Российская разработка снизит риски пожаров на электротранспорте и в ЦОД

6 часов назад

© Фото предоставлено компанией "ЭЛЕХИМ"

Литийсодержащие батареи считаются одними из самых сложных объектов для тушения при пожарах: обычная вода и стандартные огнетушители часто не способны полностью остановить возгорание и предотвратить повторное воспламенение. Между тем литиевые аккумуляторы широко используются для электромобилей и электротранспорта в городах, а также в источниках бесперебойного питания. Российские разработчики ООО «ЭЛЕХИМ» и ООО «ЭГИДА ПТВ» создали огнетушащий состав LiSafe, предназначенный для тушения литий-ионных аккумуляторов и пожаров металлов. Решение запатентовано и уже прошло серию испытаний в России и за рубежом, а также применяется в проектах транспортной инфраструктуры и промышленности.

Актуальность разработки

Распространение литийсодержащих аккумуляторов в транспорте, энергетике и промышленности формирует новые вызовы для систем пожарной безопасности. Особенность подобных источников питания заключается в их высокой пожаро- и взрывоопасности. Возгорание может происходить вследствие короткого замыкания, перегрева свыше 70°С, механических повреждений, перезаряда или старения электролита. При этом литийсодержащие вещества способны давать при горении температуру более 1300°С с выделением токсичных аэрозолей — оксида и гидроксида лития.

Традиционные средства тушения в подобных ситуациях малоэффективны. Применение воды, водопенных и порошковых составов не обеспечивает надежного тушения литиевых аккумуляторов. На этом фоне создание специализированных огнетушащих веществ становится одним из ключевых направлений развития отрасли.

Характеристики нового огнетушащего вещества

 LiSafe представляет собой однородный жидкий состав с температурой эксплуатации от -40°С до +50°С. Он безопасен для людей и окружающей среды (относится к III классу опасности по ГОСТ 12.1.007-76), при тушении вредных испарений не образуется: ОТВ поглощает и нейтрализует токсичные аэрозоли, выделяющиеся при горении литиевых батарей.

Состав представляет собой готовое к применению огнетушащее вещество (без предварительного смешивания). Благодаря низковязкости огнетушащее вещество можно подавать штатными средствами подачи, то есть специальное оборудование не требуется. Однако для оптимизации расхода при проектировании систем пожаротушения производители рекомендуют проводить гидравлический расчет и подбор элементов устройств подачи и распыления (форсунок). Небольшие ограничения имеются только при выборе материалов изготовления емкостей и элементов систем подачи системы пожаротушения в силу некоторой коррозионной активности компонентов состава. Рекомендуется придерживаться инструкций производителя по применению состава в различных огнетушителях и иных средствах подачи.

Разработчики отмечают, что LiSafe инертен по отношению к легированным и нержавеющим сталям, алюминию, бронзе, латуни и большинству известных пластиков и резин. Ограниченный контакт допустим с изделиями из высокоуглеродистых («черных») сталей. Например, для огнетушителей из таких сталей применяется внутреннее покрытие из порошкового полимерного материала.

Нужно отметить, что жидкость полностью блокирует выделение токсичных оксида и гидроксида лития благодаря их химическому связыванию. На основе LiSafe был разработан специальный пенообразующий вариант состава, чтобы можно было малым количеством огнетушащего вещества осуществить локализацию дымовыделения и обеспечить эффективное поглощение данного аэрозоля на объектах крупногабаритной техники.

В частности, было проведены лабораторные испытания по сжиганию аккумуляторов в закрытой камере с отводом газов через ловушку с пенообразующим составом. На практике поглощающая способность состава по отношению к указанным компонентам оказалась выше поглощающей способности водной ловушки почти в 2,5 раза. Помимо этого, многочисленные опыты по тушению различных аккумуляторов, особенно типов LFP и LIPO, которые характеризуются значительным дымовыделением при горении, позволили установить, что практически сразу при подаче огнетушащего состава и по завершении подачи дымовыделение прекращалось полностью.

Рис. 1. На фото представлено тушение модельного очага с NMC батареями жидким огнетушащим составом «LiSafe», где: А – разгорание очага; Б – подача огнетушащего вещества; В – результат тушения

Состав пригоден для тушения электроустановок под напряжением до 1000 В при условии тонкого распыления. Тушение горящих заряженных на 100% аккумуляторов, которые сами по себе являются химическими источниками тока, не приводит к их короткому замыканию даже в случае погружения в состав. Это обусловлено тем, что формирующаяся пленка продуктов реакции практически не проводит электричество. Измерение напряжения на соседних уцелевших в результате тушения блоках батарей показывают, что они остаются работоспособными.

Помимо жидкой версии, был разработан экспериментальный твердый состав D2+, предназначенный для объектов авиационной и космической техники, где применение жидких средств ограничено требованиями герметизации оборудования, стабильности формы и повышенной надежности. Разработчики отмечают, что использование такого решения имеет ограниченную область применения, тогда как жидкий состав в большинстве случаев обладает более высокой эффективностью и удобством эксплуатации.

Кроме того, на основе LiSafe в ООО «ЭЛЕХИМ» создали линейку средств пожаротушения:

• огнетушители для тушения пожаров классов A, D1 и E;
• системы дистанционного пожаротушения;
• самосрабатывающие модули пассивной защиты литиевых батарей.

Механизм тушения и отличия от порошковых составов класса D

Можно выделить три механизма действия состава:

• химическое ингибирование реакции горения;
• охлаждение очага;
• ограничение доступа кислорода за счет пленкообразования.

Ключевым механизмом является ингибирование. Состав содержит металлоорганические ингибиторы, которые вступают в реакцию с горящими металлами и материалами аккумуляторов, блокируя дальнейшее окисление.

Дополнительный эффект обеспечивает охлаждение очага за счет жидкой формы состава и протекания эндотермических реакций в зоне горения. При разложении огнетушащего вещества также формируется газонепроницаемая корка, препятствующая доступу кислорода.

В отличие от порошковых составов класса D, жидкое ОТВ способно проникать внутрь батарейного блока и обеспечивать охлаждение. Это особенно важно для литий-ионных аккумуляторов, которые способны поддерживать горение даже в бескислородной среде за счет внутренних металлоксидных материалов.

По этой причине изолирующий эффект порошковых составов, основанный преимущественно на перекрытии доступа кислорода, оказывается недостаточно эффективным при тушении литиевых батарей.

Что касается расхода огнетушащего вещества, то он зависит от типа батареи и от пожарной нагрузки. Аккумуляторы портативной техники и небольших объектов электротранспорта (электросамокатов, электровелосипедов) можно потушить огнетушителями емкостью 2–10 литров. Большие тяговые батареи требуют до 100 литров огнетушащего состава (например, батарейные блоки электросудов или тяговые аккумуляторные батареи электромобилей). Расход при тушении источников бесперебойного питания (ИБП) зависит от пожарной нагрузки, способа их размещения и тушения. Так, для зарядных шкафов, блоков питания часто вполне достаточно 30–50 литров средства.

Сертификация и патенты

Технические решения по тушению пожаров металлов и литийсодержащих батарей защищены патентами РФ (RU2699752C1 от 28 декабря 2018 г., RU2845260C1 от 4 февраля 2025 г., заявка RU2025121118 от 31 июля 2025 г.). В 2025 году в России зарегистрирован торговый знак LiSafe.

В мае текущего года компания «ЭЛЕХИМ» получила уведомление об одобрении PCT заявки о международном приоритете данного изобретения (патент РФ от 4 февраля 2025 г.) без оспаривания всех пунктов формулы изобретения, т. е. приоритет на международном уровне также подтвержден.

В части нормативных документов имеется пока некоторый правовой вакуум, связанный с отсутствием единых методик по тушению литий-ионных аккумуляторов, оценке рисков их пожарной опасности и соответствующих правил по их тушению. Совместно с ВНИИПО МЧС РФ компания проводит совместную работу по сбору статистических данных и проведению исследований в данном направлении. В настоящее время осуществляется добровольная сертификация соответствующих технических решений.

Апробация LiSafe

Эффективность разработки подтверждалась в ходе испытаний, проведенных в 2022–2026 годах совместно с научными организациями и промышленными заказчиками.

В числе реализованных проектов:

• испытания совместно с ФГБУ ВНИИПО МЧС России. В период с 2022 по 2024 год проведены многочисленные натурные испытания по тушению литийсодержащих батарей различных типов и размеров — от портативной техники до блоков батарей электротранспорта (батареи автомобилей «Москвич З», Chevrolet, Nissan, батарей электробусов «КамАЗ» и т. д.);
• проведены натурные испытания и экспериментально определена возможность тушения пожаров литийсодержащих аккумуляторов составом LiSafe ТУ 20.59.52-018-80824910-2024 на примере 3 типов батарей для электровелосипедов и роботов-доставщиков;
• исследование для «АО «Рублево-Архангельское» (объект «СберСити»). В 2024 году по заказу компании проведена работа «Исследование способов локализации и/или ликвидации горения автомобилей, работающих на литий-ионных аккумуляторах (ЛИА), литий-ионных аккумуляторных батарей, источников бесперебойного питания на основе ЛИА». Специалисты компании-разработчика определили условия возгорания и тушения ЛИА, провели сравнительные испытания. Экспериментально установлена возможность тушения пожаров литийсодержащих аккумуляторов составом LiSafe на примере модельных очагов портативной техники с ЛИА и батарейных блоков или систем ИБП для электропитания крупных объектов;
• тестирование огнетушащего состава во Франции по стандарту KIWA NTA 8133 в 2025 году. По сравнению с аналогом из CША, российская разработка по тушению блока литийполимерных батарей 600 А*ч показала более высокую эффективность при существенно меньшей стоимости и расходе;
• в декабре 2025 г. проведена демонстрация успешного тушения различных типов ЛИА (NMC, ICR, LFP) в присутствии представителей Департамента транспорта и развития дорожно-транспортной инфраструктуры города Москвы, а также ГУП «Мосгортранс», ООО ИЦ «КАМАЗ», ООО «ЛИАЗ», ООО «ВОДОХОДЬ», ООО «Московская верфь», ООО «РЭНЕРА» (ГК «РОСАТОМ»);
• в 2026 выполнена часть работ по созданию систем пожаротушения с применением LiSafe на электросудах, проведены успешные натурные испытания по тушению модельных очагов судовых батарейных блоков.

Область применения

Основные сферы внедрения LiSafe:

- транспорт (электромобили, электробусы, электровелосипеды, самокаты);

- дорожно-транспортная инфраструктура (зарядные станции, парковки);

- склады и ПВЗ для хранения техники с наличием литийсодержащих батарей;

- производственные объекты;

- любые объекты эксплуатации автономных или резервных источников питания с использованием литийсодержащих батарей — серверные, ЦОД, базовые станции, плавсредства, роботизированные комплексы и т. д.

Технические решения с использованием данной разработки начиная с 2024 года активно используется на ряде объектов производства и конечной техники. С рядом компаний-лидеров соответствующих сегментов рынка проводятся совместные испытания и происходит интеграция разработки с их системами, использующими литий-ионные батареи.

Применение состава для тушения легких металлов (на примере тушения изделий и отходов производства авиационных и ракетных сплавов) началось раньше, и сейчас ряд заводов военно-промышленного комплекса уже оснащен соответствующими средствами пожаротушения. 

Рис. 2 - фото тушения модельного очага по тесту NTA 8133 жидким огнетушащим составом «LiSafe», где: А – разгорание очага; Б – подача огнетушащего вещества; В – результат тушения.

Читайте также: «Роботы и дроны меняют пожарную безопасность»