1949年，伴随着新中国的诞生，中国科学院成立。
作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心，建院以来，中国科学院时刻牢记，与科学共进，与祖国同行，以国家富强、人民幸福为已任，人才辈出，硕果累累，为我国科技进步、经济社会发展和做出了不可替代的重要贡献。
中国科学院大学，简称“国科大”，是国家教育部正式批准成立的一所以研究生教育为主的科教融合、独具特色的高等学校。国科大的前身是中国科学院研究生院，成立于1978年，是经国务院批准创办的新中国第一所研究生院，培养了我国的第一个理学博士、第一个工学博士、第一个女博士、第一个双学位博士。经教育部批准，国科大从2014年起开始招收本科生。
中国科学技术大学是中国科学院所属的一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理和人文学科的综合性全国重点大学。1958年9月创建于，首任校长由郭沫若兼任。建校后，中国科学院实施“全院办校，所系结合”的办学方针，学校紧紧围绕国家急需的新兴科技领域设置系科专业，创造性地把前沿科学与高新技术相结合，使学校得到迅速发展，建校第二年即被列为全国重点大学。
随着电动汽车、清洁能源存储及便携式电子产品的快速发展，开发与之相匹配的兼具高能量、高功率、长寿命的电化学储能器件成为目前的迫切需求。超级电容器又称电化学电容器，是目前最重要的电能储存装置之一，其数秒内的快速充放电、上万次的循环寿命、百分之百的充放电效率及高的安全性是锂离子电池等二次电池所无法比拟的。但低的能量密度了超级电容器在消费电子、电动汽车、智能电网、清洁能源等领域的进一步应用。如何在保持超级电容器高功率、长寿命的前提下提高其能量密度是当前亟待解决的问题。
通过研究各种碳基超级电容器中电极材料的电位随充放电过程的变化规律，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家（联合）实验室先进炭材料研究部的科研人员发现造成超级电容器低能量密度的根源之一是组装成器件后正、负电极无法在最优的电位窗口下工作，因此能量密度很低。为了解决这一问题，他们提出了采用电化学电荷注入来改变电极材料的表面电化学结构，从而调控正、负电极材料的电化学电位到最佳初始电位的方法，如图所示。将调控后的正、负电极组装成超级电容器，如图所示，正负极在充电过程中同时到达电解液可用电位的上下限，极大地提高了超级电容器的工作电压和比容量。由于超级电容器所储存的能量与工作电压和活性材料的容量成正比，因此其能量密度大大增加，如图所示。该方法具有普适性，目前已经在多种碳基超级电容器上验证有效。特别是以石墨烯作为活性材料的石墨烯锂离子超级电容器在调控后，不仅保持了超级电容器的高功率特性，而且能量密度超过镍氢电池并接近锂离子电池水平，展现出极大的应用前景。相关研究结果在《应用化学》上发表，并被该选为“Hot Paper”。
然而，对于石墨烯锂离子超级电容器而言，伴随着能量密度的大幅提高，随之而来的是其循环使用寿命的下降（次循环衰减）。通过和分析正负极的工作区间发现，正电极和电解液在
)区间持续的副反应导致了低的循环寿命。为了解决这一问题，采用电化学预包覆的方法通过二氟草酸硼酸锂的分解在正电极表面预先包覆一层纳米尺度的层，如图所示，该层具有电子绝缘而离子导通的特性，因而不仅可以活性材料与电解液的直接接触分解，而且可以电极中高的离子扩散和传输。图为一般石墨烯锂离子超级电容器和采用处理石墨烯正极的锂离子超级电容器的组装示意图。与一般的石墨烯锂离子超级电容器相比，采用处理石墨烯正极的锂离子超级电容器不仅展现出优异的能量密度和高的功率特性（图），而且循环稳定性更佳（每次循环衰减量仅为），如图所示。相关结果被《先进能源材料》接收发表。
同时，如何设计实用化的电芯结构来实现上述锂离子超级电容器技术同样至关重要。为此提出了锂离子超级电容器的智能电芯设计思。在组装锂离子超级电容器的同时，基于该设计开发出一系列智能功能，如图所示。相比于传统的超级电容器电芯图，智能电芯引入了锂电极和两个电压传感器图。其智能功能示意图如图所示，提升能量密度：锂电极作为电压调节器可在电芯中有效地实现电位调控，获得高能量密度，如图所示。安全：内置的电压传感器和实时正负极的工作状态，可提高电芯的安全性，如图所示，当正极工作电位超过电解液的安全区间，即自动报警，器件服役终止，从而可以有效安全隐患的发生。容量自恢复：对于存在安全隐患的电芯，可以通过锂电极电压调节器来有效地实现复，如图所示，经过复的电芯可以正常工作和使用。故该技术避免了废旧电芯处理带来的资源和问题。相关结果在《能源储存材料》上发表。
近年来，先进炭材料研究部在高能量密度超级电容器用碳材料及器件设计方面开展了一系列工作，特别是受邀为《能源储存材料》（）撰写了该领域发展的展望性论文，相关结果受到国内外同行的关注。上述工作得到了国家纳米重大研究计划、国家自然科学基金委及中科院战略先导项目等的大力支持。
图电化学预包覆方法原理示意图；石墨烯锂离子超级电容器和采用处理石墨烯正极的锂离子超级电容器的结构示意图；包覆后的石墨烯锂离子超级电容器的能量密度功率密度图；包覆后的石墨烯锂离子超级电容器的循环寿命及库伦效率。
图一般超级电容器的结构示意图；智能锂离子超级电容器的结构示意图及实物照片；智能锂离子超级电容器的功能原理示意图；智能功能对锂离子超级电容器进行电位优化，以提高能量密度；对锂离子超级电容器进行安全；锂离子超级电容器的容量自恢复。
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