超級電容器儲能材料、器件與應(yīng)用

第1章 緒論 1
1.1 能量轉(zhuǎn)換、存儲與利用 1
1.2 電化學(xué)儲能技術(shù) 3
1.2.1 鉛酸電池 3
1.2.2 鋰離子電池 4
1.2.3 液流電池 5
1.2.4 鈉硫電池 6
1.2.5 鎳鎘電池 7
1.2.6 電化學(xué)儲能電池技術(shù)的性能比較 7
1.3 超級電容器儲能技術(shù) 9
1.3.1 納米孔隙電極 10
1.3.2 電解液 10
1.3.3 隔膜 11
1.3.4 超級電容器單體與模組 11
1.3.5 混合儲能器件 11
1.4 超級電容器的發(fā)展歷程 11
1.5 超級電容器儲能的優(yōu)缺點(diǎn)分析 13
1.5.1 超級電容器優(yōu)點(diǎn) 14
1.5.2 超級電容器缺點(diǎn) 15
參考文獻(xiàn) 16
第2章 超級電容器的儲能原理 17
2.1 超級電容器的概念與分類 17
2.1.1 超級電容器的概念 17
2.1.2 超級電容器的分類 18
2.2 雙電層超級電容器的儲能原理 21
2.3 贗電容超級電容器的儲能原理 26
2.4 混合型超級電容器的儲能原理 29
2.5 新型超級電容器的儲能原理 30
2.5.1 柔性超級電容器 30
2.5.2 固態(tài)超級電容器 32
2.5.3 微型超級電容器 33
參考文獻(xiàn) 37
第3章 超級電容器儲能電極材料 41
3.1 超級電容器儲能電極材料的分類 41
3.1.1 雙電層電極材料 42
3.1.2 贗電容電極材料 49
3.2 超級電容器儲能電極材料的性質(zhì) 60
3.2.1 比表面積 60
3.2.2 孔徑及孔分布 61
3.2.3 導(dǎo)電性 63
3.2.4 穩(wěn)定性 64
3.3 超級電容器儲能復(fù)合電極材料 66
3.3.1 碳-碳復(fù)合（碳基復(fù)合材料） 66
3.3.2 碳-贗電容材料復(fù)合 68
3.3.3 贗電容-贗電容材料復(fù)合 69
3.4 超級電容器儲能碳材料的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀 70
3.4.1 活性炭 71
3.4.2 碳纖維 73
3.4.3 石墨烯 74
參考文獻(xiàn) 75
第4章 超級電容器儲能電解液 81
4.1 超級電容器儲能電解液的分類  81
4.1.1 水系電解液 82
4.1.2 有機(jī)電解液 84
4.1.3 離子液體電解液 85
4.1.4 凝膠電解質(zhì) 86
4.1.5 全固態(tài)電解質(zhì) 93
4.2 超級電容器儲能電解液的理化性質(zhì)     101
4.2.1 離子遷移數(shù) 102
4.2.2 離子電導(dǎo)率 103
4.2.3 介電性質(zhì) 105
4.2.4 介電性質(zhì)影響因素 107
4.2.5 電勢窗口 108
4.2.6 電勢窗口影響因素 109
4.2.7 穩(wěn)定性 110
4.3 超級電容器儲能電解液的改性 112
4.3.1 物理法改性 112
4.3.2 化學(xué)法改性 114
4.4 超級電容器儲能電解液產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀概述 116
4.4.1 水系電解液的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀 117
4.4.2 離子液體的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀 117
4.4.3 有機(jī)電解液的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀 118
4.4.4 上下游市場對超級電容器電解液產(chǎn)業(yè)的推動作用 122
參考文獻(xiàn) 126
第5章 超級電容器儲能隔膜材料 132
5.1 超級電容器儲能隔膜材料的分類 132
5.1.1 纖維素隔膜 133
5.1.2 合成高分子聚合物隔膜 135
5.1.3 生物隔膜 136
5.1.4 靜電紡絲隔膜 137
5.2 超級電容器隔膜材料的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀 138
5.3 超級電容器儲能隔膜材料的性質(zhì) 140
5.3.1 力學(xué)性質(zhì) 141
5.3.2 熱學(xué)性質(zhì) 143
5.3.3 表面性質(zhì) 145
5.4 超級電容器儲能隔膜材料的工藝 149
5.4.1 纖維素基隔膜材料的抄紙法工藝 149
5.4.2 PP/PE基隔膜材料的制備工藝 155
參考文獻(xiàn) 158
第6章 超級電容器儲能的器件工藝 162
6.1 干法工藝 162
6.1.1 干法前段工藝 162
6.1.2 干法中段工藝 168
6.1.3 干法后段工藝 172
6.2 濕法工藝 173
6.2.1 濕法前段工藝：極片制造 173
6.2.2 濕法中段工藝：電芯制造 180
6.2.3 濕法后段工藝：檢測 181
6.3 超級電容器模組與管理 184
6.3.1 超級電容器模組 184
6.3.2 超級電容器模組的管控技術(shù) 186
6.3.3 發(fā)展趨勢展望 194
參考文獻(xiàn) 195
第7章 超級電容器的性能與分析 200
7.1 比電容 200
7.1.1 測試方法 200
7.1.2 分析方法 201
7.1.3 電容類型分析方法 207
7.2 能量密度 208
7.2.1 測試與分析 208
7.2.2 能量密度受限的原理與改善策略 209
7.3 功率密度 211
7.3.1 測試方法 212
7.3.2 分析方法 212
7.4 工作電壓 212
7.5 最大電流 213
7.6 自放電 214
7.6.1 自放電的測試與計(jì)算 214
7.6.2 自放電機(jī)理 215
7.6.3 自放電機(jī)理研究的局限性 218
7.6.4 超級電容器自放電行為的抑制策略 218
7.7 內(nèi)阻 221
7.7.1 測試方法 221
7.7.2 分析方法 223
7.8 循環(huán)穩(wěn)定性  225
7.8.1 測試方法 225
7.8.2 分析方法 226
參考文獻(xiàn) 226
第8章 超級電容器的應(yīng)用 230
8.1 超級電容器在工業(yè)電子領(lǐng)域的應(yīng)用 231
8.1.1 智能三表 231
8.1.2 不間斷電源 232
8.1.3 電梯能量回收 236
8.1.4 其他消費(fèi)電子 237
8.2 超級電容器在電網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用 241
8.2.1 儲能電站 241
8.2.2 分布式微電網(wǎng)系統(tǒng) 242
8.2.3 新能源及其并網(wǎng) 245
8.3 超級電容器在交通領(lǐng)域的應(yīng)用 247
8.3.1 工程機(jī)械 247
8.3.2 軌道交通 250
8.3.3 新能源汽車 253
8.4 超級電容器在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用 255
8.5 微型電容器在智能傳感領(lǐng)域的應(yīng)用 261
參考文獻(xiàn) 265