导师序言
超级电容器具有功率密度高、可快速充放电、循环寿命长、适用温度范围宽和安全等优点,是一种重要的电化学储能体系,被应用于日常消费电子产品、电动汽车快速启动电源、军事领域大功率武器以及其他电力系统等。近些年来,随着便携式/可穿戴电子产品的发展,柔性化成为电化学储能器件的一个重要研究趋势,柔性超级电容器的概念正是在这样一个背景下被提出的。然而,由于柔性超级电容器的电极内部活性物质负载对其电化学性能和机械柔性具有矛盾性的影响,以及纳米活性物质的团聚难题,柔性电极储能密度不高,严重限制了柔性超级电容器在便携式/可穿戴电子产品上的应用。本书的核心就是围绕如何实现高比能量柔性超级电容器,在综述前人研究的基础上,系统介绍了作者提升柔性超级电容器储能密度的最新研究思路和研究成果。
本书开篇从便携式/可穿戴电子产品的发展引出柔性超级电容器的研究背景,分门别类地综述了线性、薄膜型和三维宏观体柔性超级电容器的研究现状,剖析了各类型柔性超级电容器的工作机理、电极结构设计、储能特性与机械柔性行为,阐明了制约柔性超级电容器储能密度的瓶颈问题,如电极内部电子/离子的长距离传输困难、纳米活性物质易于团聚导致利用率较低等,并提出相应解决思路。本书以作者攻读博士学位期间开展的研究工作为基础,详述了如何从柔性电极内部基底活性化、活性基底与赝电容材料的界面耦合、电化学活性物质在3D多孔碳网络上的立体式分布设计等角度实现高载量活性物质在柔性电极中的高效利用,从而获得电化学性能优异、可变形能力强的柔性电极和柔性超级电容器,相关内容已在国内外著名学术期刊发表,并被同行广泛引用和借鉴,对于推动柔性储能领域的发展具有积极意义。
超级电容器和柔性/可穿戴储能是电化学储能领域的研究热点,也是人类科技发展的前沿方向之一。本书作者在力求学术表达专业、严谨的基础上,注重语言的通俗易懂和内容的生动有趣,使本书既能够作为专业研究人员的参考资料,也能够用作柔性/可穿戴储能领域的科普类书籍,希望广大读者喜欢。
康飞宇2020年12月
