得在邻近阳极表面形成固体电解质中间相层。可选择恒定电流步骤的电流和/或时间段，以有助于实现阳极与掺杂源之间的期望电压差。恒定电流预掺杂方法可包括在阳极和掺杂源之间保持恒定或基本恒定电流，使得在阳极和掺杂源之间可实现约0.0l伏(V)到约0.4V的电压差。恒定电流预掺杂方法可包括在阳极和掺杂源之间保持相当于约C/24到约C/144的电流C-速率的恒定或基本恒定电流。可选择恒定电压步骤的电压、时间段，恒定电流步骤的电流和/或时间段，以实现阳极锂离子预掺杂的期望浓度，包括(例如)约60%到约90%的阳极锂离子预掺杂浓度，以有助于实现期望的电容器电学和/或寿命周期性能。用于恒定电压和/或恒定电流预掺杂方法的适当掺杂源提供锂离子的源。可原位执行恒定电压预掺杂方法和/或恒定电流预掺杂方法使得固体电解质中间相层在其形成之后不受扰动。恒定电压预掺杂方法和/或恒定电流预掺杂方法可在固体电解质中间相层的形成中提供增加的控制，有助于形成更均匀和/或更稳定固体电解质中间相层。固体电解质中间相层的改善的均匀性和/或稳定性可改善锂离子电容器的电容、电阻和/或可靠性能。
[0035]正如文中所述，且如图1所示，锂离子电容器(LIC) 10可具有阳极12，该阳极与阴极14离子交流(1nic communicat1n)。阳极12和阴极14可以浸没在电解质28中，电解质28提供阳极12与阴极14之间离子种类的运输。电解质28可以包括电解液和电解质盐，电解质盐包括阴离子和阳离子。电解质28可以是可传导锂离子的非水电解质。例如，电解质28可以包括锂盐和/或铵盐。在一些实施方式中，电解质28可包括质子惰性的有机溶剂。电解液可以提供期望的盐溶解度、粘度和/或化学水平和/或一温度范围的热稳定性。例如，电解液可以包含醚和/或酯。在一些实施方式中，电解液可包含碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯酯、环丁砜、乙腈、二甲氧基乙烷、四氢呋喃、碳酸乙基甲基酯，以及它们的混合物，和/或其他等等。在一些实施方式中，电解质盐可包含六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、高氯酸锂(LiClO4)、双-三氟甲磺酰亚胺锂(LiN(SO2CF3)2)、三氟甲磺酸锂(LiSO3CF3)、它们的混合物，和/或其他等等。
[0036]锂离子电容器10可包括在阳极12与阴极14之间的隔膜24。隔膜24可以配置为允许离子种类在阳极12与阴极14之间运输，同时防止阳极12与阴极14之间发生电短路。在一些实施方式中，隔膜可由多孔电绝缘材料制成。在一些实施方式中，隔膜可以是聚合材料。在一些实施方式中，隔膜可以由纸制成。
[0037]阳极12可以包括阳极集流器16，并且阴极14可以包括阴极集流器18。阳极集流器16和/或阴极集流器18可以配置为分别有助于阳极和/或阴极与外部电路之间的电连接。集流器(例如，阳极集流器16和/阴极集流器18)可以由导电材料制成，包括(例如)金属材料。在一些实施方式中，集流器可以由铝箔制成。在一些实施方式中，集流器可以由银、铜、金、铂、钯和/或各金属合金制成。其他适当的导电材料也可行。集流器可以具有任何适当的形状和/或尺寸(例如宽度、长度和/或厚度)。例如，集流器可以具有长方形或基本上长方形的形状(例如，长方形铝箔)。在一些实施方式中，集流器可以具有约20微米到约100微米的厚度。在一些实施方式中，集流器可以具有约30微米到约50微米的厚度，例如约40微米。
[0038]在一些实施方式中，阴极14可以包括第一阴极电极膜22，该第一阴极电极膜邻近阴极集流器18的表面30。在一些实施方式中，阴极14可以包括第二阴极电极膜，该第二阴极电极膜邻近阴极集流器18的与第一阴极薄膜22相邻的表面相反的表面32。阴极14可以包括阴极活性材料组分。在一些实施方式中，阴极电极膜22可以由包括多孔材料的阴极活性材料制成。例如，多空活性材料可以为阴极14提供高的比表面积。在一些实施方式中，多空材料可以包含多空碳材料，包括但不限于活性碳颗粒。活性碳可以提供多孔性(例如，微孔、中孔和/或大孔的分布)，该多孔性配置为有助于锂离子电容器性能。
[0039]在一些实施方式中，阴极电极膜22可以包括粘合剂组分和/或添加剂组分。在一些实施方式中，粘合剂组分可以为活性电极材料提供结构支撑。例如，粘合剂组分可以包含一种或多种聚合物。聚合物可以为阴极电极膜22的一种或多种其他组分提供聚合基质支撑结构。在一些实施方式中，粘合剂组分可以包含含氟聚合物(例如四氟乙烯，PTFE)、聚丙烯、聚乙烯、它们的共聚物和/或它们的聚合混合物。在一些实施方式中，阴极电极膜22可以包含至少一种导电添加剂组分(例如)以改善阴极电极膜22的导电性。导电添加剂组分可以包含导电碳颗粒(例如石墨和/或石墨烯)。其他活性材料组分、粘合剂组分和/或添加剂组分也可以是适当的。
[0040]可以优化阴极电极膜22的成分以能够得到期望的锂离子电容器性能。例如，阴极电极膜22的成分可以配置为提供期望电容器电容和/或电阻，例如提供期望设备能量密度和/或功率密度性能。在一些实施方式中，阴极电极膜22的成分可以配置为提供期望的周期性能。在一些实施方式中，阴极电极膜22可以包含从约50%到约99%重量的阴极活性材料组分(例如活性碳)，包括从约60%到约95%重量的阴极活性材料组分。在一些实施方式中，阴极电极膜22可以包括从约1%到约50%重量的粘合剂组分。在一些实施方式中，阴极电极膜22可以包含高达约30%重量的添加剂组分，包括(例如)导电添加剂组分，用于提高阴极的导电性。
[0041]在一些实施方式中，阳极12可以包括第一阳极电极膜20，该第一阳极电极膜邻近阳极集流器16的表面34。在一些实施方式中，阳极12可以包括第二阳极电极膜，该第二阳极电极膜邻近阳极集流器16的与邻近第一阳极电极膜20的表面相反的表面36。阳极电极膜可以由能够可逆地嵌合锂离子的材料制成。例如，电极膜可以包含能够可逆地嵌合锂离子的碳材料，包括但不限于石墨材料。
[0042]在一些实施方式中，阳极电极材料20可以包括添加剂组分和/或粘合剂组分。例如，阳极电极膜20可以包括导电添加剂，诸如用于提高阳极导电性的添加剂组分。在一些实施方式中，导电添加剂可以是导电碳添加剂，比如导电炭黑材料。在一些实施方式中，阳极电极膜20的粘合剂组分可以包括一种或多种聚合物，所述聚合物配置为提供聚合基质支撑结构，包括含氟聚合物(例如四氟乙稀，PTFE)、聚丙烯、聚乙烯、它们的共聚物，和/或它们的聚合混合物。
[0043]可以优化阳极电极膜20的成分以能够得到期望的锂离子电容器性能，例如，期望的能量密度、功率密度和/或周期性能。在一些实施方式中，阳极电极膜20可以包含约50 %到约99 %重量的活性材料组分(例如活性碳)，包括从约60 %到约95 %重量的活性材料组分。在一些实施方式中，阳极电极膜20可以包括从约1%到约50%重量的粘合剂组分。在一些实施方式中，阴极电极膜2阳极电极膜20可以包含高达约30%重量的导电碳添加剂组分，包括(例如)导电炭黑材料。
[0044]固体电解质中间相(SEI)层26可以例如在阳极预掺杂步骤期间形成在邻近锂离子电容器阳极12的位置。在一些实施方式中，由于在邻近电解质28的锂离子电容器阳极12的表面处涉及电解液和/或电解质盐的电化学反应而可以形成固体电解质中间相层26 ο例如，至少部分由于电解质28的一种或多种组分的分解，可以形成固体电解质中间相层26。固体电解质中间相层26可以提供邻近阳极12的层，该层可以向阳极12提供电绝缘，同时对于一种或多种锂离子种类具有渗透性。
[0045]在一些实施方式中，包括提供改善锂离子到阳极12的通路的固体电解质中间相层26的锂离子电容器可以提供一种具有改善性能的锂离子电容器10。已经发现在形成锂离子电容器10中的改善的控制，有助于形成的固体电解质中间相层26具有改善均匀性(例如SEI的结构和/或成分中提供的均质性)、减小的厚度、增加的稳定性(例如热和/或化学稳定性)和/或锂离子在此穿过传输的减小的电阻。在一些实施方式中，具有改善的均匀性、减小的厚度、改善的稳定性和/或增加的锂离子渗透性的固体电解质中间相层可以有助于锂离子电容器具有改善的电容、减小的等效串联电阻和/或改善的可靠性。
[0046]在一些实施方式中，发现阳极预掺杂工艺的特性或参数影响固体电解质中间相层26的特性。例如，固体电解质中间相层26的特性可以至少部分取决于在预掺杂过程阳极12植入锂离子的浓度，比如具有嵌入锂离子的可用嵌入位置的百分比(例如阳极锂离子预掺杂浓度)。在一些实施方式中，发现阳极预掺杂过程的一个或多个参数的改善控制有助于的固体电解质中间相层形成具有减小厚度、改善均匀性、稳定性和/或锂离子的渗透性，比如利用锂离子预掺杂阳极12时的速率或浓度的改善控制。
[0047]参照图2，在一实施方式中，可以利用恒定电压充电或恒定电压预掺杂工艺来预掺杂锂离子电容器40的阳极42。利用包含恒定电压预掺杂步骤的预掺杂工艺预掺杂锂离子电容器阳极42可以有助于形成具有增加的均匀性、稳定性和/或对锂离子的渗透性的固体电解质中间相层，从而提