KR20130108099A - 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛의 제조 방법 및 리튬 이온 캐패시터 - Google Patents

리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛의 제조 방법 및 리튬 이온 캐패시터 Download PDF

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Abstract

집전 부재와 극판을 확실하게 용접하여, 용접부의 저항이 낮은 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛을 제조하는 방법 및 리튬 이온 캐패시터를 제공한다. 정극판(9)의 미도포 시공부(25)와 부극판(11)의 미도포 시공부(33)가 역방향으로 세퍼레이터(13, 15)보다도 외측으로 돌출되도록 구성하고, 축심(7)을 중심으로 하여 단면 소용돌이 형상으로 권회되어 극판군(5)을 구성한다. 또한, 극판군(5)의 직경 방향의 중앙 영역에 있어서, 금속 리튬 지지 부재(17)의 권회층이 위치하도록 금속 리튬 지지 부재(17)가 부극판(11) 상에 배치되어 있다. 부극 집전 부재(45)를 미도포 시공부(33) 상에 얹은 상태에서, 레이저 광을 연속적으로 발생하는 직접 집광형 반도체 레이저 장치를 사용하여 용접을 행하여, 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛(2)을 제조한다. 용기(3)에 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛(2)을 수납하여, 리튬 이온 캐패시터(1)를 얻는다.

Description

리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛의 제조 방법 및 리튬 이온 캐패시터 {METHOD FOR PRODUCING ELECTRODE PLATE GROUP UNIT FOR LITHIUM-ION CAPACITOR, AND LITHIUM-ION CAPACITOR}
본 발명은, 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛의 제조 방법 및 그 극판군 유닛을 구비한 리튬 이온 캐패시터에 관한 것이다.
대용량 캐패시터(예를 들면, 500F 이상)로서, 리튬 이온 전지의 이점과 전기 이중층 캐패시터의 이점을 조합한 리튬 이온 캐패시터가 개발되어 있다. 최근 개발이 진행되고 있는 리튬 이온 캐패시터는, 일반적으로, 정극 활물질에 활성탄, 부극 활물질에 리튬 이온을 흡장ㆍ방출 가능한 탄소재가 사용되고 있다. 리튬 이온 캐패시터는, 미리 부극판에 리튬 이온이 흡장 또는 도프되어 있음으로써, 부극 전위가 통상의 전기 이중층 캐패시터(약 -1V∼-1.35V)보다 낮게 유지된다(약 -3V). 그로 인해, 셀의 사용 전압 범위를 높게 할 수 있고(약 2.2V∼3.8V), 또한 정극 충방전 기구로서, 통상의 전기 이중층 캐패시터에서 이용되는 음이온의 흡착에 더하여, 양이온의 흡착도 이용할 수 있으므로, 용량을 원리적으로 2배 취출할 수 있다. 또한 리튬 이온 캐패시터는, 리튬 이온 전지에 비해 용량은 작지만, 내부 저항이 작아 출력 특성의 점에서 우수한 동시에, 수명이 길다고 하는 이점이 있다[일본 특허 출원 공개 제2010-141217호(특허문헌 1)]. 특허문헌 1에 기재된 구조에서는, 복수의 탭을 이용하여 집전판과 집전 부재를 접속하고 있다.
이러한 리튬 이온 캐패시터를 제조하는 경우에, 구리박으로 이루어지는 부극 집전체와 구리로 이루어지는 부극 집전 부재를 확실하게 용접하기 위해, YAG 레이저 광을 사용한 레이저 용접을 이용하고 있는 것이 있다[일본 특허 출원 공개 제2010-93178호(특허문헌 2)]. 특허문헌 2에 기재된 구조에서는, 탭을 이용하는 일 없이, 부극 집전체에 부극 집전 부재를 직접 용접하고 있다.
일본 특허 출원 공개 제2010-141217호 공보 일본 특허 출원 공개 제2010-93178호 공보
그러나 특허문헌 2에 개시되어 있는 YAG 레이저 광이나 CO2 레이저 광을 사용하는 용접 기술에서는, 레이저 광의 집광 에너지가 높아, 레이저가 조사되어 있는 부분의 금속이 증발하고, 그 반력에 의해 열쇠 구멍과 같이 녹는, 이른바 「키홀」이 발생하므로, 용융 금속이 비산하거나(스패터), 용융 구멍에 가스가 들어가 블로우 홀을 형성하게 되는 경우가 있어, 용접 결함이 발생하기 쉽다. 또한, YAG 레이저 광이나 CO2 레이저 광은 스폿 직경이 작은 것이나, 레이저 광의 집광용 렌즈의 온도 상승에 의해 초점이 변화되므로, 용접 위치가 어긋나기 쉬워, 용접의 품질에 편차가 발생하기 쉽다. 리튬 이온 캐패시터를 제조하는 경우, 집전 부재와 극판의 집전체의 용접이 불충분하면, 용접부의 저항이 증대되어, 캐패시터의 성능이 저하되게 된다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 집전 부재와 극판을 확실하게 용접하여, 용접부의 저항이 낮고, 용융 금속에 의한 단락이 발생하지 않는 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛을 제조하는 방법 및 리튬 이온 캐패시터를 제공하는 것에 있다.
상기 목적에 더하여, 본 발명의 목적은, 사전 충전 동작에 있어서, 금속 리튬이 확실하게 흡장되는 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛의 제조 방법 및 리튬 이온 캐패시터를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제조 방법에 의해 제조하는 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛은, 기본적인 구성에, 알루미늄박(정극 집전체)에 정극 활물질 합제가 도착(塗着)된 정극판과, 구리박(부극 집전체)에 부극 활물질 합제가 도착된 부극판이 세퍼레이터를 개재하여 적층된 적층체를 권회하여 이루어지는 극판군과, 정극판의 알루미늄박에 전기적으로 접속된 알루미늄으로 이루어지는 정극 집전 부재와, 부극판의 구리박에 전기적으로 접속된 금속 재료로 이루어지는 부극 집전 부재와, 금속 리튬과, 부극 집전 부재와 전기적으로 접속되어 이온 투과성을 갖고, 또한 금속 리튬을 보유 지지하는 구조를 갖는 구리박으로 이루어지는 지지체를 구비한 금속 리튬 지지 부재를 구비하고 있다.
금속 리튬 지지 부재는, 극판군 내 또는 극판군에 인접하여 정극판과 전기적으로 절연된 상태에서 배치되어 있고, 금속 리튬이, 부극판의 부극 활물질 합제 중의 부극 활물질에 흡장(프리도프)됨으로써 구리박만이 잔존하도록 되어 있다.
본 발명의 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛의 제조 방법에서는, 부극판으로서는, 부극 활물질 합제의 도포층을 따라 구리박의 미도포 시공부가 남겨진 것을 준비한다. 또한 정극판으로서는, 정극 활물질 합제의 도포층을 따라 알루미늄박의 미도포 시공부가 남겨진 것을 준비한다. 그리고 극판군을, 부극판의 미도포 시공부와 정극판의 미도포 시공부가 각각 역방향으로 세퍼레이터보다 외측으로 돌출되도록 구성한다. 이와 같이 하여 구성한 극판군의 부극판의 미도포 시공부 및 지지체의 단부 상에 부극 집전 부재를 얹은 상태에서, 직접 집광형 반도체 레이저 장치를 사용하여 용접한다.
본 발명에서 사용하는 직접 집광형 반도체 레이저 장치(Direct Diode Laser:DDL)라 함은, 고효율의 발진이 가능한 레이저 다이오드(LD)를 광원으로 하는 반도체 레이저 광원의 레이저 광을 직접 집광하여 출력하는 반도체 레이저 장치이며(예를 들면, 코히런트ㆍ재팬 가부시끼가이샤나 laserline사가 판매하고 있는 고출력 반도체 레이저 장치 등), 레이저 광에 의한 전도열로 금속을 녹이는 용접이 가능하고, 또한 연속적으로 레이저 광을 발생할 수 있는 것이다. 그로 인해, 이른바 키홀이 발생할 일은 없고, 용접 금속이 비산되거나, 블로우 홀을 형성하는 일이 없어, 부극 집전 부재를 효율적으로 용융시킬 수 있고, 확실하게 용접을 행하는 것이 가능해져, 용접부의 저항이 커지는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 용융 금속에 의한 비산에 의한 스패터가 적으므로, 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛을 용기에 수납한 경우에, 용기와의 단락이 발생할 가능성도 없어진다. 또한, 본 발명에서는, 권회된 극판군의 부극판의 미도포 시공부에 직접 용접을 행하기 때문에, 용접 면적이 커지므로, 접촉 저항을 보다 작게 할 수 있다. 특히, 본 발명에서는, 구리박으로 이루어지는 금속 리튬 지지 부재의 지지체도, 부극 집전 부재에 함께 용접하므로, 금속 리튬 지지 부재와 부극 집전 부재를 용접부의 저항을 크게 하는 일 없이 확실하게 용접할 수 있다. 그로 인해, 사전 충전시에, 부극판의 부극 활물질 합제 중의 부극 활물질에 금속 리튬을 확실하게 흡장시킬 수 있다. 또한, 금속 리튬이 흡장된 후에, 잔존하는 지지재가 낙하하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 사용하는 직접 집광형 반도체 레이저 장치로부터 출력하는 레이저 광의 파장과 파워는, 부극 집전 부재를 효율적으로 용융시킬 수 있는 것을 선택하면 좋다. 또한, 본 발명의 직접 집광형 반도체 레이저 장치에는, 출력 레이저 광을 광 파이버에 집광시켜 처리를 용이하게 한 파이버 도광형 반도체 레이저 장치(FOLD)도 포함되는 것이다.
본 발명의 부극측에 사용하는 직접 집광형 반도체 레이저 장치는, 정극 집전 부재 및 정극판에 사용하고 있는 알루미늄의 용접도 가능하므로, 부극 집전 부재와 부극판 뿐만 아니라, 정극 집전 부재와 정극판에 대해서도 마찬가지의 용접 장치를 사용하여 용접을 행할 수 있다. 즉, 극판군의 정극판의 미도포 시공부 상에 정극 집전 부재를 얹은 상태에서, 레이저 광을 연속적으로 발생하는 직접 집광형 반도체 레이저 장치를 사용하여, 레이저 광을 정극 집전 부재에 연속 조사하여 정극 집전 부재를 국부적으로 용융하고, 용융 금속에 의해 정극판의 미도포 시공부와 정극 집전 부재를 용접할 수 있다. 따라서, 1대의 직접 집광형 반도체 레이저 장치를 사용하여, 부극측 및 정극측의 용접 작업을 행할 수 있어, 생산 효율이 향상된다.
본 발명의 제조 방법에 있어서 용접을 행하는 경우, 용융 금속이 극판군의 가장 직경 방향 외측에 위치하는 극판층을 넘어 직경 방향 외측으로 연장되지 않도록 하는 것이 좋다. 본 발명의 제조 방법으로 제조된 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛을, 최종적으로 금속제의 용기에 수납하면, 용접 금속이 극판군의 가장 직경 방향 외측에 위치하는 극판층을 넘어 직경 방향 외측으로 연장되어 있었던 경우, 용기 벽면과 전기적으로 접촉하여, 단락을 발생시킬 가능성이 있기 때문이다.
금속 리튬의 흡장을 보다 확실하게 행하기 위해, 지지체의 단부의 세퍼레이터로부터의 돌출 길이를, 부극판의 미도포 시공부의 세퍼레이터로부터의 돌출 길이보다도 길어지도록 극판군을 구성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성함으로써, 부극 집전 부재와 지지체의 용접이 보다 확실해져, 용접부의 저항값을 높이는 일 없이 금속 리튬의 흡장을 확실하게 행할 수 있다. 이것은 지지체가 용융된 부극 집전 부재에 깊게 들어가 접촉 면적이 증가하여, 이것이 용접부의 저항값이 커지지 않는 원인으로 되어 있기 때문이다.
극판군 내에 있어서의 금속 리튬 지지 부재의 배치 위치는, 임의이다. 예를 들면, 금속 리튬 지지 부재의 권회층이, 극판군의 외측에 배치되는 위치에 배치해도 된다. 그러나 이 경우에는, 부극 집전 부재와 금속 리튬 지지 부재의 지지체를 확실하게 용접하기 위해, 부극 집전 부재의 직경을 크게 할 필요가 있다. 또한, 부극 집전 부재의 외측까지 용접을 행할 필요가 있어, 용접에 의한 용융 금속이 극판군의 가장 직경 방향 외측에 위치하는 극판층을 넘게 될 가능성이 높아진다. 그로 인해, 금속 리튬 지지 부재의 권회층이, 극판군의 직경 방향의 중앙 영역에 위치하도록 배치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 금속 리튬 지지 부재를 배치하면, 부극 집전 부재의 직경을 실질적으로 크게 할 필요가 없어지고, 또한 부극 집전 부재의 단부까지 용접을 하지 않아도, 확실하게 금속 리튬 지지 부재의 지지체와 부극 집전 부재를 용접할 수 있다.
부극 집전 부재 및 정극 집전 부재에는, 레이저 광이 조사되는 부분에 직선적으로 연장되는 오목부 또는 볼록부가 프레스 가공되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성함으로써, 레이저 광에 의한 열의 열확산을 방지할 수 있고, 또한 레이저 광을 조사하는 위치가 명확해져, 원하는 개소를 정확하게 용접할 수 있다.
이상과 같이 하여 제조한 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛은, 리튬 이온 캐패시터에 적용이 가능하다.
본 발명은, 리튬 이온 캐패시터로서 파악할 수도 있다. 본 발명의 리튬 이온 캐패시터는, 전술한 방법으로 제조되는 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛을 사용한다. 전술한 바와 같이 이 유닛은, 알루미늄박에 정극 활물질 합제가 도착된 정극판과, 구리박에 부극 활물질 합제가 도착된 부극판이 세퍼레이터를 개재하여 적층된 적층체를 권회하여 이루어지는 극판군과, 정극판의 알루미늄박에 전기적으로 접속된 알루미늄으로 이루어지는 정극 집전 부재와, 부극판의 구리박에 전기적으로 접속된 금속 재료로 이루어지는 부극 집전 부재를 갖는다. 또한 금속 리튬과, 부극 집전 부재와 전기적으로 접속되어 이온 투과성을 갖고, 또한 금속 리튬을 보유 지지하는 구조를 갖는 구리박으로 이루어지는 지지체를 구비한 금속 리튬 지지 부재를 갖는다. 그리고 금속 리튬이 부극판의 부극 활물질 합제 중의 부극 활물질에 흡장됨으로써 구리박만이 잔존하도록 금속 리튬 지지 부재가, 극판군 내 또는 극판군에 인접하여 정극판과 전기적으로 절연된 상태에서 배치된다. 본 발명에서는, 이 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛이 바닥이 있는 용기 내에 수납되고, 용기의 개구부가 단자 전극을 겸하는 덮개 부재에 의해 밀봉되어 있다.
부극판은 부극 활물질 합제의 도포층을 따라 구리박의 미도포 시공부가 남겨진 것이고, 또한 정극판은 정극 활물질 합제의 도포층을 따라 알루미늄박의 미도포 시공부가 남겨진 것이다. 극판군은, 부극판의 미도포 시공부와 정극판의 미도포 시공부가 각각 역방향으로 세퍼레이터보다 외측으로 돌출되도록 구성되고, 극판군의 부극판의 미도포 시공부 및 지지체의 단부에 부극 집전 부재가 레이저 용접되어 있다. 부극 집전 부재의 금속 재료는, 직접 집광형 반도체 레이저 장치로부터 연속적으로 출력되는 레이저 광에 의해 용융되는 재료이다. 이에 의해, 부극판과 부극 집전 부재가 확실하게 용접된, 용접부의 접촉 저항이 작은 리튬 이온 캐패시터를 얻을 수 있다.
또한, 직접 집광형 반도체 레이저 장치로부터 연속적으로 출력되는 레이저 광에 의해 용융되는 부극 집전 부재의 금속 재료의 예로서는, 니켈 또는 구리에 니켈 도금이 실시된 것을 들 수 있다.
도 1의 (a)는 본 발명의 리튬 이온 캐패시터의 평면도이고, (b)는 도 1의 (a)의 IB-IB선 단면도이다.
도 2는 본 발명의 극판군의 전개도를 도시하는 도면이다.
도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명의 정극판 및 부극판의 예를 나타내는 도면이다.
도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명의 금속 리튬 지지 부재의 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 정극 집전 부재의 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 부극 집전 부재의 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 극판군과, 정극 집전 부재 및 부극 집전 부재의 조합을 도시하는 도면이다.
도 8의 (a) 및 (b)는 본 발명의 집전 부재와 극판의 용접의 모습을 도시하는 도면이다.
도 9의 (a)는 도 1의 (b)의 부호 A를 부여한 영역을 확대하여 도시한 단면도이고, (b)는 도 1의 (b)의 부호 B를 부여한 영역을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 10은 도 1의 (b)의 부호 C를 부여한 영역을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛을 용기에 수납하고, 용기 덮개로 밀봉하는 모습을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 정극 집전 부재의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 부극 집전 부재의 변형예를 도시하는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명을 원통 형상 리튬 이온 캐패시터에 적용한 실시 형태에 대하여 설명한다.
(구성)
<전체 구성>
도 1의 (a)는 정극을 위로 한 상태의 본 실시 형태의 리튬 이온 캐패시터(1)(이하, 캐패시터(1)라 약칭함)의 평면도이고, (b)는 도 1의 (a)의 IB-IB선 단면도이다. 또한 도 1의 (b)에는, 극판군(5)의 단면 형상은 도시를 생략하고 있고, 또한 단면 부분을 도시하는 빗금도 생략하고 있다. 캐패시터(1)는, 니켈 도금이 실시된 스틸제의 바닥이 있는 원통 형상의 용기(캔)(3)를 갖고 있다. 용기(3) 내에는, 극판군(5)과 정극 집전 부재(39) 및 부극 집전 부재(45)의 조합으로 이루어지는 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛(2)이 수납되어 있다. 도 1의 (b) 및 도 2에 도시한 바와 같이, 극판군(5)은, 중공 원통형의 폴리프로필렌제 축심(7)에 띠 형상의 정극판(9) 및 부극판(11)이 제1 세퍼레이터(13) 및 제2 세퍼레이터(15)를 개재하여 권회되어 구성되어 있다. 도핑 전의 극판군(5) 내에는, 도 2에 도시한 바와 같이 금속 리튬을 포함하는 금속 리튬 지지 부재(17)가 배치되어 있다. 정극판(9)은, 2매의 분할 정극판(9A, 9B)으로 구성되어 있다. 제1 및 제2 세퍼레이터(13, 15)로서는, 크라프트지(kraft paper) 등의 다공질 기재를 사용할 수 있다.
<정극판>
정극판(9)을 구성하는 분할 정극판(9A, 9B)은, 길이 치수를 제외하고 동일한 구조를 갖고 있다. 도 3의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, 분할 정극판(9A, 9B)은, 예를 들면 알루미늄박(정극 집전체)(19)의 양면에, 정극 활물질 합제(21)가 도착되어 구성되어 있다. 또한, 본원 명세서에 있어서, 알루미늄박은 알루미늄 합금박을 포함하는 것이다. 정극 활물질 합제(21)로서는, 예를 들면 활성탄과, 아크릴계 바인더로 이루어지는 결착제와, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)로 이루어지는 분산제의 혼합물을 사용할 수 있다. 알루미늄박(19)은, 다수의 관통 구멍이 형성되어 정극 활물질 합제가 도포되는 도포 시공부(23)와, 도포 시공부(23)의 길이 방향을 따라 형성되고 관통 구멍이 형성되어 있지 않은 미도포 시공부(25)를 갖고 있다. 도포 시공부(23)에 상기 도포 시공부의 폭 방향의 길이가 되지 않는 길이로 정극 활물질 합제(21)가 도착되어 있다. 즉, 정극 활물질 합제(21)의 도포층을 따라 알루미늄박의 미도포 시공부(25)가 노출된 상태로 남겨져 있다.
<부극판>
부극판(11)도, 도 3의 (a), (b)에 도시한 분할 정극판(9A 및 9B)과 마찬가지의 구조를 갖고 있다. 즉, 부극판(11)은, 구리박(부극 집전체)(27)의 양면에 부극 활물질 합제(29)가 도착된 구조를 갖고 있다. 또한, 본원 명세서에 있어서, 구리박은, 순(純)구리박 뿐만 아니라 구리 합금박도 포함하는 것이다. 부극 활물질 합제(29)로서는, 예를 들면 리튬 이온을 흡장ㆍ방출 가능한 비정질 탄소와, 폴리불화비닐리덴(PVDF)으로 이루어지는 결착제와, 아세틸렌 블랙 등의 도전 조재의 혼합물을 사용할 수 있다. 구리박(27)은, 다수의 관통 구멍이 형성된 도포 시공부(31)와, 도포 시공부(31)의 길이 방향을 따라 형성되고 관통 구멍이 형성되어 있지 않은 미도포 시공부(33)를 갖고 있다. 도포 시공부(31)에는, 상기 도포 시공부(31)의 폭 방향의 길이가 되지 않는 길이로 부극 활물질 합제(29)가 도착되어 있다. 즉, 부극 활물질 합제(29)의 도포층을 따라 구리박의 미도포 시공부(33)가 노출된 상태로 남겨져 있다.
<금속 리튬 지지 부재>
금속 리튬 지지 부재(17)는, 부극판(11)의 부극 활물질(본 예에서는 비정질 탄소)에 리튬 이온을 흡장(도프)시키기 위한 것이다. 도 4의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, 금속 리튬 지지 부재(17)는, 박판 형상의 금속 리튬(35)과, 2매의 구리박(지지체)(37, 37)으로 구성되어 있다. 구리박(37, 37)은, 부극판(11)을 구성하는 구리박(27)과 동일한 것을 소정 치수로 절단하여 사용할 수 있다. 구리박(37, 37)에는, 다수의 관통 구멍이 형성되어 있고(도시하지 않음), 금속 리튬(35)은, 2매의 구리박(37)의 다수의 관통 구멍이 형성된 부분에 접촉하도록 하여 2매의 구리박(37, 37) 사이에 끼움 지지되어 있다.
<극판군>
도 2에 도시하는 바와 같이, 극판군(5)은, 정극판(9)(분할 정극판(9A, 9B))과 부극판(11)이 직접 접촉하지 않도록, 2매의 세퍼레이터(13, 15)를 개재하여, 축심(7)을 중심으로 하여 단면 소용돌이 형상으로 권회되어 구성되어 있다. 그리고 극판군(5)의 직경 방향의 중앙 영역에는, 금속 리튬 지지 부재(17)의 권회층이 위치하도록 금속 리튬 지지 부재(17)가 부극판(11) 상에 배치되어 있다. 정극판(9)과 부극판(11)은, 각각의 미도포 시공부(미도포 시공부(25와 33))가 역방향으로 세퍼레이터(13, 15)보다도 외측으로 돌출되도록 배치되어 있다. 또한, 극판군(5)의 권회 종단부는, 풀림을 방지하기 위해, 점착 테이프를 권회 종단부와 극판군의 외주면에 걸쳐 부착함으로써 고정되어 있다.
<정극 집전 부재>
정극 집전 부재(39)는, 알루미늄(알루미늄 합금을 포함함)으로 이루어지고, 도 5에 도시한 바와 같이, 중심 부분에 원형의 구멍(41)이 형성된 링 형상을 갖고 있다. 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 구멍(41)은, 정극 집전 부재(39)가 극판군(5)의 중심으로부터 벗어나지 않도록 하기 위해, 축심(7)의 상단부에 끼워지는 직경을 갖고 있다. 정극 집전 부재(39)는, 극판군(5)에 포함되는 정극판(9)의 미도포 시공부(25)에 용접된다. 따라서 도 7에 도시한 바와 같이, 극판군(5)의 정극판(9)의 도포 시공부(25)가 위치하는 측의 상방으로부터 정극 집전 부재(39)를 극판군(5)을 향해 근접시켜, 정극판(9)의 알루미늄박(19)의 미도포 시공부(25) 상에 정극 집전 부재(39)를 얹는다. 그리고 후술하는 레이저 용접에 의해, 미도포 시공부(25)와 정극 집전 부재(39)를 용접한다. 레이저 용접으로 인해, 정극 집전 부재(39)에는, 극판군(5)과 접하는 방향을 향해 볼록해지고, 극판군(5)으로부터 이격되는 방향을 향해 개방되도록 용접용 오목부를 구성하는 홈(43)이 4개 형성되어 있다. 이들 홈(43)은, 프레스 가공에 의해 형성되어 있고, 정극 집전 부재(39)의 가상 중심점을 중심으로 하여, 방사상으로 직선적으로 연장되어 있다. 또한, 도 7에 있어서 정극 집전 부재(39)에 용접된 정극 단자부(44A)는, 도 1의 (b)에 도시한 용기 덮개(55)에 용접되는 것이다. 또한, 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 조립시에는, 정극 집전 부재(39)의 외주연부에는, 용기(3)와 전기적으로 절연하기 위한 고무제의 절연 링 부재가 장착된다.
<부극 집전 부재>
부극 집전 부재(45)는, 니켈 또는 구리에 니켈 도금을 실시한 금속 재료 중 어느 하나로 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 구리에 니켈 도금을 실시한 금속 재료로 부극 집전 부재(45)를 형성하였다. 도 6에 도시한 바와 같이, 부극 집전 부재(45)는, 중심 부분에 원형의 오목부(47)가 형성된 원반 형상을 갖고 있다. 오목부(47)는, 축심(7)의 하단부를 수납하도록 형성되어 있다. 도 7에 도시한 바와 같이, 부극 집전 부재(45)는, 극판군(5)의 부극판(11)의 구리박의 미도포 시공부(33)가 위치하는 측으로부터, 극판군(5)에 근접되어, 구리박(27)의 미도포 시공부(33) 상에 놓여 있다. 그리고 부극 집전 부재(45)와 구리박(27)의 미도포 시공부(33)는 레이저 용접된다. 부극 집전 부재(45)에도, 정극 집전 부재(39)와 마찬가지로, 극판군(5)을 향해 볼록해지고 극판군(5)으로부터 이격되는 방향을 향해 개방되도록 용접용 오목부를 구성하는 홈(49)이 4개 형성되어 있다. 이들 홈(49)은, 프레스 가공에 의해 형성되어 있고, 부극 집전 부재(45)의 가상 중심점을 중심으로 하여 방사상으로 직선적으로 연장되어 있다.
<극판군과 집전 부재의 용접>
극판군(5)의 미도포 시공부(25 및 33)와 집전 부재(정극 집전 부재(39) 및 부극 집전 부재(45))의 용접에는, 레이저 광을 사용한다. 특히, 본 실시 형태에서는, 레이저 용접 장치로서, 레이저 광을 연속적으로 발생하는 직접 집광형 반도체 레이저 장치(DLLㆍ도시하지 않음)를 사용하였다. 본 실시 형태의 직접 집광형 반도체 레이저 장치는, 고효율의 발진이 가능한 레이저 다이오드의 레이저 광을 사용하고 있고, YAG 레이저 광이나 CO2 레이저 광에 비해 집광도가 10분의 1 정도, 빔 형상이 타원형이고, 레이저 광에 의한 전도열로 금속을 녹이는 용접이 가능한 것이다. 이러한 직접 집광형 반도체 레이저 장치를 사용함으로써, 용접을 확실하게 하고, 또한 용융 금속의 비산에 의한 스패터가 적은 용접이 가능해진다. 부극 집전 부재(45)를 용접하는 경우를 예로 들어 설명하면, 레이저 광을 연속적으로 발생하는 직접 집광형 반도체 레이저 장치를 사용하여, 레이저 광을 부극 집전 부재(45)의 홈부(49)를 따라 부극 집전 부재(45)의 외주측으로부터 중심부를 향해 연속 조사하여 부극 집전 부재(45)를 국부적으로 용융하고, 용융 금속에 의해 부극판의 구리박의 미도포 시공부(33) 및 지지체(37)의 단부와 부극 집전 부재(45)를 용접한다. 본 실시 형태와 같이, 직접 집광형 반도체 레이저 장치를 사용하여 레이저 용접을 행하면, 부극 집전 부재를 효율적으로 용융시킬 수 있어, 확실하게 용접을 행하는 것이 가능해져, 용접부의 저항이 커지는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 직접 집광형 반도체 레이저 장치 대신에, 파이버 도광형 반도체 레이저 장치를 사용해도 마찬가지로 양호한 용접 결과를 얻을 수 있다.
도 8의 (a) 및 (b)는, 홈(43)과 직교하는 방향으로, 정극 집전 부재(39) 및 정극판(9)의 알루미늄박의 미도포 시공부(25)를 단면으로 하여 나타낸 용접 전의 단면도와 용접 후의 단면도이다. 도 8의 (a)에 도시한 용접을 행하기 전의 상태에서는, 정극 집전 부재(39)의 홈(43)을 형성하였기 때문에 형성된 산형의 볼록조의 선단부에 의해, 알루미늄박으로 이루어지는 정극 집전판이 변형되어 있다. 그리고 도 8의 (b)에 도시한 용접이 완료된 상태에서는, 정극 집전 부재(39)의 홈(43)의 저부의 부분이 용융되어, 용융 금속에 의해 정극판(9)의 알루미늄박의 미도포 시공부(25)와 정극 집전 부재(39)가 용접되어 있다.
부극 집전 부재(45)와 부극판(11)의 미도포 시공부(33)의 용접도 마찬가지로 행해진다. 즉, 부극 집전 부재(45)가 용융되어, 용융 금속에 의해 부극판(11)의 미도포 시공부(33)와 부극 집전 부재(45)가 용접된다. 또한, 후술하는 바와 같이, 부극 집전 부재(45)에는, 금속 리튬 지지 부재(17)를 구성하는 지지체(37, 37)의 단부도 마찬가지로 하여 용접되어 있다.
도 9의 (a)는 도 1에 부호 A를 부여한 영역을 확대하여 도시한 단면도이다. 도 9의 (a)는 축심(7) 부근에 용융 금속이 연장되도록, 정극 집전 부재(39)와 정극 미도포 시공부(25)가 용접되어 있는 모습을 도시하고 있다. 도 9의 (b)는, 도 1에 부호 B를 부여한 영역을 확대하여 도시하고 있다. 이 도면은, 용기(3)의 벽면 부근에 있어서, 정극 집전 부재(39)와 알루미늄박의 미도포 시공부(25)가 용접되어 있는 상태를 도시하고 있다. 양 도면에 있어서, 일부의 부재는 도시를 생략하고 있고, 또한 극판군의 층수는 실제의 것과는 다르게 도시되어 있다. 본 실시 형태에서는, 용기(3)측으로부터 중심을 향하는 방향으로 레이저 광을 이동시켜 용접을 행하고 있다. 그 결과, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 용융 금속(51)이 경화되어 형성되는 용접 비드는, 축심측으로 연장되도록 형성된다. 그로 인해 극판군(5)의 최외주면을 넘어 용기측을 향해 용융 금속(51)이 연장되는 일이 없다. 그 결과, 용기(3)의 벽면에 경화된 용융 금속(51)이 접촉하여, 단락이 발생하는 일은 없다.
도 10은 도 1에 부호 C를 부여한 영역을 확대하여 도시한 단면도이다. 도 10은 부극 집전 부재(45)와 구리박의 미도포 시공부(33)가 용접되어 있는 모습을 도시하고 있다. 도 10에는, 축심(7)이나 용융 금속(53) 등의 일부의 부재에 대해서는 도시를 생략하고 있고, 또한 극판군의 층수도 실제와는 다르게 도시되어 있다. 도 10으로부터 명백한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 구리박의 미도포 시공부(33)뿐만 아니라, 금속 리튬 지지 부재(17)를 구성하는 지지체(37, 37)도 부극 집전 부재(45)에 용접되어 있다. 지지체(37, 37)의 단부의 세퍼레이터로부터의 돌출 길이는, 미도포 시공부(33)가 세퍼레이터(13, 15)로부터 돌출되는 길이보다도 길어지도록 지지체(37, 37)의 단부가 구성되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 부극 집전 부재(45)와 지지체(37, 37)의 용접이 보다 확실해져, 용접부의 저항값을 높이는 일 없이 금속 리튬(35)의 흡장을 확실하게 행할 수 있다. 또한, 지지체(37, 37)도 용접되어 있으므로, 금속 리튬(35)이 흡장된 후에, 잔존하는 지지체(37, 37)가 낙하하는 것을 방지할 수도 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는, 1대의 직접 집광형 반도체 레이저 장치의 설정을 바꾸는 일 없이, 부극측 및 정극측의 용접 작업을 행할 수 있어, 생산 효율이 향상된다.
<극판군의 용기에의 수납>
도 11에 도시한 바와 같이, 집전 부재를 용접한 극판군(5), 즉, 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛(2)은, 용기(3)에 수납된다. 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛(2)을 수납한 상태에서, 부극 집전 부재(45)의 오목부(47)와, 용기의 저부는 스폿 용접에 의해 용접되고, 전기적으로 접속되어 있다.
정극 집전 부재(39)의 외주연부에는, 정극 집전 부재와 용기(3)를 전기적으로 절연하기 위한 절연 링 부재(63)가 장착되어 있다. 용기(3)에는, 개구부 근방에 있어서, 교축 가공이 실시되고, 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛(2)은 용기(3) 내에서 고정된다.
정극 집전 부재(39)의 상방에는, 정극 단자를 구성하는 용기 덮개(55)가 배치된다. 용기 덮개(55)는, 정극 집전 부재(39) 상에 배치된 덮개 본체(57)와, 이 덮개 본체(57)와 조합되는 덮개 캡(59)으로 구성되어 있다. 덮개 본체(57)는, 알루미늄에 의해 형성되어 있고, 덮개 캡(59)은, 용기(8)와 마찬가지로 니켈 도금이 실시된 스틸에 의해 형성되어 있다. 덮개 캡(59)은, 환 형상의 평탄부(59a)와, 평탄부(59a)의 중앙부로부터 돌출되는 볼록부(59b)를 갖고 있다. 용기 덮개(55)는, 덮개 캡(59)의 평탄부(59a)의 외주부가 덮개 본체(57)의 테두리부에 컬링 가공이 실시되어(코킹되어) 구성되어 있다. 덮개 캡(59)의 볼록부(59b)와 덮개 본체(57)의 사이에는, 공극부(61)가 형성되어 있다.
정극 집전 부재(39)의 상면에는, 리본 형상의 알루미늄박을 적층한 2개의 정극 단자부 중 1개의 정극 단자부(44A)의 일단부가 접합되어 있다. 정극 단자부의 다른 1개의 정극 단자부(44B)는, 용기 덮개(55)를 구성하는 덮개 본체(57)의 외저면에 용접되어 있다. 또한, 2개의 정극 단자부(44A, 44B)의 타단부끼리도 접합된다. 이에 의해, 덮개 본체(57)는 극판군(5)의 한쪽의 극판(정극판(9))과 전기적으로 접속된다.
상술한 바와 같이, 교축 가공이 실시된 용기에는, 원환상의 단차부(3a)가 형성되어 있고, 용기 덮개(55)는, 그 위에 용기 덮개(55)와 용기(3)를 전기적으로 절연하기 위한 절연 부재(65)를 개재하여 배치된다. 그리고 개구 단부(3b)는, 용기 덮개(55)에 근접하도록 컬링 가공(코킹 가공)되어 있다. 그 결과, 컬링 가공된 개구 단부(3b)와 단차부(3a)의 사이에, 용기 덮개(55)가 절연 부재(65)를 개재하여 끼워진 상태로 고정된다. 이에 의해, 캐패시터(1)의 내부는 밀봉된다.
용기(3) 내에는, 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛(2) 전체를 침윤 가능한 양의 비수 전해액(도시하지 않음)이 주액되어 있다. 비수 전해액에는, 예를 들면 에틸렌카보네이트(EC)와 디메틸카보네이트(DMC)와 디에틸카보네이트(DEC)를 체적비 30:50:20의 비율로 혼합한 용매 중에 리튬염으로서 6불화인산리튬(LiPF6)을 용해한 용액을 사용할 수 있다.
(집전 부재의 변형예)
도 12 및 도 13은 집전 부재의 변형예를 도시하고 있다. 도 12 및 도 13에는, 도 5 및 도 6에 도시한 실시 형태와 동일한 부재에, 도 5 및 도 6에 부여한 부호의 수에 100의 수를 더한 수의 번호를 부여하고 설명을 생략한다. 도 12의 집전 부재에서는, 홈(143)을 정극 집전 부재(139)의 직경보다도 짧게 형성하고, 정극 집전 부재(139)의 외주부에는, 홈(143)의 연장선상에 갈고리부(165)가 형성되어 있다. 이 갈고리부(165)에 의해, 극판군(105)이 직경 방향으로 이동하는 것이 저지된다. 또한 레이저 용접시에, 용융 금속이 극판군의 최외층을 넘어 직경 방향 외측으로 연장되게 되는 것을 방지할 수 있다. 부극 집전 부재(145)의 갈고리부(167)도 마찬가지의 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 집전 부재(정극 집전 부재 및 부극 집전 부재)와, 극판(정극판 및 부극판)이 확실하게 용접되어, 용접부의 저항이 낮은 캐패시터용 극판군 유닛을 얻을 수 있고, 또한 접촉 저항이 낮은 리튬 이온 캐패시터를 얻을 수 있다.
1 : 리튬 이온 캐패시터
2 : 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛
3 : 용기
5 : 극판군
7 : 축심
9 : 정극판
11 : 부극판
13 : 제1 세퍼레이터
15 : 제2 세퍼레이터
17 : 금속 리튬 지지 부재
19 : 알루미늄박(정극 집전체)
21 : 정극 활물질 합제
23 : 도포 시공부
25 : 미도포 시공부
27 : 구리박(부극 집전체)
29 : 부극 활물질 합제
31 : 도포 시공부
33 : 미도포 시공부
35 : 금속 리튬
37 : 구리박(지지체)
39 : 정극 집전 부재
41 : 구멍
43 : 홈
44 : 정극 단자부
45 : 부극 집전 부재
47 : 오목부
49 : 홈
51, 53 : 용융 금속
55 : 용기 덮개
57 : 덮개 본체
59 : 덮개 캡
61 : 공극부
63 : 절연 링 부재

Claims (11)

  1. 알루미늄박에 정극 활물질 합제가 도착된 정극판과, 구리박에 부극 활물질 합제가 도착된 부극판이 세퍼레이터를 개재하여 적층된 적층체를 권회하여 이루어지는 극판군과,
    상기 정극판의 상기 알루미늄박에 전기적으로 접속된 알루미늄으로 이루어지는 정극 집전 부재와,
    상기 부극판의 상기 구리박에 전기적으로 접속된 금속 재료로 이루어지는 부극 집전 부재와,
    금속 리튬과, 상기 부극 집전 부재와 전기적으로 접속되어 이온 투과성을 갖고 또한 상기 금속 리튬을 보유 지지하는 구조를 갖는 구리박으로 이루어지는 지지체를 구비한 금속 리튬 지지 부재를 갖고,
    상기 금속 리튬이 상기 부극판의 상기 부극 활물질 합제 중의 부극 활물질에 흡장됨으로써 상기 구리박만이 잔존하도록 상기 금속 리튬 지지 부재가, 상기 극판군 내 또는 상기 극판군에 인접하여 상기 정극판과 전기적으로 절연된 상태에서 배치되어 이루어지는 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛의 제조 방법으로서,
    상기 부극판으로서, 상기 부극 활물질 합제의 도포층을 따라 상기 구리박의 미도포 시공부가 남겨진 것을 준비하고,
    상기 정극판으로서, 상기 정극 활물질 합제의 도포층을 따라 상기 알루미늄박의 미도포 시공부가 남겨진 것을 준비하고,
    상기 극판군을, 상기 부극판의 상기 미도포 시공부와 상기 정극판의 상기 미도포 시공부가 각각 역방향으로 상기 세퍼레이터보다 외측으로 돌출되도록 구성하고,
    상기 지지체의 단부의 상기 세퍼레이터로부터의 돌출 길이를, 상기 부극판의 상기 미도포 시공부의 상기 세퍼레이터로부터의 돌출 길이보다도 길어지도록 상기 극판군을 구성하고,
    상기 금속 리튬 지지 부재는, 상기 금속 리튬 지지 부재의 권회층이, 상기 극판군의 직경 방향의 중앙 영역에 위치하도록 배치되어 있고,
    상기 극판군의 상기 부극판의 상기 미도포 시공부 및 상기 지지체의 단부 상에 상기 부극 집전 부재를 얹은 상태에서, 레이저 광을 연속적으로 발생하는 직접 집광형 반도체 레이저 장치를 사용하여, 상기 레이저 광을 상기 부극 집전 부재에 연속 조사하여 상기 부극 집전 부재를 국부적으로 용융하고, 용융 금속에 의해 상기 부극판의 상기 미도포 시공부 및 상기 지지체의 단부와 상기 부극 집전 부재를 용접하고,
    상기 극판군의 상기 정극판의 상기 미도포 시공부 상에 상기 정극 집전 부재를 얹은 상태에서, 레이저 광을 연속적으로 발생하는 직접 집광형 반도체 레이저 장치를 사용하여, 상기 레이저 광을 상기 정극 집전 부재에 연속 조사하여 상기 정극 집전 부재를 국부적으로 용융하고, 용융 금속에 의해 상기 정극판의 상기 미도포 시공부와 상기 정극 집전 부재를 용접하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛의 제조 방법.
  2. 알루미늄박에 정극 활물질 합제가 도착된 정극판과, 구리박에 부극 활물질 합제가 도착된 부극판이 세퍼레이터를 개재하여 적층된 적층체를 권회하여 이루어지는 극판군과,
    상기 정극판의 상기 알루미늄박에 전기적으로 접속된 알루미늄으로 이루어지는 정극 집전 부재와,
    상기 부극판의 상기 구리박에 전기적으로 접속된 금속 재료로 이루어지는 부극 집전 부재와,
    금속 리튬과, 상기 부극 집전 부재와 전기적으로 접속되어 이온 투과성을 갖고 또한 상기 금속 리튬을 보유 지지하는 구조를 갖는 구리박으로 이루어지는 지지체를 구비한 금속 리튬 지지 부재를 갖고,
    상기 금속 리튬이 상기 부극판의 상기 부극 활물질 합제 중의 부극 활물질에 흡장됨으로써 상기 구리박만이 잔존하도록 상기 금속 리튬 지지 부재가, 상기 극판군 내 또는 상기 극판군에 인접하여 상기 정극판과 전기적으로 절연된 상태에서 배치되어 이루어지는 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛의 제조 방법으로서,
    상기 부극판으로서, 상기 부극 활물질 합제의 도포층을 따라 상기 구리박의 미도포 시공부가 남겨진 것을 준비하고,
    상기 정극판으로서, 상기 정극 활물질 합제의 도포층을 따라 상기 알루미늄박의 미도포 시공부가 남겨진 것을 준비하고,
    상기 극판군을, 상기 부극판의 상기 미도포 시공부와 상기 정극판의 상기 미도포 시공부가 각각 역방향으로 상기 세퍼레이터보다 외측으로 돌출되도록 구성하고,
    상기 극판군의 상기 부극판의 상기 미도포 시공부 및 상기 지지체의 단부 상에 상기 부극 집전 부재를 얹은 상태에서, 레이저 광을 연속적으로 발생하는 직접 집광형 반도체 레이저 장치를 사용하여, 상기 레이저 광을 상기 부극 집전 부재에 연속 조사하여 상기 부극 집전 부재를 국부적으로 용융하고, 용융 금속에 의해 상기 부극판의 상기 미도포 시공부 및 상기 지지체의 단부와 상기 부극 집전 부재를 용접하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 극판군의 상기 정극판의 상기 미도포 시공부 상에 상기 정극 집전 부재를 얹은 상태에서, 레이저 광을 연속적으로 발생하는 직접 집광형 반도체 레이저 장치를 사용하여, 상기 레이저 광을 상기 정극 집전 부재에 연속 조사하여 상기 정극 집전 부재를 국부적으로 용융하고, 용융 금속에 의해 상기 정극판의 상기 미도포 시공부와 상기 정극 집전 부재를 용접하는 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛의 제조 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 용융 금속이 상기 극판군의 가장 직경 방향 외측에 위치하는 극판층을 넘어 직경 방향 외측으로 연장되지 않도록 용접을 행하는 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛의 제조 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 지지체의 단부의 상기 세퍼레이터로부터의 돌출 길이를, 상기 부극판의 상기 미도포 시공부의 상기 세퍼레이터로부터의 돌출 길이보다도 길어지도록 상기 극판군을 구성하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛의 제조 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 금속 리튬 지지 부재는, 상기 금속 리튬 지지 부재의 권회층이, 상기 극판군의 직경 방향의 중앙 영역에 위치하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛의 제조 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 부극 집전 부재 및 상기 정극 집전 부재에는, 상기 레이저 광이 조사되는 부분에 직선적으로 연장되는 오목부 또는 볼록부가 프레스 가공되어 있는 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛의 제조 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 금속 재료는, 니켈 또는 구리에 니켈 도금이 실시된 것인 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛의 제조 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 기재된 방법에 의해 제조한 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛을 구비한 리튬 이온 캐패시터.
  10. 알루미늄박에 정극 활물질 합제가 도착된 정극판과, 구리박에 부극 활물질 합제가 도착된 부극판이 세퍼레이터를 개재하여 적층된 적층체를 권회하여 이루어지는 극판군과,
    상기 정극판의 상기 알루미늄박에 전기적으로 접속된 알루미늄으로 이루어지는 정극 집전 부재와,
    상기 부극판의 상기 구리박에 전기적으로 접속된 금속 재료로 이루어지는 부극 집전 부재와,
    금속 리튬과, 상기 부극 집전 부재와 전기적으로 접속되어 이온 투과성을 갖고 또한 상기 금속 리튬을 보유 지지하는 구조를 갖는 구리박으로 이루어지는 지지체를 구비한 금속 리튬 지지 부재를 갖고,
    상기 금속 리튬이 상기 부극판의 상기 부극 활물질 합제 중의 부극 활물질에 흡장됨으로써 상기 구리박만이 잔존하도록 상기 금속 리튬 지지 부재가, 상기 극판군 내 또는 상기 극판군에 인접하여 상기 정극판과 전기적으로 절연된 상태에서 배치되어 이루어지는 리튬 이온 캐패시터용 극판군 유닛이 바닥이 있는 용기 내에 수납되고, 상기 용기의 개구부가 단자 전극을 겸하는 덮개 부재에 의해 밀봉되어 있는 리튬 이온 캐패시터로서,
    상기 부극판은 상기 부극 활물질 합제의 도포층을 따라 상기 구리박의 미도포 시공부가 남겨진 것이고, 또한 상기 정극판은 상기 정극 활물질 합제의 도포층을 따라 상기 알루미늄박의 미도포 시공부가 남겨진 것이고,
    상기 극판군이, 상기 부극판의 상기 미도포 시공부와 상기 정극판의 상기 미도포 시공부가 각각 역방향으로 상기 세퍼레이터보다 외측으로 돌출되도록 구성되고,
    상기 극판군의 상기 부극판의 상기 미도포 시공부 및 상기 지지체의 단부에 상기 부극 집전 부재가 레이저 용접되어 있고,
    상기 부극 집전 부재의 상기 금속 재료는, 직접 집광형 반도체 레이저 장치로부터 연속적으로 출력되는 레이저 광에 의해 용융되는 재료인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 캐패시터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 금속 재료는, 니켈 또는 구리에 니켈 도금이 실시된 것인 리튬 이온 캐패시터.
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