据国外媒体报道，光州科学技术研究所(GIST)的研究人员表示，他们已经发现了电动汽车更安全的电池和储能设备的关键。更具体地说，该研究所的科学家揭示了储能设备在运行过程中热特性的关键变化，为电动汽车电池或其他储能设备更好的热管理铺平了道路。有效管理电动汽车电池等储能设备的热特性是避免热失控的关键，因为热失控可能导致火灾。
图片来源:韩国光州科学技术学院
研究人员表示，他们发现了双电层电容器(EDLC)在充放电过程中热特性的关键变化，这将有助于制定未来的热管理策略。EDLC，也称为超级电容器，有助于确保电力系统的质量和短期可靠性。EDLC可以非常快速地充电和放电，满足电动汽车的电池存储要求变得越来越重要。像传统的储存能量的电容器一样，EDLC的电能储存在隔板之间的电场中。
现代储能器件，如超级电容器和电池，高度依赖于温度。如果设备过热，就容易出现“热失控”的情况。
当电池温度快速上升时，可能会在几毫秒内发生热失控。一旦发生热失控，储存在电池中的能量会突然释放出来，产生连锁反应，即车辆的电池组内会产生400摄氏度左右的极高温度。
热失控会导致爆炸或火灾。对于汽车制造商来说，采用最佳的热管理策略是电动汽车安全运行的必要条件。GIST研究人员研究了作为热测量技术基础的EDLC的热特性，并揭示了重要的新信息。
EDLC用于储存再生制动产生的能量，并在驾驶员需要时为加速提供必要的动力。它们可以很快充放电。超级电容器通常用于提高电动汽车的整体效率。
研究负责人Jae Hun Seol教授解释说，通过使用测量材料热导率的科学方法，研究人员可以用少量的电极电解质体积实时测量EDLC的热容变化，以测试吸附(附着在导电材料上的离子)和解吸(吸收到材料中的离子)。
研究小组在静态条件下和充电周期中进行了这些实验。结果表明，充电过程中正负极温度分别变化0.92%和0.42%，相当于其各自热容分别降低9.1%和3.9%，理论上可以降低电池热失控的概率。
Seol教授说:“根据热力学理论，在充电过程中，系统的离子组态熵(随机性的一种度量)会降低。这也会影响系统的自由能，导致Cp(热容)的降低。”该小组还改变了氢氧化钾电解质的浓度，以了解钙浓度对EDLC表现的影响。
研究人员发现，EDLC显示出最大电容，即存储在电容器导体上的电荷与其电势差的比值，当电解质浓度增加时，热容减小。研究小组将其归因于电解质浓度的变化及其对离子迁移率的影响，离子迁移率是离子通过电场的速度。
Seol教授说:“这项研究的一个重要发现是，充放电也会改变EDLC的热容(Cp)，这将扩大我们对EDLC潜在热物理的了解。事实上，这项研究成果被认为是未来迈向有效热管理策略的重要一步，或者可以创造出更安全可靠的储能设备。”
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图片来源:韩国光州科学技术学院
研究人员表示，他们发现了双电层电容器(EDLC)在充放电过程中热特性的关键变化，这将有助于制定未来的热管理策略。EDLC，也称为超级电容器，有助于确保电力系统的质量和短期可靠性。EDLC可以非常快速地充电和放电，满足电动汽车的电池存储要求变得越来越重要。像传统的储存能量的电容器一样，EDLC的电能储存在隔板之间的电场中。
现代储能器件，如超级电容器和电池，高度依赖于温度。如果设备过热，就容易出现“热失控”的情况。
当电池温度快速上升时，可能会在几毫秒内发生热失控。一旦发生热失控，储存在电池中的能量会突然释放出来，产生连锁反应，即车辆的电池组内会产生400摄氏度左右的极高温度。
热失控会导致爆炸或火灾。对于汽车制造商来说，采用最佳的热管理策略是电动汽车安全运行的必要条件。GIST研究人员研究了作为热测量技术基础的EDLC的热特性，并揭示了重要的新信息。
EDLC用于储存再生制动产生的能量，并在驾驶员需要时为加速提供必要的动力。它们可以很快充放电。超级电容器通常用于提高电动汽车的整体效率。
研究负责人Jae Hun Seol教授解释说，通过使用测量材料热导率的科学方法，研究人员可以用少量的电极电解质体积实时测量EDLC的热容变化，以测试吸附(附着在导电材料上的离子)和解吸(吸收到材料中的离子)。
研究小组在静态条件下和充电周期中进行了这些实验。结果表明，充电过程中正负极温度分别变化0.92%和0.42%，相当于其各自热容分别降低9.1%和3.9%，理论上可以降低电池热失控的概率。
Seol教授说:“根据热力学理论，在充电过程中，系统的离子组态熵(随机性的一种度量)会降低。这也会影响系统的自由能，导致Cp(热容)的降低。”该小组还改变了氢氧化钾电解质的浓度，以了解钙浓度对EDLC表现的影响。
研究人员发现，EDLC显示出最大电容，即存储在电容器导体上的电荷与其电势差的比值，当电解质浓度增加时，热容减小。研究小组将其归因于电解质浓度的变化及其对离子迁移率的影响，离子迁移率是离子通过电场的速度。
Seol教授说:“这项研究的一个重要发现是，充放电也会改变EDLC的热容(Cp)，这将扩大我们对EDLC潜在热物理的了解。事实上，这项研究成果被认为是未来迈向有效热管理策略的重要一步，或者可以创造出更安全可靠的储能设备。”
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