新书上市 |《超级电容器储能材料、器件与应用》

百科   2024-09-18 18:24   上海  


关键词 | 超级电容器 原理 材料 器件 应用 新型电容器

共 1214 字 | 预计阅读时间 4 分钟


在现代社会中,可持续发展是满足未来需求,协调经济增长、环境保护和社会福祉平衡发展的最佳途径。为了解决现有化石燃料枯竭和环境污染问题,开发可持续的能源储存技术至关重要。

在下一代“绿色储能系统”中,超级电容器作为一种高安全性和环境友好性的能源存储技术而备受瞩目,成为当前的研究热点和产业发展重点。

超级电容器在能量密度和功率密度方面充当着电池和电容器之间的桥梁,具备高功率密度、长循环寿命、快速充放电、宽工作温度范围等优点。因其独特的特性和功能,超级电容器已经在汽车、电力、国防军工等领域得到了广泛应用。在汽车领域,超级电容器可应用于再生制动系统中,以存储制动时产生的能量,随后为车载电子设备供电。此外,在可再生能源领域,超级电容器可作为微电网能量缓冲环节,以减小可再生能源的波动性。

随着自主研发能力不断提高,中国超级电容器制造商与国外厂商差距正在不断缩小,我过自主研发的车用超级电容器已达到世界先进水平。近年来,国家发展改革委和国家能源局相继出台多项重要政策,鼓励功率型储能在内的新型储能产业发展,技术进步、成本降低、政策驱动三重利好有望推动超级电容打开应用天花板。

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《超级电容器储能材料、器件与应用》一书,结合了作者在该领域长期的研究和积累的丰富经验,在全面系统介绍超级电容器材料和器件的基础上,深入分析其电化学原理,并采用实例展示法,分析超级电容器在工业电子、电网、交通、航空航天、军用装备、智能传感等领域的应用

本书注重图文并茂,并总结近年来超级电容器领域新的研究突破,同时分析核心材料的产业化现状,一方面让读者更容易地理解超级电容器知识,另一方面有助于读者全面系统地熟悉超级电容器行业现状。


#内容特色


 教研相长、全面系统 

• 从“理论—材料—器件—应用”链条出发,系统介绍超级电容器的理论基础、性能特点及评价方法;

• 超级电容器电极材料、电解液、隔膜的研究现状和产业化发展态势;

 精选内容、填补空白 

• 超级电容器单体和模组的器件制造工艺技术

• 超级电容器在工业电子、电网、交通、军用装备、智能传感等领域中的应用。

 注重新意、与时俱进 

新型超级电容器:如柔性超级电容器、固态超级电容器和微型超级电容器的原理、发展和应用进行了论述。

▲ 图书封面实拍

# 读者对象


本书可用作高等院校材料、化学和能源类专业的教学用书及相关技术人员、科研人员的参考用书。

▲ 图书内页实拍



超级电容器储能材料、器件与应用

图书信息简介

理论+材料+器件+应用

张海涛,杨维清,何正友 编著

丛书主编:李泓(中科院物理研究所)

书号:978-7-122-45533-8

定价:148.00元



目录预览


第1章 绪论 1
1.1 能量转换、存储与利用 1
1.2 电化学储能技术 3
1.2.1 铅酸电池 3
1.2.2 锂离子电池 4
1.2.3 液流电池 5
1.2.4 钠硫电池 6
1.2.5 镍镉电池 7
1.2.6 电化学储能电池技术的性能比较 7
1.3 超级电容器储能技术 9
1.3.1 纳米孔隙电极 10
1.3.2 电解液 10
1.3.3 隔膜 11
1.3.4 超级电容器单体与模组 11
1.3.5 混合储能器件 11
1.4 超级电容器的发展历程 11
1.5 超级电容器储能的优缺点分析 13
1.5.1 超级电容器优点 14
1.5.2 超级电容器缺点 15
参考文献 16

第2章 超级电容器的储能原理 17
2.1 超级电容器的概念与分类 17
2.1.1 超级电容器的概念 17
2.1.2 超级电容器的分类 18
2.2 双电层超级电容器的储能原理 21
2.3 赝电容超级电容器的储能原理 26
2.4 混合型超级电容器的储能原理 29
2.5 新型超级电容器的储能原理 30
2.5.1 柔性超级电容器 30
2.5.2 固态超级电容器 32
2.5.3 微型超级电容器 33
参考文献 37

第3章 超级电容器储能电极材料 41
3.1 超级电容器储能电极材料的分类 41
3.1.1 双电层电极材料 42
3.1.2 赝电容电极材料 49
3.2 超级电容器储能电极材料的性质 60
3.2.1 比表面积 60
3.2.2 孔径及孔分布 61
3.2.3 导电性 63
3.2.4 稳定性 64
3.3 超级电容器储能复合电极材料 66
3.3.1 碳-碳复合(碳基复合材料) 66
3.3.2 碳-赝电容材料复合 68
3.3.3 赝电容-赝电容材料复合 69
3.4 超级电容器储能碳材料的产业化现状 70
3.4.1 活性炭 71
3.4.2 碳纤维 73
3.4.3 石墨烯 74
参考文献 75

第4章 超级电容器储能电解液 81
4.1 超级电容器储能电解液的分类 81
4.1.1 水系电解液 82
4.1.2 有机电解液 84
4.1.3 离子液体电解液 85
4.1.4 凝胶电解质 86
4.1.5 全固态电解质 93
4.2 超级电容器储能电解液的理化性质 101
4.2.1 离子迁移数 102
4.2.2 离子电导率 103
4.2.3 介电性质 105
4.2.4 介电性质影响因素 107
4.2.5 电势窗口 108
4.2.6 电势窗口影响因素 109
4.2.7 稳定性 110
4.3 超级电容器储能电解液的改性 112
4.3.1 物理法改性 112
4.3.2 化学法改性 114
4.4 超级电容器储能电解液产业化现状概述 116
4.4.1 水系电解液的产业化现状 117
4.4.2 离子液体的产业化现状 117
4.4.3 有机电解液的产业化现状 118
4.4.4 上下游市场对超级电容器电解液产业的推动作用 122
参考文献 126

第5章 超级电容器储能隔膜材料 132
5.1 超级电容器储能隔膜材料的分类 132
5.1.1 纤维素隔膜 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 静电纺丝隔膜 137
5.2 超级电容器隔膜材料的产业化现状 138
5.3 超级电容器储能隔膜材料的性质 140
5.3.1 力学性质 141
5.3.2 热学性质 143
5.3.3 表面性质 145
5.4 超级电容器储能隔膜材料的工艺 149
5.4.1 纤维素基隔膜材料的抄纸法工艺 149
5.4.2 PP/PE基隔膜材料的制备工艺 155
参考文献 158

第6章 超级电容器储能的器件工艺 162
6.1 干法工艺 162
6.1.1 干法前段工艺 162
6.1.2 干法中段工艺 168
6.1.3 干法后段工艺 172
6.2 湿法工艺 173
6.2.1 湿法前段工艺:极片制造 173
6.2.2 湿法中段工艺:电芯制造 180
6.2.3 湿法后段工艺:检测 181
6.3 超级电容器模组与管理 184
6.3.1 超级电容器模组 184
6.3.2 超级电容器模组的管控技术 186
6.3.3 发展趋势展望 194
参考文献 195

第7章 超级电容器的性能与分析 200
7.1 比电容 200
7.1.1 测试方法 200
7.1.2 分析方法 201
7.1.3 电容类型分析方法 207
7.2 能量密度 208
7.2.1 测试与分析 208
7.2.2 能量密度受限的原理与改善策略 209
7.3 功率密度 211
7.3.1 测试方法 212
7.3.2 分析方法 212
7.4 工作电压 212
7.5 最大电流 213
7.6 自放电 214
7.6.1 自放电的测试与计算 214
7.6.2 自放电机理 215
7.6.3 自放电机理研究的局限性 218
7.6.4 超级电容器自放电行为的抑制策略 218
7.7 内阻 221
7.7.1 测试方法 221
7.7.2 分析方法 223
7.8 循环稳定性 225
7.8.1 测试方法 225
7.8.2 分析方法 226
参考文献 226

第8章 超级电容器的应用 230
8.1 超级电容器在工业电子领域的应用 231
8.1.1 智能三表 231
8.1.2 不间断电源 232
8.1.3 电梯能量回收 236
8.1.4 其他消费电子 237
8.2 超级电容器在电网领域的应用 241
8.2.1 储能电站 241
8.2.2 分布式微电网系统 242
8.2.3 新能源及其并网 245
8.3 超级电容器在交通领域的应用 247
8.3.1 工程机械 247
8.3.2 轨道交通 250
8.3.3 新能源汽车 253
8.4 超级电容器在航空航天领域的应用 255
8.5 微型电容器在智能传感领域的应用 261
参考文献 265



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 超级电容器 新研究成果和产业化现状 

 理论—材料—器件—应用 

 全面介绍其储能原理、材料、器件和应用 

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编辑 | 小帮
内容来源 | 编辑供稿

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