[发明专利]碱金属离子电容器及其制造方法和充放电方法

权利要求书

1.一种碱金属离子电容器，包含含有正极活性材料的正极、含有 负极活性材料的负极、置于正极和负极之间的隔膜、和电解质，

其中所述电解质含有碱金属盐和离子液体，在所述电解质中所述 碱金属盐和所述离子液体的总含量为60质量％以上，并且所述电解质 具有碱金属离子传导性，

所述碱金属盐是作为第一阳离子的第一碱金属离子与第一阴离子 的盐，

所述正极活性材料含有至少可逆地负载所述第一阴离子的材料，

所述负极活性材料含有可逆地负载所述第一碱金属离子的材料，

所述负极活性材料预掺杂有第二碱金属离子直到所述负极的电位 相对于第二碱金属达到0.05V以下，并且

所述碱金属离子电容器具有大于3.8V的充放电上限电压。

2.根据权利要求1所述的碱金属离子电容器，

其中所述第一阴离子是双(磺酰)胺阴离子，并且

在所述碱金属盐中所述第一碱金属离子和所述双(磺酰)胺阴离子 的盐的含量为65摩尔％以上。

3.根据权利要求1或2所述的碱金属离子电容器，

其中所述第一阴离子是双(磺酰)胺阴离子，

所述离子液体含有第二阳离子和第二阴离子的熔融盐，

所述第二阳离子是有机阳离子，并且

所述第二阴离子与所述第一阴离子相同。

4.根据权利要求3所述的碱金属离子电容器，

其中所述第一阴离子为双(氟磺酰)胺阴离子，并且

所述有机阳离子是具有咪唑骨架的有机阳离子。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的碱金属离子电容器，

其中所述正极含有所述正极活性材料和负载所述正极活性材料的 正极集电器，

所述负极含有所述负极活性材料和负载所述负极活性材料的负极 集电器，

所述正极集电器是三维网眼状且具有中空骨架的第一金属多孔 体，并且

所述负极集电器是三维网眼状且具有中空骨架的第二金属多孔 体。

6.根据权利要求1～5中的任一项所述的碱金属离子电容器，其 中在所述电解质中所述碱金属盐和所述离子液体的总含量为70质量％ 以上。

7.根据权利要求1～6中的任一项所述的碱金属离子电容器，

其中所述第一碱金属离子是选自锂离子和钠离子中的至少一种离 子，并且

所述第二碱金属离子与所述第一碱金属离子相同。

8.根据权利要求1～7中的任一项所述的碱金属离子电容器，其 中所述充放电上限电压为大于4.2V且为5V以下。

9.根据权利要求1～8中的任一项所述的碱金属离子电容器，其 中所述负极活性材料含有选自硬碳和具有石墨晶体结构的碳质材料中 的至少一种材料。

10.根据权利要求1～9中的任一项所述的碱金属离子电容器，其 中所述负极的可逆容量C_n对所述正极的可逆容量C_p的比C_n/C_p为1.2 以上。