锂电池火灾因其高温、复燃风险及电解液的特殊性，对灭火剂的选择提出了极高要求。以下从灭火效能、安全性、经济性等维度，结合最新研究与实践案例，对主流灭火剂进行对比分析：

一、传统灭火剂：效果有限，存在显著缺陷

1. 干粉灭火剂

优点：快速抑制明火，适用于初期火灾。

缺点：

复燃率高：仅能扑灭表面火焰，无法冷却电池内部，热失控反应仍在持续。

绝缘性差：残留粉末可能降低电池表面绝缘电阻，引发二次短路。

适用场景：临时应急处理（如长沙县锂电池火灾中使用干粉抑制明火），但需配合后续冷却措施。

2. 二氧化碳（CO₂）灭火剂

优点：清洁无残留，适用于精密设备。

缺点：

复燃风险高：实验显示复燃率达 38% 以上，因 CO₂无法有效降温，电池内部仍处于高温状态。

灭火效率低：需高浓度长时间喷射，且对封闭空间依赖度高。

适用场景：不适用于锂电池火灾，仅作为辅助手段。

3. 泡沫灭火剂

优点：覆盖火源隔绝氧气，部分产品可吸附有毒气体。

缺点：

水渍污染：普通泡沫可能导致电解液电导率升高，加剧电池损坏。

低温性能差：在寒冷环境中易冻结，影响喷射效果。

二、气体灭火剂：高效但需权衡环境与毒性

1. 全氟己酮（FK-5-1-12）

优点：

灭火效能强：3 秒内扑灭明火，15 秒内降至室温，72 小时不复燃。

环境友好：GWP 值仅为 1，远低于七氟丙烷（GWP=3500）。

缺点：

高温毒性：在 500℃以上裂解产生 HF 气体（浓度＞150ppm），可能腐蚀设备并危害人体。

成本高：市场价格约 120 元 /kg，且需专用储存设备。

改进方案：武汉三氟研发的 3F-165N 抑制剂，通过配方优化消除 HF 生成，已在储能电站实现产业化应用，热失控抑制效率提升 83%。

2. 七氟丙烷（HFC-227ea）

优点：快速窒息灭火，适用于封闭空间。

缺点：

复燃风险：实验显示仅能扑灭明火，无法阻止电池内部热失控。

环境问题：GWP 值高（3500），面临淘汰。

适用场景：逐步被全氟己酮替代，仅作为过渡方案。

三、水基灭火剂：冷却效果显著，但需解决短路问题

1. 细水雾灭火剂

优点：

高效降温：表面降温速率＞4℃/s，添加 3%-5% 纳米 Al₂O₃后效率提升 22.5%。

绝缘性好：微液滴（Dv90＜400μm）可将漏电流控制在 5mA 以下，适用于高压场景。

缺点：

压力要求高：喷头压力需≥6MPa 才能有效灭火。

水渍残留：普通水喷雾可能导致电解液电导率升高 2 个数量级。

改进方向：含添加剂的细水雾（如 NaCl、表面活性剂）可增强冷却与渗透能力，已在储能电站火灾抑制中验证。

2. 水凝胶灭火剂

优点：

防复燃：形成保护膜阻隔氧气，吸收热量，有效抑制锂电池复燃。

环保无毒：生物可降解，适用于敏感环境。

缺点：

制备复杂：需特殊设备（如反应釜、干燥箱），成本较高。

流动性差：喷射后易凝固，影响覆盖范围。

适用场景：固定场所（如储能舱）的局部火灾抑制。

四、新型灭火剂：突破传统局限，引领技术前沿

1. 干水灭火剂

原理：将水包裹在固体颗粒中，结合干粉的流动性与细水雾的冷却性。

优点：

综合灭火：物理降温与化学抑制协同作用，减少水渍污染。

易储存：固体形态便于运输与长期保存。

缺点：

灭火效果有限：对已着火电池扑灭能力较弱，主要用于保护周边电池。

适用场景：电池模组间的预防性保护。

2. 多相灭火材料

特点：

多组份协同：高密度颗粒悬浮于溶剂中，兼具隔离、吸热、消烟功能。

兼容性强：可直接充装现有灭火器或喷淋系统，无需特殊设备。

3. 锂电专用抑制剂

代表产品：武汉三氟的 3F-165N 抑制剂。

优势：

全周期防护：无腐蚀，安全环保。

经济性：虽材料成本较高，但全生命周期成本低于液氮等传统方案。