超級(jí)電容器關(guān)鍵材料制備及應(yīng)用

第1章超級(jí)電容器簡(jiǎn)介001

1.1電容器的歷史發(fā)展001

1.2超級(jí)電容器的定義及特性002

1.2.1超級(jí)電容器定義002

1.2.2超級(jí)電容器特性002

1.3超級(jí)電容器的組成003

1.3.1電極材料003

1.3.2電解液004

1.4電容器的分類007

1.5應(yīng)用008

1.5.1電子行業(yè)008

1.5.2電動(dòng)汽車及混合動(dòng)力汽車008

1.5.3太陽能、風(fēng)能發(fā)電裝置輔助電源009

1.5.4軍事、航空航天009

參考文獻(xiàn)009

第2章碳基電極材料011

2.1活性炭011

2.1.1活性炭的結(jié)構(gòu)012

2.1.2活性炭的性能特點(diǎn)013

2.1.3活性炭的制備013

2.1.4活性炭改性017

2.1.5活性炭在超級(jí)電容器中的應(yīng)用019

2.2活性炭纖維023

2.2.1活性炭纖維的結(jié)構(gòu)023

2.2.2活性炭纖維的性能及特點(diǎn)024

2.2.3活性炭纖維的制備025

2.2.4活性炭纖維的功能化026

2.2.5活性炭纖維在超級(jí)電容器中的應(yīng)用028

2.3碳?xì)饽z029

2.3.1碳?xì)饽z的結(jié)構(gòu)029

2.3.2碳?xì)饽z的性能030

2.3.3碳?xì)饽z的制備031

2.3.4碳?xì)饽z在超級(jí)電容器中的應(yīng)用033

2.4碳納米管035

2.4.1碳納米管的結(jié)構(gòu)035

2.4.2碳納米管的性能036

2.4.3碳納米管的制備038

2.4.4碳納米管在超級(jí)電容器中的應(yīng)用040

2.5石墨烯042

2.5.1石墨烯的結(jié)構(gòu)042

2.5.2石墨烯的種類及定義043

2.5.3石墨烯的性質(zhì)044

2.5.4石墨烯的制備045

2.5.5石墨烯在超級(jí)電容器中的應(yīng)用049

參考文獻(xiàn)054

第3章金屬氧化物062

3.1貴金屬氧化物062

3.1.1晶態(tài)氧化釕電極材料和無定形水合氧化釕電極材料063

3.1.2二氧化釕/碳復(fù)合電極材料063

3.1.3二氧化釕/導(dǎo)電聚合物復(fù)合電極材料064

3.1.4二氧化釕/其他氧化物復(fù)合電極材料064

3.2過渡金屬氧化物/氫氧化物065

3.2.1氧化鎳065

3.2.2氧化鈷和氫氧化鈷066

3.2.3氧化錳067

3.2.4氧化鐵068

3.3金屬氧化物復(fù)合材料069

3.3.1不同金屬氧化物復(fù)合材料069

3.3.2碳/金屬氧化物復(fù)合材料070

參考文獻(xiàn)072

第4章導(dǎo)電聚合物075

4.1導(dǎo)電聚合物電極材料075

4.2導(dǎo)電聚合物電極材料的儲(chǔ)能機(jī)理076

4.3導(dǎo)電聚合物電極材料的種類078

4.3.1復(fù)合型導(dǎo)電聚合物078

4.3.2結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電聚合物079

4.4導(dǎo)電聚合物電極材料的合成方法083

4.4.1化學(xué)合成法083

4.4.2電化學(xué)合成法084

4.4.3光化學(xué)法084

4.4.4復(fù)分解法085

4.4.5濃縮乳液法085

4.4.6等離子體聚合法085

4.5導(dǎo)電聚合物在超級(jí)電容器中的應(yīng)用085

參考文獻(xiàn)087

第5章水系電解液091

5.1酸性水系電解液094

5.1.1電化學(xué)雙電層電容器094

5.1.2贗電容電容器095

5.1.3混合型電容器095

5.2堿性水系電解液097

5.2.1雙電層電容器097

5.2.2贗電容電容器097

5.2.3混合型電容器099

5.3中性水系電解液099

5.3.1雙電層超級(jí)電容器100

5.3.2贗電容電容器101

5.3.3混合型電解質(zhì)103

5.4水系電解液的添加劑106

5.4.1氧化還原添加劑——液體電解質(zhì)106

5.4.2氧化還原活性液體電解質(zhì)111

參考文獻(xiàn)113

第6章有機(jī)電解液119

6.1雙電層超級(jí)電容器有機(jī)電解液122

6.1.1電解質(zhì)鹽124

6.1.2有機(jī)溶劑132

6.1.3添加劑142

6.2贗電容超級(jí)電容器有機(jī)電解液143

6.3混合型超級(jí)電容器有機(jī)電解液144

參考文獻(xiàn)145

第7章離子液體電解質(zhì)(液)151

7.1純離子液體電解質(zhì)155

7.1.1非質(zhì)子型離子液體155

7.1.2質(zhì)子型離子液體157

7.1.3功能化離子液體158

7.2離子液體二元體系電解質(zhì)163

7.2.1離子液體與離子液體的混合163

7.2.2離子液體與有機(jī)溶劑混合電解液165

7.2.3離子液體與離子鹽混合電解液166

參考文獻(xiàn)175

第8章固態(tài)電解質(zhì)179

8.1無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)181

8.2固態(tài)聚合物電解質(zhì)183

8.2.1聚環(huán)氧乙烷(PEO)183

8.2.2聚丙烯腈(PAN)184

8.2.3聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)184

8.2.4聚偏氟乙烯(PVDF)185

8.2.5聚離子液體185

8.3凝膠電解質(zhì)190

8.4復(fù)合固態(tài)聚合物電解質(zhì)196

8.4.1添加無機(jī)材料型固態(tài)聚合物電解質(zhì)196

8.4.2添加增塑劑型復(fù)合聚合物電解質(zhì)197

8.4.3聚合型復(fù)合聚合物電解質(zhì)198

參考文獻(xiàn)198

電極和電解質(zhì)是超級(jí)電容器的重要組成部分，其種類和性質(zhì)直接影響超級(jí)電容器的各方面性能。本書在介紹超級(jí)電容器的基本概念和研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，著重對(duì)超級(jí)電容器的電極材料及電解質(zhì)的種類、特點(diǎn)、制備方法和發(fā)展應(yīng)用等進(jìn)行闡述。 電極材料涉及碳基電極材料、金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物等；電解質(zhì)包括水系電解液、有機(jī)電解液、離子液體電解質(zhì)、固態(tài)電解質(zhì)等。全書取材豐富，在介紹傳統(tǒng)電容器材料的同時(shí)，注意吸收當(dāng)今電容器領(lǐng)域的最新成就，運(yùn)用大量圖表對(duì)這些材料進(jìn)行較為全面的概述和反映。

本書適合企業(yè)、科研院所等從事電容器研究和生產(chǎn)的科技人員閱讀，也可供高等院校相關(guān)專業(yè)師生學(xué)習(xí)參考。

本書介紹了超級(jí)電容器的分類、建模和特性分析，以具體實(shí)例展示了超級(jí)電容器在商業(yè)、工業(yè)范圍內(nèi)的應(yīng)用，特別是在重型交通工具以及混合動(dòng)力電動(dòng)汽車方面的應(yīng)用。本書的后半部分闡述了容量配置、循環(huán)壽命、電容器濫用等工程領(lǐng)域的實(shí)際問題。后一章描繪了未來運(yùn)輸系統(tǒng)的藍(lán)圖，新能源電動(dòng)汽車逐漸取代傳統(tǒng)汽車，結(jié)合超級(jí)電容器，在無線輸電技術(shù)領(lǐng)域更廣泛的應(yīng)用前景和意義。本書理論與實(shí)際相結(jié)合，內(nèi)容由淺入深，可作為本科及研究生的學(xué)習(xí)教材，也可作為工程項(xiàng)目人員科研、設(shè)計(jì)的參考資料。

超級(jí)電容器是一種電容量可達(dá)數(shù)千法拉的極大容量電容器，其電荷儲(chǔ)存發(fā)生在電極/電解質(zhì)形成的雙電層上以及在電極表面進(jìn)行欠電位沉積、電化學(xué)吸附、脫附和氧化還原產(chǎn)生的電荷遷移。與傳統(tǒng)的電容器和二次電池相比，超級(jí)電容器的能量密度遠(yuǎn)高于普通電容器，功率密度是二次電池的10倍以上，并具有充放電速度快、循環(huán)壽命長(zhǎng)（可達(dá)100萬次以上）、對(duì)環(huán)境無污染和使用的溫度范圍寬等特點(diǎn)，在電子行業(yè)、電動(dòng)汽車、太陽能光伏產(chǎn)業(yè)和風(fēng)能發(fā)電等領(lǐng)域中有著重要的應(yīng)用，屬于標(biāo)準(zhǔn)的全系列低碳經(jīng)濟(jì)核心產(chǎn)品，是現(xiàn)代能源技術(shù)中最具有希望的一種新型綠色能量存儲(chǔ)設(shè)備。"para bbf3bc" label-module="para">