电化学装置的制作方法

本实用新型涉及一种电化学装置。更具体地，本实用新型涉及具有大电容的电化学装置。

背景技术：

最近，对能量存储技术的关注逐渐增加。

随着其应用领域已扩展到蜂窝电话、便携式摄像机和笔记本电脑，甚至电动车辆，研究和开发电化学装置的努力已变得越来越显著。

电化学装置使得能够在电能和化学能之间进行转换。具体示例是超级电容器(双电层电容器(edlc))、锂离子二次电池和混合电容器等。

电化学装置因其能够充电和放电且具有高能量密度而受到关注。随着应用领域的扩展，需要大电容和高能量密度。

例如，超级电容器包括单元电池，该单元电池包括：阳极和阴极，浸渍在液体电解质中；分隔部(separator)，设置在两个电极之间；垫圈，用于防止液体电解质泄漏并防止短路和使电极绝缘；以及金属壳体等，堆叠这些单元电池，并将堆叠的电池与阳极和阴极的端子组合。电极组合物可以包括电极活性材料、粘合剂和导电材料，电极活性材料、粘合剂和导电材料混合而形成浆料。该浆料可用于形成超级电容器。

就此而言，电化学装置的性能主要由电极活性材料决定，活性炭主要用作电极活性材料。

然而，当使用市售电极活性材料时，对于电化学装置的高容量是存在限制的。

技术实现要素：

技术问题

本实用新型旨在提供当材料用于电化学装置时具有大电容的电极材料。

本实用新型旨在提供一种表现出大电容的电化学装置。

技术方案

在本实用新型的一个方面，提供一种电极材料，包括碳源，所述碳源包括：晶体部，所述晶体部包括晶格层；以及非晶部，所述非晶部包括孔，其中晶体部中的相邻的晶格层之间的间距在0.37nm至0.40nm的范围内，其中晶体部与电极材料的重量比可以在0.4至0.91的范围内。

在一个实施方式中，通过求解下式1和2来计算晶体部与电极材料的重量比：

[式1]20x+2000y＝k

[式2]x+y＝1

其中x表示晶体部与电极材料的重量比，y表示非晶部与电极材料的重量比，k在200至1200的范围内。

在一个实施方式中，直径大于0nm且小于等于1nm的孔的体积相当于非晶部的总体积的60％至85％。

在一个实施方式中，直径在0.6nm至0.9nm范围内的孔的体积在非晶部的总体积的45％至75％的范围内。

在一个实施方式中，直径在0.75nm至0.85nm范围内的孔的体积在非晶部的总体积的15％至23％的范围内。

在一个实施方式中，电极材料的比表面积在200m²/g至1200m²/g的范围内。

在一个实施方式中，电极材料的表观密度在0.7g/cm³至1.5g/cm³的范围内。

在本实用新型的一个方面，提供一种电化学装置，包括：第一电极；第二电极；以及分隔部，所述分隔部设置在所述第一电极与所述第二电极之间，其中所述第一电极和所述第二电极中的至少一者包含电极材料，其中，所述电极材料包括碳源，所述碳源包括：晶体部，所述晶体部包括晶格层；以及非晶部，所述非晶部包括孔，其中，所述晶体部中的相邻的晶格层之间的间距在0.37nm至0.40nm的范围内，其中所述晶体部与所述电极材料的重量比可以在0.4至0.91的范围内。

在本装置的一个实施方式中，通过求解下式1和2来计算晶体部与电极材料的重量比：

[式1]20x+2000y＝k

[式2]x+y＝1

其中，x表示晶体部与电极材料的重量比，y表示非晶部与电极材料的重量比，k在200至1200的范围内。

在本装置的一个实施方式中，直径大于0nm且小于等于1nm的孔的体积相当于非晶部的总体积的60％至85％。

实用新型效果

根据本实用新型，在该材料用于电化学装置时，电极材料具有大电容。

根据本实用新型，所述电化学装置呈现大电容。

附图说明

图1是根据本实用新型的一个实施例的电极材料的放大结构的高级视图(highlevelview)；

图2是根据本实用新型的一个实施例的电化学装置的示意图；

图3示出了根据本实用新型的一个实施例的电极材料的制造方法的流程图；

图4示出了用于描述由于热处理以及活化处理引起的碳源变化的高级视图；

图5是根据本实用新型的一个实施例制备的电极材料的x射线衍射分析图案的图；

图6是基于本示例1和对比例8中的孔直径的孔分布的图。

具体实施方式

在所述的实施例中，其中，每个层、膜、电极、板或基板等被描述为形成在每层、膜、电极、例如板或基板“上方(之上)”或下方(之下)，在这种情况下，表述“(在……上)”和“在……下”均包括直接地或(间接地)通过另一部件形成。

将参考附图描述短语“与各个部件相邻或在各个部件的下方”的进一步的标准。仅为了描述，附图中的每个部件的尺寸可能被放大，而不旨在表示实际被应用的尺寸。

在下文中，将参照附图详细描述根据本实用新型的实施例。

图1是根据本实用新型的一个实施例的电极材料的放大结构的高级视图。在下文中，将参考图1。

电极材料可以包括碳源100。碳源100可以包括晶体部21和非晶部11，其中晶体部21包括晶格。即，在电极材料中包含的碳源100中，可以混合晶体部21和非晶部11。

碳源100例如可以包括石油基沥青或煤基沥青、粗焦(生焦)、煅烧焦炭等。然而，本实用新型不限于此。

包含在所述碳源100的非晶部11包含孔12。

孔12可以使电极材料能够成为多孔的。非晶部11中的孔12可以接收(插入)电解质离子13。

非晶部11中的孔12的有/无和/或每个孔12的直径可影响电极材料的比表面积。因此，通过调节孔12的有/无和/或每个孔12的直径，以改善电极材料的电容。

电极材料可以在非晶部11中包括至少一个孔12。即，电极材料可以在非晶部11中包括多个孔12。

当电极材料包括多个孔12时，各个孔12可以具有相同的直径或不同的直径。具体地，电极材料可以包括具有相同直径的孔12。或者，电极材料可以包括具有不同直径的孔12。或者，一些孔12可以具有相同的直径，而其他孔12可以具有不同的直径。

如下所述，碳源100中的晶体部21可以通过在650℃至900℃下进行碳源100的热处理来形成，以允许碳源100的部分结晶化。

可以使用x射线衍射(xrd)方法检查碳源100是否包含晶体部21。当碳源100包含晶体部21时，可以从晶体衍射x射线。就此而言，衍射的x射线的强度和衍射角可以对于特定的材料特定。使用衍射的x射线，可以确定样品中含有的结晶物质的种类和量相关的信息。

作为碳源100的电极材料除了包括非晶部11中的孔12之外，还可以包括晶体部21。因此，晶体部21可以起到使电解质离子13方便迁移的移动通道，从而降低电阻并可以改善导电性。另外，可以明显提升电容。

就此而言，晶体部中的相邻的晶格层之间的间距d可以在0.37nm至0.40nm的范围内。

如下所述，可以通过调节活化温度和/或碳源与活化剂之间的含量比来调节晶体部中的相邻的晶格层之间的间距d。

当晶体部中的相邻的晶格层之间的间距d小于0.37nm时，电解质离子13可能不会进入并且存在于相邻的晶格层之间。当晶体部中的相邻的晶格层之间的间距d超过0.40nm时，范德瓦尔斯力(vanderwaalsforce)可能在相邻的晶格层之间不起作用，从而不允许材料的结晶化。因此，当晶体部中的相邻的晶格层之间的间距d不在上述范围时，电容(f/cc)可能降低。

可以使用本领域技术人员熟知的技术测量晶体部中的相邻的晶格层之间的间距d。例如，可以使用x射线衍射分析法或tem(透射电子显微镜：transmissionelectronmicroscope)照片等测量晶体部中的相邻的晶格层之间的间距d。然而，本实用新型不限于此。

晶体部21与电极材料的重量比可以在0.4至0.91的范围内。

根据包含在电极材料中的碳源100的类型，碳源100仅包含晶体部21时的电极材料的比表面积可以不同于碳源100仅包含非晶部11时的电极材料的比表面积。因此，为了改善电极材料的电容，可以指定晶体部21与电极材料的重量比以及非晶部11与电极材料的重量比。

晶体部21的重量与电极材料的重量比可以通过求解下式1和2来计算：

[式1]20x+2000y＝k

[式2]x+y＝1

其中，x表示晶体部21与电极材料的重量比，y表示非晶部11与电极材料的重量比，k表示在200至1200的范围内的比表面积。

此外，如下所述，可以通过碳源100的热处理温度来调节晶体部21与电极材料的重量比。

由于碳源100可以包括非晶部11和晶体部21，所以可以将有助于电容的非晶部11和晶体部21的所有特性考虑在内来改善电极材料的电容。

在一个实施例中，可以通过调节非晶部11中具有预定直径的孔12的百分比来改善电极材料的电容。

可以使用bet(brunaueremmetttell)方法测量非晶部11中具有预定直径的孔12的百分比和孔12的预定直径。本实用新型不限于此。

在一个实施例中，孔12可以具有各种尺寸的直径。

具体地，孔12可以具有大于0nm且小于等于1nm的直径。直径大于0nm且小于等于1nm的孔12的体积可以相当于非晶部11的总体积的60％至85％。

当直径大于0nm且小于等于1nm的孔12的体积低于非晶部11的总体积的60％或者高于非晶部11总体积的85％时，电极材料的电容可能降低。因此，电极材料的电特性可能变差，相应地电化学装置10的电特性可能变差。

在一个实施例中，直径在0.6nm至0.9nm范围内的的孔12的体积可以在非晶部11的总体积的45％至75％的范围内。当直径在0.6nm至0.9nm范围内的孔12的体积在非晶部11的总体积的45％至75％的范围内时，可以改善电极材料的电容。

在另一实施例中，直径在0.75nm至0.85nm范围内的孔12的体积可以在非晶部11的总体积的15％至23％的范围内。当直径在0.75nm至0.85nm范围内的孔12的体积在非晶部11的总体积的15％至23％的范围内时，可以改善电极材料的电容。

此外，在一个实施例中，电极材料的比表面积可以影响其电容。具体地，通常，当比表面积较大时，储能效率可以提高。然而，比表面积在给定限度之外时，电极材料具有较低的密度使其电容(f/cc)降低。

碳源100的较低的热处理温度可导致非晶部11与电极材料的重量比增加，并因此导致电极材料的比表面积增加。相反，碳源100的较高的热处理温度可导致晶体部11与电极材料的重量比增加，并因此导致电极材料的比表面积减小。

电极材料的比表面积可根据电极材料中包含的碳源100的类型而变化。

此外，电极材料的比表面积可根据晶体部21与电极材料之比和非晶部11与电极材料之比而变化。

当晶体部21与电极材料的重量比低于0.4时，电极材料的比表面积可能较小，并因此电极材料的电容可能降低。相反，当晶体部21与电极材料的重量比大于0.91时，电极材料的比表面积可能过大，并因此电极材料的电容可能降低。

在一个实施例中，电极材料的比表面积可以在200m²/g至1200m²/g的范围内。当电极材料的比表面积在200m²/g至1200m²/g的范围内时，电解质离子可以容易地在晶格层之间流动或流入非晶部中的孔12中，从而改善电极材料的电容。

可以使用bet(brunaueremmetttell)方法测量比表面积。本实用新型不限于此。

如本文所用，术语“表观密度”是指每单位体积的质量。表观密度可能影响电极材料的电容。具体地，当表观密度非常大时，电容可能减小。当表观密度非常小时，能量存储效率可能会变差。

在一个实施例中，电极材料的表观密度可以在0.7g/cm³至1.5g/cm³的范围内。当电极材料的表观密度在0.7g/cm³至1.5g/cm³的范围内时，可以有利地增大电极材料的电容。

在另一个实施例中，电极材料的表观密度可以在0.9g/cm³至1.3g/cm³的范围内。当电极材料的表观密度在0.9g/cm³至1.3g/cm³的范围内时，可以有利地且显著地增大电极材料的电容。

本实用新型的电极材料可以包括碳源100，碳源100可以包括包含晶格层的晶体部21以及包含孔12的非晶部11，其中，晶体部中的相邻的晶格层之间的间距d可以在0.37nm至0.40nm的范围内，并且晶体部与电极材料的重量比可以在0.4至0.91的范围内。因此，电极材料可具有大幅改善的电容。

图2是根据本实用新型的一个实施例的电化学装置10的示意图。

电化学装置10可以被配置为允许电能和化学能之间的转换。在一个示例中，电化学装置10可以实施为超级电容器、二次电池等。然而，本实用新型不限于此。在下文中，出于描述本实用新型的目的，电化学装置10可以示例为超级电容器。将参考图2。

本实用新型的电化学装置10包括上述电极材料而制成。

电化学装置10可以包括第一电极2、第二电极4以及设置于第一电极2与第二电极4之间的分隔部3。

电化学装置10中的第一电极2和第二电极4中的至少一者可以由上述电极材料制成。因此，可以省略可能重复的关于电极材料的细节。

用于电化学装置10中的第一电极2和第二电极4中的至少一者的电极材料可以包括碳源100，碳源100可以包括包含晶格层的晶体部21以及包括孔12的非晶部11，其中，晶体部中的相邻的晶格层之间的间距d可以在0.37nm至0.40nm的范围内，并且晶体部与电极材料的重量比可以在0.4至0.91的范围内。

因此，所述电极材料作为电极形成用组成物包含在所述第一电极2以及第二电极4中的至少一者中，所述电极材料可以起到电极活性材料的作用。

对于电化学装置10中可以通过求解下式1和2来计算晶体部21与电极材料的重量比。：

[式1]20x+2000y＝k

[式2]x+y＝1

其中，x表示晶体部21与电极材料的重量比，y表示非晶部11与电极材料的重量比，k表示在200至1200的范围内。

在一个实施例中，包含在所述电化学装置10中的所述孔12中，直径大于0nm且小于等于1nm的孔12的体积可以相当于非晶部11的总体积的60％至85％。

在另一个实施例中，对于包含在电化学装置10中的孔，直径在0.6nm至0.9nm范围内的直径的孔12的体积可以在非晶部11的总体积的45％至75％的范围内。

在另一个实施例中，孔直径在0.75nm至0.85nm范围内的直径的孔12的体积可以在非晶部11的总体积的15％至23％的范围内。

电化学装置10中的电极材料可以具有在200m²/g至1200m²/g的范围内的比表面积。

电化学装置10中的电极材料可以具有在0.7g/cm³至1.5g/cm³的范围内的表观密度。

在一个示例中，第一电极2可以是阳极，第二电极4可以是阴极。

分隔部3可以设置在第一电极2与第二电极4之间。具体地，分隔部3可以设置在第一电极2与第二电极4之间，并与第一电极2和第二电极4接触。分隔部3的一表面和另一表面可以直接接触并设置在所述第一电极2和所述第二电极4。

第一电极2、第二电极4和分隔部3可以被液体电解质浸渍。

在一个实施例中，液体电解质可以实施为非水液体电解质。

具体地，当使用非水液体电解质时，电解质阳离子可以包括tea⁺、tema⁺、li⁺、emim⁺、na⁺等，电解质阴离子可以包括bf4^-、pf6^-、tfsi^-、fsi^-等。或者，液体电解质溶剂可以是有机液体电解质，具体地，acn、pc、gbl、dmk等。

液体电解质的浓度可以根据溶剂和电解质离子13的类型而变化。

电化学装置10可在必要时包括至少两个分隔部。

在一个实施例中，当电化学装置10包括多个分隔部时，除了第一电极2与第二电极4之间配置的分隔部3之外，可以在第一电极2的上部设置另一个分隔部1。

在一个实施例中，第一电极2和第二电极4中的至少一个电极可以通过在基底基板上轧制包含电极材料的电极组合物来形成。

在一个实施例中，第一电极2和/或第二电极4可以通过在基底基板上涂覆包含电极材料的电极组合物来形成。

在另一个实施例中，可以通过将包含电极材料的电极组合物成形为片材并将该片材附接到基底基板并进行干燥操作来形成第一电极2和/或第二电极4。然而，第一电极2和/或第二电极4的形成可以不限于此。

基底基板可以包含导电材料，导电材料的示例可以是金属等。具体地，金属可以是铜、铝等。然而，本实用新型不限于此。

基底基板可以实施为薄膜。

电极组合物除了包括电极材料之外，还可以包含粘合剂和导电材料。可选地，电极组合物还可以包含溶剂。可以将粘合剂、导电材料和电极材料(可选地溶剂)混合以形成浆料，该浆料可以涂布在电化学装置10上。

粘合剂可以容许电极组合物的粘合能力。作为示例，粘合剂可以包括羧甲基纤维素(cmc)、聚乙烯吡咯烷酮(pvp)、苯乙烯-丁二烯橡胶(sbr)、聚偏二氟乙烯(pvdf)、聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)和聚乙烯醇(pva)等。粘合剂可以实施为选自上面列出的物质中的至少一种。本实用新型不限于此。

在一个实施例中，粘合剂可以占电极组合物总重量的1重量％至45重量％。

导电材料可以容许电极组合物的导电能力。作为示例，导电材料可以包括炭黑、石墨烯、碳纳米管(cnt)、碳纳米纤维(cnf)等。导电材料可以实施为选自上面列出的物质中的至少一种。本实用新型不限于此。

在一个实施例中，导电材料可以占电极组合物总重量的1重量％至45重量％。

必要时，电极组合物还可以包含溶剂。作为示例，溶剂可以包括水或有机溶剂等。本实用新型不限于此。

在一个实施例中，溶剂可以占电极组合物总重量的10重量％至97重量％。

在一个实施例中，引线6和7可以分别连接到第一电极2和第二电极4。第一电极2、第二电极4和分隔部3可以容纳在壳体5中。

在一个实施例中，壳体5可以包含导电材料，导电材料的示例可以包含金属等。具体地，金属可以是铝等。然而，本实用新型不限于此。

图3示出了根据本实用新型的一个实施例的电极材料的制造方法的流程图。图4示出了用于描述由于活化处理引起的碳源变化的高级视图。在下文中，参考图3和图4，将描述根据本实用新型的一个实施例的电极材料的制造方法。

首先，碳源100可以在650℃至900℃下进行热处理。

当热处理温度低于650℃时，在碳源100中可能不形成晶体部21。当热处理温度高于900℃时，在碳源100中可能不形成非晶部11并因此可能仅存在晶体部21，从而不能实现大电容。也就是说，碳源100可以在650℃至900℃下进行热处理，使得可以在碳源100中形成非晶部11和晶体部21双方。

在一个实施例中，热处理温度可以在650℃至850℃的范围内。

可以通过调节碳源100的热处理温度来调节晶体部21与电极材料的重量比。

根据碳源100的热处理温度，晶体部21与电极材料的重量比可以变化。晶体部21的比例可以影响电极材料的比表面积并因此影响电极材料的电容。

当碳源100的热处理温度较低时，非晶部11的比率较高，而使电极材料的比表面积增大。相反，当碳源100的热处理温度较高时，晶体部12的比例较高，而使得电极材料的比表面积减小。

在本实用新型中，碳源100可以在650℃至900℃下进行热处理，使得电极材料可以包含晶体部21，并且进一步地，晶体部21与电极材料的重量比可以在0.4至0.91的范围内，以改善电极材料的电容。

热处理的持续时间可取决于反应浴的尺寸。

热处理可以在惰性气体气氛中进行。作为示例，惰性气体可以包括氦气、氩气、氮气等。惰性气体可以实施为选自上面列出的气体中的至少一种。本实用新型不限于此。

随后，可以在800℃至1000℃的温度下使用含碱的材料对热处理碳源100进行活化处理。

在活化处理期间，可以破坏非晶部11以形成孔12，和/或晶体部21中的相邻的晶格层之间的间距可以更大(参见图4)，以增大碳源的比表面积。

当活化处理温度低于800℃或高于1000℃时，碳源100中的晶体部21中的相邻的晶格层之间的间距可能偏离0.37nm至0.40nm的范围，从而不能实现大电容。

此外，当活化处理温度在800℃至1000℃的范围之外时，可能难以或不可能调节具有预定直径的孔12的比例。因此，直径大于0nm且小于等于1nm的孔12的体积可能在非晶部11的总体积的60％至85％的范围之外。就此而言，电极材料及包含电极材料的电化学装置10可能不具有大电容。

作为示例，碱性物质可以包括锂、钠、钾金属等。本实用新型不限于此。

活化处理可以在惰性气体气氛中进行。

作为示例，惰性气体可以包括氦气、氩气、氮气等。惰性气体可以实施为选自上面列出的气体中的至少一种。本实用新型不限于此。

在活化处理中，碳源100和活化剂可以以1：0.8至1：5.5的重量混合比彼此混合。

当碳源与活化剂之间的混合比低于1：0.8时，碳源可能未充分地活化。因此，尽管电极材料包含晶体部21，但晶体部21中的相邻的晶格层之间的间距可能不足以容许电解质离子插入相邻的晶格层之间。

相反，当碳源与活化剂之间的重量比高于1：5.5时，晶体部21中的相邻的晶格层之间的间距可能非常大。因此，范德瓦尔斯力可能在相邻的晶格层之间不起作用，从而不允许材料的结晶化。

此外，当碳源与活化剂之间的混合比不在上述范围时，可能难以或不可能调节具有预定直径的孔12的比例。因此，直径大于0nm且小于等于1nm的孔12的体积可能在非晶部11的总体积的60％至85％的范围之外，从而显著降低电容。

在活化处理之后，为了除去含碱物质，可以使用中和剂(如盐酸\硝酸等)进行中和。

在中和之后，可以使用诸如蒸馏水的清洁剂进行清洁。

在清洁之后，可以进行干燥。干燥工艺的时间和温度可根据反应浴的尺寸而变化。

电极材料的制造方法还可以包括本领域技术人员公知的其他操作，只要其他操作可以适合于本实用新型。

由上述电极材料的制造方法得到的电极材料可以包括碳源100，碳源100可以包括包含晶格层的晶体部21、以及包含孔12的非晶部11，其中晶体部中的相邻的晶格层的间距d可以在0.37nm至0.40nm的范围内，并且晶体部与电极材料的重量比可以在0.4至0.91的范围内。也就是说，由上述电极材料的制造方法得到的电极材料可以具有与如上所述的电极材料相同的细节。

示例1

电极组合物的制备

将由ncc(naphtacrackingcenter)工艺产生的残余油在350℃温度下进行热处理，以获得分子量为1000至2500的固态沥青。该沥青用作电极材料的碳源。

将作为碳源的沥青在尺寸为60φ×120cm的热点(hotspot)中在氩气气氛中在750℃温度下进行热处理1小时。

然后，将含量比为1：4的作为碳源的沥青和koh活化剂的混合物在氩气气氛中在900℃温度下进行活化处理1小时，从而获得电极材料。然后，制备具有如下表1所示的成分和含量的电极组合物：

表1：

电化学装置的制备

将上述电极组合物在铜基底基板上压力轧制从而形成电极片，然后将电极片干燥，从而制备第一电极和第二电极，然后将引线分别连接到第一和第二电极。

第一分隔部、第一电极、第二分隔部和第二电极堆叠以形成堆叠体。然后，将堆叠体卷绕以形成卷绕的堆叠体。然后，用橡胶密封堆叠体，然后将堆叠体容纳在壳体中。接下来，在壳体中液体电解质(1mteabf4的acn)浸渍堆叠体。然后，将壳体密封以制备电化学装置(超级电容器)(参见图2)。

测试1：检查晶体部的有/无

使用x射线衍射法检查利用示例1制备的电极材料中晶体部的有/无。

图5是使用示例1制备的电极材料的x射线衍射分析图案的曲线图。

参见图5，当2θ为25.5°时，出现强度峰。该强度峰对应于晶体部。因此，该x射线衍射分析图案表明使用示例1制备的电极材料包含非晶部和晶体部两者。

测试2：基于晶体部中的相邻的晶格层之间的间隔来测量电容

示例2至4

以与示例1中相同的方式制备电化学装置，除了碳源和活性剂的含量比被活化处理为1：0.8至1：5.5的范围内。

比较例1

以与示例1中相同的方式制备电极材料，除了电极材料以1：0.5的碳源与活化剂之间的混合比制备。

比较例2

以与示例1中相同的方式制备电化学装置，除了电极材料以1：6的碳源与活化剂之间的混合比制备。

示例以及比较例涉及的电极材料中，使用x射线衍射分析法测量晶体部中的相邻的晶格层之间的间距。

此外，使用hi-edlc16ch装置(可从humaninstrument获得)在0.565ma下测量单位体积的电容，其结果如下表2所示：

表2

参照上表2，由示例2至4制备的电极材料包括相邻的晶格层之间的间距在0.37nm至0.4nm范围内的晶体部。

此外，通过示例2至4制备的电极材料显示出比对比例1和2中的电极材料更高的电容。

测试3：基于晶体部在碳源的单位重量比来测量电容

示例5至11和对比例3至7除了将碳源在650℃至900℃的范围内分别以不同温度进行热处理，与示例1相同方法制备电化学装置。具体地，比较例3和4在所述温度范围内，还以接近650℃温度进行热处理，比较例5至7在所述温度范围内，还以接近900℃的温度下进热处理。

使用bet法测量分别通过示例5至11和比较例3至7制备的每种电极材料的比表面积。电容与实验例2相同方法进行测量，该结果如下述表3。

表3

参考上表3，可以确定示例在0.4至0.91的范围内都包含晶体部，比较例的晶体部的比例都在本实用新型的范围之外。

具体地，由于在650℃至900℃的温度范围内进行热处理，因此示例及比较例都包含晶体部和非晶部。

另一方面，在所述温度范围内，在高温下进行热处理的比较例3以及4的晶体部的比例相对高，非晶体部低，在所述温度范围内，在低温下进行热处理的比较例5至7的晶体部的比例相对低，由此可知，非晶体部高。

此外，证实了示例中的电容值相对于比较例明显优秀。

示例12至14和比较例8

以与示例1相同的方式制备电化学装置，除了电化学装置是使用具有如下表4所示的成分和含量的电极组合物制备的：表4

测试4：对孔分布进行测试

对于示例1和对比例8的材料的特定孔直径和具有特定孔直径的孔分布，通过使用n2吸收的bet测量装置(可从micromeritics获得的表面区域分析仪(surfaceareaanalyzer)(tristar-3000))测量。测试结果参考图6的图，示于下表5：

表5

参见表5和图6，示例1的电极材料包括孔，并且直径大于0nm且小于等于1nm的孔的体积可以相当于非晶部11的总体积的74.61％，由此可知，示例1在本发明的范围内。

然而，用于比较例8的电极材料包括孔，但是直径大于0nm且小于等于1nm的孔的体积可以相当于非晶部的总体积的32.16％，由此可知，在本发明的范围之外。

测试5：对表观密度和电容进行测量

测量用所述方法制备的示例1、12、13和对比例8的每种电极材料的表观密度和电容。

表观密度被计算为每单位体积的质量，并且使用hi-edlc16ch装置(可从humaninstrument获得)在0.565ma下将电容测量为每单位体积的电容。测试结果示于下表6中：

表6

参考表6，示例1、12和13的表观密度和电容高于比较例8中的表观密度和电容。

此外，证实了在示例和比较例之间在表观密度和电容方面的比较中，本实用新型的电极材料的较高含量可以实现更大的电容。

以上描述不应被视为具有限制意义，而仅仅是出于描述示例性实施例的一般原理的目的，并且本实用新型的许多另外的实施例是可能的。应理解的是，因此不旨在限制本实用新型的范围。应该参考权利要求确定本实用新型的范围。贯穿本说明书对“一个实施例”、“实施例”或类似语言的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”和类似语言可以但不一定全部指代相同的实施例。