放电。对放电后的电压（初始电压）进行测定。
[0104] 由此，制造了裡离子电容器。通过卡尔费休法对在裡离子电容器中含有的电解质 中的水量进行了测定，该量为lOSppm。
[0105] 使用制造的正极、负极和裡离子电容器进行了W下评价。
[0106] (a)电极电容量和Cp/Cn比
[0107] 制备了两个正极，且将纤维素隔膜（厚度：60ym)置于所述正极之间从而形成极 板群。随后，使所述极板群和上述电解质容纳在侣层压袋中从而完成邸LC。
[0108] 在OV~4V的电压范围内对获得的邸LC进行充放电，且由放电容量确定了正极的 可逆电容量Cp。
[0109] 制备了负极和上述裡电极，且将纤维素隔膜（厚度：60ym)置于其间从而形成极 板群。使用形成的极板群和上述电解质制造了半电池。在OV~2. 5V的电压范围内对半电 池进行充放电，且由放电容量确定了负极的可逆电容量C。。
[0110] 通过用Cp除WCn计算了Cp/Cn比。
[0111] 化）充电的上限电压
[0112] W0. 4mA/cm2的电流进行充电直至电压达到3.8V，并且进行放电直至电压达到 3. 0V。随后，W如上相同的方式进行充放电，不同之处在于，W0. 2V的增量将充电的上限电 压增加至5.0V。由此，对可W进行充电的上限电压进行了测定。
[0113] (C)裡离子电容器的电容量
[0114]WO. 4mA/cm2的电流进行充电直至电压达到在化）中测得的上限电压，并且进行 放电直至电压达到3. 0V。对此处的充电容量（mAh)和放电容量（mAh)进行测定。
[0115] 实施例2~4和比较例1~3
[0116] W与实施例1中相同的方式制造了裡离子电容器并且进行了评价，不同之处在 于，将含有在表1中列出的裡盐和介质（离子液体或有机溶剂）的电解质用作电解质。在 比较例1中，将W1:1的体积比含有EC和DEC的混合溶剂用作介质。
[0117] 表1示出结果。
[om][表U
[0120] 在其中未使用离子液体的比较例1中，当充电的上限电压为3.8V和4.2V时，可W 稳定地进行充放电。然而，当充电进行至4. 4V时，裡离子电容器膨胀并且因此停止充电。 良P，在比较例1的裡离子电容器中充电的上限电压为4.2V。裡离子电容器膨胀的原因可能 是，当进行充电至超过4.2V的高电压时，电解质分解且生成气体。比较例1中的裡离子电 容器的放电容量为0.ISmAh,运远低于Cp的0. 3mAh。比较例1中的放电容量低，运是因为 充电仅进行至4.2V且因此并没有充分地利用正极的电容量。
[0121] 在比较例2和3中，使用了离子液体，但裡盐和离子液体中阴离子的类型不同。在 比较例2和3中，即使当充电的上限电压增加至5.OV时，也未观察到在比较例I中的裡离子 电容器的膨胀。然而，在比较例2和3中，裡离子电容器的放电容量显著降低，且放电容量 为Cp的1/10W下。作为在比较例2和3中的充电容量的评价结果，充电容量为约0. 15mAh， 运是Cp的一半。目P，在比较例2和3中，充电进行至一定程度，但放电容量相对于充电容量 显著低。因此，不能在高充电电压下W稳定的方式可逆地进行充放电。
[0122] 在其中裡盐的阴离子和离子液体的阴离子相同的实施例1~4中，可W在3. 8V~ 5V的充电上限电压下稳定地进行充放电。在实施例中，裡离子电容器的放电容量基本等于 Cp,且正极的利用效率高。因此，在实施例中，制造了高电容量裡离子电容器。
[0123] 实施例5~8
[0124] W与实施例1中相同的方式制造了裡离子电容器，不同之处在于，将电解质中的 裡盐的浓度改变为表2中所列出的浓度。对上限电压和放电容量进行评价。
[0125] 表2示出结果。
[0126][表引
[012引在实施例6和7中，即使当充电的上限电压为5V时，也可W如在实施例1的情况 下一样稳定地进行充放电，且容量等于或高于Cp。在实施例5和8中，尽管裡离子电容器的 放电容量略小于Cp,但即使当充电的上限电压为5V时，也可W进行充放电。在实施例5中， 评价的裡离子电容器的充电容量大于0. 3mAh，运与Cp-样高。从实现高放电容量的观点考 虑，裡盐的浓度优选大于0. 8mol/L且小于5. 5mol/L。
[0129] 实施例9~14
[0130] W与实施例1中相同的方式制造了负极和裡离子电容器，不同之处在于，将负极 混合物浆料的涂膜的厚度和负极的厚度改变为表3中所列出的厚度。W与实施例1中相同 的方式对上限电压和放电容量进行评价。当涂膜的厚度小于50ym时，使用抹刀代替刮刀 将负极混合物浆料施加在集电器上。
[0131] 表3示出结果。表3还示出各个裡离子电容器的初始电压。
[0132][表引
[0133]
[0134] 在实施例9~13中，即使当充电的上限电压为5V时，也可W如在实施例1中的情 况下一样稳定地进行充放电，且放电容量与Cp-样高。在运些实施例中，初始电压也高。在 实施例14中，裡离子电容器的初始电压和放电容量比其它实施例的那些低。然而，即使当 充电的上限电压为5V时，也可W稳定地进行充放电。当初始电压低时，需要保持充电状态 从而补偿需要的电压与初始电压之间的差，因此容量易于降低。因此，从增加初始电压和放 电容量的观点来看，cyCp比优选大于1.1。
[0135] 在实施例9中，cycp比比实施例1中的Cycp比大，但初始电压基本等于实施例1 中的初始电压。运是因为，随着渗杂进负极中的裡的量接近饱和量，负极电位相对于Li金 属基本达到0V。因此，即使cycp比过度增加，裡离子电容器的放电容量也基本不改变。然 而，负极量的增加导致电池中的裡离子电容器的体积增加。因此，裡离子电容器的电容量密 度降低。因此，从抑制裡离子电容器的电容量密度降低同时实现足够的放电容量的观点来 看，CyCp比优选小于12. 5。
[0136] 工业实用性
[0137] 在本发明的裡离子电容器中，即使当充电电压增加时，也可W W稳定的方式可逆 地进行充放电。因此，可W制造高电容量裡离子电容器。因此，可W将裡离子电容器应用于 需要高电容量的多种蓄电装置。
[013引附图标记
[0139] 40电容器
[0140] 41 正极
[0141] 41a正极集电器
[0142] 4化正极活性材料 [014引42负极
[0144] 42a负极集电器
[0145] 4化负极活性材料 [014引43隔膜
[0147] 45 电池壳
【主权项】
1. 一种锂离子电容器，其包含含有正极活性材料的正极、含有负极活性材料的负极、置 于所述正极与所述负极之间的隔膜和锂离子导电电解质， 其中所述电解质含有锂盐和离子液体， 所述锂盐为作为第一阳离子的锂离子和第一阴离子的盐，且所述离子液体为第二阳离 子和第二阴离子的熔融盐，以及 所述第一阴离子和所述第二阴离子相同。2. 根据权利要求1所述的锂离子电容器，其中在所述电解质中的锂盐和离子液体的总 含量为90质量％以上。3. 根据权利要求1或2所述的锂离子电容器，其中所述第一阴离子和所述第二阴离子 各自为双（氟磺酰）亚胺阴离子或双（三氟甲基磺酰）亚胺阴离子。4. 根据权利要求1~3中任一项所述的锂离子电容器，其中所述第二阳离子为有机鐵 阳离子。5. 根据权利要求4所述的锂离子电容器，其中所述有机Ii阳离子具有含氮的杂环。6. 根据权利要求1~5中任一项所述的锂离子电容器，其中所述电解质具有lmol/L~ 5mol/L的锂浓度。7. 根据权利要求1~6中任一项所述的锂离子电容器，其中所述负极活性材料含有选 自石墨和硬碳中的至少一种物质。8. 根据权利要求1~7中任一项的锂离子电容器，其中所述负极的可逆容量Cn对所述 正极的可逆容量Cp的比C n/Cp为1. 2~10。9. 一种用于对锂离子电容器进行充放电的方法， 所述锂离子电容器包含含有正极活性材料的正极、含有负极活性材料的负极、置于所 述正极与所述负极之间的隔膜和锂离子导电电解质， 所述电解质含有锂盐和离子液体， 所述锂盐为作为第一阳离子的锂离子和第一阴离子的盐，且所述离子液体为第二阳离 子和第二阴离子的熔融盐，并且 所述第一阴离子和所述第二阴离子相同， 所述方法包括以大于4. 2V且5V以下的上限电压对锂离子电容器进行充放电的步骤。
【专利摘要】本发明涉及锂离子电容器，其包含含有正极活性材料的正极、含有负极活性材料的负极、置于所述正极与所述负极之间的隔膜和锂离子导电电解质。所述电解质含有锂盐和离子液体。所述锂盐为用作第一阳离子的锂离子和第一阴离子的盐，且所述离子液体为第二阳离子和第二阴离子的熔融盐。所述第一阴离子和所述第二阴离子相同。
【IPC分类】H01G11/62, H01G11/06
【公开号】CN105190810
【申请号】CN201480013669
【发明人】奥野一树, 高桥贤治, 真岛正利, 石川正司
【申请人】住友电气工业株式会社
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2014年3月5日
【公告号】EP2978002A1, US20160111228, WO2014148250A1