[发明专利]用于组装混合电化学系统的方法

摘要

本发明涉及用于开发混合超级电容器的方法，所述方法包括至少一个将由至少一种无孔碳材料构成的负电极和由至少一种多孔碳材料够成的正电极组装到一起的阶段，所述电极通过用包括溶解在至少一种溶剂中的至少一种锂盐的液体电解质浸渍的至少一个分隔器互相分离；以及，随后至少一个第一充电阶段，其中所述方法的特征在于a）在第一充电阶段之前液体电解质中的锂离子浓度大于或等于1.6mol/L；b）液体电解质的锂盐的至少50wt%包含选自LiTFSI及其衍生物的盐；c）液体电解质的溶剂的至少80vol%包含选自环状烷基碳酸酯、无环烷基碳酸酯、内酯、酯、oxalanes及其混合物，应理解的是，所述溶剂的至少20vol%包括碳酸亚乙酯；d）正电极的多孔碳材料选自这样的材料孔的平均尺寸大于0.7nm并且该材料具有大于约700m2/g的比表面；e）负电极的无孔碳材料选自能够插入离子并且具有不大于150m2/g的比表面的材料；以及f）在所述组装步骤之后，以高至在4和5伏特之间的最大电压（Umax）和从10mA/g到400mA/g的电流密度的多个连续充电步骤进行超级电容器的充电。每个充电步骤都通过在小于5mA/g的电流下的自放电或放电的中间阶段与随后的充电步骤分离。

主权项

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。