电池外装用不锈钢箔及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种在冷热冲击后和电解液浸渍后的树脂附着性优异的电池外装用不锈钢箔。电池外装用不锈钢箔(1)具有氧化层(1a)，所述氧化层(1a)含有40mol％以上的Fe、比Fe少的Cr、40mol％以下的Si，所述氧化层(1a)的厚度为2nm以上；所述电池外装用不锈钢箔(1)的压延方向的正交方向的算术平均粗糙度Ra为0.02μm以上、小于0.1μm。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池外装用不锈钢箔
本专利技术涉及适合用作例如锂离子二次电池的容器等的电池外装用不锈钢箔。
技术介绍
镍-镉电池、镍-氢电池、锂离子二次电池等二次电池用于手机和平板电脑等电子·电气仪器中。特别地，锂离子二次电池的质量能量密度大，适于小型·轻量化，多用于手机或可移动仪器中。并且，近年来，也用于电动工具、电动车、混合动力车、小型卫星等的蓄电池中，在广泛的领域中使用。在这些领域中，存在小型·轻量化、提高质量能量密度、安全性以及减少成本等需求。作为锂离子二次电池等电池外装用材料，通常使用单面或双面的层压覆盖树脂的金属箔，通过热压接(heatseal)制成电池容器。随着上述需求的提高，电池容器需要不存在无用空间并且高效填充电池元件的形状。因此，作为电池外装用材料，需要一种撑压成型等压力加工性优异的金属箔，薄化且压力加工容易的铝箔或铝合金箔是常用的。例如，专利文献1公开了，在含有0.6％以上的Fe的铝合金箔上层压覆盖聚丙烯(PP)的电池外装用材料能有效实现小型·轻量化。但是，如果进一步薄化，则铝箔的断裂强度下降，压力加工时容易导致材料的断裂。并且，在对电池外装用材料施加振动、冲击、扎刺等外力时，会发生材料的变形或破坏，存在内部电解液泄露的危险。并且，已知在现有的锂离子二次电池中，使用在碳酸乙烯酯和碳酸二烷基酯的混合溶液中溶解了LiPF6的电解液，其与水反应会生成氟化氢。氟化氢的腐蚀性非常强，因此一旦电解液泄露，很可能会对安装了锂离子二次电池的装置造成严重的损害。因此，从安全性的角度而言，需要断裂强度高的材料作为用作电池外装用材料的金属箔。因此，近年来，开发了使用不锈钢箔作为满足上述所需特性的电池外装用材料的技术。不锈钢箔的拉伸强度等强度通常为接近铝箔的数倍的高强度，是与现有技术相比能够更薄化且安全性高的电池外装用材料。另外，对于电池外装用材料，在电解液接触面上层压覆盖的树脂与金属箔的附着性是重要的。若树脂与金属箔之间的附着性差，则随着时间经过，当电解液浸透树脂达到金属箔面时，存在树脂与金属箔发生剥离，电解液漏出的危险性。作为提高不锈钢箔自身对树脂的附着性的方法，专利文献2、3公开了通过将不锈钢箔在还原气氛下进行热处理，形成附着性优异的氧化层的技术。在专利文献2中，通过将具有随机抛光痕或极细抛光痕的不锈钢板在800℃以上进行光辉退火，形成富集了50mol％以上的Si的氧化层，从而提高了与环氧或聚酯系树脂之间的附着性。在专利文献3中，不锈钢箔经过极细抛光和粗糙的压延辊使算术平均粗糙度Ra达到0.1μm以上，然后在600～800℃下退火，形成的氧化层含有20mol％以上、60mol％以下的氧以及比Fe多的Cr，从而提高了与聚烯烃系树脂之间的附着性。[现有技术文献][专利文献][专利文献1]日本专利公报特开平10－208708号公报(1998年8月7日公开)[专利文献2]日本专利公报特开2005－001245号公报(2005年1月6日公开)[专利文献3]日本专利公报特开2012－033295号公报(2012年2月16日公开)
技术实现思路
[专利技术所要解决的技术问题]但是，在将专利文献2中公开的技术用于电池外装用材料的不锈钢箔时，由于氧化层中富集Si，因此当电解液与水发生反应，生成氟化氢时，氟化氢会优先使Si-O键断开，发生与在电解液浸渍后的树脂间的附着性下降的问题。并且，在专利文献3中公开的技术中，通过在600～800℃下退火，抑制了氧化层中Si的富集，并且，使算术平均粗糙度Ra达到0.1μm以上的加工硬化带来了原子的扩散系数变化，由此使氧化层中含有的Cr多于Fe，从而提高了与树脂间的附着性，但是，仍然希望进一步提高附着性。二次电池在充电时温度升高，会反复受到冷热冲击(温度变化)。需要提高在这样的冷热冲击后的不锈钢箔与树脂的附着性。并且，也需要进一步提高在电解液浸渍后的不锈钢箔与树脂的附着性。鉴于上述技术问题，本专利技术的目的在于，提供一种在冷热冲击后以及电解液浸渍后与树脂间的附着性优异的电池外装用不锈钢箔。[解决技术问题的手段]本专利技术人努力研究的结果发现，在调整氧化层的元素比率以使Fe的含有率高于专利文献3中记载的技术的同时，设定氧化层厚度的下限值，并且调整氧化层的算术平均粗糙度，由此能够得到优异的电池外装用不锈钢箔与树脂的附着性，由此完成了本专利技术。即，本专利技术的电池外装用不锈钢箔具有氧化层，所述氧化层含有40mol％以上的Fe、比Fe少的Cr、40mol％以下的Si，所述氧化层的厚度为2nm以上；所述电池外装用不锈钢箔的压延方向的正交方向的算术平均粗糙度Ra为0.02μm以上、小于0.1μm。[专利技术的效果]根据本专利技术，在氧化层中，氧化物的标准生成能相对大且润湿性高的Fe的含有率高达40mol％以上，含有的Cr少于Fe，因此，与树脂间的附着性得以提高。并且，通过将氧化层中的Si的含有率控制在40mol％以下，能够提高在电解液浸渍后的与树脂间的附着性。并且，通过使氧化层的厚度为2nm以上，能够充分地实现提高与树脂间的附着性的效果。进一步，在具有氧化层的电池外装用不锈钢箔中，通过使压延方向的正交方向的算术平均粗糙度Ra为0.02μm以上、小于0.1μm，能够抑制由于在氧化层与树脂之间夹入空气而引起的、在冷热冲击后以及电解液浸渍后与树脂间附着性的下降。由此，能够提供一种在冷热冲击后和电解液浸渍后与树脂间的附着性优异的电池外装用不锈钢箔。附图说明[图1]本专利技术的实施方式涉及的电池外装用不锈钢箔的截面图。[图2]对电池外装用不锈钢箔的氧化层进行的X射线光电子能谱分析的Fe谱图。[图3]电池外装用不锈钢箔中从表面开始的分析深度与Fe和O的元素比率之间的关系图。[符号说明]1电池外装用不锈钢箔1a氧化层具体实施方式以下针对本专利技术的一个实施方式涉及的、在冷热冲击后和电解液浸渍后与树脂间的附着性优异的电池外装用不锈钢箔进行说明。另外，以下的内容是为了使本专利技术的精神得到正确理解而记载的，只要没有特别的指定，并不意图用于限定本专利技术。并且，本申请中，“A～B”指的是A以上、B以下。图1为本实施方式涉及的电池外装用不锈钢箔的截面图。如图所示，电池外装用不锈钢箔1的表面上形成氧化层1a。电池外装用不锈钢箔1至少经过以下步骤来制造：压延步骤，其中用压延辊将不锈钢板压延，制成具有所限定的厚度的压延不锈钢箔；以及退火步骤，其中使通过压延步骤得到的压延不锈钢箔退火。并且，为了使电池外装用不锈钢箔1的表面具有所期望的粗糙度，在必要时，也可以在压延步骤后进行抛光步骤。在由此得到的电池外装用不锈钢箔1的氧化层1a的表面上层压覆盖未图示的树脂，加工成电池容器的形状。构成电池外装用不锈钢箔1的不锈钢的钢种可为奥氏体型、铁素体型、马氏体型等，没有特别的限定，例如，可举出SUS304、SUS430、SUS316等。但是，在固溶化热处理状态下延展性优异、加工性高，并且加工硬化大、成形后强度大的奥氏体型不锈钢是优选的系。电池外装用不锈钢箔1的厚度为例如5～100μm，从作为电池外装用材料所必需的强度和轻量化的角度而言，5～30μm是更优选的。由于使用压延辊来制造电池外装用不锈钢箔1，因此，通过调整压延辊间隔来控制厚度。通过将经过压延步骤得到的压延不锈钢箔在还原气氛下退火，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池外装用不锈钢箔，其具有氧化层，所述氧化层含有40mol％以上的Fe、比Fe少的Cr、40mol％以下的Si；所述氧化层的厚度为2nm以上；所述电池外装用不锈钢箔的压延方向的正交方向的算术平均粗糙度Ra为0.02μm以上、小于0.1μm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.29 JP 2015-1102281.一种电池外装用不锈钢箔，其具有氧化层，所述氧化层含有40mol％以上的Fe、比Fe少的Cr、40mol％以下的Si；所述氧化层的厚度为2nm以上；所述电池外装用不锈钢箔的压延方向的正交方向的算术平均粗糙度R...

【专利技术属性】
技术研发人员：上田大地，松尾正一，藤井孝浩，平川直树，杉田修一，小田敬夫，
申请(专利权)人：日新制钢株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP