目錄
序言
前言
第1章 電化學(xué)電容器原理 1
1.1 電化學(xué)儲能原理和應(yīng)用 1
1.1.1 電化學(xué)定義及研究內(nèi)容 1
1.1.2 電化學(xué)發(fā)展簡史 1
1.1.3 電化學(xué)儲能的原理 3
1.1.4 電化學(xué)儲能的應(yīng)用 6
1.2 電容器的基礎(chǔ)知識 7
1.2.1 電容器的發(fā)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(qū)別 12
1.3 電化學(xué)電容器 18
1.3.1 電化學(xué)電容器的發(fā)展史 18
1.3.2 電化學(xué)電容器的結(jié)構(gòu)和工作機制 21
1.3.3 電化學(xué)電容器的分類 28
1.3.4 電化學(xué)電容器的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 31
1.3.5 電化學(xué)電容器與其他儲能器件的鑒別 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 水溶液系 57
2.2.2 有機電解液系 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(fā)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(jié)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(shù)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(guān)鍵工藝技術(shù)研究 104
3.5.1 電極平衡技術(shù)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(jié)構(gòu)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(nèi)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 雙電層電容器系統(tǒng)集成技術(shù) 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(lián)的電路模型 132
4.1.3 改進的串聯(lián)RC 電路模型 133
4.1.4 多分支模型 133
4.2 雙電層電容器系統(tǒng) 134
4.2.1 串聯(lián)組態(tài) 134
4.2.2 并聯(lián)組態(tài) 135
4.2.3 先串后并組態(tài) 135
4.2.4 先并后串組態(tài) 136
4.2.5 混合串并聯(lián)使用 138
4.2.6 電容器與電池混合組態(tài) 138
4.3 雙電層電容器系統(tǒng)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(shù) 141
4.3.3 耗能型均衡方案 141
4.3.4 節(jié)能型均衡方案 142
4.4 雙電層電容器系統(tǒng)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系統(tǒng) 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(yīng)用 157
5.1 主要生產(chǎn)商 157
5.1.1 國外超級電容器主要生產(chǎn)商 157
5.1.2 國內(nèi)超級電容器主要生產(chǎn)商 159
5.2 在可再生能源領(lǐng)域的應(yīng)用 161
5.2.1 在風(fēng)力發(fā)電方面的應(yīng)用 161
5.2.2 在光伏發(fā)電方面的應(yīng)用 162
5.3 在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用 164
5.3.1 在起重機等設(shè)備方面的應(yīng)用 164
5.3.2 在石油機械方面的應(yīng)用 165
5.3.3 在動力UPS 方面的應(yīng)用 166
5.3.4 在微電網(wǎng)儲能方面的應(yīng)用 167
5.4 在交通領(lǐng)域的應(yīng)用 168
5.4.1 在再生制動系統(tǒng)方面的應(yīng)用 168
5.4.2 在城軌車輛動力電源方面的應(yīng)用 171
5.4.3 在車輛低溫啟動等方面的應(yīng)用 173
5.4.4 在其他特殊車輛方面的應(yīng)用 173
5.5 行業(yè)發(fā)展展望 175
5.5.1 雙電層電容器發(fā)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(lǐng)域的應(yīng)用趨勢 175
5.5.4 市場規(guī)模發(fā)展預(yù)測 175
參考文獻 177
第6章 超級電容器發(fā)展中的新體系 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(fā)展中的新體系：石墨烯超級電容器 181
6.2.1 石墨烯導(dǎo)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(fù)合超級電容器技術(shù) 190
6.3 雙電層電容器與鋰離子電池復(fù)合的新體系 192
6.3.1 鋰離子電容器體系 193
6.3.2 Li4Ti5O12/AC 體系混合電容器 201
6.3.3 Li4Ti5O12+AC/LiMn2O4+AC 體系電池電容 207
6.3.4 石墨類/磷酸鹽系+AC 體系電池電容 217
6.3.5 三元材料體系電池電容 224
6.3.6 混合超級電容器的應(yīng)用 231
參考文獻 232
第7章 國內(nèi)外雙電層電容器相關(guān)標準 245
7.1 國外有關(guān)雙電層電容器的標準 245
7.2 國內(nèi)有關(guān)雙電層電容器的標準 247
7.3 標準的發(fā)展 250
參考文獻 251