电池集电体用铝硬质箔制造技术

一种电池集电体用铝硬质箔，其特征在于，含有Fe：0.2～1.3质量％、Cu：0.01～0.5质量％，将Si控制为0.2质量％以下，余量由Al及不可避免的杂质构成，纯度为98.0质量％以上，并且亚晶粒的尺寸在厚度方向为0.8μm以下，在轧制方向为45μm以下；该电池集电体用铝硬质箔具有一定程度的强度和优良的伸长率，并且电阻低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及作为锂离子二次电池的正极集电体使用的电池集电体用铝硬质箔。
技术介绍
近年来，作为手机和笔记本电脑等移动设备用电源，使用锂离子二次电池。这样的锂离子二次电池的电极材料由正极材料、隔膜以及负极材料形成。进而，正极材料的制造通过如下步骤进行，即在约15 μ m厚的集电体用铝箔(或铝合金箔)的双面上涂布约ΙΟΟμπι 厚的LiCoO2等活性物质，为了除去该涂布的活性物质中的溶剂，进行干燥，进行用于增加活性物质的密度的压接，经过切开、剪裁工序。该集电体的材料，使用例如专利文献I所示的高纯度铝箔材料。其中，为了实现所使用的铝箔的薄型化，需要强度高的铝合金箔。例如，如非专利文献I所公开，在以往多数采用的纯铝即1085、1Ν30等中，拉伸强度为172 185MPa、伸长率为1. 4 1. 7 %，相对于此，市售有像3003合金等这样的通过添加Mn使拉伸强度为270 279MPa、伸长率为1. 3 1. 8%的铝合金箔，并需要进一步的高强度化或高伸长率。另外，例如，专利文献2中有以下的提案。即，在使用硬的活性物质的情况下，在收纳于电池盒中时，存在卷成(卷曲成)螺旋状的电极材料在半径小的部位容易断裂的倾向。 因此，有如下提案在Al-Mn系合金箔中，使Cu含量增多，在冷轧时的形成规定板厚时，使用连续退火炉，在规定条件下进行中间退火，由此，使强度为280 380MPa，并使耐弯折性提高。另外，例如，在专利文献3中也提出了 在铝合金箔中添加Mg、Co、Zr、W等，使强度为 240 400MPa，得到伸长率和耐腐蚀性。 另一方面，非专利文献2中公开了 作为一般的特性，在纯铝即1085中，导电率为 61. 5% IACS,与添加有Mn的3003合金的48. 5%比较更高(电阻值低)。由于这样高的导电率，适于用于电气部件的纯铝箔仍然被大量采用。需要说明的是，导电率随着合金元素、 调质(加工率)而不同，如非专利文献3所记载的那样，已知对于6mm以上的厚度，在纯度高的1070材料等中，软质(O)材料为62%，硬质(H18)材料为61 %，3003合金的情况下，软质材料为50%，硬质材料为40%。即，在Mn系合金中通过施加加工，导电率大幅降低。现有技术文献专利文献专利文献1:日本国特开平11-162470号公报(段落0023)专利文献2 :日本国特开2008-150651号公报(段落0003、0005 0007)专利文献3 :日本国特开2009-64560号公报(段落0016 0029)非专利文献非专利文献1:“2008最新电池技术大全”、株式会社电子杂志、2008年5月I日发行、第8编第I章第7节、P243非专利文献2 Furukawa-Sky Review、No. 5、2008P5 表 1、P9 图 8非专利文献3 :铝手册($ 二々Λ /、> F 7' ^ )、日本铝协会、2007年I月31日发行、P32、表4. 2
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，在以往的铝箔、铝合金箔中，存在以下的问题。已知在铝箔以及铝合金箔中，随着强度的上升以及箔厚的减少，伸长率(延展性) 减少。需要说明的是，这在非专利文献I中也有公开。但是，在电极材料制造生产线中的压接/切开等工序中，高强度、且伸长率少时， 箔成为脆的状态，在制造生产线中箔发生断裂，存在发生生产线停止这样的故障的问题，在重视强度的同时伸长率也得到重视。另一方面，在为了高强度化而大量添加有Mn的合金箔材料中，如非专利文献2所示，由于电阻大，因此，在作为组装后的电池使用时还存在不够理想的问题。本专利技术是鉴于上述问题而进行的，其课题在于，提供一种电池集电体用铝硬质箔， 其具有一定程度的强度，具有优良的伸长率，并且电阻低。用于解决问题的方法 为了解决上述问题，本专利技术人对以下的事项进行研究。已经公知为了箔的高强度化，可以添加Mg、Mn、Cu等，也用于上述以往技术中的提案。但是，使薄型硬质箔的延展性(伸长率)增加的手段尚不明确。另外，对于纯铝箔、 8021合金箔而言，虽然导电率高，但在强度以及伸长率的方面不充分。通常已知，在1N30等纯铝薄型箔的制造时，通过材料的制造工序中的固溶/析出控制以及箔轧制条件的控制，使箔终轧前的材料组织为亚晶粒组织，由此能够制造针孔少的薄箔。可以认为，该组织状态由于伸长率也比较高，因此，只要能够将亚晶粒微小地控制， 则即使强度比较高，也得到高延展性。通常，多数情况下用透射电子显微镜等观察箔的材料组织，但仅得到局部的信息， 没有观察15μπι左右的厚度的箔的截面全部范围。因此，对影响硬质箔的伸长率的各因素的影响，进行了深入的研究，结果推测，厚度方向以及轧制方向的晶粒(亚晶粒)的尺寸与伸长率相关，通过重新确立箔的截面中的亚晶粒的观察条件，从而完成了本专利技术。即查明， 无论为何状态的硬质箔，截面中的亚晶粒径(厚度方向以及轧制方向)都不均匀。由该查明点，本专利技术人查明，由于以往厚度方向以及轧制方向的亚晶粒的尺寸大，因此为不均匀的变形，为伸长率低的状态，若以厚度方向以及轧制方向的亚晶粒的尺寸缩小的方式进行控制， 则通过拉伸变形等实现均匀的变形，得到高伸长率，从而完成了本专利技术。还查明，亚晶粒由中间退火时的结晶粒径被压延、变薄的层而生长、形成，也查明，为了在厚度方向以及轧制方向形成尺寸小的亚晶粒，控制中间退火时的晶粒数和固溶状态为必要条件。另外，本专利技术人测定实际的箔中的导电率，查明实际的导电率，由于为薄硬质箔而与非专利文献1、2中记载的数值不同而更低。这样，一直以来为了高强度化而着眼于添加有合金元素的合金箔(Al纯度小于 99. O质量％)，但本专利技术为在用于降低、抑制电阻的纯铝的范围内测得高强度、高伸长率化的材料。即，本专利技术的电池集电体用铝硬质箔(以下，适当称为铝箔)，其特征在于，含有Fe :0. 2 1. 3质量％、Cu :0. 01 O. 5质量％，将Si控制为O. 2质量％以下，余量包含Al 及不可避免的杂质，所述电池集电体用铝硬质箔的纯度为98. O质量％以上，并且亚晶粒的尺寸在厚度方向为O. 8μηι以下,在轧制方向为45 μ m以下。进而，本专利技术的电池集电体用铝硬质箔，是通过单片轧制(“单片轧制”的日语原文为>々''>压延”)制造的权利要求1所述的电池集电体用铝硬质箔，优选厚度为9 20 μ m,拉伸强度为220MPa以上，并且伸长率为3. 0%以上。另外，本专利技术的电池集电体用铝硬质箔，是通过复合轧制(“复合轧制”的日语原文为“重合压延”) 制造的权利要求1所述的电池集电体用铝硬质箔，优选厚度为5 20μπι，拉伸强度为215MPa以上，并且伸长率为1.0%以上。根据这样的构成，通过添加规定量的Fe，在中间退火时晶粒变微小，通过添加规定量的Fe、Cu，铝箔的强度提高，拉伸强度在单片轧制的情况下为220MPa以上，在复合轧制的情况下为215MPa以上，作为铝，得到充分的强度。另外，通过使Cu含量为0.5质量％以下， 得到55%以上的导电率，作为电池集电体具有充分的特性。另外，通过将Si抑制在规定量以下，Al-Fe系的金属间化合物难以成为粗大的a -Al-Fe-Si系的金属间化合物，因此，伸长率不会降低，另外，结晶粒径不会变粗大，在厚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.16 JP 2010-1615831.一种电池集电体用铝硬质箔，其特征在于，含有Fe :0. 2 1. 3质量％、Cu :0. 01 O.5质量％ ,将Si控制为O. 2质量％以下,余量包含Al及不可避免的杂质， 所述电池集电体用铝硬质箔的纯度为98. O质量％以上，并且亚晶粒的尺寸在厚度方向为O. 8 μ m以下，在轧制方向为45 μ m以下。2.根据权利要求1所述的电池集电体用铝硬质箔,其中， 所述电池集电体用铝硬质箔是通过单片轧制来制造的， 所...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊原健太郎，星野晃三，梅田秀俊，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，东洋铝千叶株式会社，
类型：
国别省市：