Xu Liu · Yubin Wan · Chengye Zhu · Tao Cheng · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

超级电容器（SCs）因其优异的稳定性、高功率密度和长循环寿命，正成为现代电子器件发展中的关键组件，尤其在设备日益柔性化、便携化和高度集成化的趋势下备受关注。为满足新一代光电器件的需求，柔性、透明及微型超级电容器等多功能器件受到广泛关注。本文综述了构建高性能多功能超级电容器的三大关键策略：稳定电极材料的合成、柔性透明复合电极的开发以及喷墨打印SC器件的制备，并详细探讨了近年来的研究进展，最后展望了超级电容器未来的发展方向与应用前景。

解读: 该高性能聚合物超级电容器技术对阳光电源储能与电驱产品具有重要应用价值。在ST储能变流器中，可作为功率缓冲单元，配合电池系统实现高频功率波动的快速响应，提升系统动态性能和电池寿命。在新能源汽车电驱系统中，超级电容器可构建混合储能架构，承担制动能量回收和瞬时大功率输出，优化电池工作曲线。柔性透明特性为充...

宋元明周星刘亚杰黄旭程金光 · 中国电机工程学报 · 2025年17月 · Vol.45

针对锂离子电池在低温下性能骤降难以满足高功率脉冲负载需求的问题，提出一种被动式锂离子电池-超级电容器混合储能系统的多目标联合优化方法。建立电-热-老化耦合模型以准确表征低温动态特性，构建以系统重量和最低工作温度为目标的联合优化模型，并采用NSGA-II算法求解。案例研究表明，在-40℃时混合储能系统质量较单一电池方案降低44.18%，平均单次脉冲成本和预热时间分别仅为后者的52.50%和35.63%，综合性能显著提升。

解读: 该电-热-老化耦合建模与多目标优化技术对阳光电源ST系列储能系统和PowerTitan大型储能方案具有重要应用价值。研究提出的锂电池-超级电容混合储能架构可直接应用于高寒地区储能项目，通过精确的电热耦合模型优化低温预热策略，可显著降低ST储能变流器在极寒工况下的启动能耗。多目标优化方法（系统重量与工...

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps · institutional affiliations. · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

近年来，由于现代社会能源需求不断增长，电化学储能已成为突出的研究重点。除了电池之外，超级电容器（SCs）正日益被视为具有前景的可再生且可持续的储能装置。超级电容器的电化学性能在很大程度上取决于电极材料的选择、电解质的性质以及分析过程中所采用的工作电位窗口。基于碳的电极材料具有可调的电导率、高比表面积和快速的电子转移动力学特性，但其较低的比电容限制了其商业化进程。二氧化钌（RuO2）材料因其高的比电容值而被广泛认为是适用于超级电容器的理想材料，但其高昂的制备成本及团聚效应限制了其市场应用。因此，基...

解读: 该RuO2/活性炭复合电极材料研究对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其502 F/g比电容和98%循环稳定性可启发ST系列PCS的超级电容模块优化,用于功率缓冲和频繁充放电场景。复合材料降本思路契合PowerTitan储能系统的成本控制需求。绿色合成工艺与快速充放电特性可应用于充电站的峰值功率支撑...

作者未知 · IEEE Transactions on Vehicular Technology · 2025年1月

电动汽车（EV）的能量管理系统（EMS）设计因不确定的驾驶和道路条件而变得复杂。为提高基于电池/超级电容器（SC）的电动汽车的性能，本文提出了一种基于庞特里亚金极小值原理（PMP）的自适应能量管理系统，该系统通过基于人工神经网络（ANN）的方法考虑实际道路坡度和速度预测。基于从基于PMP的能量管理系统获得的解，设计了一种自适应能量管理系统。PMP得到的解基于一个恒定的协态变量，该变量无法应用于不确定的驾驶条件。为解决这一问题，采用一种新颖的自适应法则实时调整协态变量，该法则考虑了车辆未来的功率需...

解读: 从阳光电源储能系统和新能源车载解决方案的业务视角来看，这项基于庞特里亚金最小值原理（PMP）的自适应能量管理技术具有重要的借鉴价值。该研究针对电池-超级电容混合储能系统的优化控制，与我司在储能领域的核心技术方向高度契合。 该技术的核心创新在于通过人工神经网络预测车辆速度，结合实时路况坡度动态调整协...

Shalini Shanmuganathi · Tharani Selvam · Durgalakshmi Dhinasekaran · Ashwin Kishore Munusamy Rajendran 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

本文报道了一种基于Ti3C2 MXene与MoS2构建的协同异质结构，用于实现下一代超级电容器的高性能能量存储。该异质结构通过界面工程有效提升了电子传导性与离子扩散动力学，展现出优异的比电容、超快充放电能力及长期循环稳定性。实验结果表明，该复合电极在高电流密度下仍保持高容量，且能量密度与功率密度显著优于传统材料。该研究为设计高效、耐用的储能器件提供了新思路。

解读: 该Ti3C2 MXene/MoS2异质结构超级电容器技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。其超快充放电特性和高功率密度可应用于ST系列储能变流器的直流侧支撑电容优化，提升功率响应速度和瞬态调频能力；在PowerTitan大型储能系统中，可作为混合储能方案的功率型单元，与能量型电池协同工作，延长电池...

The PVA/CeO2 nanocomposite was prepared via the solution casting method. This work highlights the novelty of PVA/CeO2 nanocomposites in advancing environmentally friendly · high-performance energy storage technologies. The supercapacitor with specific capacitance modified from 3 F/g to 56 F/g is applicable for moderate energy storage devices in day-to-day life. Along with this · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

采用溶液浇铸法制备了PVA/CeO2纳米复合材料。本研究突出了PVA/CeO2纳米复合材料在推动环境友好型高性能储能技术发展方面的创新性。所制备的超级电容器比电容从3 F/g提升至56 F/g，适用于日常生活中的中等规模储能器件。此外，我们还研究了该材料的物理-热学性能，得出结论：其性能效果与掺杂剂在PVA基体中的引入量成正比。

解读: 该PVA/CeO2纳米复合材料超级电容技术对阳光电源储能系统具有参考价值。其比电容从3 F/g提升至56 F/g的性能优化路径,可为PowerTitan储能系统的功率缓冲单元提供材料创新思路。超级电容与电池混合储能架构能提升ST系列PCS的动态响应速度,特别适用于充电站削峰填谷场景。该环保型储能材料...

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps · institutional affiliations. · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

在本研究中，通过一种简单的原位化学氧化聚合方法合成了铁酸钴@聚吡咯（CoFe₂O₄@PPy）纳米复合材料，并将这种简便制备的聚合物纳米复合材料（PNC）电极用于电化学储能应用。对所制备纳米复合材料的物理和电化学性能进行了表征。所制备PNC电极的电化学性能在6 M KOH水溶液电解质中进行了研究。该PNC被制备成电极并在双电极系统中进行测试，在2 A g⁻¹的电流密度下获得了69.63 F g⁻¹的比电容。所制备的器件在经过20000次GCD循环后仍表现出优异的循环稳定性（68.86%），并在25...

解读: 该钴铁氧体@聚吡咯复合材料展现出优异的电化学储能性能,其24.75 Wh/kg能量密度和4255.28 W/kg功率密度对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有参考价值。该材料在20000次循环后仍保持68.86%容量保持率,为我司储能系统电极材料优化提供新思路。其高倍率性能特...

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps · institutional affiliations. · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

干凝胶因其三维可调的多孔结构、大的比表面积和优异的电学性能，在超级电容器等储能器件中具有广阔的应用前景。本研究成功制备了锂掺杂的RF干凝胶，并通过X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）以及比表面积（BET）分析对其结构和组成进行了表征，证实了材料的成功合成。循环伏安法（CV）测试结果表明，10%锂掺杂RF干凝胶在电流密度为0.1 Ag⁻¹时的恒电流充放电比电容（C GCD）达到最大值62.4 Fg⁻¹。...

解读: 该锂掺杂气凝胶超级电容器技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其高功率密度(573.3 Wkg⁻¹)和能量密度(34.6 Whkg⁻¹)特性可应用于ST系列PCS的直流侧功率缓冲模块,改善PowerTitan储能系统的瞬态响应性能。该材料的三维多孔结构和大比表面积特性可为充电桩产品的超级电容辅助启...

Qaisar Mehmood Ali · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

开发先进的杂化纳米结构对于提升下一代储能器件的电化学性能至关重要。本研究报道了一种在泡沫镍上生长的具有分级结构的Co-MOF@WS₂复合材料的制备方法，该材料旨在用于高性能超级电容器应用。本文提出了一种以泡沫镍为基底、具有分级结构的Co-MOF@WS₂复合材料作为超级电容器的电极材料，表现出优异的电化学性能。研究表明，Co-MOF@WS₂材料在1 M KOH溶液中于2 A/g电流密度下实现了高达2901 C/g的比电容，超过了此前报道的各类MOF基材料的电容性能。以Co-MOF@WS₂作为正极，...

解读: 该Co-MOF@WS₂复合电极技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其2901 C/g的超高比电容和80.1 Wh/kg能量密度,为ST系列PCS和PowerTitan储能系统的电化学储能单元优化提供新思路。该材料在12000次循环后仍保持83.6%容量保持率,可提升储能系统全生命周期性能。同时,...

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps · institutional affiliations. · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

对具有高能量密度和高功率密度的超级电容器的需求加速了高效电极材料的开发。在本研究中，我们采用一种简单的水热法制备了多壁碳纳米管（MWCNT）与镍钨酸盐（NiWO4）的二元复合材料，该材料在1 A g−1电流密度下实现了885 F g−1的比电容，并表现出优异的循环稳定性，在5000次循环后仍保持86%的容量。电化学分析表明，随着扫描速率的增加，MWCNT/NiWO4复合材料的电荷存储机制发生转变，其“b值”从0.84降至较低值，显示出以电容为主导的行为，这可能归因于双电层的形成以及MWCNT的存...

解读: 该MWCNT/NiWO4复合电极材料研究对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其885 F/g比电容和0.9Ω超低电荷转移电阻特性,可为PowerTitan储能系统和ST系列PCS的电容储能单元提供性能优化方向。材料的电容主导型储能机制(b值0.84)与快速充放电特性,适合应用于储能变流器直流侧支撑电...

Mukhtiar Hussain · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

化石燃料的枯竭及其对人类健康的有害影响迫切需要开发替代能源，例如超级电容器（SCs），作为具有高功率输出能力的储能装置。本研究报道了一种简便的水热法用于合成Nd2O3、石墨相氮化碳（g-CN）以及Nd2O3/g-CN复合材料。通过X射线衍射分析确认所获得的Nd2O3纳米颗粒具有六方晶相结构。利用扫描电子显微镜（SEM）观察Nd2O3/g-CN复合材料的形貌特征，结果表明，在Nd2O3纳米颗粒中引入g-CN可有效消除纳米颗粒的团聚现象，同时g-CN的纳米片层结构显著增大了比表面积。Nd2O3/g-...

解读: 该Nd2O3/g-CN混合超级电容器材料研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有重要参考价值。其960 F/g比电容和5000次循环稳定性为储能系统功率型应用提供新思路。水热合成法制备的纳米片层结构可优化储能PCS的直流侧电容设计,提升功率密度和循环寿命。该混合电极技术可应...

Xiao-Yu Lia · Han-Min Wang · Yu-Chen Hana · Jing Lia 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 随着全球对电能需求的不断增长，由于其灵活性，电能存储器件变得日益紧迫和重要。基于可再生生物质的电化学材料被广泛认为是替代传统化石材料的有前景的解决方案。作为自然界中最丰富的芳香族聚合物，木质素因其独特的高分子结构而 increasingly 被用作多功能储能材料。木质素基凝胶电解质（LGEs）已成功应用于柔性电子器件、电容器和金属电池中，显著提升了其作为储能材料的应用潜力。本文综述了木质素基凝胶电解质（LGEs）的最新研究进展，系统概述了木质素基绿色凝胶电解质的导电机理及其在储能器件（超级...

解读: 木质素基凝胶电解质技术对阳光电源储能系统具有前瞻价值。其在超级电容器和金属电池中的应用可为PowerTitan储能系统提供绿色电解质材料方案,提升环境友好性。柔性凝胶电解质特性可优化ST系列PCS的电池热管理和安全性能。该生物质基导电材料的研究为储能系统降本增效提供新思路,符合公司可持续发展战略,可...

Visakh V. Mohan · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

为了提高超级电容器的能量密度、功率密度和循环稳定性，必须深入理解并有效调控电极与电解质之间的相互作用。评估电解质的性质对于确保超级电容器最佳性能具有至关重要的作用。在本研究中，评估了基于二维WS2纳米片的对称超级电容器在碱性（1 M KOH）、酸性（1 M H2SO4）和中性（1 M Na2SO4）电解质中的电化学储能性能。在1 A g−1的恒定比电流下，该超级电容器在KOH、H2SO4和Na2SO4电解质中分别表现出170、108和89 F g−1的比电容值。在0.8 kW kg−1的功率密度...

解读: 该WS2纳米片超级电容器研究对阳光电源储能系统具有重要参考价值。研究表明碱性电解质(KOH)可实现170 F/g比电容和15 Wh/kg能量密度,且10000次循环后容量保持率100%,为ST系列PCS和PowerTitan储能系统的混合储能架构提供了超长寿命功率缓冲方案。该技术可应用于充电桩的峰值...

Haoyue Yang · Hengzhao Yang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

本文提出一种基于CLLC变换器和可重构开关阵列的超级电容器单元均衡电路。通过四单元样机验证了静态与动态均衡方案。研究了两种串对串及一种单元对单元场景，表明该电路可灵活分组物理位置分离的超级电容器，并实现双向功率流动以平衡两组电容。动态均衡实验验证了充电与放电过程中的均衡能力。对比研究表明，所提电路在均衡速度、磁性元件数量和可扩展性方面具有优势，但硬件与控制复杂度相对较高。

解读: 该CLLC谐振均衡技术对阳光电源储能产品线具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，超级电容器常作为功率缓冲单元应对频繁充放电工况，该电路的可重构开关阵列设计可灵活适配ST系列储能变流器的模块化架构，实现物理分离电容组的双向均衡。CLLC拓扑的软开关特性与阳光现有SiC器件应用高度契合...

Shuo Wei: Conceptualization · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

作为高效的能量存储装置，超级电容器的性能在很大程度上受到电极电化学性质的影响。本研究旨在通过激发导电骨架与活性氧化还原材料之间的协同效应，改善生物碳与纳米晶NiCo2S4（NCS）复合材料的电化学性能，从而开发适用于超级电容器的先进电极材料。以采自Gerbera delavayi Franch.叶片背面绒毛衍生的氮掺杂活化生物碳（NAGC）为具有中空管状结构的载体，负载片状NiCo2S4（NCS-S）纳米晶体。所制备的NAGC@NCS-S电极在1 A g−1电流密度下实现了高达2282 F g−...

解读: 该生物质碳复合超级电容器技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其2282 F/g比电容和58.1 Wh/kg能量密度,为ST系列PCS的直流侧储能优化提供新思路。98.96%循环保持率(5000次)可提升PowerTitan系统寿命。该材料的快速充放电特性适用于电网调频和削峰填谷场景,可与现有电池...

Shihong Jing · Yun Zhang · Tong Li · Zhen Huang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

电动飞机是未来航空工业的重要发展方向，但受限于储能装置的能量密度、功率密度及可靠性。电池-超级电容混合电源系统是一种有前景的解决方案。针对传统半主动式系统中高频与低频分界不明确、超级电容荷电状态频繁触达阈值及母线电压控制不足等问题，本文提出一种具备荷电状态自恢复与直流母线电压辅助调节功能的功率分配方法。该方法利用二阶滤波器特性实现瞬态后荷电状态自恢复，并构建电流外环-电压内环控制回路，实现母线电压辅助调节与支撑。所提方法提升了系统运行连续性，避免了频繁模式切换，增强了安全性。实验结果验证了该控制...

解读: 该电池-超级电容混合功率分配技术对阳光电源储能与充电业务具有重要应用价值。文中提出的SOC自恢复与母线电压辅助调节策略可直接应用于ST系列储能变流器的功率管理模块，通过二阶滤波器实现高低频功率解耦，优化PowerTitan储能系统中电池与超级电容的协同控制，延长电池寿命并提升瞬态响应能力。电流外环-...

Yurong Liu · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

通过溶剂热法结合高温煅烧工艺，在单壁碳纳米角（SWCNHs）基质中原位生长铁基金属有机框架（Fe-MOFs），成功合成了分级结构的Fe2O3@C/SWCNH复合材料。与Fe2O3@C、SWCNHs以及先前报道的Fe2O3/C基电极材料相比，该Fe2O3@C/SWCNH复合材料表现出更优异的电化学性能，在0.5 A/g的电流密度下比电容高达293.9 F/g，并展现出优良的倍率性能。在1 A/g的电流密度下进行1000次充放电循环后，仍保持80.6%的初始比电容，表现出良好的长期循环稳定性。优异的...

解读: 该分层Fe2O3@C/SWCNH复合材料技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其293.9 F/g高比电容和80.6%循环稳定性可启发ST系列PCS和PowerTitan储能系统的电容器件优化,提升功率缓冲性能。分层多孔结构实现双电层电容与赝电容协同效应的设计思路,可应用于直流支撑电容和滤波电容改...

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps · institutional affiliations. · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

超级电容器作为下一代清洁能源存储的关键解决方案正在兴起，然而提高其电容仍然是一个主要挑战。本研究通过水热法使用不同溶剂——蒸馏水、乙醇以及水-乙醇混合液，合成了磷掺杂的NiCo2O4纳米颗粒。采用XRD、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、能量色散X射线光谱（EDAX）、X射线光电子能谱（XPS）、透射电子显微镜（TEM）和BET分析等综合表征技术，对样品的结构、形貌和表面特性进行了评估。值得注意的是，在乙醇中合成的样品表现出高达81.36 m²/g的比表面积。在2 M KOH电解液中采用三电...

解读: 该磷掺杂NiCo2O4超级电容器技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其545.45 Fg⁻¹的比电容和93.21%的循环稳定性,可为ST系列PCS的直流侧储能单元提供快速功率响应方案,特别适用于PowerTitan系统的调频调峰场景。该材料的高倍率性能可优化充电桩产品的峰值功率缓冲设计,配合GF...

Ankit Kumar Pratihasta · Rajeev Kumar Singh · Rakesh Kumar Mishra · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

超级电容在电池-超级电容储能系统BScESS中对增强直流母线稳定性至关重要。然而传统BScESS配置存在显著局限性，在变负载工况下直流母线电压恢复缓慢。这些挑战主要归因于系统中相位滞后零频率PLZF的存在，限制了控制带宽并降低相位裕度，导致直流母线振荡和不稳定。此外超级电容电压降低会负面影响BScESS的电压控制带宽和相位裕度。为应对这些挑战，本文提出一种具有增强瞬态性能的新BScESS拓扑，可快速恢复直流母线电压以响应负载突变。该拓扑有效消除PLZF的失稳影响，从而在不牺牲相位裕度的情况下实现...

解读: 该电池-超级电容混合储能拓扑研究对阳光电源PowerTitan储能系统优化有直接应用价值。消除PLZF实现宽带宽控制和快速直流母线恢复（20-22ms）的技术特点与阳光ST系列储能变流器在电网频率调节和功率波动平抑应用中的快速响应需求高度契合。超级电容电压不敏感的控制设计为阳光混合储能方案的全寿命周...

Avdhut S. Sutar · Jayshri L. Patil · Bhagyasree A. Sutar · Rutuja A. Chavan · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

过渡金属氧化物（TMOs）作为超级电容器中储能应用的电极材料具有重要的应用前景。钌钴氧化物（RuCo2O4）因其具备高氧化还原活性、优良的导电性以及多孔纳米结构的潜力，成为高性能储能应用中有前途的候选材料。本研究探讨了通过一种低成本且潜在环境友好的化学镀法合成RuCo2O4薄膜的过程。系统地评估了在100、200和300 °C下退火2小时对所得RuCo2O4薄膜的结构、形貌和电化学性能的影响。这些退火温度对材料的结晶性和孔隙率具有显著影响，而这两个关键因素有助于提升电化学性能。其中，在200 °...

解读: 该纳米结构钌钴氧化物超级电容器技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其1732 F/g的高比电容和优异循环特性可应用于ST系列PCS的直流侧能量缓冲模块,提升功率响应速度。多孔纳米结构带来的快速离子传输特性,可优化PowerTitan储能系统的峰值功率输出能力,特别适合电网调频等高频次充放电场景。...