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在全球碳中和背景下，未来能源格局将从化石能源主导朝着低碳多能融合发生转变，可再生能源的开发利用是世界各国能源转型和低碳经济发展的重要支柱。先进储能技术是实现可再生能源稳定高效利用的重要保障，目前已成为各国竞相发展的战略性新兴产业，其对于推动我国能源革命、如期实现“双碳” 目标也具有重要的意义。

▲双电层电容器、锂离子电池和锂离子电容器的结构示意图

锂离子电容器是一种新型的电化学储能器件，比双电层电容器具有更高的能量密度，比锂离子电池具有更高的功率密度及更长的循环寿命，此处还具有安全性高、全寿命周期运行成本低、使用温度范围宽、易回收再利用等特点，在电动汽车、混合动力汽车、电力、轨道交通、通信、国防、消费类电子产品等众多领域有着巨大的应用价值和市场潜力。迄今为止，国内外学者已发表锂离子电容器相关论文2400 多篇，近几年更是呈现快速增长态势。然而，遗憾的是目前尚没有一部完整、系统地阐述锂离子电容器进展的书籍。

▲锂离子电容器上下游产业链

▲四种典型的锂离子混合型电容器及其电压–容量的曲线

中国科学院电工研究所自2008 年以来一直致力于高性能锂离子电容器技术的研发，在高比容量活性炭材料、高倍率负极材料体系、石墨烯复合材料及高效负极预嵌锂技术等方面做了大量工作，获得国家发明专利授权40 多项，形成了关键材料–器件工艺、应用方面的核心专利群。率先研制出具有完全自主知识产权的大容量锂离子电容器(500 F、1100 F、2200 F 以及10000 F)，在实验室建成一条先进的软包装锂离子电容器中试线，实现了锂离子电容器的工程化制备。2019 年研制出7.5 A·h、额定电压为64 V 的锂离子电容器模组，实现了国内首辆以全碳型锂离子电容器为唯一动力源的观光车示范应用，被中国超级电容产业联盟评选为“2019 中国超级电容产业十大事件” 之一。

作者汇集团队十多年在锂离子电容器基础研究和工程化探索中取得的研究成果，结合国内外专家学者在这一领域的最新进展，编写了本书。我们相信，本书能更好地帮助本领域的青年学子、研究人员和工程技术人员获取更系统和更前沿的知识，为锂离子电容器的研发和应用提供理论和技术支持。

全书共11 章。第1 章对锂离子电容器的诞生与发展、工作原理与特点进行了总体介绍；第2 章和第3 章重点介绍了锂离子电容器正极材料和负极材料、正/负极材料的筛选和优化设计方案；第4 章介绍了锂离子电容器电解液及其发展趋势；第5 章阐述了锂离子电容器负极预嵌锂技术及最新进展；第6 章和第7 章分别介绍了锂离子电池电容和柔性固态电容器；第8 章介绍了锂离子电容器表征和测试技术；第9 章介绍了锂离子电容器制备工艺、单体设计原理和性能测试及评价；第10 章介绍了锂离子电容器建模、热特性、老化机制与寿命预测、自放电机制以及成组技术；第11 章介绍了锂离子电容器的诸多应用及最新进展。各章之间内容联系紧密，详尽分析了锂离子电容器研究的科学问题、存在的难点和发展趋势。

马衍伟，张熊，孙现众著

北京：科学出版社, 2023.2

ISBN 978-7-03-075051-8

责任编辑: 周涵田轶静

内容简介

《锂离子电容器》

锂离子电容器是介于双电层电容器和锂离子电池之间的一种新型储能器件，具有高能量密度、超高功率密度、长循环寿命、可大电流充放电、宽使用温度范围等特点，可广泛应用于电动汽车、新能源发电、轨道交通、国防军工、航空航天等领域，是新能源领域的研究热点。本书介绍了锂离子电容器的发展历史、工作原理、性能特点和基本概念，重点阐述了锂离子电容器的正极材料、负极材料、电解液、负极预嵌锂技术的研究进展，探讨了制备方法、理化性质及其对锂离子电容器性能的影响，论述了锂离子电容器的制备工艺、测试评价、失效分析、系统集成及其应用。本书涵盖了锂离子电容器关键科学问题，又兼顾了实际工程技术问题，汇集了国内外研究者的最新研究成果，体现了锂离子电容器的研究现状和未来发展趋势。

本书可供材料、化学、新能源、储能、电气等领域从事化学电源研究和设计的科研人员及高等院校相关专业研究生学习参考。