供具有改善的电容、减小的等效串联电阻和/或改善的周期性能的锂离子电容器。例如，利用恒定电压预掺杂工艺预掺杂阳极可以有助于形成无针孔或基本无针孔的固体电解质中间相层，从而提供多次充电-放电周期之后具有低程度电容衰减的锂离子电容器。在一些实施方式中，包含恒定电压预掺杂步骤的预掺杂工艺可以有助于减少达到阳极预锂化的期望浓度的时间段。
[0048]发现通过在阳极42和掺杂源46的两端施加受控电压，而不是例如将阳极42和掺杂源46短路到来预掺杂阳极42，有助于形成具有增加的均匀性的固体电解质中间相层，从而提供具有减小的等效串联电阻和/或改善的周期性能的锂离子电容器。发现了包括在阳极42和掺杂源46两端施加一短路电路的预掺杂工艺在阳极42和掺杂源46之间瞬间地或基本上瞬间地产生约OV的电位差，提供的固体电解质中间相层具有减少的均匀性、稳定性和/或对锂离子的渗透性和/或提供的预掺杂工艺需要更长时间段达到阳极预锂化的期望浓度。例如，可以以约IV的电位差，形成固体电解质中间相层。将阳极42与掺杂源46之间的电位差瞬间地或基本上瞬间地减少至约OV会提供阳极42预掺杂的更少控制过程，例如，在预掺杂工艺期间提供形成固体电解质中间相层的更少控制过程。
[0049]在一些实施方式中，如图2所示，用于预掺杂锂离子电容器阳极42的装置可以包括浸入电解质54的掺杂源46和阳极42 (未不出)。在一些实施方式中，掺杂源46可以包括锂离子的源。例如，掺杂源46可以包括锂金属。掺杂源46可以位于阳极42的一侧。例如，掺杂源46可以放于阳极42的与面对电容器阴极的一侧相反的一侧。在一些实施方式中，预掺杂装置可以包括位于掺杂源46与阳极42之间的隔膜48。隔膜48可以配置为允许离子种类(例如锂离子)在阳极42与掺杂源46之间运输，同时防止阳极42与掺杂源46之间发生电短路。在一些实施方式中，隔膜48可以由多孔电绝缘材料(例如包括聚合物的材料，聚合物包含纤维材料)制成。
[0050]在一些实施方式中，可以原位执行预掺杂锂离子电容器阳极42。参照图2，在一些实施方式中，可以在锂离子电容器单元40里执行预掺杂锂离子电容器42，锂离子电容器单元40包含:阳极42、掺杂源46、电容器阴极44以及介于阳极42与阴极44之间的隔膜48和介于阳极42与掺杂源46之间的隔膜48。阳极42、掺杂源46、阴极44和隔膜48可以浸入电解质54(未示出)。恒定电压充电或恒定电压预掺杂步骤期间可以消耗掺杂源46。在一些实施方式中，恒定电压预掺杂步骤期间可以完全或基本完全消耗掺杂源46。在一些实施方式中，恒定电压预掺杂工艺后残留至少一部分掺杂源46，预参杂过程完成时去除所有残留的掺杂源46。在一些实施方式中，可以从锂离子电容器40去除所有残留的掺杂源46，且随后可以密封锂离子电容器40。例如，包含恒定电压预掺杂步骤的阳极预掺杂工艺期间形成的固体电解质中间相层在它形成之后可以不受扰动或基本不受扰动。在一些实施方式中，直到恒定电压预掺杂步骤随后执行的形成步骤完成之后才可以去除残留掺杂源46，正如文中更详细描述的。
[0051]在一些实施方式中，电压源52可以定位于阳极42和掺杂源46 (例如锂金属电极)的两端，电压源52在阳极和掺杂源46的两端提供恒定或基本恒定电压，掺杂源46。例如，掺杂源46可以耦接至电压源52的第一电极，比如电压源52的正电极，阳极42可以耦接至电压源52的第二电极，比如电压源52的负电极，使得电压源52可以在掺杂源46与阳极42之间保持期望的电位差。在一些实施方式中，可以在阳极42和掺杂源46两端施加恒定或基本恒定电压持续一段时间，以达到阳极预锂化的期望浓度。预掺杂工艺期间，可以释放掺杂源46处的掺杂剂。例如，可以氧化在掺杂源46处的包含锂金属电极的锂金属。锂金属的氧化可以有助于释放锂离子，从而提供锂离子以植入阳极42。
[0052]阳极预掺杂工艺期间，阳极预掺杂工艺的特性或参数会影响邻近阳极表面形成的固体电解质中间相层的特性。在一些实施方式中，邻近阳极42形成固体电解质中间相层可以至少部分取决于在阳极42与掺杂源46的两端施加的电压、在阳极42与掺杂源46的两端施加电压的时间段和/或掺杂剂植入阳极42的期望浓度。例如，阳极预掺杂工艺期间在阳极42与掺杂源46两端施加的电压值、预掺杂工艺期间掺杂剂植入阳极42的浓度和/或在阳极42和掺杂源46的两端施加的电压值的时间段会影响在阳极预掺杂工艺期间与阳极表面相邻形成的固体电解质中间相层的厚度、均匀性、稳定性和/或渗透性。
[0053]预掺杂工艺期间在阳极42与掺杂源46的两端施加的电压、在阳极42与掺杂源46两端施加电压的时间段和/或阳极预锂化的浓度至少部分地可以基于期望的锂离子电容器性能来确定。例如，可以至少部分地基于期望的锂离子电容器等效串联电阻性能、电容器电容性能和/或电容器周期性能来选择施加电压、施加电压的时间段和/或阳极预锂化的浓度。在一些实施方式中，锂离子电容器的周期性能可以包含电容器在多次充电-放电周期之后表现出的电容衰减程度。例如，可以至少部分地基于期望的阳极预掺杂浓度选择在阳极42和掺杂源46两端施加的电压和施加电压的时间段，预锂化浓度对应于与阳极的表面相邻形成的具有期望特性的固体电解质中间相层，从而提供具有改善性能的锂离子电容器(例如，减小的等效串联电阻和/或改善的周期性能)。
[0054]在一些实施方式中，恒定电压预掺杂工艺包括在阳极42与掺杂源46两端施加约0.001伏(V)到约0.400伏(V)的电压，包括从约0.0lV到0.2V。例如，可以在阳极42与掺杂源46的两端施加约0.0lV到约0.4V的电压。例如，可以在阳极42和掺杂源46的两端施加约0.1V的电压。
[0055]在一些实施方式中，恒定电压预掺杂步骤之后可以执行形成步骤。形成步骤可以有助于预掺杂步骤期间形成的固体电解质中间相层的特性的改善与稳定。例如，形成步骤可以有助于固体电解质中间相层的结构、热和/或化学特性的稳定，进一步改善固体电解质中间相层的均匀性、完整性和/或对锂离子的渗透性。在一些实施方式中，形成步骤可以包括在阳极42与掺杂源46两端施加恒定电压一段时间。在一些实施方式中，在形成步骤中可以在阳极42与掺杂源46之间施加约2伏(V)到约5伏(V)的形成步骤电压。例如，形成步骤电压可以从约2V到约4.5V，包括约3V到约4V，包括约3.5V到约4V。在一些实施方式中，形成步骤电压可以为约2V到约4.2V。形成步骤电压可以施加持续约5小时到约75小时，包括从约10小时到约50小时。例如，可以在阳极42与掺杂源46两端施加约3.5V到约4V的形成步骤电压持续约10小时到约50小时。
[0056]形成步骤期间可以消耗掺杂源46。在一些实施方式中，形成步骤期间可以完全或基本完全消耗掺杂源46。形成步骤完成时可以去除所有残留掺杂源46。在一些实施方式中，可以从锂离子电容器40去除任何残留掺杂源46，并可以随后密封锂离子电容器40。阳极预掺杂工艺期间和/或形成步骤期间存在的固体电解质中间相层可以有利地于相同的固体电解质中间相层，通过固体电解质中间相层在随后的锂离子电容器充电和/或放电中运输锂离子，固体电解质中间相层在它形成之后不受扰动或基本不受扰动。
[0057]参照图3，在一实施方式中，可以利用包含恒定电流预掺杂步骤的工艺预掺杂锂离子电容器80的阳极82。发现利用恒定电流预掺杂步骤预掺杂锂离子电容器阳极可以有助于形成的固体电解质中间相层具有增加的均匀性、稳定性和/或对锂离子的渗透性。例如，利用恒定电流预掺杂步骤预掺杂阳极有助于形成的固体电解质中间相层具有改善的结构、热和/或化学稳定性和或无或基本无针孔缺陷的固体电解质中间相，从而提供大量充电-放电周期之后具有低程度电容衰减的锂离子电容器。在一些实施方式中，包含恒定电流预掺杂步骤的预掺杂工艺可以有助于减少达到阳极预锂化的期望浓度的时间段。
[0058]通过施加受控电流穿过阳极82和掺杂源86来预掺杂阳极82 (例如，代替使阳极82和掺杂源86短路)有助于形成的固体电解质中间相层具有增加的均匀性，从而提供具有减小的等效串联电阻和/或改善的周期性能的锂离子电容器。
[0059]参照图3，在一个实施方式中，可以在锂离子电容器单元80里(例如，原位执行)执行利用包含恒定电流预掺杂步骤的工艺预掺杂锂离子电容器阳极82，锂离子电容器单元80包含阳极82、阴极84、和阳极82与阴极84之间的隔膜88。在一些实施方式中，如图3所示，锂离子电容器80可以包括掺杂源86。掺杂源86可以包括锂离子的源。例如，掺杂源86可以包括锂金属(例如锂金属电极)。掺杂源86可以位于阳极82的一侧。例如，掺杂源86可以放于阳极82的与面对电容器阴极84的一侧相反的一侧。在一些实施方式中，锂离子电容器80可以包括位于掺杂源86与阳极82之间的隔膜88。隔膜88可以配置为防止阳极82与掺杂源86或阴极84之间发生电短路，同时对一种或多种锂离子种类(例如锂离子)具有渗透性。隔膜88可以由多孔电绝缘材料(例如包括聚合物的材料，包含纤素材料)。阳极82、阴极84、掺杂源86和隔膜88可以浸入电解质94(未示出)。