持至少10分钟，之后加热至大于第一温度的第二温度并保持 至少10分钟，之后加热至大于第二温度的第=温度并保持至少10分钟，之后加热至大于第 S温度的第四温度并保持至少10分钟。在该四步骤方法中，第一温度可W是300-400°C，第 二温度可W是400-500°C，第S温度可W是500-600°C，W及第四温度可W是650-850°C。
[0052] 如本文所用，多个加热步骤包括在各个加热（即保持）时间的至少两个不同加热 温度，第一加热温度和第二加热温度之间具有离散过渡。
[0053] 如图7所示是C-带微波反应器内的耐火相锅中，微波功率（和所得温度）与形成 活性碳的时间的关系图。该图显示热循环包括连续较高微波功率和原料温度下的多个离散 加热步骤。如图7所示的活化工艺包括四个离散加热步骤，其依次包括，在350°C加热约10 分钟，然后在425°C加热约10分钟，然后在500°C加热约10分钟，W及然后在700°C加热约 15分钟，之后水泽冷。该多步骤加热循环的原料混合物的体积膨胀约为50%。如图8所示 是对于目标是约为70(TC的同一最大活化温度的常规炉的温度与时间关系图，W供对比。常 规加热循环的原料混合物的体积膨胀导致样品不可控的发泡。参照下文所述的纽扣电池测 试方法，采用如图7所示的加热步骤制造的活性碳的体积电容约为95F/cm3,而采用如图8 所示的对比温度曲线制造的活性碳的体积电容约为93F/cm3。在图8中，显示了炉设定点温 度（巧和样品温度（S)。应理解的是，微波能可用于显著降低形成活性碳的加工时间。
[0054] 如图9所示是C-带微波反应器内的耐火相锅中，微波功率（和所得温度）与形成 活性碳的时间的另一关系图。如图9所示的活化工艺包括四个离散加热步骤，其依次包括， 在375°C加热约30分钟，在450°C加热约15分钟，在550°C加热约15分钟，W及在7〇〇°C加 热约15分钟，之后水泽冷。
[00巧]通过控制在活化过程中提供给原料混合物的能量，可W降低挥发性副产物的膨 胀，同时仍然提供短于常规炉法的总体加工时间。
[0056] 在一些实施方式中，可W对原料混合物的几何形貌进行调节，W优化活化工艺。例 如，在非流化实施方式中，可W将原料混合物形成为具有特定尺寸的块，从而改进与微波能 的禪合（coupling)。例如，原料混合物的模压块可W具有至少一个尺寸（长、宽或厚度）对 应于微波波长的整数。
[0057] 应理解，多个揭示的实施方式可设及与特定实施方式一起描述的特定特征、原理 或步骤。还应理解，虽然W设及某一特定实施方式的形式描述，但特定特征、原理或步骤可 W多种未说明的组合或排列方式与替代性实施方式互换或组合。
[0058] 在活化和泽冷之后，可任选地将活性碳研磨至所需的粒度然后进行清洗，从而去 除残留量的碳、夹带的化学活化剂W及源自设及化学活化剂的反应的任意化学副产物。如 上所述，可W在研磨和/或清洗之前，通过用水冲洗来对活性碳进行泽冷。在一些实施方式 中，泽冷和清洗的行为可W结合。用于泽冷和/或清洗的废水可W进行过滤然后再循环。
[0059] 冷却可包括用去离子水清洗活性碳。清洗可包括，首先用去离子水冲洗活性碳，然 后用酸溶液冲洗，最后再次用去离子水冲洗。该冲洗过程可使得碳中残留的碱含量降低至 约2(K)ppm(0. 02重量％ )，相比较而言，常规提取过程获得的值大于约3重量％。所揭示的 冲洗方法相比于常规冲洗方法可使得总废物体积降低约65 %，并且可W在室温和环境压力 下进行。
[0060] 可W将活性碳结合到超级电容器的碳基电极中。超级电容器也称为双电层电容 器，通过极化电解质溶液来静电储能。虽然它是电化学装置，但在储能机理中不设及化学反 应。该机理是可逆的，该允许超级电容器多次充电和放电。
[0061] 超级电容器通常包括两个多孔电极，它们相互之间通过多孔介电隔膜分开，没有 电接触。用电解质溶液浸溃隔膜和电极，该允许离子电流在电极之间流动，同时防止电流流 动从电池放电。每个电极通常与集电器电接触。可包括一片或一块导电材料（如侣）的集 电器可W减少欧姆损失，同时为多孔电极材料提供物理支撑。
[0062] 在单个超级电容器电池中，且在施加电势的影响下，因为正电极对电解质中阴离 子的吸引和负电极对阳离子的吸引导致离子电流流动。离子电荷可分别在电极表面聚集， W在固液界面处产生电荷层。通过固体电极中相反的电荷，将聚集的电荷保持在各个界面 上，从而产生电极电势。
[0063] 在电池的放电过程中，当阴离子从正电极的表面流出且阳离子从负电极的表面流 出时，跨电极的电势使离子电流流动。同时，电流可流过位于集电器之间的外部电路。该外 部电路可用来为电装置提供动力。
[0064] 图10是一个示例性超级电容器的示意图。超级电容器10包括封闭体12,一对集 电器22、24,分别形成在一个集电器上的正电极14和负电极16,W及多孔隔膜层18。可将 电导线26、28分别与集电器22、24相连，W提供与外部装置的电接触。电极14、16包括形 成在集电器上的多孔活性碳层。在封闭体内含有液态电解质20,并结合贯穿多孔隔膜层和 各个多孔电极的孔隙率。在一些实施方式中，可W堆叠（例如串联堆叠）单独的超级电容 器电池W增加整体操作电压。超级电容器可W具有胶状漉设计、棱柱设计、蜂窝体设计或者 其他合适的构型。
[006引封闭体12可W是超级电容器常用的任意已知封闭方式。集电器22、24通常包括 导电材料，例如金属，并且通常是由侣制成的，原因在于侣的导电性并且其相对廉价。例如， 集电器22、24可W是侣巧薄片。
[0066] 多孔隔膜18使得碳基电极14、16相互电绝缘，同时允许离子扩散。多孔隔膜可W 由介电材料（例如纤维素材料、玻璃）和无机或有机聚合物（例如聚丙締、聚醋或聚締姪） 制成。在一些实施方式中，隔膜层的厚度范围可W约为10-250微米。
[0067] 电解质20作为离子导电率的促进剂、作为离子来源且可作为碳的粘结剂。电解质 通常包括溶于合适溶剂的盐。合适的电解质盐包括季锭盐，例如共同有用的美国专利申请 第13/011，066号中所公开的那些，其全文通过引用结合入本文。示例季锭盐是四氣棚酸四 己基锭（巧t)4NBF4)。
[0068] 用于电解质的示例性溶剂包括但不限于，膳类，例如己膳、丙締膳和丙膳；亚讽类， 例如二甲基亚讽、二己基亚讽、己基甲基亚讽和苄基甲基亚讽；酷胺类，例如二甲基甲酯胺； W及化咯烧酬类，例如N-甲基化咯烧酬。在一些实施方式中，电解质包括极性质子惰性有 机溶剂，例如环醋，链碳酸醋、环碳酸醋、链離和/或环離溶剂。示例性的环醋和链碳酸醋具 有3-8个碳原子，在环醋的情况下包括0-了内醋、丫-了内醋、丫-戊内醋和5-戊内醋。 链碳酸醋的例子包括碳酸二甲醋、碳酸二己醋、碳酸二丙醋、碳酸亚己醋、碳酸甲基己基醋、 碳酸甲基丙基醋和碳酸己基丙基醋。环碳酸醋可具有5-8个碳原子，例子包括1，2-碳酸亚 了醋、2, 3-碳酸亚了醋、1，2-碳酸亚戊醋、2, 3-碳酸亚戊醋和碳酸亚丙醋。链離可具有4-8 个碳原子。示例性链離包括二甲氧基己烧、二己氧基己烧、甲氧基己氧基己烧、二了氧基己 烧、二甲氧基丙烷、二己氧基丙烷和甲氧基己氧基丙烷。环離可具有3-8个碳原子。示例性 环離包括四氨快喃、2-甲基-四氨快喃、1，3-二氧戊环、1，2-二氧戊环、2-甲基二氧戊环和 4-甲基-二氧戊环。也可W使用两种或更多种溶剂的组合。
[0069] 任选地，与上述用来制备碳基电极的方法相结合，可W将所述活性碳与炭黑和/ 或聚合物粘结剂（例如聚四氣己締（PTF巧或其他合适的粘结剂）混合，压缩形成所述碳基 电极。
[0070] 可W通过将活性碳结合到碳基电极中，进而将碳基电极结合到超级电容器中，来 获得碳的电性质。为了形成碳基电极，首先将活性碳与导电性碳（例如，BlackPearls液， 购自美国马萨诸塞州，波：t顿的卡波特有限公司（C油otCo巧oration,Boston,MA))和 Teflon液（PT阳）结合。炭黑用作导电添加剂，PT阳用作粘结剂。
[0071] 例如，可W通过对包含60-90重量％的活性碳、5-20重量％的炭黑W及5-20重 量％的PTFE的粉末混合物进行漉压和压制，制得厚度约为100-300微米的碳纸。使用纤维 素分离器将碳基电极漉压成胶状漉，然后放入侣罐中。
[0072] 超级电容器可W具有胶状漉设计、棱柱设计、蜂窝体设计或者其他合适的构型。可 W