一种基于多任务Transformer的锂离子电池组健康状态估计方法，该方法结合了自监督重建和在线微调技术

《Journal of Energy Storage》：A multi-task transformer approach for lithium-ion battery pack health state estimation using self-supervised reconstruction and online fine-tuning

本研究开发了一种基于十八烷（低熔点）和石蜡（高熔点）的新型复合相变材料，采用PPY与EG的混合支撑基质，通过熔融混合法合成。实验表明，添加20%和15%的支撑材料可使两种基复合材料的形状稳定性和热导率分别提升，且具备良好的热稳定性，适用于热能管理应用。

　　本研究主要关注于开发基于十八烷（OD）和石蜡（PW）的新型复合相变材料（PCMs），以解决能源需求与供应之间的差距。这些复合材料采用了聚吡咯（PPY）和膨胀石墨（EG）的组合作为支撑基质，比例为1:1（按重量计算）。通过直接熔融混合法，合成了不同EG/PPY比例的复合相变材料。为了全面评估这些复合材料的性能，采用了多种测试方法，包括泄漏测试、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、差示扫描量热法（DSC）、热重分析（TGA）以及恒温板法。这些测试手段帮助研究者深入理解了复合材料的结构、成分、形态、相变特性、热稳定性和热导率。

在形状稳定性方面，通过在45℃下对OD基复合材料进行泄漏测试，以及在70℃下对PW基复合材料进行相同测试，发现当支撑材料的重量百分比分别为20%和15%时，OD基复合材料OEP-2和PW基复合材料PEP-1.5表现出极佳的形状稳定性。这一结果表明，通过调整支撑材料的比例，可以在一定程度上提升复合材料的稳定性，使其更适合在实际应用中使用。此外，XRD和FTIR分析确认了复合相变材料的成功合成，表明各组分之间存在物理相互作用，而非化学反应。这些分析结果进一步支持了复合材料在结构和成分上的稳定性。

差示扫描量热法（DSC）的结果显示，OEP-2和PEP-1.5复合材料的潜热值分别比其纯相变材料降低了28%和24%。这一现象主要是由于在复合材料中PCM的重量比例较低，导致整体的潜热值有所下降。然而，这种降低并不影响复合材料在热能存储方面的实用性，因为它们的热导率得到了显著提升。热重分析（TGA）的结果表明，OEP-2和PEP-1.5复合材料在操作温度范围之上表现出良好的热稳定性，这意味着它们在高温环境下能够保持结构和性能的完整性，从而保证其在实际应用中的可靠性。

热导率的提升是本研究的重要成果之一。OEP-2和PEP-1.5复合材料的热导率分别比其对应的纯相变材料提高了9.94倍和7.42倍。这一显著的热导率提升对于热能管理系统的效率至关重要，因为较高的热导率意味着材料能够更快地吸收和释放热量，从而提高整体的热能存储和释放能力。这种提升主要得益于PPY和EG的物理吸附作用以及它们的高导热性。PPY作为一种轻质多孔材料，具有较高的比表面积，可以增强对核心PCM的吸附能力，防止其在相变过程中发生泄漏。而EG则因其高导热性，成为增强复合材料热导率的理想选择。通过将这两种材料结合，研究人员成功地克服了传统有机PCM在热导率方面的不足，使其更适用于需要高效热能存储和传输的应用场景。

在实际应用中，OD基复合材料（OEP-2）和PW基复合材料（PEP-1.5）都显示出良好的潜力。OD基复合材料由于其较低的相变温度（28℃），适用于建筑热管理、纺织业等需要在相对温和温度下进行热能存储的领域。而PW基复合材料由于其较高的相变温度（58℃），更适合用于太阳能热水器、太阳能炊具等高温热能存储系统。这两种复合材料的优异性能不仅体现在形状稳定性和热导率的提升上，还体现在它们在操作温度范围内的热稳定性，这使得它们在各种环境条件下都能保持良好的性能表现。

此外，本研究还进行了与之前工作的比较分析，重点评估了潜热和热导率这两个关键参数。结果显示，OEP-2和PEP-1.5复合相变材料在潜热值和热导率方面均优于以往的研究成果。这种比较分析不仅突显了本研究的创新性和实用性，也为未来在相变材料领域的研究提供了新的方向和参考。通过结合PPY和EG这两种材料，研究人员成功地提高了复合相变材料的综合性能，使其在实际应用中更具竞争力。

在材料选择方面，OD和PW作为相变材料，因其化学稳定性和较高的潜热值而被选用。OD的分子式为C??H??，熔点为28℃，而PW的分子式为C??H??，熔点为58℃。这两种材料在各自的相变温度范围内都具有良好的热能存储能力，同时它们的化学稳定性也确保了在长期使用过程中不会发生分解或降解。通过将PPY和EG作为支撑基质，研究人员不仅提高了复合材料的形状稳定性，还显著增强了其热导率，从而提升了整体的热能管理性能。

在实验过程中，BET分析用于研究PPY和EG的孔体积和比表面积。这些参数与表面张力、毛细作用和弱范德华力密切相关，这些因素对于防止相变材料在相变过程中发生泄漏至关重要。BET分析结果表明，PPY和EG的孔结构具有良好的吸附能力，这为它们在支撑基质中的应用提供了理论依据。此外，FE-SEM图像进一步揭示了复合材料的微观结构，显示出PPY和EG之间的相互作用和分布情况，为理解其性能提供了直观的证据。

本研究的创新之处在于，通过将PPY和EG结合，设计出一种既能提高形状稳定性，又能显著增强热导率的复合相变材料。这种复合材料的开发不仅解决了传统有机PCM在热导率方面的不足，还为不同温度范围的应用提供了合适的材料选择。例如，OD基复合材料OEP-2适用于需要较低温度存储的场景，而PW基复合材料PEP-1.5则适用于需要较高温度存储的系统。这种分化的材料选择使得研究结果更具应用价值，能够满足不同领域的热能管理需求。

综上所述，本研究通过开发基于OD和PW的复合相变材料，成功地提升了形状稳定性和热导率，为解决能源需求与供应之间的矛盾提供了新的思路和方法。OD基复合材料OEP-2和PW基复合材料PEP-1.5在热能管理中的表现优异，显示出其在实际应用中的广阔前景。未来，随着对相变材料研究的不断深入，这类复合材料有望在更多领域得到应用，如建筑节能、可再生能源存储和工业热能管理等。本研究的结果也为后续的材料优化和性能提升提供了重要的参考，推动了相变材料技术的发展。