腐蚀铜。七氟丙烷灭火浓度6.7-8.7%，设计浓度接近NOAEL浓度，且已被禁止生产在售。 环保性差距更大。全氟己酮大气存留寿命5天，无温室效应；热气溶胶大气存留寿命永久；七氟丙烷大气留存寿命31年，具有强烈温室效应。在重复灭火效果上，全氟己酮灭火贴智能响应、可多次灭火，而热气溶胶和七氟丙烷均为单次释放。这些差异对需要长期在线运行的储能设备来说很关键。