超级电容器 科学与技术

本书内容全面，而且包含了超级电容器一线研究人员对该领域的深刻见解，并对一些容易混淆的概念做了澄清。本书不仅可以作为初学者的工具书，也深入理解超级电容器领域的发展和相关原理大有裨益。

《超级电容器： 科学与技术》是“优选电化学能源存储与转化技术丛书” 分册之一，书中根据电化学储能原理、电极材料和电解液对超级电容器进行分类，详细介绍了双电层超级电容器、赝电容电容器、水系混合储能器件、锂离子电容器、微型电容器的构成和工作原理以及当前的近期新进展，并从应用出发，对超级电容器当前的应用领域及国内外的相关政策进行了论述和展望。 本书内容全面，且包含了超级电容器一线研究人员对该领域的深刻见解，并对一些容易混淆的概念做了澄清，将对相关领域科研人员、高校相关专业研究生和高年级本科生深入理解超级电容器的发展和相关原理大有裨益。

张久俊，教授，博士生导师，国际电化学能源科学院创始人。研究领域涉及物理化学、材料学、电化学、电分析、电催化、电池、锂离子电池、燃料电池、超级电容器、光电化学以及传感器等各个方面，主要集中于纳米材料（电极材料和电极催化剂），纳米技术在电化学能源、转换和存储方面，包括燃料电池、电池以及超级电容器等方面的研究开发。发表550多篇同行评审论文，论文他引超55000余次，H指数96，获16项美国及欧洲专利。2014-2021连续8年入选全球高被引科学家。

第1章 超级电容器概述
1.1 从传统电容器到超级电容器
1.1.1 传统电容器
1.1.2 基于电化学的超级电容器及其主要类型
1.1.3 双电层电容
1.1.4 法拉第赝电容
1.1.5 锂离子超级电容
1.1.6 混合型超级电容
1.2 超级电容器的特点
1.3 超级电容器材料概述
1.3.1 碳基材料
1.3.2 过渡金属氧化物材料
1.3.3 导电聚合物基电极材料
1.3.4 其他新型电极材料
1.3.5 超级电容器电解质材料
1.4 超级电容器的机遇与挑战
1.5 超级电容器产品典型案例
参考文献
第2章 超级电容器表征技术
2.1 材料特性表征
2.1.1 比表面积和孔结构
2.1.2 官能团表征
2.1.3 原位核磁共振波谱
2.2 电化学表征
2.2.1 暂态技术
2.2.2 稳态技术
参考文献
第3章 碳基超级电容器电极材料
3.1 概述
3.2 碳基超级电容器的工作原理
3.2.1 双电层电容
3.2.2 附加准法拉第反应的准电容
3.2.3 碳基超级电容器电荷存储机制
3.2.4 碳基超级电容器充电和放电动力学
3.3 超级电容器用碳基电极材料
3.3.1 碳材料发展历程简介
3.3.2 活性炭
3.3.3 碳纳米管
3.3.4 石墨烯
3.4 影响碳材料电容的因素
3.5 碳材料在电化学电容器中的应用
参考文献
第4章 赝电容电极材料
4.1 赝电容的分类及产生机制
4.1.1 欠电位沉积赝电容
4.1.2 氧化还原赝电容
4.1.3 插层赝电容
4.1.4 赝电容的产生机制
4.1.5 电极材料本征赝电容和非本征赝电容特性
4.1.6 赝电容储能的动力学特性
4.2 典型赝电容材料
4.2.1 钌基氧化物
4.2.2 锰基氧化物
4.2.3 导电聚合物
参考文献
第5章 水系介质中的非对称器件和混合器件
5.1 对称超级电容器
5.2 非对称超级电容器
5.3 正极材料
5.3.1 金属氧化物
5.3.2 其他金属化合物
5.4 负极材料
5.4.1 金属氧化物/氢氧化物
5.4.2 其他金属化合物
5.4.3 水系非对称电容器电位窗口
5.5 混合超级电容器
5.5.1 电池型正极//电容型负极混合体系
5.5.2 电容型正极//电池型负极混合体系
参考文献
第6章 锂离子电容器
6.1 锂离子电容器发展历史与优势
6.1.1 锂离子电容器的发展历史
6.1.2 锂离子电容器的优势
6.2 锂离子电容器的结构和工作原理
6.2.1 锂离子电容器的基本结构及原理
6.2.2 锂离子电容器的能量原理
6.3 锂离子电容器的结构设计与性能
6.3.1 正极材料的选择
6.3.2 负极材料的选择
6.3.3 电解液的选择
6.3.4 负极预嵌锂
6.3.5 正负极匹配
6.3.6 测试与表征方法
6.4 锂离子电容器的应用
6.4.1 电网储能领域
6.4.2 新能源汽车领域
6.4.3 轨道交通领域
6.4.4 军事装备领域
6.5 结论与展望
参考文献
第7章 微型和柔性超级电容器
7.1 微型/柔性超级电容器的组装
7.1.1 印刷电极
7.1.2 模板涂层法
7.1.3 刻蚀电极
7.1.4 光刻蚀
7.1.5 反应离子刻蚀
7.1.6 等离子体刻蚀
7.1.7 激光直写
7.2 电解质的分类与制备
7.2.1 凝胶电解质
7.2.2 无机固态电解质
7.2.3 塑料晶体电解质
7.3 微型/柔性超级电容器的应用
7.3.1 作为环境能源的储能单元
7.3.2 微型集成电子设备
参考文献
第8章 超级电容器的应用
8.1 超级电容器工作原理与优势
8.1.1 超级电容工作原理及分类
8.1.2 超级电容储能优势
8.2 超级电容相关政策
8.2.1 国外相关政策
8.2.2 国内相关政策
8.3 超级电容应用领域
8.3.1 智能仪表
8.3.2 光伏发电和风力发电
8.3.3 轨道交通
8.3.4 电动大巴
8.3.5 乘用车
8.3.6 军用载运工具
8.3.7 其他领域
8.4 超级电容应用前景
8.4.1 现有超级电容产业市场规模
8.4.2 我国超级电容的发展趋势
8.5 超级电容器的应用展望
参考文献
索引