電化學超級電容器

內(nèi)容概要

電化學超級電容器是介于傳統(tǒng)靜電電容器與電池之間的全新的能量貯存器件，由于其容量密度極大，從而適合工作于要求瞬間釋放超大電流的場合。     本書給出了這種電容器系統(tǒng)及其應用技術的綜合描述。其中包括背景科學的基本細節(jié)，以及電極動力學和界面電化學的基本概念、電極化理論、多孔電極以及用以提高比率容量的導電聚合物。這樣，了解和學習本書提出的資料，將不需要頻繁地去參考其他物理化學或電化學的教科書。     本書收集資料廣泛，內(nèi)容新穎，并納入了作者本人多年來的實驗成果。對從事電化學及能源領域研究與應用的技術人員具有較強的參考價值。

書籍目錄

第1章  導論及歷史回顧  1.1  歷史概述  1.2  本書范圍  參考文獻第2章  超大容量電容器和電池存貯電能的相似和差異  2.1  引言    2.1.1  能量存貯系統(tǒng)    2.1.2  電容器和電池的貯能模式  2.2  法拉第與非法拉第過程    2.2.1  非法拉第模式     2.2.2  法拉第模式  2.3  電容器和電池類型     2.3.1  可識別系統(tǒng)    2.3.2  電池設計和等效電路  2.4  電容器和電池存貯電荷密度的差異    2.4.1  單原子或單分子電子密度    2.4.2  電化學電容器和電池容許能量密度的比較  2.5  電容器和電池充電曲線的比較  2.6  通過循環(huán)伏安曲線評價與比較電化學電容器和電池單元的充放電狀態(tài)  2.7  Li插入式電極——過渡特性   2.8  非理想極化電容器電極的充電過程   2.9  電化學電容器和電池特性比較概述  參考文獻  一般參考讀物第3章  電極過程熱力學和動力學基礎  3.1  引言  3.2  電極過程熱力學  3.3  與電極電勢相關的能量因素  3.4  金屬電極上電極反應的動力學     3.4.1  電流和速率方程    3.4.2  平衡狀態(tài)附近（低過電位η）Butler?Volmer公式的線性化  3.5  交換電流密度i0的圖形化描述及平衡態(tài)附近的行為   3.6  電極動力學中擴散控制的產(chǎn)生  3.7  初始電子轉移后續(xù)步驟速率控制的動力學  3.8  電極動力學中的雙電層效應  3.9  電極電容行為的電學響應表征  3.10  電容器性能的電化學表征所需的儀器和電解池    3.10.1  電解池與參比電極    3.10.2  儀器    3.10.3  雙電極裝置的測試   參考文獻  一般參考讀物第4章  電容器電極相界離子與雙電層研究中的靜電學原理  4.1  引言  4.2  靜電學基礎    4.2.1  庫侖規(guī)律：電勢和電場，介電常數(shù)的重要意義  4.3  作用力線和電場強度——定理  4.4  電容器的電容  4.5  電荷表面形成的電場：高斯關系  4.6  泊松方程：三維介質(zhì)中的電荷   4.7  電荷的能量  4.8  電場中電介質(zhì)的電壓  4.9  分子水平的電極化響應    4.9.1  電場中的原子和分子：電子極化     4.9.2  永久偶極子與電場的相互作用  4.10  電場中的原子和分子：介電特性和介電極化    4.10.1  電介質(zhì)    4.10.2  雙電層中的溶劑分子極化和離子電場    4.10.3  復雜分子的偶極矩    ……第5章  電容器的介電特性及電介質(zhì)極化理論第6章  電容器電極界面雙電層的結構與雙電層電容第7章  電極界面雙電層理論論述及模型第8章  非水電解質(zhì)和非水電解質(zhì)電容器的雙電層特性 第9章  碳雙電層和表面官能度第10章  基于贗電容的電化學電容器第11章  電化學電容器材料氧化釕（RuO2）的電化學性能 第12章  電化學活性聚合物導電膜的電容特性第13章  超級電容器電解質(zhì)的設計和性能：電導率、離子對和溶解作用第14章  多孔電極的電化學特性及其在電容器中的應用第15章  電能貯存器件的能量密度和功率密度第16章  電化學電容器及其他電化學系統(tǒng)的交流阻抗特性第17章  雙電層電容器頻率響應的各種電路及模型的阻抗特性分析 第18章  與電池自放電相關的電化學電容器自放電第19章  電化學電容器制備和性能評價實踐第20章  技術發(fā)展 第21章  專利概覽

媒體關注與評論

　　前言　　電化學能量產(chǎn)生的系統(tǒng)源自于1800年Volta“伏打電”的發(fā)現(xiàn)，以及19世紀以多種形式的發(fā)展。大約在這個階段末期，可逆充電電池對于電能的貯存和應用便成為應用電化學的主要發(fā)展方向，并且20世紀在工藝上得到了很好的改進。它們還在工業(yè)電化學經(jīng)濟活動中占據(jù)一個較大的份額。　　但是，近年來由于1957年的專利，發(fā)展了一種新型的可逆電化學能量貯存系統(tǒng)，它采用涉及電極界面雙電層充放電的電容，或附加涉及電吸收過程或表面氧化還原反應的贗電容。其中第一種情況，活性電極材料每克數(shù)十法拉的大界面容量，可用高比表面積的炭顆粒、碳纖維或碳氈獲得，而第二種情況，大的贗電容則可采用相當高比表面積的氧化物或導電聚合物得到，其中法拉第電荷（Ｑ）傳遞的量與電極電位(V)具有函數(shù)關系，從而引出了相應于電容量的導數(shù)ｄＱ／ｄＶ。　　這種高比電容值，特別是雙電層型電容器，被發(fā)覺作為電能量貯存系統(tǒng)時，能提供高的充放電功率密度，而循環(huán)壽命為１０５～１０６量級，該值為傳統(tǒng)電池的很多倍。如今這種不同用途的電化學電容器或所謂“超級電容器”已被人們認識，而用以作為電池補充的功率源的發(fā)展方向亦已被很好地確立?！　”緦Ｖ囊粋€重要見解，是它給出了這種電容器系統(tǒng)一個綜合的描述。其目的在于在該領域內(nèi)建立一個自含的、統(tǒng)一的處理方法，其中包括背景科學(例如，雙電層電容概念，贗電容原理，用于電化學電容器的電解質(zhì)溶液)的基本細節(jié)，以及電極動力學和界面電化學的基本概念，電極化理論，多孔電極，以及用以提高比率容量的導電聚合物。這樣，了解和學習本書提出的資料，將不需要頻繁地去參考其他物理化學或電化學的教科書?！　”緯闹邪芏嘤靡哉f明的插圖和在各章之間的交叉參考資料，并包括很多文獻資料。為了使讀者方便，有三四幅圖在不同的章節(jié)中重復使用，以避免讀者必須在前后頁搜尋，其中還列出了交叉參考資料。　　作者在該領域內(nèi)的工作源于ContinentalGroupInc?與Ottawa大學電化學組間的研究合同。在此我們要感謝H?Angerstein?Kozlowska，V?Birss，J?Wojtowicz等博士及訪問教授S?Hadzi?Jodanov(Skopje大學)，與ContinentalGroup電氣工程師DwightCraig等人于1975～1981年期間所進行的工作。近期該領域內(nèi)新的研究工作正在Ottawa大學進行，得到加拿大自然科學與工程委員會資助。關于這項工作，謹向W?J?Pell博士與T?C?Liu先生致以謝意?！　∽髡哌€要特別感謝紐約OcciidentalChemicalCorp?的B?V?Tilak博士在手稿提交出版前的嚴格審閱，以及他對于附錄和校正稿的建議。對Tilak博士和S?Sarangapani博士(ICETInc?，Norwood?Mass?)給予第20章有關技術發(fā)展細節(jié)的審查，特別是對他們有關這一章所處理的主題十分有條理的組織的建議表示感謝。還要對S?Gottesfeld博士(LosAlamos國家實驗室)和J?Miller博士(J?M?Inc?，ShakerHeights，Ohio)分別對導電聚合物及交流阻抗有關內(nèi)容的審閱。我們還要對J?Miller博士允許復制他們在電容器交流阻抗測定方面的一些計算機圖表表示感謝?！　∽髡哌€要特別感謝S?P?Wolsky博士和N?Marincic博士，允許引用他們在1991～1997年期間在DeerfieldBeach以及在BocaRaton，F(xiàn)la?舉行的，由FloridaEducationalSeminarsInc?(文中縮寫為FES)贊助的電化學電容器研討會論文集中發(fā)表的圖與表?！　∽詈筇貏e要感謝DeniseAnge，她非常高效地為本書所有章節(jié)的幾次手稿和初稿準確地打字，并進行仔細的核對工作。還要感謝EvaSzabo繪制大部分插圖。

編輯推薦

　　《電化學超級電容器：科學原理及技術應用》收集資料廣泛，內(nèi)容新穎，并納入了作者本人多年來的實驗成果。對從事電化學及能源領域研究與應用的技術人員具有較強的參考價值。

圖書封面

圖書標簽Tags

無

評論、評分、閱讀與下載

---

    電化學超級電容器 PDF格式下載

---