前言

超级电容器又称电化学电容器，是非常理想的能源存储设备，超级电容器因具有高功率密度、长循环寿命和宽使用温度范围等显著优势，已成为化学电源产业内新的亮点。作为一种大功率储能器件，超级电容器在轨道交通、现代通信、航空航天、国防等战略性新兴领域具有广泛的应用前景，全球需求量迅速增长。

超级电容器是从20世纪七八十年代发展起来的通过极化电解质来储能的一种电化学元件。超级电容器作为一种十分具有应用前景的新型储能装置，在国外已有相当多的公司和机构从事这方面的研究与创新，有些公司还实现了产品的商业化。目前，日本、美国、俄罗斯等在这方面处于领先地位，几乎占据了整个超级电容器市场。美、欧、日、韩等发达国家和地区对超级电容器的应用进行了卓有成效的研究。这些国家和地区的超级电容器产品在质量、功率、价格等方面有各自的特点和优势。另外，澳大利亚、印度以及欧洲许多国家也在电化学超级电容器的研发和产业化方面展开了大量的工作。

我国超级电容器的研究起步于20世纪80年代，目前国内对使用各种活性炭作为电极材料的超级电容器已经进行了一定的研究，并且有了商品问世。从发展状况来看，我国非常重视超级电容器的发展，在国家高技术研究发展计划（863计划）中的电动汽车重大专项，把超级电容器作为一个重点项目进行研究开发。超级电容器在我国经历了从无到有、从小到大的发展过程，本书对超级电容器及其在新一代储能系统中的应用进行了一次全面的归纳和系统的总结。

本书重点分析了超级电容器及其在新一代储能系统中的应用。全书共分为9章，第1章介绍了超级电容器的研究背景、分类和应用前景。第2章介绍了电极材料的制备和性能研究，主要包括稀释法和模板法。第3章介绍了电极材料的改进及其在超级电容器中的应用，主要包括多孔碳正极材料的应用、基于静电纺丝技术的碳质复合负极的应用和石油沥青基碳纳米纤维材料的应用。第4章介绍了电解质结构与材料，主要包括电解液概述、水电解质、有机电解质、离子液体和固态聚合物电解质。第5章介绍了超级电容器结构设计及其储能特性研究，主要包括堆叠式超级电容器、卷绕式超级电容器和混合型超级电容器。第6章介绍了超级电容器的热行为研究，主要包括堆叠式超级电容器的热行为研究、卷绕式超级电容器的热行为研究和混合型超级电容器的热行为研究；第7章介绍了超级电容器测试系统的研究，主要包括恒流测试和恒压测试。第8章介绍了超级电容器的健康管理，主要包括SOH的预测，分为基于模型法和数据驱动法。第9章介绍了基于数据驱动算法的超级电容器寿命预测，主要包括基于改进的LSTM和TCN模型。

作者在此对书末所列参考文献的作者表示衷心感谢。

作者殷切希望使用本书的教师、同学和专业技术人员，对本书存在的疏漏、错误之处给予批评、指正。

作者