KR101861410B1 - 리튬 이온 캐패시터 - Google Patents

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겐지 난사까
노부오 안도
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제이에무에나지 가부시키가이샤
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Abstract

리튬 이온 공급원으로부터 리튬 금속 미분이 유리하여 외장 용기에 부착되어도, 외장 용기를 형성하는 알루미늄이 리튬과 합금화되는 것을 방지할 수 있는 축전 디바이스를 제공한다. 축전 디바이스는, 적어도 일부분이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 외장 용기와, 이 외장 용기 내에 배치된 정극 전극 및 부극 전극과, 상기 외장 용기 내에 충전된, 리튬염을 포함하는 전해액으로 이루어지고, 상기 외장 용기 내에 배치된 리튬 이온 공급원과 상기 부극 전극 및／또는 상기 정극 전극의 전기 화학적 접촉에 의해, 리튬 이온이 당해 부극 전극 및／또는 당해 정극 전극에 도핑되는 축전 디바이스이며, 상기 외장 용기에 있어서의 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 부분이 정극 전위로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

리튬 이온 캐패시터 {LITHIUM ION CAPACITOR}
본 발명은, 리튬 이온 캐패시터, 리튬 이온 2차 전지 등의 축전 디바이스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적어도 일부분이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 외장 용기를 갖는 축전 디바이스에 관한 것이다.
고에너지 밀도 및 고출력 특성을 필요로 하는 용도에 대응하는 캐패시터로서, 최근 리튬 이온 2차 전지 및 전기 이중층 캐패시터의 축전 원리가 조합된, 하이브리드 캐패시터라고 칭해지는 축전 디바이스가 주목받고 있다. 이 축전 디바이스는, 리튬 이온을 흡장, 이탈할 수 있는 탄소 재료에, 미리 화학적 방법 또는 전기 화학적 방법에 의해, 리튬 이온을 흡장, 담지(이하,「도핑」이라 하는 경우도 있음)시켜 전위를 내림으로써, 높은 에너지 밀도가 얻어지는 부극 전극을 갖는 유기 전해질 캐패시터이다(예를 들어, 특허문헌 1 및 특허문헌 2 참조).
이러한 축전 디바이스로서는, 정극 전극 및 부극 전극이 전해액을 함침 가능한 세퍼레이터를 통해 적층된 전극 적층체가 그 일단부로부터 권회되어 이루어지는 전극 유닛을 갖는 권회형의 것, 복수의 정극 및 복수의 부극이 전해액을 함침 가능한 세퍼레이터를 통해 교대로 적층된 전극 적층체로 이루어지는 전극 유닛을 갖는 적층형의 것 등이 알려져 있고, 또한 전극 유닛을 수용하는 외장 용기로서는, 금속제의 통 형상의 것(특허문헌 3 참조), 중간층으로서 알루미늄층을 갖는 라미네이트 필름에 의해 구성된 것(특허문헌 4 참조) 등이 알려져 있다. 그리고 통 형상의 외장 용기를 구성하는 금속 재료로서는, 철이나 강 등이 사용되고 있었지만, 최근에 있어서는 축전 디바이스의 경량화의 관점으로부터, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등도 사용되고 있다.
일본 특허 제3485935호 공보 일본 특허 출원 공개 제2007-67105호 공보 일본 특허 출원 공개 제WO05／052967호 공보 일본 특허 출원 공개 제2009-76249호 공보
그러나 상기한 축전 디바이스에 있어서, 외장 용기가 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 의해 형성되어 있는 경우에는, 이하와 같은 문제가 있다.
외장 용기 내에 있어서, 리튬 이온 공급원으로부터 전극에 리튬 이온을 도핑할 때에, 리튬 금속 미분이 도프되지 않고 부유하여, 외장 용기의 내면에 부착되는 경우가 있다. 그리고 외장 용기의 내면에 부착된 리튬 금속 미분은, 외장 용기를 형성하는 알루미늄과 합금화되기 쉽고, 이에 의해 외장 용기의 부식의 원인으로 된다고 하는 문제가 있다.
또한, 외장 용기가 중간층으로서 알루미늄층을 갖는 라미네이트 필름으로 이루어지는 것인 경우에는, 당해 외장 용기에 있어서의 전해액에 접촉하는, 예를 들어 폴리프로필렌으로 이루어지는 내층에 균열이나 파손이 발생하고 있는 경우에는, 중간층을 구성하는 알루미늄과 합금화됨으로써, 중간층이 부식될 우려가 있다.
본 발명은, 이상과 같은 사정에 기초하여 이루어진 것으로, 그 목적은 리튬 이온 공급원으로부터 리튬 금속 미분이 유리하여 외장 용기에 부착되어도, 외장 용기를 형성하는 알루미늄이 리튬과 합금화되는 것을 방지할 수 있는 축전 디바이스를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 축전 디바이스는, 적어도 일부분이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 외장 용기와, 이 외장 용기 내에 배치된 정극 전극 및 부극 전극과, 상기 외장 용기 내에 충전된, 리튬염을 포함하는 전해액으로 이루어지고, 상기 외장 용기 내에 배치된 리튬 이온 공급원과 상기 부극 전극 및／또는 상기 정극 전극의 전기 화학적 접촉에 의해, 리튬 이온이 당해 부극 전극 및／또는 당해 정극 전극에 도핑되는 축전 디바이스이며, 상기 외장 용기에 있어서의 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 부분이 정극 전위로 되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 축전 디바이스에 있어서는, 상기 외장 용기는, 알루미늄층을 갖는 라미네이트 필름으로 이루어지는 것이어도 된다.
또한, 상기 외장 용기는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 관 형상의 것이어도 된다.
이와 같은 축전 디바이스는, 리튬 이온 캐패시터로서 적합하다.
본 발명의 축전 디바이스에 의하면, 외장 용기에 있어서의 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 부분이 정극 전위로 되어 있으므로, 리튬 이온 공급원으로부터 리튬 금속 미분이 유리하여 외장 용기에 부착되어도, 당해 외장 용기에 있어서의 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 부분이 리튬과 합금화되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 리튬 이온 캐패시터의 일례에 있어서의 구성을 도시하는 설명용 단면도이다.
도 2는 권회형의 전극 유닛의 구성을 도시하는 설명용 단면도이다.
도 3은 권회형의 전극 유닛을 구성하는 전극 적층체의 설명도로, (a)는 평면도, (b)는 길이 방향으로 절단한 단면도이다.
도 4는 권회형의 전극 유닛의 외관을 도시하는 설명도이다.
도 5는 부극 전극의 일부를 확대하여 도시하는 설명도로, (a)는 평면도, (b)는 폭 방향으로 절단한 단면도이다.
도 6은 정극 전극의 일부를 확대하여 도시하는 설명도로, (a)는 평면도, (b)는 폭 방향으로 절단한 단면도이다.
도 7은 집전체에 리튬 이온 공급원이 압착된 상태를 도시하는 설명도이다.
도 8은 본 발명에 관한 리튬 이온 캐패시터의 다른 예에 있어서의 구성을 도시하는 설명용 단면도이다.
도 9는 본 발명에 관한 리튬 이온 캐패시터의 또 다른 예에 있어서의 구성을 도시하는 설명용 단면도이다.
도 10은 도 9에 도시하는 리튬 이온 캐패시터에 있어서의 외장 용기의 일단부를 확대하여 도시하는 설명용 단면도이다.
이하, 본 발명의 축전 디바이스를, 리튬 이온 캐패시터로 하여 실시한 경우의 형태를 예로 들어 설명한다.
도 1은 본 발명에 관한 리튬 이온 캐패시터의 일례에 있어서의 구성을 도시하는 설명용 단면도이다.
이 리튬 이온 캐패시터는, 각각 띠 형상의 정극 전극 및 부극 전극이, 세퍼레이터를 개재하여 적층되어 권회된 권회형의 리튬 이온 캐패시터이며, 원통 형상의 권회형의 전극 유닛(10)과, 이 전극 유닛(10)을 수용하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 외장 용기(20)와, 이 외장 용기(20) 내에 충전된 리튬염을 함유하는 전해액을 갖는 것이다.
도 2는 권회형의 전극 유닛의 구성을 도시하는 설명용 단면도, 도 3은 권회형의 전극 유닛을 구성하는 전극 적층체의 설명도로, 도 3의 (a)는 평면도, 도 3의 (b)는 길이 방향으로 절단한 단면도이다.
전극 유닛(10)은, 띠 형상의 제1 세퍼레이터(13)의 일면에, 띠 형상의 정극 전극(11), 띠 형상의 제2 세퍼레이터(14) 및 띠 형상의 부극 전극(12)이, 이 순서대로 적층되어 이루어지는 전극 적층체(10A)가, 그 일단부로부터 원통 형상으로 권회되어 구성되어 있다. 여기서, 정극 전극(11) 및 부극 전극(12)은, 후술하는 각각의 전극층이 제2 세퍼레이터(14)를 개재하여 서로 대향하도록 배치되어 있다. 도시한 예에서는, 전극 적층체(10A)는 부극 전극(12)이 내측으로 되도록 권회되어 있다. 또한, 제1 세퍼레이터(13) 및 제2 세퍼레이터(14)는, 정극 전극(11) 및 부극 전극(12)보다도 장척의 것이며, 전극 적층체(10A)에 있어서는, 정극 전극(11)은 제1 세퍼레이터(13)의 일단부 부분(13a) 및 타단부 부분(13b)을 제외한 중앙 부분에 적층되고, 부극 전극(12)은 제2 세퍼레이터(14)의 일단부 부분(14a) 및 타단부 부분(14b)을 제외한 중앙 부분에 적층되어 있다.
본 발명에 있어서, 「정극」이라 함은, 방전 시에 전류가 유출되고, 충전 시에 전류가 유입되는 측의 극을 의미하고, 「부극」이라 함은, 방전 시에 전류가 유입되고, 충전 시에 전류가 유출되는 측의 극을 의미한다.
제1 세퍼레이터(13)의 일단부 부분(13a)과 제2 세퍼레이터(14)의 일단부 부분(14a) 사이에는, 막 형상의 리튬 금속으로 이루어지는 리튬 이온 공급원(15)이, 정극 전극(11) 및 부극 전극(12)의 각각과는 직접 접촉하지 않도록, 전극 유닛(10)에 있어서 대략 1주 권회된 상태로 배치되어 있다. 또한, 제1 세퍼레이터(13)의 타단부 부분(13b)과 제2 세퍼레이터(14)의 타단부 부분(14b) 사이에는, 막 형상의 리튬 금속으로 이루어지는 리튬 이온 공급원(16)이, 정극 전극(11) 및 부극 전극(12)의 각각과는 직접 접촉하지 않도록, 전극 유닛(10)에 있어서 대략 1주 권회된 상태로 배치되어 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 전극 유닛(10)의 외주면, 즉 제1 세퍼레이터(13)의 타단부 부분(13b)의 외면에는, 전극 유닛(10)을 고정하는, 일면에 점착제층을 갖는 2개의 테이프(17)가 설치되어 있다. 이와 같은 테이프(17)를 설치함으로써, 전극 유닛(10)을 외장 용기(20) 내에 수용하는 작업이 용이해져, 리튬 이온 캐패시터의 조립 작업성의 향상을 도모할 수 있다.
부극 전극(12)은, 도 5에 도시한 바와 같이, 띠 형상의 부극 집전체(12a)의 적어도 일면에, 부극 활물질을 함유하여 이루어지는 전극층(12b)이 형성되어 이루어지는 것이다. 도시한 예에서는, 전극층(12b)은, 부극 집전체(12a)에 있어서의 일단부 벽부(22)에 접근하여 위치하는 일측 테두리부(12e)를 제외한 부분의 표면을 덮도록 형성되어 있어, 부극 집전체(12a)의 일측 테두리부(12e)의 표면이 노출된 상태로 되어 있다.
한편, 정극 전극(11)은, 도 6에 도시한 바와 같이, 띠 형상의 정극 집전체(11a)의 적어도 일면에, 정극 활물질을 함유하여 이루어지는 전극층(11b)이 형성되어 이루어지는 것이다. 도시한 예에서는, 전극층(11b)은, 정극 집전체(11a)에 있어서의 타단부 벽부(23)에 접근하여 위치하는 타측 테두리부(11e)를 제외한 부분의 표면을 덮도록 형성되어 있어, 정극 집전체(11a)의 타측 테두리부(11e)의 표면이 노출된 상태로 되어 있다.
그리고 전극 적층체(10A)에 있어서는, 정극 전극(11)은, 제1 세퍼레이터(13) 상에 정극 집전체(11a)의 타측 테두리부(11e)가 당해 제1 세퍼레이터(13)의 타측 테두리로부터 돌출되도록 적층되고, 부극 전극(12)은, 제2 세퍼레이터(14) 상에 부극 집전체(12a)의 일측 테두리부(12e)가 당해 제2 세퍼레이터(14)의 일측 테두리로부터 돌출되도록 적층되어 있다. 또한, 전극 유닛(10)에 있어서는, 제1 세퍼레이터(13)의 타측 테두리로부터 돌출되는 정극 집전체(11a)의 타측 테두리부(11e)가, 당해 전극 유닛(10)의 타단부(도 1에 있어서 하단부)에 있어서 돌출되어 내측으로 절곡되어 있고, 한편 제2 세퍼레이터(14)의 일측 테두리로부터 돌출되는 부극 집전체(12a)의 일측 테두리부(12e)가, 당해 전극 유닛(10)의 일단부(도 1에 있어서 상단부)로부터 돌출되어 내측으로 절곡되어 있다.
정극 집전체(11a) 및 부극 집전체(12a)(이하, 양자를 아울러「전극 집전체」라고도 함)는, 표리면을 관통하는 구멍을 갖는 다공재로 이루어지는 것이고, 이러한 다공재의 형태로서는, 익스팬드 메탈, 펀칭 메탈, 금속망, 발포체, 혹은 에칭에 의해 관통 구멍이 형성된 다공질박 등을 들 수 있다.
전극 집전체의 구멍의 형상은, 원형, 직사각형, 그 외 적당한 형상으로 설정할 수 있다. 또한, 전극 집전체의 두께는, 강도 및 경량화의 관점으로부터, 20 내지 50㎛인 것이 바람직하다.
전극 집전체의 기공률은, 통상 10 내지 79％, 바람직하게는 20 내지 60％이다. 여기서, 기공률은, [1-(전극 집전체의 질량／전극 집전체의 진비중)／(전극 집전체의 겉보기 체적)]×100에 의해 산출되는 것이다.
전극 집전체의 재질로서는, 일반적으로 유기 전해질 전지 등의 용도로 사용되고 있는 다양한 것을 사용할 수 있다. 부극 집전체(12a)의 재질의 구체예로서는, 스테인리스, 구리, 니켈 등을 들 수 있고, 정극 집전체(11a)의 재질의 구체예로서는, 알루미늄, 스테인리스 등을 들 수 있다.
이와 같은 다공재를 전극 집전체로서 사용함으로써, 리튬 이온 공급원(15, 16)으로부터 방출되는 리튬 이온이 전극 집전체의 구멍을 통과하여 자유롭게 각 전극간을 이동하므로, 부극 전극(12) 및／또는 정극 전극(11)에 있어서의 전극층(11b, 12b)에 리튬 이온을 도핑할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서는, 전극 집전체에 있어서의 적어도 일부의 구멍을, 탈락하기 어려운 도전성 재료를 사용하여 폐색하고, 이 상태에서 전극 집전체의 일면에 전극층(11b, 12b)이 형성되는 것이 바람직하고, 이에 의해 전극의 생산성을 향상시킬 수 있는 동시에, 전극 집전체로부터 전극층(11b, 12b)이 탈락함으로써 발생하는 리튬 이온 캐패시터의 신뢰성의 저하를 방지 또는 억제할 수 있다.
또한, 각 전극의 두께(전극 집전체 및 전극층의 합계의 두께)를 작게 함으로써, 한층 높은 출력 밀도를 얻을 수 있다.
또한, 전극 집전체에 있어서의 구멍의 형태 및 수 등은, 후술하는 전해액 중의 리튬 이온이 집전체에 차단되는 일 없이 전극의 표리 사이를 이동할 수 있도록, 또한 도전성 재료에 의해 폐색되기 쉽도록 적절하게 설정할 수 있다.
부극 전극(12)에 있어서의 전극층(12b)은, 리튬 이온을 가역적으로 담지 가능한 부극 활물질을 함유하여 이루어지는 것이다.
전극층(12b)을 구성하는 부극 활물질로서는, 예를 들어 흑연, 난흑연화 탄소, 방향족계 축합 폴리머의 열처리물이며 수소 원자／탄소 원자의 원자수비(이하「H／C」이라 명기함)가 0.05 내지 0.50인 폴리아센계 골격 구조를 갖는 폴리아센계 유기 반도체(이하,「PAS」라고 함) 등을 적절하게 사용할 수 있다.
본 발명에 관한 리튬 이온 캐패시터에 있어서, 부극 전극(12)에 있어서의 전극층(12b)은, 상기한 탄소 재료나 PAS 등의 부극 활물질을 함유하여 이루어지는 재료를 사용하여 부극 집전체(12a) 상에 형성되지만, 그 방법은 특정되지 않고 공지의 방법을 이용할 수 있다. 구체적으로는, 부극 활물질 분말, 바인더 및 필요에 따라 도전성 분말이 수계 매체 또는 유기 용매 중에 분산되어 이루어지는 슬러리를 조제하고, 이 슬러리를 부극 집전체(12a)의 표면에 도포하여 건조시킴으로써, 혹은 상기 슬러리를 미리 시트 형상으로 성형하고, 얻어지는 성형체를 부극 집전체(12a)의 표면에 부착함으로써, 전극층(12b)을 형성할 수 있다.
여기서, 슬러리의 조제에 사용되는 바인더로서는, 예를 들어 SBR 등의 고무계 바인더나, 폴리4불화에틸렌, 폴리불화비닐리덴 등의 불소계 수지, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 열가소성 수지를 들 수 있다. 이들 중에서는, 바인더로서 불소계 수지가 바람직하고, 특히 불소 원자／탄소 원자의 원자수비(이하,「F／C」이라 함)가 0.75 이상이고 1.5 미만인 불소계 수지를 사용하는 것이 바람직하고, F／C가 0.75 이상이고 1.3 미만의 불소계 수지가 더욱 바람직하다.
바인더의 사용량은, 부극 활물질의 종류나 전극 형상 등에 따라 다르지만, 부극 활물질에 대해 1 내지 20질량％, 바람직하게는 2 내지 10질량％이다.
또한, 필요에 따라 사용되는 도전성 재료로서는, 예를 들어 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙(등록 상표), 그라파이트, 금속 분말 등을 들 수 있다. 이 도전성 재료의 사용량은, 부극 활물질의 전기 전도도, 전극 형상 등에 따라 다르지만, 부극 활물질에 대해 2 내지 40질량％의 비율로 사용하는 것이 바람직하다.
부극 집전체(12a)에 상기 슬러리를 도포 시공함으로써, 전극층(12b)을 형성하는 경우에는, 부극 집전체(12a)의 도포 시공면에 도전성 재료의 기초층을 형성하는 것이 바람직하다. 부극 집전체(12a)의 표면에 슬러리를 직접 도포 시공하는 경우에는, 부극 집전체(12a)가 다공재이므로, 슬러리가 부극 집전체(12a)의 구멍으로부터 누출되거나, 혹은 부극 집전체(12a)의 표면이 평활하지 않으므로, 균일한 두께를 갖는 전극층(12b)을 형성하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 그리고 부극 집전체(12a)의 표면에 기초층을 형성함으로써, 구멍이 기초층에 의해 덮어지는 동시에, 평활한 도포 시공면이 형성되므로, 슬러리를 도포 시공하기 쉬워지는 동시에, 균일한 두께를 갖는 전극층(12b)을 형성할 수 있다.
부극 전극(12)에 있어서의 전극층(12b)의 두께는, 얻어지는 리튬 이온 캐패시터에 충분한 에너지 밀도가 확보되도록 정극 전극(11)에 있어서의 전극층(11b)의 두께와의 밸런스로 설계되지만, 얻어지는 리튬 이온 캐패시터의 출력 밀도, 에너지 밀도 및 공업적 생산성 등의 관점으로부터, 부극 집전체(12a)의 일면에 형성되는 경우에서는, 통상 15 내지 100㎛, 바람직하게는 20 내지 80㎛이다.
정극 전극(11)에 있어서의 전극층(11b)은, 리튬 이온 및／또는 예를 들어 테트라플루오르붕산염과 같은 음이온을 가역적으로 담지할 수 있는 정극 활물질을 함유하여 이루어지는 것이다.
전극층(11b)을 구성하는 정극 활물질로서는, 예를 들어 활성탄, 도전성 고분자, 방향족계 축합 폴리머의 열처리물이며 H／C가 0.05 내지 0.50인 폴리아센계 골격 구조를 갖는 PAS 등을 사용할 수 있다.
정극 전극(11)에 있어서의 전극층(11b)은, 부극 전극(12)에 있어서의 전극층(12b)과 동일한 방법에 의해 형성할 수 있다.
제1 세퍼레이터(13) 및 제2 세퍼레이터(14)로서는, 전해액, 정극 활물질 혹은 부극 활물질에 대해 내구성이 있고, 전해액이 함침 가능한 연통 기공을 갖는 전기 전도성이 작은 다공체 등을 사용할 수 있다.
제1 세퍼레이터(13) 및 제2 세퍼레이터(14)의 재질로서는, 셀룰로오스(종이), 셀룰로오스／레이온, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 그 외 공지의 것을 사용할 수 있다. 이들 중에는, 셀룰로오스(종이)가 내구성 및 경제성의 점에서 바람직하다.
제1 세퍼레이터(13) 및 제2 세퍼레이터(14)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 통상 20 내지 50㎛ 정도가 바람직하다.
도 7에 도시한 바와 같이, 리튬 이온 공급원(15, 16)은, 금속제의 집전체(이하,「리튬극 집전체」이라 함)(15a, 16a)에 압착 또는 적층되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 있어서는, 리튬극 집전체(15a, 16a)에, 리튬극 단자(도시 생략)를 설치함으로써, 혹은 리튬극 집전체(15a, 16a)에 있어서의 일단부 벽부(22)에 접근하여 위치하는 일측 테두리부가 제1 세퍼레이터(13) 및 제2 세퍼레이터(14)의 각각의 일측 테두리로부터 돌출되도록 설치됨으로써, 부극 전극 단자(35)에 전기적으로 접속할 수 있다.
이 리튬극 집전체(15a, 16a)로서는, 리튬 이온 공급원(15, 16)을 구성하는 리튬 금속이 압착 또는 증착되기 쉽고, 필요에 따라 리튬 이온이 통과하도록, 전극 집전체와 동일한 다공 구조의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 리튬극 집전체(15a, 16a)의 재질은, 스테인리스 등의 리튬 이온 공급원(15, 16)과 반응하지 않는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
*또한, 리튬극 집전체(15a, 16a)로서, 스테인리스 메쉬 등의 도전성 다공체를 사용하는 경우에는, 리튬 이온 공급원(15, 16)을 구성하는 리튬 금속의 적어도 일부, 특히 80질량％ 이상이, 리튬극 집전체(15a, 16a)의 구멍에 매립되어 있는 것이 바람직하고, 이에 의해 리튬 이온이 부극 전극(12)에 담지된 후에도, 리튬 금속의 소실에 의해 전극간에 발생하는 간극이 적어져, 얻어지는 리튬 이온 캐패시터의 신뢰성을 보다 확실하게 유지할 수 있다.
또한, 리튬극 집전체(15a, 16a)의 두께는, 10 내지 200㎛ 정도인 것이 바람직하다.
또한, 리튬극 집전체(15a, 16a)에 압착되는 리튬 금속의 두께는, 부극 전극(12)에 미리 담지하는 리튬 이온의 양을 고려하여 적절하게 정해지지만, 통상 1 내지 300㎛이고, 50 내지 300㎛ 정도가 바람직하다.
리튬 이온 공급원(15, 16)을 구성하는 리튬 금속의 양은, 정극 전극(11)과 부극 전극(12)을 단락시킨 후에 있어서의 정극 전극(11)의 전위가 2.0V 이하로 되도록, 리튬 이온이 도핑되는 양으로 설정하는 것이 바람직하고, 예를 들어 부극 전극(12)에 대해, 리튬 이온이 전극 유닛(10)의 외주면 및 내주면의 양측으로부터 가능한 한 균형적으로 신속히 도핑되도록, 리튬 이온 공급원(15)을 구성하는 리튬 금속의 양 및 리튬 이온 공급원(16)을 구성하는 리튬 금속의 양을 배분하는 것이 더욱 바람직하다.
테이프(17)의 기재의 재질로서는, 전해액에 대해 내구성을 갖고, 얻어지는 리튬 이온 캐패시터에 악영향을 미치지 않는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 폴리이미드나 폴리프로필렌 등을 사용할 수 있다.
또한, 테이프(17)는, 두께가 50 내지 100㎛ 정도, 폭이 5 내지 10㎜ 정도인 것이 전극 유닛(10)을 안정적으로 고정할 수 있고, 또한 작업성도 향상되므로 바람직하다.
또한, 테이프(17)는, 전극 유닛(10)의 1주 이상을 권회하도록 설치되어 있어도, 전극 유닛(10)의 1주 미만을 권회하도록 설치되어 있어도 된다.
외장 용기(20)는, 원관 형상의 주위벽부(21)의 양단부에 각각 원판 형상의 일단부 벽부(22) 및 타단부 벽부(23)가 일체로 형성되어 구성되어 있다. 여기서, 「일체」라 함은, 용접 등에 의한 이음매를 통해 일체화되어 있는 경우를 포함한다. 도시한 예에서는, 일단부 벽부(22)는 주위벽부(21)의 일단부의 주연에 용접됨으로써 일체로 형성되고, 타단부 벽부(23)는 일체 성형에 의해 주위벽부(21)의 타단부에 연속해서 일체로 형성되어 있다.
그리고 전극 유닛(10)은, 외장 용기(20) 내에, 당해 전극 유닛(10)의 일단부, 즉 부극 집전체(12a)의 일측 테두리부(12e)가 일단부 벽부(22)에 접근하여 위치하도록, 당해 외장 용기(20)의 축 방향을 따라 배치되어 있다.
외장 용기(20)에 있어서의 일단부 벽부(22)에는, 각각 나선 형상의 내주면을 갖는 금속제의 너트형 또는 나선 형상의 외주면을 갖는 중공 기둥 형상의 금속제의 볼트형의 정극 전극 단자(30) 및 부극 전극 단자(35)가, 당해 일단부 벽부(22)의 외면으로부터 돌출되도록 서로 이격하여 설치되어 있다. 구체적으로는, 정극 전극 단자(30)는, 그 기단부가 외장 용기(20)에 있어서의 일단부 벽부(22)의 외면에 용접에 의해 고정되어 전기적으로 접속된 상태에서 설치되어 있다. 한편, 부극 전극 단자(35)는, 외장 용기(20)에 있어서의 일단부 벽부(22)를 두께 방향으로 관통하여 신장되도록 설치되어 있고, 부극 전극 단자(35)에 있어서의 일단부 벽부(22)를 관통하는 부분에 있어서, 당해 부극 단자 전극(35)과 일단부 벽부(22) 사이에 절연성 재료로 이루어지는 가스킷(38)이 설치되어 있고, 이에 의해 부극 전극 단자(35)는 일단부 벽부(22)와 전기적으로 절연된 상태로 되어 있다.
외장 용기(20)의 구체적인 치수는, 내부에 배치되는 전극 유닛(10)의 치수에 따라 설정된다.
정극 전극 단자(30)로서는, 알루미늄으로 이루어지는 것을 적절하게 사용할 수 있고, 한편 부극 전극 단자(35)로서는, 구리로 이루어지는 기체의 표면에 니켈이 도금되어 이루어지는 것을 적절하게 사용할 수 있다.
또한, 정극 전극 단자(30) 및 부극 전극 단자(35)의 외경은, 예를 들어 5 내지 12㎜이다.
또한, 정극 전극 단자(30) 및 부극 전극 단자(35)에 있어서의 일단부 벽부(22)로부터의 돌출 높이는, 예를 들어 5 내지 30㎜이다.
전극 유닛(10)의 일단부에는, 금속으로 이루어지는 원판 형상의 부극 집전판(26)이, 부극 집전체(12a)의 일측 테두리부(12e)에, 예를 들어 저항 용접에 의해 용접되어 전기적으로 접속된 상태에서 절연성 수지로 이루어지는 고정 부재(27)에 의해 고정되어 설치되어 있고, 이 부극 집전판(26)에는, 부극 리드선(28)이 전기적으로 접속되고, 또한 이 부극 리드선(28)이 부극 전극 단자(35)에 전기적으로 접속됨으로써, 부극 집전체(12a)의 일측 테두리부(12e)에, 부극 집전판(26) 및 부극 리드선(28)을 통해, 부극 전극 단자(35)가 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 전극 유닛(10)의 타단부에는, 금속으로 이루어지는 원판 형상의 정극 집전판(25)이, 정극 집전체(11a)의 타측 테두리부(11e)에, 예를 들어 저항 용접에 의해 용접되어 전기적으로 접속된 상태에서 배치되고, 또한 이 정극 집전판(25)은 외장 용기(20)의 타단부 벽부(23)의 내면에, 예를 들어 저항 용접에 의해 용접되어 전기적으로 접속되어 있고, 이에 의해 외장 용기(20)가 정극 전위로 되는 동시에, 정극 집전체(11a)의 타측 테두리부(11e)에, 정극 집전판(25) 및 외장 용기(20)[타단부 벽부(23), 주위벽부(21) 및 일단부 벽부(22)]를 통해, 정극 전극 단자(30)가 전기적으로 접속되어 있다.
정극 집전판(25)으로서는, 알루미늄으로 이루어지는 것을 사용할 수 있고, 부극 집전판(26)으로서는, 구리로 이루어지는 기체의 표면에 니켈이 도금되어 이루어지는 것을 사용할 수 있다.
또한, 정극 집전판(25) 및 부극 집전판(26)의 두께는, 예를 들어 5 내지 30㎜이다.
외장 용기(20) 내에는, 리튬염의 비프로톤성 유기 용매 전해질 용액으로 이루어지는 전해액이 충전되어 있다.
전해질을 구성하는 리튬염으로서는, 리튬 이온을 이송 가능하고, 고전압 하에 있어서도 전기 분해를 일으키지 않고, 리튬 이온이 안정적으로 존재할 수 있는 것이면 되고, 그 구체예로서는 LiClO4, LiAsF6, LiBF4, LiPF6, Li(C2F5SO2)2N 등을 들 수 있다.
비프로톤성 유기 용매의 구체예로서는, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, γ-부티롤락톤, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 테트라히드로푸란, 디옥소란, 염화메틸렌, 설포란 등을 들 수 있다. 이들 비프로톤성 유기 용매는, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
전해액은, 상기한 전해질 및 용매를 충분히 탈수된 상태에서 혼합함으로써 조제되지만, 전해액 중의 전해질의 농도는, 전해액에 의한 내부 저항을 작게 하기 위해, 적어도 0.1몰／L 이상인 것이 바람직하고, 0.5 내지 1.5몰／L인 것이 더욱 바람직하다.
상기한 리튬 이온 캐패시터는, 예를 들어 원관 형상의 주위벽부(21)의 타단부에 타단부 벽부(23)가 일체 성형된 외장 용기재를 준비하고, 이 외장 용기재 내에, 전극 유닛(10)을 배치하는 동시에, 소요의 전기 접속 작업을 행한 후, 외장 용기재의 일단부에, 정극 전극 단자(30) 및 부극 전극 단자(35)가 설치된 원판 형상의 일단부 벽부재를 용접하여 일체화함으로써, 외장 용기(20)를 형성하고, 또한 외장 용기(20) 내에 전해액을 충전함으로써 얻어진다.
그리고 이와 같이 하여 제작된 리튬 이온 캐패시터에 있어서는, 외장 용기(20) 내에 리튬 이온을 공급할 수 있는 전해액이 충전되어 있으므로, 적당한 기간 방치되면, 부극 전극(12) 및／또는 정극 전극(11)과 리튬 이온 공급원(15, 16)의 전기 화학적 접촉에 의해, 리튬 이온 공급원(15, 16)으로부터 방출된 리튬 이온이 부극 전극(12) 및／또는 정극 전극(11)에 도핑된다.
또한, 미리 제1 세퍼레이터(13) 및 제2 세퍼레이터(14)에 리튬 이온 공급원(15, 16)을 배치한 상태에서 전극 적층체(10A)가 권회됨으로써, 전극 유닛(10)의 제작과 리튬 이온 공급원(15, 16)의 배치를 동일한 공정으로 행할 수 있으므로, 한층 높은 생산성이 얻어진다.
그리고 상기한 리튬 이온 캐패시터에 의하면, 외장 용기(20)가 정극 전위로 되어 있으므로, 리튬 이온 공급원(15, 16)으로부터 리튬 금속 미분이 유리하여 외장 용기(20)의 내면에 부착되어도, 당해 외장 용기(20)를 구성하는 알루미늄이 리튬과 합금화되는 것을 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명에 관한 리튬 이온 캐패시터의 다른 예에 있어서의 구성을 도시하는 설명용 단면도이다.
이 리튬 이온 캐패시터는, 각각 띠 형상의 정극 전극 및 부극 전극이, 세퍼레이터를 개재하여 적층되어 권회된 권회형의 리튬 이온 캐패시터이며, 도 2 내지 도 7에 도시하는 구성의 권회형의 전극 유닛(10)과, 이 전극 유닛(10)을 수용하는 외장 용기(20)와, 이 외장 용기(20) 내에 충전된 리튬염을 함유하는 전해액을 갖는 것이다.
이 예에 있어서의 외장 용기(20)에 있어서는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 원관 형상의 주위벽부(21)의 타단부에 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 원판 형상의 타단부 벽부(23)가 일체로 형성되고, 주위벽부(21)의 일단부의 개구에는, 절연성 수지로 이루어지는 일단부 벽부(22)가 가스킷(39)에 의해 외장 용기(20) 내가 밀폐되도록 배치되어 있다. 그리고 전극 유닛(10)은, 외장 용기(20) 내에 당해 전극 유닛(10)의 일단부, 즉 부극 집전체(12a)의 일측 테두리부(12e)가 일단부 벽부(22)에 접근하여 위치하도록, 당해 외장 용기(20)의 축 방향을 따라 배치되어 있다.
외장 용기(20)에 있어서의 일단부 벽부(22)에는, 각각 나선 형상의 내주면을 갖는 금속제의 너트형 또는 나선 형상의 외주면을 갖는 중공 기둥 형상의 금속제의 볼트형의 정극 전극 단자(30) 및 부극 전극 단자(35)가, 당해 일단부 벽부(22)를 관통하여 외면으로부터 돌출되도록 서로 이격하여 설치되어 있다.
전극 유닛(10)의 일단부(도 8에 있어서 상단부)에는, 금속으로 이루어지는 원판 형상의 부극 집전판(26)이, 부극 집전체(12a)의 일측 테두리부(12e)에, 예를 들어 열선 용접(레이저 용접 등), 초음파 용접, 저항 용접 등의 용접 방법에 의해 용접되어 전기적으로 접속된 상태에서 절연성 수지로 이루어지는 고정 부재(27)에 의해 고정되어 설치되어 있고, 이 부극 집전판(26)에는, 부극 리드선(28)이 전기적으로 접속되고, 또한 이 부극 리드선(28)이 부극 전극 단자(35)에 전기적으로 접속됨으로써, 부극 집전체(12a)의 일측 테두리부(12e)에, 부극 집전판(26) 및 부극 리드선(28)을 통해, 부극 전극 단자(35)가 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 전극 유닛(10)의 타단부에는, 금속으로 이루어지는 원판 형상의 정극 집전판(25)이, 정극 집전체(11a)의 타측 테두리부(11e)에, 예를 들어 저항 용접에 의해 용접되어 전기적으로 접속된 상태에서 배치되고, 이 정극 집전판(25)에는 정극 리드선(24)이 전기적으로 접속되고, 또한 이 정극 리드선(24)이 정극 전극 단자(30)에 전기적으로 접속됨으로써, 정극 집전체(11a)의 타측 테두리부(11e)에, 정극 집전판(25) 및 정극 리드선(24)을 통해, 정극 전극 단자(30)가 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 정극 집전판(25)은 외장 용기(20)의 타단부 벽부(23)의 내면에, 예를 들어 저항 용접에 의해 용접되어 전기적으로 접속되어 있고, 이에 의해 외장 용기(20)에 있어서의 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 부분, 구체적으로는 주위벽부(21) 및 타단부 벽부(23)가 정극 전위로 되어 있다.
외장 용기(20)에 있어서의 일단부 벽부(21)를 구성하는 절연성 수지로서는, 폴리페닐렌설파이드 등을 사용할 수 있다.
또한, 정극 전극 단자(30), 부극 전극 단자(35), 정극 집전판(25) 및 부극 집전판(26)의 치수 및 재질 및 외장 용기(20) 내에 충전되는 전해액은, 도 1에 도시하는 리튬 이온 캐패시터와 동일하다.
이와 같은 리튬 이온 캐패시터에 따르면, 외장 용기(20)에 있어서의 주위벽부(21) 및 타단부 벽부(23)가 정극 전위로 되어 있으므로, 리튬 이온 공급원(15, 16)으로부터 리튬 금속 미분이 유리하여 외장 용기(20)에 있어서의 주위벽부(21) 및 타단부 벽부(23)의 내면에 부착되어도, 당해 주위벽부(21) 및 당해 타단부 벽부(23)를 구성하는 알루미늄이 리튬과 합금화되는 것을 방지할 수 있다.
도 9는 본 발명에 관한 리튬 이온 캐패시터의 또 다른 예에 있어서의 구성을 도시하는 설명용 단면도이다.
이 리튬 이온 캐패시터는, 복수의 정극 전극(11) 및 복수의 부극 전극(12)이, 세퍼레이터(18)를 개재하여 교대로 적층된 적층형의 리튬 이온 캐패시터이며, 적층형의 전극 유닛(10)과, 이 전극 유닛(10)을 수용하는 외장 용기(40)와, 이 외장 용기(40) 내에 충전된 리튬염을 함유하는 전해액을 갖는 것이다.
이 예의 외장 용기(40)는, 각각 직사각형의 라미네이트 필름으로 이루어지는 상부 외장 필름(41) 및 하부 외장 필름(45)이, 서로 겹친 상태에서, 각각의 외주연부를 따라 서로 기밀하게 접합됨으로써 시일부(49)가 형성되어 구성되어 있다. 도시한 예에서는, 상부 외장 필름(41)에 있어서의 중앙 부분에는, 교축 가공이 실시되어 있고, 이에 의해 외장 용기(40)의 내부에는, 전극 유닛(10)이 수용되는 수용 공간(S)이 형성되어, 당해 수용 공간(S) 내에 전극 유닛(10)이 수용되는 동시에, 전해액이 충전되어 있다. 또한, 외장 용기(40)의 일단부(도 9에 있어서 우측 단부)에는, 금속으로 이루어지는 정극 전극 단자(30)가, 당해 외장 용기(40)의 내부의 수용 공간(S)으로부터 시일부(49)를 통해 외부로 돌출되도록 설치되고, 외장 용기(40)의 타단부(도 9에 있어서 좌측 단부)에는, 금속으로 이루어지는 부극 전극 단자(35)가, 당해 외장 용기(40)의 내부의 수용 공간(S)으로부터 시일부(49)를 통해 외부로 돌출되도록 설치되어 있다.
상부 외장 필름(41) 및 하부 외장 필름(45)의 각각은, 도 10에 도시한 바와 같이, 예를 들어 폴리프로필렌층으로 이루어지는 내층(42, 46)과, 이 내층(42, 46)에 적층된 알루미늄층으로 이루어지는 중간층(43, 47)과, 이 중간층(43, 47)에 적층된, 예를 들어 나일론으로 이루어지는 외층(44, 48)의 3층 구조로 이루어지는 것이다.
또한, 이 예의 전극 유닛(10)에 있어서는, 직사각형의 시트 형상의 복수의 정극 전극(11) 및 직사각형의 시트 형상의 부극 전극(12)이 세퍼레이터(18)를 개재하여 교대로 적층되어 있고, 최상층의 부극 전극(12)의 상면에는, 세퍼레이터(18)를 개재하여, 직사각형의 막 형상의 리튬 이온 공급원(15)이 적층되고, 최하층의 부극 전극(12)의 하면에는, 세퍼레이터(18)를 개재하여, 직사각형의 막 형상의 리튬 이온 공급원(16)이 적층되어 있다.
정극 전극(11)의 각각은, 정극 집전체(11a)의 양면에 정극 활물질을 함유하여 이루어지는 직사각형의 전극층(도시 생략)이 형성되어 구성되어 있다. 정극 전극(11)의 각각에 있어서의 정극 집전체(11a)는, 각각 외장 용기(40)의 일단부에 접근하여 위치하는 일단부가 정극 전극 단자(30)를 향하여 신장되어 당해 정극 전극 단자(30)에 전기적으로 접속되어 있다.
부극 전극(12)의 각각은, 부극 집전체(12a)의 양면에 부극 활물질을 함유하여 이루어지는 직사각형의 전극층(도시 생략)이 형성되어 구성되어 있다. 부극 전극(12)의 각각에 있어서의 부극 집전체(12a)는, 각각 외장 용기(40)의 타단부에 근접하여 위치하는 타단부가 부극 전극 단자(35)를 향하여 신장되어 당해 부극 전극 단자(35)에 전기적으로 접속되어 있다.
그리고 정극 전극 단자(30)는, 상부 외장 필름(41), 정극 전극 단자(30) 및 하부 외장 필름(45)을 두께 방향으로 관통하여 신장되는 침 형상의 금속으로 이루어지는 접속 부재(33)를 통해, 상부 외장 필름(41) 및 하부 외장 필름(45)의 각각에 있어서의 중간층(43, 47)에 전기적으로 접속되고, 이에 의해 상부 외장 필름(41) 및 하부 외장 필름(45)의 각각에 있어서의 중간층(43, 47)이 정극 전위로 되어 있다.
*이상에 있어서, 정극 전극 단자(30) 및 부극 전극 단자(35)의 두께는, 예를 들어 0.1 내지 0.5㎜이다.
또한, 외장 용기(40)에 있어서의 시일부(49)의 폭은, 예를 들어 5 내지 15㎜이다.
또한, 접속 부재(33)를 구성하는 금속으로서는, 스테인리스재 등을 사용할 수 있다.
또한, 정극 전극(11)에 있어서의 정극 집전체(11a) 및 전극층의 재질, 부극 전극(12)에 있어서의 부극 집전체(12a) 및 전극층의 재질, 정극 전극 단자(30) 및 부극 전극 단자(35)의 재질 및 외장 용기(40) 내에 충전되는 전해액은, 도 1에 도시하는 리튬 이온 캐패시터와 동일하다.
이와 같은 리튬 이온 캐패시터는, 예를 들어 이하와 같이 하여 제조할 수 있다.
정극 전극 단자(30) 및 부극 전극 단자(35)가 설치된 전극 유닛(10)을, 하부 외장 필름(45) 상에 있어서의 소요의 위치에 배치하는 동시에, 이 전극 유닛(10) 상에 상부 외장 필름(41)을 겹치고, 상부 외장 필름(41) 및 하부 외장 필름(45)의 외주연부에 있어서의 3변을 열융착한다.
그리고 상부 외장 필름(41) 및 하부 외장 필름(45)의 사이에 전해액을 주입한 후, 상부 외장 필름(41) 및 하부 외장 필름(45)의 외주연부에 있어서의 미융착된 1변을 열융착함으로써, 상부 외장 필름(41) 및 하부 외장 필름(45)의 외주연부의 전체 둘레에 걸쳐 시일부(49)가 형성되어 이루어지는 외장 용기(40)를 형성함으로써, 리튬 이온 캐패시터가 얻어진다.
이와 같은 리튬 이온 캐패시터에 의하면, 외장 용기(40)를 구성하는 상부 외장 필름(41) 및 하부 외장 필름(45)의 각각에 있어서의 중간층(43, 47)을 구성하는 알루미늄층이 정극 전위로 되어 있으므로, 상부 외장 필름(41) 및 하부 외장 필름(45)의 각각에 있어서의 내층(42, 46)에 균열이나 파손이 발생하고 있는 경우에 있어서, 리튬 이온 공급원(15, 16)으로부터 리튬 금속 미분이 유리하여 외장 용기(40)에 있어서의 중간층(43, 47)의 내면에 부착되어도, 당해 중간층(43, 47)을 구성하는 알루미늄이 리튬과 합금화되는 것을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 리튬 이온 캐패시터의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기한 형태로 한정되지 않고, 다양한 변경이 가능하다.
예를 들어 전극 유닛(10)은, 권회형의 것 및 적층형 이외의 구성의 것이어도 된다.
또한, 외장 용기로서는, 적어도 일부분이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 것이면, 다양한 구성의 것을 사용할 수 있다.
또한, 외장 용기에 있어서의 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 부분이 정극 전위로 되기 위한 전기적 접속 구조는, 상기한 실시 형태로 한정되지 않고, 적당한 구조를 채용할 수 있다.
또한, 본 발명은, 리튬 이온 캐패시터로 한정되지 않고, 리튬 이온 2차 전지 등의 축전 디바이스에도 적절하게 적용할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서의 관 형상 구조라 함은, 관 형상의 구조이면 좋고, 넓게 원통형, 각형 등도 포함하는 것을 말한다. 즉, 외장 용기가 관 형상 구조인 경우에 있어서는, 원통형의 축전 디바이스 외에, 각형 등의 것에도 적용 가능하다.
10 : 전극 유닛
10A : 전극 적층체
11 : 정극 전극
11a : 정극 집전체
11b : 전극층
11e : 타측 테두리부
12 : 부극 전극
12a : 부극 집전체
12b : 전극층
12e : 일측 테두리부
13 : 제1 세퍼레이터
13a : 일단부 부분
13b : 타단부 부분
14 : 제2 세퍼레이터
14a : 일단부 부분
14b : 타단부 부분
15, 16 : 리튬 이온 공급원
15a, 16a : 리튬극 집전체
17 : 테이프
18 : 세퍼레이터
20 : 외장 용기
21 : 주위벽부
22 : 일단부 벽부
23 : 타단부 벽부
24 : 정극 리드선
25 : 정극 집전판
26 : 부극 집전판
27 : 고정 부재
28 : 부극 리드선
30 : 정극 전극 단자
33 : 접속 부재
35 : 부극 전극 단자
38, 39 : 가스킷
40 : 외장 용기
41 : 상부 외장 필름
42 : 내층
43 : 중간층
44 : 외층
45 : 하부 외장 필름
46 : 내층
47 : 중간층
48 : 외층
49 : 시일부
S : 수용 공간

Claims (6)

  1. 적어도 일부분이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 외장 용기와, 이 외장 용기 내에 배치된 정극 활물질로서 활성탄을 함유한 정극 전극 및 부극 전극과, 상기 외장 용기 내에 충전된, 리튬염을 포함하는 전해액으로 이루어지는 리튬 이온 캐패시터이며,
    상기 외장 용기는, 하기 (a) 또는 (b) 중 어느 하나의 구성을 가지며,
    (a) 관상의 주위벽부의 양단부에 판상의 일단부 벽부 및 타단부 벽부가 일체로 형성되어 구성되어 있고, 일단부 벽부에 정극 전위 단자 및 부극 전극 단자가 상기 일단부 벽부의 외면으로부터 돌출되도록 서로 이격하여 설치되어 있는 구성;
    (b) 각각 직사각형의 라미네이트 필름으로 이루어지는 상부 외장 필름 및 하부 외장 필름으로 구성되어 있는 구성
    상기 외장 용기에 있어서의 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 부분이 상기 정극 전극과 전기적으로 접속되어 정극 전위로 되어 있는 것을 특징으로 하는, 리튬 이온 캐패시터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 외장 용기는, (a) 관상의 주위벽부의 양단부에 판상의 일단부 벽부 및 타단부 벽부가 일체로 형성되어 구성되어 있고, 일단부 벽부에 정극 전위 단자 및 부극 전극 단자가 상기 일단부 벽부의 외면으로부터 돌출되도록 서로 이격하여 설치되어 있는 구성을 가지며,
    상기 일단부 벽부는, 상기 주위벽부의 일단부의 주연에 일체로 형성되고, 타단부 벽부는, 상기 주위벽부의 타단부에 연속해서 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 리튬 이온 캐패시터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 외장 용기는, 상기 일단부 벽부 및 타단부 벽부가 주위벽부의 일단부의 주연 및 주위벽부의 타단부의 주연에 용접되어 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는, 리튬 이온 캐패시터.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 외장 용기는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 관 형상의 것인 것을 특징으로 하는, 리튬 이온 캐패시터.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 외장 용기는, 원통형 또는 각형인 것을 특징으로 하는, 리튬 이온 캐패시터.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 외장 용기 내에 배치된 리튬 이온 공급원과 상기 부극 전극과의 전기 화학적 접촉에 의해, 리튬 이온이 상기 부극 전극에 도핑되는 것을 특징으로 하는, 리튬 이온 캐패시터.
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