專利名稱：電池集電體用鋁硬質箔的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及作為鋰離子二次電池的正極集電體使用的電池集電體用鋁硬質箔。
背景技術：
近年來，作為手機和筆記本電腦等移動設備用電源，使用鋰離子二次電池。這樣的鋰離子二次電池的電極材料由正極材料、隔膜以及負極材料形成。進而，正極材料的制造通過如下步驟進行，即在約15 μ m厚的集電體用鋁箔(或鋁合金箔)的雙面上涂布約ΙΟΟμπι 厚的LiCoO2等活性物質，為了除去該涂布的活性物質中的溶劑，進行干燥，進行用于增加活性物質的密度的壓接，經過切開、剪裁工序。該集電體的材料，使用例如專利文獻I所示的高純度鋁箔材料。
其中，為了實現(xiàn)所使用的鋁箔的薄型化，需要強度高的鋁合金箔。例如，如非專利文獻I所公開，在以往多數(shù)采用的純鋁即1085、1Ν30等中，拉伸強度為172 185MPa、伸長率為1. 4 1. 7 %，相對于此，市售有像3003合金等這樣的通過添加Mn使拉伸強度為270 279MPa、伸長率為1. 3 1. 8%的鋁合金箔，并需要進一步的高強度化或高伸長率。
另外，例如，專利文獻2中有以下的提案。即，在使用硬的活性物質的情況下，在收納于電池盒中時，存在卷成(卷曲成)螺旋狀的電極材料在半徑小的部位容易斷裂的傾向。 因此，有如下提案在Al-Mn系合金箔中，使Cu含量增多，在冷軋時的形成規(guī)定板厚時，使用連續(xù)退火爐，在規(guī)定條件下進行中間退火，由此，使強度為280 380MPa，并使耐彎折性提高。另外，例如，在專利文獻3中也提出了 在鋁合金箔中添加Mg、Co、Zr、W等，使強度為 240 400MPa，得到伸長率和耐腐蝕性。
另一方面，非專利文獻2中公開了 作為一般的特性，在純鋁即1085中，導電率為 61. 5% IACS,與添加有Mn的3003合金的48. 5%比較更高(電阻值低)。由于這樣高的導電率，適于用于電氣部件的純鋁箔仍然被大量采用。需要說明的是，導電率隨著合金元素、 調質(加工率)而不同，如非專利文獻3所記載的那樣，已知對于6mm以上的厚度，在純度高的1070材料等中，軟質(O)材料為62%，硬質(H18)材料為61 %，3003合金的情況下，軟質材料為50%，硬質材料為40%。即，在Mn系合金中通過施加加工，導電率大幅降低。
現(xiàn)有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本國特開平11-162470號公報(段落0023)
專利文獻2 :日本國特開2008-150651號公報(段落0003、0005 0007)
專利文獻3 :日本國特開2009-64560號公報(段落0016 0029)
非專利文獻
非專利文獻1:“2008最新電池技術大全”、株式會社電子雜志、2008年5月I日發(fā)行、第8編第I章第7節(jié)、P243
非專利文獻2 Furukawa-Sky Review、No. 5、2008P5 表 1、P9 圖 8
非專利文獻3 :鋁手冊($ 二々Λ /、> F 7' ^ )、日本鋁協(xié)會、2007年I月31日發(fā)行、P32、表4. 2 發(fā)明內容
發(fā)明所要解決的問題
但是，在以往的鋁箔、鋁合金箔中，存在以下的問題。
已知在鋁箔以及鋁合金箔中，隨著強度的上升以及箔厚的減少，伸長率(延展性) 減少。需要說明的是，這在非專利文獻I中也有公開。
但是，在電極材料制造生產線中的壓接/切開等工序中，高強度、且伸長率少時， 箔成為脆的狀態(tài)，在制造生產線中箔發(fā)生斷裂，存在發(fā)生生產線停止這樣的故障的問題，在重視強度的同時伸長率也得到重視。另一方面，在為了高強度化而大量添加有Mn的合金箔材料中，如非專利文獻2所示，由于電阻大，因此，在作為組裝后的電池使用時還存在不夠理想的問題。
本發(fā)明是鑒于上述問題而進行的，其課題在于，提供一種電池集電體用鋁硬質箔， 其具有一定程度的強度，具有優(yōu)良的伸長率，并且電阻低。
用于解決問題的方法
為了解決上述問題，本發(fā)明人對以下的事項進行研究。
已經公知為了箔的高強度化，可以添加Mg、Mn、Cu等，也用于上述以往技術中的提案。但是，使薄型硬質箔的延展性(伸長率)增加的手段尚不明確。另外，對于純鋁箔、 8021合金箔而言，雖然導電率高，但在強度以及伸長率的方面不充分。
通常已知，在1N30等純鋁薄型箔的制造時，通過材料的制造工序中的固溶/析出控制以及箔軋制條件的控制，使箔終軋前的材料組織為亞晶粒組織，由此能夠制造針孔少的薄箔?？梢哉J為，該組織狀態(tài)由于伸長率也比較高，因此，只要能夠將亞晶粒微小地控制， 則即使強度比較高，也得到高延展性。
通常，多數(shù)情況下用透射電子顯微鏡等觀察箔的材料組織，但僅得到局部的信息， 沒有觀察15μπι左右的厚度的箔的截面全部范圍。因此，對影響硬質箔的伸長率的各因素的影響，進行了深入的研究，結果推測，厚度方向以及軋制方向的晶粒(亞晶粒)的尺寸與伸長率相關，通過重新確立箔的截面中的亞晶粒的觀察條件，從而完成了本發(fā)明。即查明， 無論為何狀態(tài)的硬質箔，截面中的亞晶粒徑(厚度方向以及軋制方向)都不均勻。由該查明點，本發(fā)明人查明，由于以往厚度方向以及軋制方向的亞晶粒的尺寸大，因此為不均勻的變形，為伸長率低的狀態(tài)，若以厚度方向以及軋制方向的亞晶粒的尺寸縮小的方式進行控制， 則通過拉伸變形等實現(xiàn)均勻的變形，得到高伸長率，從而完成了本發(fā)明。還查明，亞晶粒由中間退火時的結晶粒徑被壓延、變薄的層而生長、形成，也查明，為了在厚度方向以及軋制方向形成尺寸小的亞晶粒，控制中間退火時的晶粒數(shù)和固溶狀態(tài)為必要條件。
另外，本發(fā)明人測定實際的箔中的導電率，查明實際的導電率，由于為薄硬質箔而與非專利文獻1、2中記載的數(shù)值不同而更低。
這樣，一直以來為了高強度化而著眼于添加有合金元素的合金箔(Al純度小于 99. O質量％)，但本發(fā)明為在用于降低、抑制電阻的純鋁的范圍內測得高強度、高伸長率化的材料。
即，本發(fā)明的電池集電體用鋁硬質箔(以下，適當稱為鋁箔)，其特征在于，含有Fe :0. 2 1. 3質量％、Cu :0. 01 O. 5質量％，將Si控制為O. 2質量％以下，余量包含Al 及不可避免的雜質，所述電池集電體用鋁硬質箔的純度為98. O質量％以上，并且亞晶粒的尺寸在厚度方向為O. 8μηι以下,在軋制方向為45 μ m以下。
進而，本發(fā)明的電池集電體用鋁硬質箔，是通過單片軋制(“單片軋制”的日語原文為>々''>壓延”)制造的權利要求1所述的電池集電體用鋁硬質箔，優(yōu)選厚度為9 20 μ m,拉伸強度為220MPa以上，并且伸長率為3. 0%以上。另外，本發(fā)明的電池集電體用鋁硬質箔，是通過復合軋制(“復合軋制”的日語原文為“重合壓延”) 制造的權利要求1所述的電池集電體用鋁硬質箔，優(yōu)選厚度為5 20μπι，拉伸強度為215MPa以上，并且伸長率為1.0%以上。
根據(jù)這樣的構成，通過添加規(guī)定量的Fe，在中間退火時晶粒變微小，通過添加規(guī)定量的Fe、Cu，鋁箔的強度提高，拉伸強度在單片軋制的情況下為220MPa以上，在復合軋制的情況下為215MPa以上，作為鋁，得到充分的強度。另外，通過使Cu含量為0.5質量％以下， 得到55%以上的導電率，作為電池集電體具有充分的特性。另外，通過將Si抑制在規(guī)定量以下，Al-Fe系的金屬間化合物難以成為粗大的a -Al-Fe-Si系的金屬間化合物，因此，伸長率不會降低，另外，結晶粒徑不會變粗大，在厚度方向得到足夠的亞晶粒數(shù)。另外，通過使厚度為9 20 μ m(單片軋制的情況)、5 20 μ m(復合軋制的情況)，能夠得到作為電池集電體用適合的鋁箔。另外，通過使亞晶粒的厚度方向的尺寸為O. 8μπι以下，在軋制方向為45μπι以下，鋁箔的伸長率提高，伸長率在單片軋制的情況下為3.0%以上，在復合軋制的情況下為1.0%以上，作為鋁得到充分的伸長率。
本發(fā)明的電池集電體用鋁硬質箔，優(yōu)選還含有Mn :0. 5質量％以下、Mg :0. 05質量％以下中的一種以上。
根據(jù)這樣的構成，通過進一步添加Mn和Mg中的任意至少一種，能夠提高強度。另外，該情況下，通過使Mn為規(guī)定量以下的添加量，伸長率不會降低，通過使Mg也為規(guī)定量以下的添加量，伸長率以及導電率不會降低。
本發(fā)明的電池集電體用鋁硬質箔，優(yōu)選導電率為55% (IACS)以上。
根據(jù)這樣的構成，在作為電池的使用時，電池的效率提高。
發(fā)明效果
本發(fā)明的電池集電體用鋁硬質箔，即使為9 20μπι(單片軋制的情況)、5 20 μ m(復合軋制的情況)的薄型，也具有作為純鋁的高強度，并且電阻低，能夠實現(xiàn)鋰離子二次電池的高容量化。另外，伸長率也優(yōu)良，因此，在電極材料的制造工序中，能夠防止箔斷裂，從而能夠防止發(fā)生制造生產線停止這樣的故障。
具體實施方式
以下，對用于實現(xiàn)本發(fā)明的電池集電體用鋁硬質箔(以下，適當稱為鋁箔)的方式進行說明。
本發(fā)明的鋁箔，含有規(guī)定量的Fe、Cu，抑制Si為規(guī)定量以下，余量包含Al及不可避免的雜質。另外，該招箔的厚度為9 20 μ m(單片軋制的情況)、5 20 μ m(復合軋制的情況)，其厚度方向的亞晶粒的尺寸為O. 8μπι以下，軋制方向的尺寸為45 μ m以下。另外，規(guī)定拉伸強度在通過單片軋制制造的情況下為220MPa以上，在通過復合軋制制造的情況下為215MPa以上，并且規(guī)定伸長率在通過單片軋制制造的情況下為3.0%以上，在通過復合軋制制造的情況下為1.0%以上。另外，鋁箔可以含有規(guī)定量的Mn、Mg中的一種以上。 這樣，鋁箔的導電率達到55%以上。
以下，對各構成進行說明。
(Fe :0· 2 1. 3 質量％ )
Fe是用于使中間退火時的晶粒微小化、提高基于固溶強化的強度、進而使亞晶粒穩(wěn)定化而添加的元素。Fe含量小于O. 2質量％時，結晶粒徑變粗大，在厚度方向以及軋制方向上沒有充分地微小化，另外，難以得到充分的強度。
另外，F(xiàn)e含量超過1. 3質量％時，導電率降低。因此，F(xiàn)e含量為O. 2 1. 3質量％。
(Cu :0. 01 O. 5 質量％ )
Cu是用于提高基于固溶強化的強度提高而添加的元素。小于O. 01質量％時，強度變得不充分。超過0.5質量％時，伸長率降低。Cu的添加部分的一半左右進入結晶析出物、分散粒子這樣的第二相，因此，與添加同量的Mn的情況相比，導電率更高。
(S1:0. 2 質量％ 以下)
Si是作為不可避免的雜質容易混入的元素。Si含量超過O. 2質量系的金屬間化合物容易成為粗大的a-Al-Fe-Si系的金屬間化合物，難以得到伸長率。另外， 金屬間化合物的分布密度減少，由此，結晶粒 徑變粗大，無法充分地減小亞晶粒的尺寸。因此，Si含量設為O. 2質量％以下。需要說明的是，Si也可以為O質量％。
(Mn 0. 5 質量％ 以下)
Mn也是對強度提高而言優(yōu)選的元素，可以添加。但是，超過0.5質量％時，導電率降低。因此，添加時的Mn含量設為O. 5%質量％以下。
(Mg 0. 05 質量％ 以下)
Mg也是對強度提高而言優(yōu)選的元素，可以添加。但是，超過O. 05質量％時，伸長率降低。另外，導電率降低。因此，添加時的Mg含量設為O. 05質量％以下。
此外，為了使鑄塊組織微小化，有時添加Al-T1-B中間合金。即，可以將設定為 T1: Β = 5 :1或5 : O. 2的比例的鑄塊微小化劑以華夫餅(“華夫餅”的日語原文為'y 7 >”)或棒的形態(tài)向金屬熔液(在板坯凝固前的向溶解爐、夾雜物過濾器、脫氣裝置、金屬熔液流量控制裝置中投入的、任意一個階段中的金屬熔液)中添加，以Ti量計，允許含有 O.1質量％以下。
另外，為了晶粒微小化，有時添加Cr、Zr、V，但為了避免導電率的降低，添加時的 Cr、Zr、V的含量優(yōu)選為O. 5質量％以下。
(余量A1及不可避免的雜質)
鋁箔的成分除了上述以外，還包括Al及不可避免的雜質。這樣鋁的純度為98. O 質量％以上。需要說明的是，作為不可避免的雜質，Zn允許含有O.1質量％以下。Zn量超過O.1質量％時，耐腐蝕性變差。另外，在原料金屬、中間合金中包含的、通常已知的范圍內的Ga、Ni等，分別允許含有O. 05質量％以下。
(厚度單片軋制箔9 20μ m、復合軋制箔5 20 μ m)
為了增大鋰離子二次電池的電池容量，鋁箔的厚度優(yōu)選盡可能薄，但通過單片軋制難以制作小于9 μ m的高強度箔,通過復合軋制難以制作小于5 μ m的高強度箔。另外，超過20 μ m時，在確定的體積的盒中無法裝入大量的電極材料，電池容量降低。因此，鋁箔的厚度在單片軋制箔時為9 20 μ m，在復合軋制箔時為5 20 μ m。
(亞晶粒尺寸厚度方向O.8μηι以下,軋制方向45μηι以下)
為了增加9 20 μ m(單片軋制的情況)、5 20 μ m(復合軋制的情況)的厚度的鋁箔中的伸長率，需要使亞晶粒尺寸在厚度方向上為O. 8μπ 以下，在軋制方向上為45μ 以下。以其以上的尺寸，不能充分得到鋁箔的伸長率。另外，亞晶粒尺寸越微小越好，下限沒有特別限定。
下面，對厚度方向以及軋制方向的亞晶粒的尺寸的測定方法進行說明。
首先，將鋁箔切割成約5 X 10mm，在薄板底座上，使用電導性膠帶，以箔成為略微突出的狀態(tài)的方式，貼合該切割后的箔。接著，用FIB(聚焦離子束，F(xiàn)ocused Ion Beam)裝置切割該箔的部分，使得能夠觀察平行截面。需要說明的是，在多采用的樹脂包埋法中，在 SEM(掃描電子顯微鏡)觀察時樹脂部充電，而難以測定。另外，對該截面，用SEM以觀察倍率為 X 2000 倍進行 EBSD (電子背散射衍射,Electron Back ScatterDiffraction)分析， 得到取向成像。測定對每一個試樣在10個視野中進行即可。需要說明的是，通常從表面進行觀察，因此，分析軟件自動地顯示從表面觀察的ND面的取向成像。本分析中，為平行截面 (RD-TD面)觀察，以得到從RD-ND面觀察到的ND面的取向成像的方式進行旋轉操作。進而，通過該得到的取向成像，通過線段法計算亞晶粒的尺寸。具體而言，如下。亞晶粒的晶粒間的傾角為O 15°，能夠將傾角小于15°的邊界與傾角15°以上的邊界在取向成像上用線進行顏色顯示來劃分角度差別。基于該事項，從取向成像(取向成像圖)，用肉眼判斷晶粒間的傾角和顏色，測定亞晶粒的尺寸。
(拉伸強度220MPa以上(單片軋制的情況)、215MPa以上(復合軋制的情況))
拉伸強度小于220MPa時，作為通過單片軋制制造的鋁箔的強度不充分。另一方面，通過復合軋制制造的鋁箔的拉伸強度可以為215MPa以上。
因此，拉伸強度設為220MPa以上(單片軋制的情況)、215MPa以上(復合軋制的情況)。
(伸長率3.0%以上(單片軋制的情況)、1.0%以上(復合軋制的情況))
與合金箔比較，強度略微變差，因此需要更優(yōu)良的伸長率。伸長率小于3. 0%時，作為通過單片軋制制造的鋁箔的伸長率不充分。另一方面，通過復合軋制制造的鋁箔的伸長率可以為1.0%以上。
因此，伸長率設為3.0%以上(單片軋制的情況)、1.0%以上(復合軋制的情況)。 需要說明的是，伸長率越高越優(yōu)選。
拉伸強度以及伸長率的測定如下所述進行實施從鋁箔的寬度方向中央部，以拉伸方向與軋制方向平行的方式切割15mm寬X約200mm長的長條型試驗片，以夾盤間距 IOOmm作為評點間距離。伸長率通過十字頭的位移計算。關于試驗次數(shù)，材料每I種進行5 次。拉伸強度和伸長率的值，為5次中除去最大以及最小的值后的3次的平均值。試驗中可以使用株式會社才'J工””制造的Tensilon萬能試驗機型號RTC_1225A。
(導電率55%以上)
為了作為電氣部件使用，需要電阻低。電阻低、即導電率為55%以上時，在作為電池的使用時，效率提高。因此，導電率設為55%以上。需要說明的是，導電率越高越優(yōu)選。
需要說明的是，通過設為本發(fā)明的構成，在9 20 μ m厚度時，得到55%以上的導電率，作為電池集電體具有充分的特性。測定在鋁箔的寬度方向中央部附近進行，關于測定次數(shù)，每I種材料設定為4次。接著，對導電率的測定(計算)方法進行說明。本測定可以基于JISC2525，使用7^々理工株式會社制造的電阻測定裝置TER-2000RH，通過直流四端子法測定電阻來進行。具體而言，首先，將規(guī)定厚度的箔切割成規(guī)定的尺寸，在兩端點焊Ni線，通過四端子法測定電阻。試驗片的電阻R由試樣上流過的電流I和電壓端子間的電位差V通過R = V/I求出。電流I由與試驗片串聯(lián)連接的標準電阻(O. 1Ω)的電壓降低求出。試驗片以及標準電阻的電壓降低和R熱電偶的電動勢，使用檢測敏感度±0. 1μ V的數(shù)字萬用表而求出。另夕卜，導電率Y通過下述式(I)求出。y [% IACS] = (1. 7241L/R · A) X 100 式(I)需要說明的是，式(I)中，1. 7241為標準軟銅的體積電阻率[μ Ω ^cmhA為試樣·截面積[cm2]、L為測定部長度[cm2]。[鋁箔的制造方法]接著，對鋁箔的制造方法進行說明。鋁箔的制造方法如下通過常規(guī)方法，將鋁鑄塊進行均質化熱處理、熱軋后，在規(guī)定條件下，進行冷軋，根據(jù)需要，進行中間退火，然后，進行冷軋、箔軋制。需要說明的是，箔軋制通常通過單片軋制或復合軋制中的任意一種方法進行。在此，復合軋制是在最終道次中將2片鋁箔重疊，向輥中供給，進行軋制。單片軋制是直到最終道次為止將I片鋁箔向輥中供給，進行軋制。鋁箔中，為了縮小亞晶粒的尺寸，優(yōu)選不進行中間退火，或將中間退火通過連續(xù)退火(CAL)進行急速加熱/急速冷卻，由此，使中間退火時的結晶粒徑變微小。因此，優(yōu)選從熱軋后到中間退火為止的冷加工率(冷軋率)高，優(yōu)選設為30%以上的冷軋率。另外，為了使強度提高，也優(yōu)選為30%以上的冷軋率。直到中間退火為止的冷軋率超過85%時，效果飽和，不經濟，因此，優(yōu)選為85%以下。但是，通過分批退火進行中間退火時，中間退火時的再結晶粒徑變粗大，與沒有進行中間退火的情況相比，伸長率降低。在中間退火后以高冷軋率得到鋁箔，進一步促進亞晶?；?，并且需要特別使強度提高，因此，優(yōu)選使中間退火后的冷軋率、即從中間退火后至得到最終的鋁箔(最終品)的總冷軋率為98. 5%以上，因此，優(yōu)選使中間退火時的板厚為Imm以上。需要說明的是，鋁箔中為了得到高強度，也優(yōu)選中間退火時的板厚為Imm以上。但是，如果在超過2_的厚度下進行中間退火，則強度變得過高，容易使箔軋制變困難，因此，優(yōu)選為2_以下。需要說明的是，為了使箔軋制變容易，強度的絕對值即使為高值，也優(yōu)選在約100 μ m厚以下的箔厚中，加工固化少。另外，為了促進由箔軋制產生的亞晶粒化，需要一定程度的溫度上升，在線圈卷繞后以達到約40 100°C的方式進行。在箔軋制中不存在溫度上升的情況下，難以進行由亞晶?；碌木ЯＮ⑿』?。均質化熱處理在使均熱溫度為350°C以上且560°C以下的條件下進行。在均熱溫度小于350°C的情況下，均質化變得不足，鋁箔的伸長率降低。均熱溫度超過560°C時，分散粒子粗大且稀疏地分布，晶界釘扎力降低，不能得到微小的晶粒，鋁箔的伸長率降低。為了使分散粒子的晶界釘扎力增加，箔的晶粒變微小，在350°C以上且560°C以下的均熱溫度的范圍內優(yōu)選為低溫側。
中間退火使再結晶粒徑變微小，使箔的亞晶粒的尺寸在厚度方向上為O. 8μπι以下，在軋制方向為45μπι以下，因此通過連續(xù)退火爐進行退火。然后，在使退火溫度(到達溫度)為380°C以上且550°C以下、使保持時間為I分鐘以下的條件下進行。退火溫度小于380°C時，再結晶沒有充分地進行，亞晶粒的尺寸增大，并且固溶的程度變得不充分。另一方面，超過550°C時，再結晶以及固溶的效果飽和，并且表面外觀容易變差。另外，升降溫速度只要在連續(xù)退火中的常規(guī)方法的范圍內即可，但在分批退火中，即使是在常規(guī)方法的范圍內，在加熱中析出也不斷進行，在箔軋制時進行亞晶粒的合體、粗大化。另外，加工固化的程度也不充分，強度降低。需要說明的是，在連續(xù)退火的情況下，升溫速度為I 100°C /秒、降溫速度為I 500°C /秒是常規(guī)方法范圍。分批退火的情況下，升溫速度為20 60°C /小時，降溫速度可以任意應用爐冷、自然冷卻、強制空冷等，并依照這些條件確定。另外，為了固溶，優(yōu)選保持時間長，但由于為連續(xù)退火爐，因此，超過I分鐘的保持 將顯著延遲生產線速度，因而經濟上變差。如上，厚度方向以及軋制方向的亞晶粒的尺寸，可以根據(jù)成分范圍、中間退火時的晶粒數(shù)、固溶狀態(tài)進行控制。實施例以上，對用于實施本發(fā)明的具體方式進行說明，以下，將確認本發(fā)明效果的實施例與不滿足本發(fā)明的要素的比較例對比，具體地進行說明。需要說明的是，本發(fā)明不限定于該實施例。[供試材料制作](發(fā)明例No.1 14、比較例No. 15 25)將表I所示的組成的鋁熔解，進行鑄造，得到鑄塊，對該鑄塊實施面削后，在360 550°C的范圍內實施2 4小時的均質化熱處理。對該均質化后的鑄塊實施熱軋，再實施冷軋后，進行中間退火，然后，冷軋至規(guī)定的厚度，形成鋁箔。中間退火、冷軋的條件如表I所
/Jn ο需要說明的是，在連續(xù)退火(CAL)的情況下，升溫速度為10°C /秒、降溫速度為200C /秒，在分批退火(BATCH)的情況下，升溫速度為40°C /小時、降溫速度為80°C /小時(自然冷卻)。另外，總冷軋率為大致的值。將通過單片軋制以及復合軋制制造鋁箔時的成分組成、特性、以及制造條件示于表I。需要說明的是，表中，不滿足本發(fā)明的范圍的情況、以及不滿足制造條件的情況在數(shù)值等下用下劃線表示。另外，表I中，熱軋后的板的厚度記為熱軋結束厚度，中間退火前的板的厚度記為中間退火厚度。[亞晶粒的尺寸]接著，通過以下的方法測定鋁箔的厚度方向以及軋制方向上的亞晶粒的尺寸。首先，將鋁箔切割成約5 X 10mm，使用電導性膠帶，在薄板底座上，以箔成為略微突出的狀態(tài)的方式貼合該切割后的箔。接著，用FIB (聚焦離子束，F(xiàn)ocused Ion Beam)裝置切割該箔的部分，從而能夠觀察平行截面。另外，對該截面，用掃描電子顯微鏡以觀察倍率為 X 2000 倍進行 EBSD (電子背散射衍射，Electron Back Scatter Diffraction)分析,在箔的整個厚度上得到取向成像。對每一個試樣以10個視野進行測定。需要說明的是，通常從表面進行觀察，因此，分析軟件自動地顯示從表面觀察的ND面的取向成像。本分析中，為平行截面(RD-TD面)觀察，以得到從RD-ND面觀察到的ND面的取向成像的方式進行旋轉操作。另外，基于該取向成像，通過線段法計算亞晶粒的尺寸。將該結果示于表I。在此，以晶粒間的傾角為15°以下包圍的區(qū)域為亞晶粒，同一結晶取向的亞晶粒形成同一顏色。需要說明的是，顏色與結晶取向的關系以顏色代碼表示。另外，亞晶粒間的傾角為O 15°，但可以在取向成像上用線表示傾角O 15°的邊界。另外，采用上述事項，肉眼判斷取向成像圖，計測亞晶粒的尺寸。需要說明的是，晶粒的存在部位為微小區(qū)域，亞晶粒根據(jù)位置而尺寸不同，但在尺寸的計測中，在此，計測最大的尺寸的亞晶粒。[導電率]接著，通過以下的方法測定鋁箔的導電率。本測定基于JIS C2525，使用7 理工株式會社制造的電阻測定裝置TER-2000RH，通過用直流四端子法測定電阻來進行。具體而言,首先,將規(guī)定厚度的箔切割成3mm寬X 80mm長,在兩端點焊Ni線,通過四端子法測定電阻。試驗片的電阻R由試樣上流過的電流I和電壓端子間的電位差V通過R = V/I求出。電流I由與試驗片串聯(lián)連接的標準電阻(O. 1Ω)的電壓降低求出。試驗片以及標準電阻的電壓降低和R熱電偶的電動勢，使用檢測敏感度±0. 1μ V的數(shù)字萬用表求出。另外，導電率通過上述式(I)求出。[評價]用所得到的鋁箔進行以下的評價。(強度以及伸長率)拉伸強度以及伸長率的測定，基于輕金屬協(xié)會規(guī)格LIS ΑΤ5，使用B型試驗片實施。即，從鋁箔上以拉伸方向與軋制方向平行的方式切割出15mm寬X約200mm長的長條型試驗片，以夾盤間距IOOmm作為評點間距離來實施。試驗中使用株式會社才'J ^ > r
夕制造的Tensilon萬能試驗機型號RTC_1225A，測定拉伸強度、以及伸長率。對于由單片軋制而制造的鋁箔而言，拉伸強度的合格基準為220MPa以上，伸長率的合格基準為3. 0%以上。另一方面，對于由復合軋制而制造的鋁箔而言，拉伸強度的合格基準為215MPa以上，伸長率的合格基準為1. O %以上。將這些結果示于表I。需要說明的是，表中，拉伸強度、伸長率、導電率不滿足合格基準的情況在數(shù)值下用下劃線表示。[表I]
權利要求
1.一種電池集電體用鋁硬質箔，其特征在于，含有Fe :0. 2 1. 3質量％、Cu :0. 01 O.5質量％ ,將Si控制為O. 2質量％以下,余量包含Al及不可避免的雜質， 所述電池集電體用鋁硬質箔的純度為98. O質量％以上，并且亞晶粒的尺寸在厚度方向為O. 8 μ m以下，在軋制方向為45 μ m以下。
2.根據(jù)權利要求1所述的電池集電體用鋁硬質箔,其中， 所述電池集電體用鋁硬質箔是通過單片軋制來制造的， 所述電池集電體用鋁硬質箔的厚度為9 20 μ m，拉伸強度為220MPa以上，并且伸長率為3. 0%以上。
3.根據(jù)權利要求1所述的電池集電體用鋁硬質箔,其中， 所述電池集電體用鋁硬質箔是通過復合軋制來制造的， 所述電池集電體用鋁硬質箔的厚度為5 20 μ m，拉伸強度為215MPa以上，并且伸長率為1. 0%以上。
4.根據(jù)權利要求1所述的電池集電體用鋁硬質箔,其中， 還含有Mn :0. 5質量％以下及Mg :0. 05質量％以下中的一種以上。
5.根據(jù)權利要求1所述的電池集電體用鋁硬質箔,其中， 導電率為55%以上。
全文摘要
一種電池集電體用鋁硬質箔，其特征在于，含有Fe0.2～1.3質量％、Cu0.01～0.5質量％，將Si控制為0.2質量％以下，余量由Al及不可避免的雜質構成，純度為98.0質量％以上，并且亞晶粒的尺寸在厚度方向為0.8μm以下，在軋制方向為45μm以下；該電池集電體用鋁硬質箔具有一定程度的強度和優(yōu)良的伸長率，并且電阻低。
文檔編號C22F1/00GK103003457SQ201180034620
公開日2013年3月27日 申請日期2011年7月15日 優(yōu)先權日2010年7月16日
發(fā)明者伊原健太郎, 星野晃三, 梅田秀俊 申請人:株式會社神戶制鋼所, 東洋鋁千葉株式會社