●序言
前言
第1章 電化學電容器原理 1
1.1 電化學儲能原理和應用 1
1.1.1 電化學定義及研究內容 1
1.1.2 電化學發展簡史 1
1.1.3 電化學儲能的原理 3
1.1.4 電化學儲能的應用 6
1.2 電容器的基礎知識 7
1.2.1 電容器的發展史 7
1.2.2 不同種類的電容器 10
1.2.3 不同種類電容器的區別 12
1.3 電化學電容器 18
1.3.1 電化學電容器的發展史 18
1.3.2 電化學電容器的結構和工作機制 21
1.3.3 電化學電容器的分類 28
1.3.4 電化學電容器的產業現狀 31
1.3.5 電化學電容器與其他儲能器件的鋻別 34
參考文獻 36
第2章 動力型雙電層電容器用原材料及特性 40
2.1 雙電層電容器用炭電極材料 40
2.1.1 活性炭 40
2.1.2 介孔炭 49
2.1.3 炭氣凝膠 50
2.1.4 碳納米管 52
2.1.5 石墨烯 54
2.1.6 各種超級電容器炭材料的對比 56
2.2 雙電層電容器用電解液 56
2.2.1 水溶液繫 57
2.2.2 有機電解液繫 60
2.2.3 離子液體 67
2.2.4 電解液的制備與檢測方法 67
2.2.5 電解液發展方向 69
2.3 雙電層電容器用隔膜 70
2.4 雙電層電容器用集流體 74
2.5 雙電層電容器用黏結劑 78
參考文獻 83
第3章 動力型雙電層電容器的制造工藝及評價測試方法 92
3.1 動力型雙電層電容器的制造工藝技術概述 92
3.2 動力型雙電層電容器的工藝制備流程 93
3.3 動力型雙電層電容器的電極制備 95
3.3.1 濕法電極制備工藝 95
3.3.2 干法電極制備工藝 98
3.4 動力型雙電層電容器單體組裝工藝 100
3.4.1 圓柱型單體 100
3.4.2 方型單體 102
3.5 關鍵工藝技術研究 104
3.5.1 電極平衡技術研究 104
3.5.2 電解液注入量的影響 105
3.5.3 漏電流工藝控制 106
3.5.4 單體安全性結構研究 107
3.6 水分與濕度管理 111
3.6.1 水分的影響 111
3.6.2 干燥除水 112
3.6.3 干燥房與手套箱 113
3.7 動力型雙電層電容器的特性評價及測試方法 114
3.7.1 電壓特性 114
3.7.2 電容量 116
3.7.3 內阻 120
3.7.4 額定電流與短路電流 121
3.7.5 能量密度與功率密度 122
3.7.6 自放電 123
3.7.7 長期使用壽命 125
3.7.8 工作溫度 127
3.7.9 存儲性能 128
參考文獻 129
第4章 雙電層電容器繫統集成技術 132
4.1 雙電層電容器建模 132
4.1.1 理想的等效電路模型 132
4.1.2 一階RC 串聯的電路模型 132
4.1.3 改進的串聯RC 電路模型 133
4.1.4 多分支模型 133
4.2 雙電層電容器繫統 134
4.2.1 串聯組態 134
4.2.2 並聯組態 135
4.2.3 先串後並組態 135
4.2.4 先並後串組態 136
4.2.5 混合串並聯使用 138
4.2.6 電容器與電池混合組態 138
4.3 雙電層電容器繫統的電壓控制 140
4.3.1 電容器間電壓不平衡的原因 140
4.3.2 電壓均衡控制技術 141
4.3.3 耗能型均衡方案 141
4.3.4 節能型均衡方案 142
4.4 雙電層電容器繫統的熱管理 147
4.4.1 雙電層電容器的溫度影響因素 147
4.4.2 雙電層電容器的熱管理 148
4.5 雙電層電容器的管理繫統 149
4.6 雙電層電容器的失效實驗 150
4.6.1 過壓 150
4.6.2 過流 152
4.6.3 斷路 153
4.6.4 短路 155
參考文獻 156
第5章 雙電層電容器的市場應用 157
5.1 主要生產商 157
5.1.1 國外超級電容器主要生產商 157
5.1.2 國內超級電容器主要生產商 159
5.2 在可再生能源領域的應用 161
5.2.1 在風力發電方面的應用 161
5.2.2 在光伏發電方面的應用 162
5.3 在工業領域的應用 164
5.3.1 在起重機等設備方面的應用 164
5.3.2 在石油機械方面的應用 165
5.3.3 在動力UPS 方面的應用 166
5.3.4 在微電網儲能方面的應用 167
5.4 在交通領域的應用 168
5.4.1 在再生制動繫統方面的應用 168
5.4.2 在城軌車輛動力電源方面的應用 171
5.4.3 在車輛低溫啟動等方面的應用 173
5.4.4 在其他特殊車輛方面的應用 173
5.5 行業發展展望 175
5.5.1 雙電層電容器發展趨勢 175
5.5.2 雙電層電容器市場分布趨勢 175
5.5.3 雙電層電容器在新能源汽車領域的應用趨勢 175
5.5.4 市場規模發展預測 175
參考文獻 177
第6章 超級電容器發展中的新體繫 180
6.1 提高超級電容器能量密度的思路 180
6.2 雙電層電容器發展中的新體繫：石墨烯超級電容器 181
6.2.1 石墨烯導電與儲能添加劑超級電容器 181
6.2.2 石墨烯超級電容器 183
6.2.3 石墨烯基復合超級電容器技術 190
6.3 雙電層電容器與鋰離子電池復合的新體繫 192
6.3.1 鋰離子電容器體繫 193
6.3.2 Li4Ti5O12/AC 體繫混合電容器 201
6.3.3 Li4Ti5O12+AC/LiMn2O4+AC 體繫電池電容 207
6.3.4 石墨類/磷酸鹽繫+AC 體繫電池電容 217
6.3.材料體繫電池電容 224
6.3.6 混合超級電容器的應用 231
參考文獻 232
第7章 國內外雙電層電容器相關標準 245
7.1 國外有關雙電層電容器的標準 245
7.2 國內有關雙電層電容器的標準 247
7.3 標準的發展 250
參考文獻 251

本書是作者十多年來在超級電容器研究、應用領域部分工作的成果總結。全書繫統全面地介紹了動力型雙電層電容器的原理、原材料、制造工藝、測試評價、繫統集成等方面內容，對如何改進電極材料、電解液、隔膜、集流體以及整個儲能繫統進行了詳盡闡述，並對動力型雙電層電容器的市場應用以及未來超級電容器的發展方向進行了預測。書中給出了許多具有代表性的實際案例，以期更好地解決實際應用問題。
本書可供材料、化學、新能源等領域從事研究、制造與應用工作的科學技術人員參考，也可供高等院校相關專業的師生閱讀。