电池用Ni材、负极和电池壳材制造技术

本发明专利技术提供电池用Ni材、负极和电池壳材。该电池用Ni材由Ni合金构成，该Ni合金包括：超过0.03质量％且为0.20质量％以下的C、合计为0.50质量％以下的添加物和不可避免的杂质、以及作为剩余部分的Ni。

Ni Material, Negative Electrode and Battery Shell for Batteries

The invention provides Ni material, negative electrode and battery shell material for batteries. The Ni material for the battery consists of Ni alloy, which includes C with a mass of more than 0.03% and less than 0.20%, additives with a total mass of less than 0.50% and inevitable impurities, and Ni as the remaining part.

【技术实现步骤摘要】
电池用Ni材、负极和电池壳材
本专利技术涉及电池用Ni材、使用该电池用Ni材的负极和电池壳材。
技术介绍
在现有技术中，在作为二次电池的锂离子电池中，为了提高电池的能量密度，希望使用能够进一步增加Li(锂)的可嵌入和脱出的量的负极活性物质。因此存在以下倾向：作为负极活性物质，代替作为一般的负极活性物质的碳材料(graphite，石墨)等，使用与碳材料相比能够增加Li的可嵌入和脱出的量的Si(硅)的氧化物和Sn(锡)的氧化物等非碳系的材料。但是，在Li的可嵌入和脱出的量增加了的情况下，伴随充电时的Li的嵌入和放电时的Li的脱出，负极活性物质发生膨胀和收缩，因此负极活性物质的体积变化较大。因此，由于负极活性物质的膨胀和收缩引起的大的体积变化，而对表面配置有负极活性物质的金属集电体反复施加大的应力。因此，为了抑制由于反复作用的大的应力而在金属集电体发生变形等问题，要求提高抗拉强度等的机械强度。并且，关于金属集电体，为了抑制集电效率下降的情况，还要求为低电阻。这样，作为电池中使用的金属材料，要求为低电阻且机械强度高的金属材料。另外，这样的为低电阻且机械强度高的金属材料，也能够应用于金属集电体以外的例如电池壳材和引线材等电池部件。这里，在对低电阻且机械强度高的金属材料涂覆热固性树脂并将其固化的情况下，作为金属材料，优选使用即使在热固性树脂的固化温度(例如300℃)也能够抑制氧化且能够抑制金属材料的高电阻化的Ni(镍)材料。于是，在现有技术中，已知在电池中使用的电池用Ni材。这样的电池用Ni材，例如在日本专利第3741311号中有公开。日本专利第3741311号中公开有包含质量％为99％以上的Ni和不可避免的杂质的锂离子二次电池的引线用镍材料带。该引线用镍材料带包含：质量％为0.03％以下的C(碳)、0.01％以下的Si(硅)、和0.04％以下的Mn(锰)。其中，在该引线用镍材料带中，C具有作为CO或CO2气体降低熔融金属中的氧含量的作用，因此优选一定程度地提高C的浓度而抑制其他脱氧元素(Si，Mn等)的添加，从以前的0.01质量％以下选择为0.03质量％以下(优选0.008～0.020质量％)。此外，将引线用镍材料带的硬度调节成Hv80～190。但是，虽然在日本专利第3741311号中记载了将引线用镍材料带的硬度调节成Hv80～190的内容，但是关于引线用镍材料带的抗拉强度等没有记载。因此，例如在将该引线用镍材料带(现有技术中的Ni材)应用于锂离子电池用金属集电体的情况下，存在如下问题：现有技术中的Ni材的抗拉强度等机械强度并不足够高，例如由于反复作用的大的应力等外力，在现有技术的Ni材中会产生变形等问题。而且该问题通过后述的实验已被确认。因此，要求抗拉强度等机械强度充分高、并且低电阻的电池用Ni材。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述那样的技术问题而完成的，本专利技术的一个目的是提供一种抗拉强度等机械强度足够高并且低电阻的电池用Ni材、使用该电池用Ni材的负极和电池壳材。本申请的专利技术人着眼于上述的现有技术中的Ni材的组成进行了深入研究，其结果专利技术了能够实现上述目的的下述结构。本专利技术的第一方面的电池用Ni材由Ni合金构成，该Ni合金包括：超过0.03质量％且为0.20质量％以下的C、合计为0.50质量％以下的添加物和不可避免的杂质、以及作为剩余部分的Ni。其中，“添加物”是指在Ni合金中有意地添加的元素，“不可避免的杂质”是指没有添加的计划但是不可避免地包含在Ni合金中的元素。如上所述，本专利技术的第一方面的电池用Ni材由Ni合金构成，该Ni合金包括：超过0.03质量％且为0.20质量％以下的C(碳)、合计为0.50质量％以下的添加物和不可避免的杂质、以及作为剩余部分的Ni。通过采用这样的结构，与由包含0.03质量％以下的C的Ni合金构成电池用Ni材的情况相比，即使因发挥降低Ni合金(熔融Ni)中的氧含量的作用而消耗了若干(例如0.02质量％程度)的C，也能够在Ni合金内固溶足够的量的C从而强化基材(母材相)，因此能够提高由Ni合金构成的电池用Ni材的抗拉强度等机械强度。此外，由于Ni合金含有比C相对于Ni的固溶限度(例如在1300℃大约为0.6质量％)小的0.20质量％以下的C，因此通过急速冷却能够使Ni合金内的大部分的C为固溶状态。其结果是，认为能够利用C使Ni合金固溶强化，因此能够提高由Ni合金构成的电池用Ni材的机械强度，并且由于C为固溶状态，因此能够提高由Ni合金构成的电池用Ni材的耐腐蚀性。此外，在第一方面的电池用Ni材中，如上述那样，Ni合金通过包含合计0.50质量％以下的添加物和不可避免的杂质，在Ni合金中C以外的添加物和不可避免的杂质相对于Ni的含量小，因此能够抑制因添加物和不可避免的杂质引起的Ni合金的高电阻化。这样的结果是，能够使由Ni合金构成的电池用Ni材的抗拉强度等机械强度足够高，并且为低电阻。进一步，在第一方面的电池用Ni材中，如上述那样，通过使Ni合金中的C的含量为0.20质量％以下，能够抑制因C的过度的固溶导致Ni合金的机械强度过大从而导致进行轧制等时的加工性下降。通过采用这样的结构，能够使得Ni合金容易加工，能够获得由Ni合金构成的、抗拉强度等机械强度足够高且低电阻的电池用Ni材。其中，通过后述实验已确认，通过使Ni合金中的C的含量为0.20质量％以下，能够抑制由Ni合金构成的电池用Ni材的机械强度变得过大。进一步，在第一方面的电池用Ni材中，如上述那样，通过使电池用Ni材由以Ni为主成分的Ni合金构成，与一般在负极集电体中使用的Cu(铜)或Cu合金相比，能够有效地抑制因使用环境而发生的腐蚀以及因酸或碱发生的腐蚀。在上述第一方面的电池用Ni材中，优选Ni合金包含0.10质量％以上0.20质量％以下的C。如果采用这样的结构，则由于含有0.10质量％以上的C，能够进一步提高由Ni合金构成的电池用Ni材的抗拉强度等机械强度。在上述第一方面的电池用Ni材中，优选抗拉强度为700MPa以上。如果采用这样的结构，则电池用Ni材具有700MPa以上的足够的抗拉强度，因此例如在将电池用Ni材用于在表面配置有负极活性物质的金属集电体的情况下，即使因负极活性物质的膨胀和收缩引起的大的体积变化导致的大的应力反复作用于电池用Ni材，也能够可靠地抑制因反复的应力而在电池用Ni材产生变形等问题。在上述第一方面的电池用Ni材中，优选Ni合金包含合计为0.30质量％以下的添加物和不可避免的杂质。如果采用这样的结构，则在Ni合金中，C以外的添加物和不可避免的杂质相对于Ni的含量足够小，能够更加抑制因添加物和不可避免的杂质导致的由Ni合金构成的电池用Ni材的高电阻化。在上述第一方面的电池用Ni材中，考虑所希望的用途和机械强度等而设定厚度即可，优选厚度为30μm以下。如果采用这样的结构，则通过使用具有30μm以下的小的厚度的电池用Ni材，能够抑制使用电池用Ni材的电池的大型化，并且能够提供抗拉强度等机械强度足够高的电池用Ni材。此外，在上述第一方面的电池用Ni材中，优选厚度为1μm以上，为了使得容易制造，优选为3μm以上，进一步为了使得容易量产，优选为5μm以上。如果采用这样的结构，则通过使用至少具有1μm以上的厚度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池用Ni材，其特征在于：由Ni合金构成，该Ni合金包括：超过0.03质量％且为0.20质量％以下的C、合计为0.50质量％以下的添加物和不可避免的杂质以及作为剩余部分的Ni。

【技术特征摘要】
2017.07.06 JP 2017-1324701.一种电池用Ni材，其特征在于：由Ni合金构成，该Ni合金包括：超过0.03质量％且为0.20质量％以下的C、合计为0.50质量％以下的添加物和不可避免的杂质以及作为剩余部分的Ni。2.如权利要求1所述的电池用Ni材，其特征在于：所述Ni合金包含0.10质量％以上0.20质量％以下的C。3.如权利要求1或2所述的电池用Ni材，其特征在于：抗拉强度为700MPa以上。4.如权利要求1或2所述的电池用Ni材，其特征在于：所述Ni合金包含合计为0.30质量％以下的添加物和不可避免的杂质。5.如权利要求1或2所述的电池用Ni材，其特征在于：厚度为30μm以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：织田喜光，井上良二，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP