集电体用铝合金箔及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种对热循环的耐久性优异且能够有效地阻尼来自外部的振动的集电体用铝合金箔及其制造方法。集电体用铝合金箔具有化学成分和冷加工组织，上述化学成分含有以下成分，Fe：1.1～1.8质量％、Si：0.30质量％以下、Cu：0.030质量％以下、Mg：0.030质量％以下、Mn：0.040质量％以下、Ti：0.050质量％以下，剩余部分由Al和不可避免的杂质构成，上述集电体用铝合金箔具有在150℃以上的温度重结晶的特性。此外，集电体用铝合金箔在完全重结晶的情况下，具有以下特性，即，伸长率为5.6％以上且阻尼自由振动的对数衰减率为1.0×10

Aluminum alloy foil for collector and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】集电体用铝合金箔及其制造方法
本专利技术涉及集电体用铝合金箔及其制造方法。
技术介绍
锂离子二次电池多用作搭载于汽车、笔记本型个人电脑等各种设备的电池。锂离子二次电池的正极具有由铝合金箔构成的集电体和包含正极活性物质且配置于集电体的表面上的正极活性物质层。锂离子二次电池用正极通常通过以下的方法制作。即，在作为集电体的铝合金箔的表面涂布包含正极活性物质和粘合剂的糊料后，使糊料干燥而在集电体的表面上形成正极活性物质层。然后，在轧制设有正极活性物质层的集电体后，裁断成所希望的尺寸，由此能够得到正极(例如，专利文献1)。为了抑制上述正极的制作过程中的铝合金箔的断裂等，优选使用强度比较高的铝合金箔。但是，铝合金箔具有强度越高则伸长率越小的趋势。由于锂离子二次电池的正极在充放电时反复膨胀和收缩，因此在使用伸长率小的铝合金箔作为集电体的情况下，由于反复进行膨胀和收缩，铝合金箔有可能会提前劣化。另外，在某些情况下，铝合金箔也有可能提前断裂。因此，本专利技术人等进行了深入研究，结果发现具备在制造电极时的涂布、干燥、轧制时具有充分的强度，然后从120℃左右的低温起开始软化的特性的铝合金箔(专利文献2)。该铝合金箔通过在正极的制作过程中使铝合金箔的温度不超过120℃，从而能够抑制强度的降低。其结果，能够抑制正极的制作过程中的铝合金箔的断裂。另外，通过对装入锂离子二次电池之前的正极以200℃以下的极低的温度实施热处理，从而能够提高铝合金箔的伸长率，甚至能够提高铝合金箔对充放电循环的耐久性。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2007－234277号公报专利文献2:日本专利第5591583号
技术实现思路
近年，强烈期望进一步提高铝合金箔对充放电循环的耐久性。因此，要求与专利文献2的铝合金箔相比，进一步增大实施热处理后的铝合金箔的伸长率。另外，以往的具备铝合金箔的正极，例如在汽车用电池等用途中从外部施加激烈的振动的情况下，正极活性物质层有可能从作为集电体的铝合金箔剥离，导致电池容量的降低。为了避免上述问题，寻求一种在从外部施加振动的情况下能够抑制正极活性物质层的剥离的铝合金箔。本专利技术是鉴于这样的背景而完成的专利技术，其目的在于提供一种对热循环的耐久性优异且能够有效地阻尼来自外部的振动的集电体用铝合金箔及其制造方法。本专利技术的一个方式是一种集电体用铝合金箔，其具有化学成分和冷加工组织，上述化学成分含有以下成分，Fe(铁)：1.1～1.8质量％、Si(硅)：0.30质量％以下、Cu(铜)：0.030质量％以下、Mg(镁)：0.030质量％以下、Mn(锰)：0.040质量％以下、Ti(钛)：0.050质量％以下，剩余部分由Al(铝)和不可避免的杂质构成，上述集电体用铝合金箔具有以下特性，在150℃以上的温度重结晶，在完全重结晶的情况下，伸长率为5.6％以上且阻尼自由振动的对数衰减率为1.0×10-3以上。此外，本专利技术的另一方式是一种集电体用铝合金箔的制造方法，是上述方式的集电体用铝合金箔的制造方法，其包括以下工序，准备具备上述化学成分的铸锭，将上述铸锭在400～580℃的温度进行保持并进行均质化处理，通过在卷取温度为上述重结晶温度以下的条件下对上述铸锭进行热轧而制作热轧板，通过对上述热轧板进行冷轧而制作冷轧板，将上述冷轧板在300～340℃的温度进行保持并进行中间退火，在将轧制率设为85％以上且卷取温度小于90℃的条件下对上述冷轧板进行箔轧制。上述集电体用铝合金箔(以下，适当地称为“铝合金箔”)具有上述特定的化学成分和冷加工组织。由此，能够实现在150℃以上的温度重结晶这样的特性。而且，具备上述特性的铝合金箔在正极的制作过程中维持高的强度，且能够抑制上述铝合金箔的断裂。另外，上述铝合金箔通过使Mg的含量为0.030质量％以下，与具备以往的成分范围的铝合金箔相比，能够增大完全重结晶的情况下的伸长率。因此，上述铝合金箔与以往的铝合金箔相比，能够抑制反复进行膨胀和收缩时的劣化，且提高对充放电循环的耐久性。此外，完全重结晶后的上述铝合金箔中的阻尼自由振动的对数衰减率为1.0×10-3以上。上述铝合金箔通过使对数衰减率为上述特定的范围，能够有效地阻尼从外部施加的振动。因此，通过使用上述铝合金箔作为正极的集电体，能够抑制从外部施加振动时的集电体的振动，甚至抑制正极活性物质层从集电体剥离。如以上所示，上述铝合金箔对充放电循环的耐久性优异，并且能够有效地阻尼来自外部的振动。附图说明图1是表示实施例中的对数衰减率的测定装置的主要部分的侧视图。图2是表示实施例中的阻尼自由振动的波形的一例的说明图。具体实施方式以下，对上述铝合金箔中的化学成分等的限定理由进行说明。·Fe(铁)：1.1～1.8质量％Fe在上述铝合金箔中以过饱和状态固溶。固溶于Al母相中的Fe的一部分，在铝合金箔被加热至100℃左右的温度的情况下，以具有小于5nm的粒径的微细的Al－Fe系化合物的形式析出。该微细的Al－Fe系化合物通过阻碍错位的移动，从而能够在120℃以下的温度范围内抑制上述铝合金箔的软化，维持高强度。另一方面，在120～200℃的温度范围内，固溶的Fe的扩散速度比较慢，因此与Al－Fe系化合物的析出相比，冷加工组织的恢复速度变快。因此，上述铝合金箔具有以下特性，即，在实施了热处理的情况下在120℃左右的温度冷加工组织开始恢复，且拉伸强度降低。而且，通过进一步继续上述铝合金箔的热处理而使温度为150℃以上，从而能够使上述铝合金箔重结晶。其结果，与热处理前相比，能够增大上述铝合金箔的伸长率。另外，Fe的一部分，在将上述铝合金箔加热至120℃以上的温度的情况下，不会以Al－Fe系化合物的形式析出，而固溶于Al母相中。通过该固溶Fe，能够有效地阻尼从外部施加的振动。如此，Fe对于实现上述铝合金箔的以下特性是重要的元素，即，在100℃左右的温度的热处理中维持强度，通过在150℃以上的温度实施热处理从而与热处理前相比软化并且伸长率变大。通过将Fe的含量设为上述特定的范围，从而能够实现上述特性，并且使完全重结晶后的上述铝合金箔的伸长率和对数衰减率为上述特定的范围。在Fe的含量低于1.1质量％的情况下，由于固溶于Al母相中的Fe的量不足，因此完全重结晶后的上述铝合金箔的对数衰减率小于上述特定的范围。其结果，难以阻尼从外部施加的振动。从使完全重结晶后的上述铝合金箔的对数衰减率更大，且更有效地阻尼外部施加的振动的观点出发，优选将Fe的含量设为1.2质量％以上。在Fe的含量超过1.8质量％的情况下，在上述铝合金箔的制造过程中制作铸锭时，粒径超过数百μm的粗大的Al－Fe系化合物析出。在以内包这样的粗大的Al－Fe系化合物的状态制作铝合金箔的情况下，在箔轧制时铝合金箔容易形成针孔。因此，在Fe的含量超过1.8质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集电体用铝合金箔，其特征在于，/n所述集电体用铝合金箔具有化学成分和冷加工组织，/n所述化学成分含有以下成分：/nFe：1.1～1.8质量％、Si：0.30质量％以下、Cu：0.030质量％以下、Mg：0.030质量％以下、Mn：0.040质量％以下、Ti：0.050质量％以下，剩余部分由Al和不可避免的杂质构成，/n所述集电体用铝合金箔具有以下特性：/n在150℃以上的温度重结晶，/n在完全重结晶的情况下，伸长率为5.6％以上，且阻尼自由振动的对数衰减率为1.0×10

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170928 JP 2017-1883071.一种集电体用铝合金箔，其特征在于，
所述集电体用铝合金箔具有化学成分和冷加工组织，
所述化学成分含有以下成分：
Fe：1.1～1.8质量％、Si：0.30质量％以下、Cu：0.030质量％以下、Mg：0.030质量％以下、Mn：0.040质量％以下、Ti：0.050质量％以下，剩余部分由Al和不可避免的杂质构成，
所述集电体用铝合金箔具有以下特性：
在150℃以上的温度重结晶，
在完全重结晶的情况下，伸长率为5.6％以上，且阻尼自由振动的对数衰减率为1.0×10-3以上。


2.根据权利要求1所述的集电体用铝合金箔，其中，拉伸强度为160MPa以上。


3.根据权利要求1或2所述的集电体用铝合金箔，其中，在100℃的油浴中浸渍1分钟后的拉伸强度为150MPa以上。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的集电体用铝合金箔，其中，在Al母相中分散有800个/μm3以上的Al－Fe系化合物，所述A...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中宏树，
申请(专利权)人：株式会社UACJ，
类型：发明
国别省市：日本;JP