2014年底，廣州有軌電車建成通車，其采用世界上最大功率的7000F單體超級電容器組儲能，和普通有軌電車相比，最大的特點是在行進(jìn)中不用外部供電，僅靠?？吭谡九_上上下乘客的時間完成充電，充電時間僅需25秒。此種有軌電車使用的是電力這種綠色能源，不排放廢汽，運行無需架空受電網(wǎng)，一次充電能連續(xù)行駛4公里。
（上圖轉(zhuǎn)自匯圖網(wǎng)）
以特斯拉為代表的新能源汽車潮中，掀起了一波又一波消費者期待的浪潮。據(jù)悉2020年特斯拉將推出新一代特斯拉Roadster，續(xù)航里程達(dá)到1000公里，預(yù)計充電時間6-8小時。其使用了松下的鋰離子電池系統(tǒng)，該系統(tǒng)的電池能量密度將在原來基礎(chǔ)上提升30%，達(dá)到300Wh／kg。
廣州有軌電車和特斯拉Roadster是新能源器件應(yīng)用兩個方向的代表，前者擁有超大功率，可實現(xiàn)快充，但是能量密度低，續(xù)航里程短，后者擁有大能量密度，續(xù)航里程長，但是功率密度低，充電時間長。
（上圖轉(zhuǎn)自特斯拉官網(wǎng)）
隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟的發(fā)展，能源短缺和環(huán)境污染問題日益突出，尋求替代傳統(tǒng)化石能源的綠色能源體系以及能源的綠色節(jié)能使用模式，謀求人與環(huán)境的和諧顯得尤為迫切。隨著信息化時代的到來，人們對快速、高效、便攜、長續(xù)航能力的電子器件需求量迅速增加。
電化學(xué)儲能系統(tǒng)，因其具有的綠色、高效的儲能特性，成為了目前電動汽車、智能電網(wǎng)以及便攜式電子設(shè)備的重要儲能裝置。在諸多能量存儲器件中，超級電容器和鋰離子電池分別由于其高功率密度和高能量密度，備受研究者關(guān)注。
超級電容器又稱作電化學(xué)電容器，它利用電解液離子在電極材料表面的物理吸脫附完成充放電，是一個快速的表面反應(yīng)過程，因此具有超高的功率密度。同時由于物理吸脫附過程高度可逆，超級電容器也表現(xiàn)出極好的循環(huán)穩(wěn)定性，通常能夠循環(huán)使用上萬次。但其較低的能量密度限制了它的大規(guī)模應(yīng)用。另一方面，鋰離子電池作為一種高能量密度儲能器件，被認(rèn)為是動力電池最為理想的選擇之一。其利用電解液中的鋰離子在正負(fù)極電極材料中的嵌入/脫嵌等化學(xué)反應(yīng)，實現(xiàn)大容量的充放電。但其嵌入/脫嵌反應(yīng)均為體相法拉第反應(yīng)，反應(yīng)速度受到離子在體相中的擴散速度限制，因此他們的功率密度較差。
雖然超級電容器和二次電池具有相對互補的特性，但是隨著電動汽車的發(fā)展，人們對于同時具有高功率密度、高能量密度和長壽命的儲能裝置的需求也日益增長，因此將這兩種器件的性能整合在一個器件中（將電池元素和電容器元素復(fù)合在同一個器件中即不對稱電化學(xué)混合器件）成為研究熱點。
這種不對稱設(shè)計包括串聯(lián)型復(fù)合和并聯(lián)型復(fù)合。串聯(lián)型復(fù)合為兩個電極分別為電池材料和電容器材料，負(fù)極采用鋰離子電池材料，正極采用超級電容器材料，在充放電過程中電極材料表面的離子吸脫附以及鋰/鈉離子的嵌入/脫嵌同時發(fā)生，即為典型的串聯(lián)型不對稱混合器件。并聯(lián)型復(fù)合是在串聯(lián)型的基礎(chǔ)上，每個電極兼具兩種或兩種以上的材料。通過不對稱設(shè)計能夠獲得能量密度高于超級電容器、功率密度和循環(huán)性能優(yōu)于二次電池的儲能器件，而且其能量密度可望接近鋰離子電池，這種器件有望用于電動汽車、電子設(shè)備等領(lǐng)域。
2000年，Morimoto首次報道活性炭/嵌鋰石墨混合電容器。2005年，鋰離子電容器研究領(lǐng)先企業(yè)富士重工陸續(xù)公開了鋰離子電容器制造技術(shù)。日本企業(yè)在鋰離子電容器的產(chǎn)業(yè)化方面領(lǐng)先業(yè)界，目前已有JMEnergy 、旭化成FDK能源設(shè)備(AFEC)、太陽誘電、新神戶電機等幾家企業(yè)開始批量試產(chǎn)。國內(nèi)上海展梟新能源科技有限公司作為杉杉股份的控股子公司成為日本JME公司在中國的鋰離子電容系統(tǒng)集成和銷售的戰(zhàn)略合作伙伴。2018年，北京蒙京石墨新材料科技研究院將轉(zhuǎn)化清華大學(xué)在非對稱鋰離子電容器領(lǐng)域的科研成果，超級鋰離子電容器蓄勢待發(fā)。
