[发明专利]用于组装混合电化学系统的方法有效
申请号: | 201280028163.X | 申请日: | 2012-04-17 |
公开(公告)号: | CN103733290B | 公开(公告)日: | 2017-06-30 |
发明(设计)人: | M·阿努提;D·勒莫丹特;G·洛塔;C·德科-穆埃;E·雷蒙德-皮内罗;F·贝吉;P·阿扎伊斯 | 申请(专利权)人: | 蓝色解决方案;科学研究国家中心;弗朗索瓦·拉伯雷大学;法国国立奥尔良大学 |
主分类号: | H01G11/62 | 分类号: | H01G11/62 |
代理公司: | 北京市中咨律师事务所11247 | 代理人: | 杨晓光,于静 |
地址: | 法国埃尔*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 用于 组装 混合 电化学 系统 方法 | ||
1.一种用于制备混合超级电容器的方法,所述方法包括至少一个组装基于至少一种基于无孔碳的材料的负电极和基于至少一种基于多孔碳的材料的正电极的阶段,所述电极通过用液体电解质浸渍的分离体互相分离,所述液体电解质包括至少一种溶剂中的至少一种锂盐的溶液;然后至少一个第一充电阶段,所述方法的特征在于:
a)在所述第一充电阶段之前,在所述液体电解质中的锂离子的浓度大于或者等于1.6mol/L,
b)所述液体电解质的所述锂盐包括至少50重量%的选自二(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiTFSI)及其衍生物的锂盐;
c)所述液体电解质的所述溶剂包括至少80体积%的这样的溶剂,该溶剂选自环状烷基碳酸酯;无环烷基碳酸脂;内酯;乙酸乙酯和丁酸乙酯;乙二醇二甲醚(DME)及其混合物,所述溶剂包括至少20体积%的碳酸亚乙酯;
d)所述正电极的所述基于多孔碳的材料选自这样的材料,其中所述孔的平均尺寸大于0.7nm并且该材料具有通过B.E.T.方法获得的大于700m2/g的比表面;
e)所述负电极的所述基于无孔碳的材料选自这样的材料,该材料能够插入所述锂离子并且具有小于或等于150m2/g的比表面;
f)在所述组装阶段之后,以高至在4和5伏特之间的最大电压Umax和从10mA/g到400mA/g的电流密度下的几个连续充电阶段进行所述超级电容器的充电,每个充电阶段都通过在小于5mA/g的电流密度下的自放电或放电的中间阶段与随后的充电阶段分离。
2.根据权利要求1的方法,其特征在于,在所述第一充电阶段之前,所述液体电解质中的锂离子的浓度大于或者等于2.0mol/L。
3.根据权利要求1的方法,其特征在于,所述液体电解质选自如下锂盐/溶剂对:
i)1/1的体积比率的LiTFSI-EC/DMC混合物;
ii)1/1的体积比率的LiFSI-EC/DMC混合物;
iii)1/1的体积比率的LiBETI-EC/DMC混合物;
iv)1/1/3的体积比率的LiTFSI-EC/EB/DMC混合物;
v)2/1/3的体积比率的LiTFSI-EC/MiPC/DMC混合物;
vi)1/2的体积比率的LiTFSI-EC/DMC混合物。
4.根据权利要求1-3中的任一个的方法,其特征在于,所述液体电解质附加地包括LiPF6作为附加的锂盐。
5.根据权利要求4的方法,其特征在于,所述LiPF6以最大为所述液体电解质的所述锂盐的摩尔量的四分之一的摩尔量存在于所述液体电解质中。
6.根据权利要求1-3中的任一个的方法,其特征在于,所述正电极的所述基于多孔碳的材料选自碳化物衍生碳(CDC)、多孔碳纳米管、多孔碳黑、多孔碳纤维、碳洋葱以及由焦碳产生的碳。
7.根据权利要求1-3中的任一个的方法,其特征在于,所述正电极的所述基于多孔碳的材料的通过B.E.T.方法获得的所述比表面从1200变化到1800m2/g。
8.根据权利要求1-3中的任一个的方法,其特征在于,所述正电极的所述基于多孔碳的材料的密度从0.5变化到0.8g/m3。
9.根据权利要求1-3中的任一个的方法,其特征在于,所述正电极的所述基于多孔碳的材料的氧含量小于2重量%。
10.根据权利要求1-3中的任一个的方法,其特征在于,所述正电极具有从70到120μm的厚度。
11.根据权利要求1-3中的任一个的方法,其特征在于,所述负电极的所述基于无孔碳的材料选自石墨、低温碳、碳黑、无孔碳纳米管和无孔碳纤维。
12.根据权利要求1-3中的任一个的方法,其特征在于,所述负电极的所述基于无孔碳的材料的密度从1.0变化到1.9g/m3。
13.根据权利要求1-3中的任一个的方法,其特征在于,所述负电极的所述基于无孔碳的材料的所述比表面小于50m2/g。
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