2014年底，廣州有軌電車(chē)建成通車(chē)，其采用世界上最大功率的7000F單體超級(jí)電容器組儲(chǔ)能，和普通有軌電車(chē)相比，最大的特點(diǎn)是在行進(jìn)中不用外部供電，僅靠?？吭谡九_(tái)上上下乘客的時(shí)間完成充電，充電時(shí)間僅需25秒。此種有軌電車(chē)使用的是電力這種綠色能源，不排放廢汽，運(yùn)行無(wú)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(chē)潮中，掀起了一波又一波消費(fèi)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(jì)充電時(shí)間6-8小時(shí)。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(lái)基礎(chǔ)上提升30%，達(dá)到300Wh／kg。
廣州有軌電車(chē)和特斯拉Roadster是新能源器件應(yīng)用兩個(gè)方向的代表，前者擁有超大功率，可實(shí)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(zhǎng)，但是功率密度低，充電時(shí)間長(zhǎng)。
（上圖轉(zhuǎn)自特斯拉官網(wǎng)）
隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)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(shí)代的到來(lái)，人們對(duì)快速、高效、便攜、長(zhǎng)續(xù)航能力的電子器件需求量迅速增加。
電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)，因其具有的綠色、高效的儲(chǔ)能特性，成為了目前電動(dòng)汽車(chē)、智能電網(wǎng)以及便攜式電子設(shè)備的重要儲(chǔ)能裝置。在諸多能量存儲(chǔ)器件中，超級(jí)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(jí)電容器又稱(chēng)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(gè)快速的表面反應(yīng)過(guò)程，因此具有超高的功率密度。同時(shí)由于物理吸脫附過(guò)程高度可逆，超級(jí)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(wàn)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(chǔ)能器件，被認(rèn)為是動(dòng)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(shí)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(kuò)散速度限制，因此他們的功率密度較差。
雖然超級(jí)電容器和二次電池具有相對(duì)互補(bǔ)的特性，但是隨著電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展，人們對(duì)于同時(shí)具有高功率密度、高能量密度和長(zhǎng)壽命的儲(chǔ)能裝置的需求也日益增長(zhǎng)，因此將這兩種器件的性能整合在一個(gè)器件中（將電池元素和電容器元素復(fù)合在同一個(gè)器件中即不對(duì)稱(chēng)電化學(xué)混合器件）成為研究熱點(diǎn)。
這種不對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)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(gè)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(jí)電容器材料，在充放電過(guò)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(shí)發(fā)生，即為典型的串聯(lián)型不對(duì)稱(chēng)混合器件。并聯(lián)型復(fù)合是在串聯(lián)型的基礎(chǔ)上，每個(gè)電極兼具兩種或兩種以上的材料。通過(guò)不對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)能夠獲得能量密度高于超級(jí)電容器、功率密度和循環(huán)性能優(yōu)于二次電池的儲(chǔ)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(dòng)汽車(chē)、電子設(shè)備等領(lǐng)域。
2000年，Morimoto首次報(bào)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(kāi)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(yáng)誘電、新神戶(hù)電機(jī)等幾家企業(yè)開(kāi)始批量試產(chǎn)。國(guó)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(guó)的鋰離子電容系統(tǒng)集成和銷(xiāo)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(duì)稱(chēng)鋰離子電容器領(lǐng)域的科研成果，超級(jí)鋰離子電容器蓄勢(shì)待發(fā)。
