前言第1章概述1.1超級電容器的研究背景1.2超級電容器的分類1.3超級電容器的應用前景第2章電極材料的制備和性能研究2.1引言2.2稀釋法制備氫氧化鎳2.2.1氫氧化鎳的制備2.2.2電極制備和性能測試2.2.3實驗結果與討論2.3稀釋法制備氧化鎳2.3.1氧化鎳的制備2.3.2電極制備和性能測試2.3.3實驗結果與討論2.4模板法制備有序介孔炭2.4.1有序介孔炭的制備2.4.2電極制備和性能測試2.4.3實驗結果與討論第3章電極材料的改進及其在超級電容器中的應用3.1引言3.2多孔碳正極材料的應用3.2.1鋰離子電容器簡介3.2.2有序介孔碳材料的研究進展3.2.3氧官能化有序介孔碳的制備及其在鋰離子電容器正極中的應用3.2.4磷摻雜有序介孔碳的制備及鋰離子電容器正極中的應用研究3.2.5氮摻雜有序介孔碳的制備及其在鋰離子電容器中的應用3.3基於靜電紡絲技術的碳質復合負極的應用3.3.1靜電紡絲技術概述3.3.2靜電紡絲技術納米纖維在微型超級電容器中的應用3.3.3金屬化合物修飾靜電紡絲碳納米纖維的制備及其電化學性能研究3.3.4原子鐵修飾碳納米纖維的制備及其電化學儲鋰性能研究3.3.5基於靜電紡絲PI膜的快速激光雙面直寫技術制備柔性對稱超級電容器3.4石油瀝青基碳納米纖維材料的應用3.4.1石油瀝青基碳材料3.4.2石油瀝青基碳納米纖維柔性電極的制備及其電化學儲鋰性能研究3.4.3石油瀝青基碳納米纖維的結構改性及其超級電容性能第4章電解質結構與材料4.1引言4.2電解液概述4.3水電解質4.4有機電解質4.5離子液體4.6固態聚合物電解質第5章超級電容器結構設計及其儲能特性研究5.1引言5.2堆疊式超級電容器5.2.1堆疊式超級電容器設計5.2.2堆疊式超級電容器儲能特性研究5.3卷繞式超級電容器5.3.1卷繞式超級電容器設計5.3.2卷繞式超級電容器儲能特性研究5.4混合型超級電容器5.4.1混合型超級電容器的結構確定5.4.2混合型超級電容器性能測試第6章超級電容器的熱行為研究6.1引言6.2堆疊式超級電容器的熱行為研究6.2.1堆疊式超級電容建模6.2.2堆疊式超級電容器熱行為分析6.2.3堆疊式超級電容器熱行為研究的結果與討論6.3卷繞式超級電容器的熱行為研究6.3.1卷繞式超級電容建模6.3.2卷繞式超級電容器熱行為分析6.3.3卷繞式超級電容器熱行為研究的結果與討論6.4混合型超級電容器的熱行為研究6.4.1傳熱模型6.4.2傳熱分析與討論第7章超級電容器測試繫統的研究7.1引言7.2測試繫統總體設計7.3測試繫統硬件設計7.3.1控制芯片的選擇7.3.2IGBT和繼電器驅動電路7.3.3采樣電路設計7.3.4通信模塊設計7.3.5數據存儲模塊設計7.3.6抗干擾設計7.4測試繫統軟件設計7.5實驗測試與結果7.5.1軟件測試7.5.2硬件測試7.5.3超級電容器恆流充放電實驗驗證7.6串聯超級電容器組電壓均衡繫統的研究7.6.1電壓均衡繫統的總體設計7.6.2電壓均衡主電路設計7.6.3算法設計7.6.4電壓均衡繫統的硬件設計7.6.5電壓采集及信號調理電路7.6.6模擬開關電路7.6.7PIC單片機及A/D轉換7.6.8MOSFET驅動電路7.7電壓均衡繫統的軟件設計7.8實驗測試與結果分析7.8.1測試實例17.8.2測試實例2第8章超級電容器的健康管理8.1SOH相關概念及理解8.2基於模型的預測方法8.2.1等效電路模型8.2.2退化機理模型8.2.3應用實例8.3基於數據的預測方法8.4模型與數據驅動方法的融合8.5小結第9章基於數據驅動算法的超級電容器壽命預測9.1剩餘使用壽命實驗測試9.1.1引言9.1.2超級電容器的老化機理9.1.3實驗平臺9.1.4循環使用壽命測試9.1.5HPPC測試9.1.6小結9.2循環神經網絡預測超級電容器的剩餘使用壽命9.2.1基本人工神經網絡9.2.2雙向循環神經網絡9.2.3雙向循環神經網絡仿真結果9.3長短時記憶循環神經網絡及其優化方法9.3.1引言9.3.2LSTM及其優化9.3.3混合遺傳算法9.3.4HGA-LSTM相關原理9.3.5誤差評價指標9.4基於HGA-LSTM的超級電容器壽命預測9.4.1引言9.4.2模型建立9.4.3預測結果與分析9.4.4預測的超級電容器老化趨勢9.5基於改進時間卷積網絡的超級電容器剩餘使用壽命預測9.5.1時間卷積模型與算法9.5.2早停法防止過擬合9.5.3基於不同模型預測結果的比較與分析9.5.4離線數據用於驗證模型的泛化能力9.5.5TCN模型與雙向循環神經網絡的比較9.6基於改進粒子群算法優化TCN的超級電容器RUL預測9.6.1粒子群優化算法9.6.2模擬退火算法9.6.3SA-PSO算法9.6.4SA-PSO算法優化TCN用於超級電容器RUL預測9.6.5改進的TCN預測超級電容器RUL仿真結果9.7小結參考文獻

超級電容器又稱電化學電容器，是非常理想的能源存儲設備，超級電容器因具有高功率密度、長循環壽命和寬使用溫度範圍等顯著優勢，已成為化學電源產業內新的亮點。作為一種大功率儲能器件，超級電容器在軌道交通、現代通信、航空航天、國防等戰略性新興領域具有廣泛的應用前景，全球需求量迅速增長。超級電容器是從20世紀七八十年代發展起來的通過極化電解質來儲能的一種件。超級電容器作為一種十分具有應用前景的新型儲能裝置，在國外已有相當多的公司和機構從事這方面的研究與創新，有些公司還實現了產品的商業化。目前，日本、美國、俄羅斯等在這方面處於領先地位，幾乎占據了整個超級電容器市場。美、歐、日、韓等發達國家和地區對超級電容器的應用進行了卓有成效的研究。這些國家和地區的超級電容器產品在質量、功率、價格等方面有各自的特點和優勢。另外，澳大利亞、印度以及歐洲許多國家也在電化學超級電容器的研發和產業化方面展開了大量的工作。我國超級電容器的研究起步於20世紀80年代，目前國內對使用各種活性炭作為電極材料的超級電容器已經進行了一定的研究，並且有了商品問世。從發展狀況來看，我國非常重視超級電容器的發展，在國家高技術研究發展計劃（863計劃）中的電動汽車重大專項，把超級電容器作為一個重點項目進行研究開發。超級電容器在我國經歷了從無到有、從小到大的發展過程，本書對超級電容器及其在新一代儲能繫統中的應用進行了一次全面的歸納和繫統的總結。本書重點分析了超級電容器及其在新一代儲能繫統中的應用。全書共分為9章，第1章介紹了超級電容器的研究背景、分類和應用前景。第2章介紹了電極材料的制備和性能研究，主要包括稀釋法和模板法。第3章介紹了電極材料的改進及其在超級電容器中的應用，主要包括多孔碳正極材料的應用、基於靜電紡絲技術的碳質復合負極的應用和石油瀝青基碳納米纖維材料的應用。第4章介紹了電解質結構與材料，主要包括電解液概述、水電解質、有機電解質、離子液體和固態聚合物電解質。第5章介紹了超級電容器結構設計及其儲能特性研究，主要包括堆疊式超級電容器、卷繞式超級電容器和混合型超級電容器。第6章介紹了超級電容器的熱行為研究，主要包括堆疊式超級電容器的熱行為研究、卷繞式超級電容器的熱行為研究和混合型超級電容器的熱行為研究；第7章介紹了超級電容器測試繫統的研究，主要包括恆流測試和恆壓測試。第8章介紹了超級電容器的健康管理，主要包括SOH的預測，分為基於模型法和數據驅動法。第9章介紹了基於數據驅動算法的超級電容器壽命預測，主要包括基於改進的LSTM和TCN模型。作者在此對書末所列參考文獻的作者表示衷心感謝。作者殷切希望使用本書的教師、同學和專業技術人員，對本書存在的疏漏、錯誤之處給予批評、指正。