超級(jí)電容器因其具有長(zhǎng)壽命、寬工作溫度、秒級(jí)充電等特性，成為了軌道交通、新能源大巴、重型機(jī)械等領(lǐng)域的“動(dòng)力芯”。本研究所長(zhǎng)期從事高功率器件的工程化制造與應(yīng)用研究，先后通過開發(fā)出“石墨烯／活性炭復(fù)合材料”、“內(nèi)并型儲(chǔ)能電極”、“干法電極”、“單向安全閥”、“轉(zhuǎn)移式膠輥碾壓”、“超薄電極制備”、“全自動(dòng)容量?jī)?nèi)阻分選”、“高可靠性電連接”等 20 余項(xiàng)創(chuàng)新型工程工藝技術(shù)，在全球范圍內(nèi)率先研制出世界最高容量 2 . 7 為竹 50OF 、 2 . 7V / 9500F 、 3 . 0V / 12000F 、 3 . 6V / 60000F 等系列超級(jí)電容器，打破了國(guó)外高功率核心部件的壟斷地位。同時(shí)，針對(duì)于不同高功率器件，先后培育出儲(chǔ)能式現(xiàn)代有軌電車、儲(chǔ)能式現(xiàn)代無軌電車、軍用億能武器、動(dòng)車組啟動(dòng)系統(tǒng)等新型市場(chǎng)，為新能源產(chǎn)業(yè)注入了全新的解決方案。

超級(jí)電容器是指介于傳統(tǒng)電容器和充電電池之間的一種新型儲(chǔ)能裝置，既具有電容器快速充放電的特性，同時(shí)又具有電池的儲(chǔ)能特性。作為一種新型儲(chǔ)能器件，是通過電極與電解質(zhì)之間形成的界面雙層來存儲(chǔ)能量，當(dāng)電極與電解液接觸時(shí)，由于庫侖力、分子間力及原子間力的作用，使固液界面出現(xiàn)穩(wěn)定和符號(hào)相反的雙層電荷。目前的超級(jí)電容器分為雙電層電容器和法拉第準(zhǔn)電容器兩大類。雙電層電容器是通過靜電電荷在電極表面進(jìn)行吸附來產(chǎn)生存儲(chǔ)能量，而法拉第準(zhǔn)電容器是通過法拉第準(zhǔn)電容活性電極材料的表面及表面附近發(fā)生可逆氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生法拉第準(zhǔn)電容，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)能量的存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換。然而，無論是雙電層電容器還是法拉第準(zhǔn)電容器，電極材料的性能是決定其超級(jí)電容特性的關(guān)鍵，材料的微孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和調(diào)控直接影響其儲(chǔ)能特性和功率特性，本文基于國(guó)內(nèi)外超級(jí)電容器發(fā)展的現(xiàn)狀，系統(tǒng)分析和討論了下一代超級(jí)電容器及其電極材料的發(fā)展，重點(diǎn)探討了電極材料微孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和調(diào)控對(duì)其超級(jí)電容性能的影響。