專利名稱：電池集電體用鋁合金硬質(zhì)箔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)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合金硬質(zhì)
箔。
背景技術(shù)：
近年，作為移動(dòng)電話和筆記本電腦等的移動(dòng)設(shè)備用電源，使用的是鋰離子二次電 池。這樣的鋰離子二次電池的電極材料，由正極材料、間隔件和負(fù)極材料形成。而且，正極材 料的制造如下進(jìn)行在厚15 μ m左右的集電體用鋁箔(或鋁合金箔)的兩面，涂布厚100 μ m 左右的LiCoO2等活性物質(zhì)，為了除去該涂布的活性物質(zhì)的溶劑而進(jìn)行干燥，并進(jìn)行用于增 加活性物質(zhì)的密度的壓著，再經(jīng)過切開、分割工序。還有，用于除去溶劑的干燥工序，以在 100 150°C下保持30分鐘左右的條件進(jìn)行。近年來，隨著電池的高容量化的進(jìn)展，為了實(shí)現(xiàn)所使用的鋁合金箔的薄壁化，而指 向高強(qiáng)度的鋁合金箔。因此，例如“ 2008最新電池技術(shù)大全”，株工會(huì)社電子雜志，2008年5 月1日發(fā)行，第8篇第1章第7節(jié)，P243所公開的，所使用的是強(qiáng)度比現(xiàn)有的1085、1N30高 的3003合金和開發(fā)產(chǎn)品，使用了這些的強(qiáng)度230 345MPa的鋁合金箔市場(chǎng)有售。另外，例如在日本特開平11-67220號(hào)有提出如下方案。S卩，在Al-Mn系合金箔中， 若由于活性物質(zhì)的干燥工序而致使鋁箔軟化，強(qiáng)度降低，則在干燥后的壓著工序中，軟化了 的箔容易延展，在電極合劑的涂覆部與未涂覆部的交界，發(fā)生鋁箔的起皺等。因此，就提出 將0. 延伸率時(shí)的強(qiáng)度提高至168 240MPa左右。此外，例如在日本特開2008-150651號(hào)中提出如下。即，如果使用硬的活性物質(zhì)， 則在將其收納到電池外殼中時(shí)，卷(折疊)成螺旋狀的電極材料在半徑小的部位有容易斷 裂的傾向。因此提出，在Al-Mn系合金箔中增加Cu含量，在冷卻軋時(shí)達(dá)到規(guī)定板厚時(shí)，使用 連續(xù)退火爐以規(guī)定條件進(jìn)行中間退火，以達(dá)到280 380MPa的強(qiáng)度，從而提高抗折痕性。另外，例如在日本特開2009-64560號(hào)中也提出，添加Mg、Co、Zr、W等，達(dá)到240 400MPa的強(qiáng)度，以得到延展性和耐腐蝕性。但是，在現(xiàn)有的鋁合金箔中，存在以下問題。在鋁合金箔中，隨著強(qiáng)度的上升以及箔厚的減少，可知延伸率(延展性)減少。還 有，這在前述的非專利文獻(xiàn)中也有明確展示，另外，在日本特開2009-64560號(hào)中的實(shí)施例 中也顯示，例如在290MPa的抗拉強(qiáng)度下，停滯在3. 左右的延伸率。但是，在電極材料制造線上的壓著、切開等工序中，即使是高強(qiáng)度，但若延伸率少， 則箔處于脆的狀態(tài)，存在的問題是，箔在制造線上斷裂，發(fā)生制造線停止這樣的故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于前述問題而完成的，其課題在于，提供一種高強(qiáng)度，并且具有優(yōu)異的延 伸率的電池集電體用鋁合金硬質(zhì)箔。為了解決前述課題，本發(fā)明者們對(duì)于以下的事項(xiàng)進(jìn)行了研究。
為了箔的高強(qiáng)度化，公知的是添加Mg、Mn、Cu等即可，這也被用于前述現(xiàn)有技術(shù)的 提案。但是，并不知道使薄壁硬質(zhì)箔的延展性(軋制性)增加的方法。另一方面，可知在純 鋁薄壁箔的制造時(shí)，通過材料的制造工序中的固溶、析出控制和箔軋制條件的控制，可使箔 終軋前的材料組織成為亞晶粒組織，從而能夠制造出氣孔少的薄箔。由于該組織狀態(tài)延伸 率也比較高，因此認(rèn)為，在能夠得到高強(qiáng)度的Al-Mn系合金箔中，通過成為亞晶粒組織，并 且使亞晶粒微細(xì)化，也能夠得到高延展性。通常，可知以透射電子顯微鏡從表面?zhèn)扔^察箔的材料組織時(shí)，亞晶粒有2 μ m左右的直徑，但無法進(jìn)行厚度15ym左右的箔的截面下的觀察。因此，對(duì)于影響到硬質(zhì)箔的延伸 率的諸因素進(jìn)行了認(rèn)真的研究，結(jié)果推測(cè)為，厚度方向的晶粒(亞晶粒)與延伸率相互關(guān) 聯(lián)，通過重新確立箔的截面的亞晶粒觀察條件，從而達(dá)成本發(fā)明。即發(fā)現(xiàn)，無論是哪種狀態(tài) 的硬質(zhì)箔，盡管從表面觀察的亞晶粒直徑不變化，均為2 μ m左右，但截面的亞晶粒直徑(厚 度)為1.5 3μπι左右(厚15 μ m的箔，厚度方向的亞晶粒數(shù)量為5 10個(gè)左右)。根據(jù) 該發(fā)現(xiàn)點(diǎn)，本發(fā)明者等人員發(fā)現(xiàn)，以前是因?yàn)楹穸确较虻膩喚Я?shù)量少，所以有不均勻的變 形，成為延伸率低的狀態(tài)，若將厚度方向的亞晶粒數(shù)量控制得多，則可借助拉伸變形等而進(jìn) 行均勻的變形，得到高延伸率，從而完成本發(fā)明。還發(fā)現(xiàn)，厚度方向的亞晶粒是由中間退火 時(shí)的晶粒直徑受到軋制而變薄的層生長(zhǎng)、形成的，還發(fā)現(xiàn)，為了使厚度方向形成大量的亞晶 粒，控制中間退火時(shí)的晶粒數(shù)和固溶狀態(tài)是必要條件。S卩，本發(fā)明的電池集電體用鋁合金硬質(zhì)箔(以下簡(jiǎn)單地稱為鋁合金箔)是含有Mn 0. 8 1. 5質(zhì)量％、Cu 0. 05 0. 20質(zhì)量％、Fe 0. 3 0. 7質(zhì)量％且余量由Al和不可避免 的雜質(zhì)構(gòu)成的電池集電體用鋁合金硬質(zhì)箔，其中，所述電池集電體用鋁合金硬質(zhì)箔的厚度 為9 20 μ m，亞晶粒在厚度方向上有30個(gè)以上，抗拉強(qiáng)度為280 350MPa，并且延伸率為 3. 5%以上。根據(jù)這一構(gòu)成，以規(guī)定量添加Mn、CU、Fe，鋁合金箔的強(qiáng)度提高，抗拉強(qiáng)度為280 350MPa，達(dá)到充分的強(qiáng)度，并且通過規(guī)定量添加Fe，中間退火時(shí)晶粒得到微細(xì)化。另外，使厚 度為9 20μπι，能夠成為作為電池集電體所適用的鋁合金箔。此外，使厚度方向的亞晶粒 數(shù)量為30個(gè)以上，從而鋁合金箔的延伸率提高，延伸率達(dá)3. 5%以上，具有作為電池集電體 充分的延伸率?；蛘撸景l(fā)明的電池集電用鋁合金硬質(zhì)箔(以下簡(jiǎn)單地稱為鋁合金箔)，是經(jīng)由重 合軋制而制造的電池集電體用鋁合金硬質(zhì)箔，其中，含有Mn 0. 8 1. 5質(zhì)量％、Cu 0. 05 0. 20質(zhì)量％、Fe 0. 3 0. 7質(zhì)量％，且余量由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，所述電池集電體 用鋁合金硬質(zhì)箔的厚度為9 15 μ m，亞晶粒在厚度方向上有30個(gè)以上，抗拉強(qiáng)度為280 350MPa，并且延伸率為1. 0%以上。根據(jù)這一構(gòu)成，以規(guī)定量添加Mn、CU、Fe，鋁合金箔的強(qiáng)度提高，抗拉強(qiáng)度為280 350MPa，達(dá)到充分的強(qiáng)度，并且通過規(guī)定量添加Fe，中間退火時(shí)晶粒得到微細(xì)化。另外，使厚 度為9 15 μ m，能夠成為作為電池集電體所適用的鋁合金箔。此外，通過使厚度方向的亞 晶粒數(shù)量為30個(gè)以上，從而鋁合金箔的延伸率提高，延伸率為1. 0%以上，具有作為電池集 電體充分的延伸率。本發(fā)明的電池集電體用鋁合金硬質(zhì)箔，優(yōu)選還含有Mg :0. 2質(zhì)量％以下和Si 0.6 質(zhì)量％以下之中的一種以上。
根據(jù)這一構(gòu)成，通過規(guī)定量添加Mg，從而強(qiáng)度提高，通過規(guī)定量添加Si，箔軋制性提尚。本發(fā)明的電池集電體用鋁合金硬質(zhì)箔，也可以還含有Cr 0. 2質(zhì)量％以下和Zn 0. 3質(zhì)量％以下之中的一種以上。在本發(fā)明的鋁合金箔中，即使含 有Cr :0. 2質(zhì)量％以下、Zn :0. 3質(zhì)量％以下，也不 會(huì)對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案的各特性造成不良影響。本發(fā)明的電池集電體用鋁合金硬質(zhì)箔，即使是厚度9 20 μ m的薄壁，或者經(jīng)由重 合軋制而制造時(shí)，為厚度9 15 μ m的薄壁，也具有充分的強(qiáng)度。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)鋰離子二 次電池的高容量化。此外，因?yàn)檠由炻室矁?yōu)異，所以軋制性(箔軋制性)提高，在電極材料 的制造工序中，能夠防止箔斷裂，從而能夠防止制造線停止這樣的故障的發(fā)生。另外，本發(fā)明的成分組成在JIS3003的成分范圍內(nèi)，但作為不同點(diǎn)是，盡管成分組 成在同范圍內(nèi)，但通過規(guī)定亞晶粒，還具有如下顯著的效果(1)即使是高強(qiáng)度H材，仍能 夠取得高延伸率；(2)因?yàn)槟軌蚴褂肑IS3003的成分，所以能夠兼用其他用途的材料和板坯 (鑄塊)，在生產(chǎn)性和制品削減(資金周轉(zhuǎn))的點(diǎn)上優(yōu)異。


圖1是用于說明實(shí)施例的亞晶粒數(shù)量的測(cè)量方法的圖像，(a)是實(shí)施例之中之一 的ND面的方位映象圖(日文方位- , ^ > y像)，(b)是亞晶粒方位的顏色代碼。圖2是用于說明實(shí)施例的亞晶粒數(shù)量的測(cè)量方法的圖像，(a)是比較例之一的ND 面的方位映象圖，(b)是亞晶粒方位的顏色代碼。
具體實(shí)施例方式以下，就用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的電池集電體用鋁合金硬質(zhì)箔(以下，適宜稱為鋁合金 箔)的方式進(jìn)行說明。本發(fā)明的鋁合金箔，以規(guī)定量含有Mn、Cu、Fe，余量由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。 而且，該鋁合金箔的厚度為9 20 μ m，在其厚度方向，亞晶粒存在30個(gè)以上。此外，將抗拉 強(qiáng)度規(guī)定為280 350MPa，并且將延伸率規(guī)定為3. 5%以上。或者，本發(fā)明的鋁合金箔，是經(jīng)由重合軋制而制造的電池集電體用鋁合金硬質(zhì)箔， 以規(guī)定量含有Mn、Cu、Fe，余量由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。而且，該鋁合金箔的厚度為 9 15 μ m，在其厚度方向上，亞晶粒存在30個(gè)以上。此外，將抗拉強(qiáng)度為280 350MPa，并 且延伸率規(guī)定為1.0%以上。以下，對(duì)于各構(gòu)成進(jìn)行說明。(Mn :0· 8 1. 5 質(zhì)量％ )Mn是用于提高鋁合金箔的強(qiáng)度而添加的元素。Mn含量低于0. 8質(zhì)量％時(shí)，不能獲 得充分的強(qiáng)度。另一方面，若超過1. 5質(zhì)量％，則產(chǎn)生粗大的金屬間化合物，箔軋制性降低。 因此，Mn含量為0. 8 1. 5質(zhì)量％。(Cu :0· 05 0. 20 質(zhì)量％ )Cu是為了通過固溶強(qiáng)化而提高強(qiáng)度所添加的元素。Cu含量低于0. 05質(zhì)量％時(shí)， 活性物質(zhì)干燥時(shí)的強(qiáng)度降低的抑制不充分。另一方面，若超過0.20質(zhì)量％，則強(qiáng)度變得過高，箔軋制性降低。因此，Cu含量為0. 05 0. 20質(zhì)量％。(Fe :0· 3 0. 7 質(zhì)量％ )Fe是為了中間退火時(shí)的晶粒微細(xì)化，另外為了借助固溶強(qiáng)化而提高強(qiáng)度所添加的元素。Fe含量低于0. 3質(zhì)量％時(shí)，晶粒直徑粗大，在厚度方向得不到充分的亞晶粒數(shù)量，另 外也難以獲得充分的強(qiáng)度。另一方面，若超過0.7質(zhì)量％，則產(chǎn)生粗大的金屬間化合物，箔 軋制性降低。因此，F(xiàn)e含量為0.3 0.7質(zhì)量％。本發(fā)明的鋁合金箔，也可以還含有Mg 0. 2質(zhì)量％以下和Si 0. 6質(zhì)量％以下之中 的一種以上。此外，含有Cr :0.2質(zhì)量％以下和Zn :0. 3質(zhì)量％以下之中的一種以上也沒有 問題。(1%:0.2質(zhì)量％以下)Mg是為了借助固溶強(qiáng)化而提高強(qiáng)度所添加的元素。但是，若Mg含量超過0. 2質(zhì) 量％，則強(qiáng)度過高，箔軋制性降低。但是，Mg含量為0.2質(zhì)量％以下。(Si :0.6 質(zhì)量％ 以下)Si是有助于箔軋制性提高的元素。Si可以按規(guī)定量添加，也可以作為雜質(zhì)混入。 但是，若Si含量超過0. 6質(zhì)量％，則形成Al-Mn-Si系的金屬間化合物，晶粒直徑粗大，在厚 度方向無法得到充分的亞晶粒數(shù)量。因此，Si含量為0.6質(zhì)量％以下。還有，為了進(jìn)一步 提高箔軋制性，優(yōu)選添加0. 2 0. 3質(zhì)量％。(Cr :0.2 質(zhì)量％ 以下)Cr有作為雜質(zhì)混入的情況，但是允許含有至0. 2質(zhì)量％以下，如果在該范圍內(nèi)，則 即使添加也不會(huì)對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案的各特性造成不良影響。因此，Cr含量為0.2質(zhì)量％以 下(抑制在0.2質(zhì)量％以下)。(211:0.3質(zhì)量％以下)Zn有作為雜質(zhì)混入的情況，但是允許含有至0. 3質(zhì)量％以下，如果在該范圍內(nèi)，則 即使添加也不會(huì)對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案的各特性造成不良影響。因此，Zn含量為0.3質(zhì)量％以 下(抑制在0.3質(zhì)量％以下)。另外，為了使鑄塊組織微細(xì)化，有添加Ti和B的情況。S卩，也可以將Ti B = 5 1或5 0.2的比例的鑄塊微細(xì)化劑，以餅或棒的形態(tài)添加到熔湯中(投入到了板坯 凝固前的熔融爐、夾雜物過濾器、脫氣裝置、熔湯流量控制裝置的任何一個(gè)階段的熔湯)，Ti 量允許含有至0. 05質(zhì)量％為止。(余量A1和不可避免的雜質(zhì))鋁合金箔的成分除前述以外，余量由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。還有，作為不可 避免的雜質(zhì)，例如有合金和中間合金所含的通常已知范圍內(nèi)的Ga、V、Ni等，分別允許含有 至0. 05質(zhì)量％為止。(厚度9 20μπι，9 15μπι)為了增大鋰離子二次電池的電池容量，盡可能使鋁合金箔的厚度薄的方法為宜， 但是制作厚度低于9 μ m的高強(qiáng)度箔有困難。另外，若超過20 μ m，則不能在已經(jīng)限定了體積 的外殼中放入很多的電極材料，電池容量降低。因此，鋁合金箔的厚度為9 20 μ m。經(jīng)由 重合軋制進(jìn)行制造時(shí)，為9 15 μ m。還有，重合軋制時(shí)，鋁合金箔彼此重疊的面成為被稱作消光面的無光澤、凹凸大的面，因此，由位置造成的箔厚的偏差比兩面光澤的單個(gè)軋制材要大。因此，厚度有一些不均 勻時(shí)，只要箔厚的平均值為9 15 μ m即可。(厚度方向的亞晶粒數(shù)量30個(gè)以上) 為了增加厚度9 20 μ m的鋁合金箔的延伸率，需要使厚度方向的亞晶粒數(shù)量為 30個(gè)以上(厚15 μ m的箔，亞晶粒直徑(厚度)為0.5μπι以下)。厚度方向的亞晶粒數(shù)量 低于30個(gè)時(shí)，無法充分獲得鋁合金箔的延伸率。另外，亞晶粒數(shù)量也可以多出幾個(gè)，其上限 沒有特別限定。此外如前述，厚度方向的亞晶粒是由中間退火時(shí)的晶粒直徑受到軋制而變 薄的層生長(zhǎng)、形成的，因此本層需要30層以上。而且，這意味著中間退火時(shí)的重結(jié)晶晶粒在 厚度方向有30個(gè)以上。還有，如前述，箔厚經(jīng)重合軋制而不均一時(shí)，亞晶粒數(shù)量在箔厚處于平均值的地方 (平均值之處不存在時(shí)，為最接近平均值的地方)為30個(gè)以上即可。接著，對(duì)于厚度方向的亞晶粒數(shù)量的測(cè)量方法的確立進(jìn)行說明。首先，將鋁合金箔切斷為大約5Χ 10mm，在薄板底座上，使用導(dǎo)電膠帶粘貼該切斷 的箔，使箔成為稍稍突出的狀態(tài)。其次，以FIB(聚焦離子束Focused Ion Beam)裝置切斷 該箔的部分，觀察平行截面。還有，在大量使用的樹脂包埋法中，進(jìn)行SEM(掃描電子顯微 鏡)觀察時(shí)，樹脂部帶電，測(cè)量困難。然后，對(duì)于該截面，用SEM，使觀察倍率為2000倍，進(jìn) 行EBSD (電子背散射衍射分析Electron Back Scatter Diffraction)分析，得到方位映象 圖。還有，因?yàn)橥ǔ谋砻孢M(jìn)行觀點(diǎn)，所以分析軟件自動(dòng)顯示從表面觀看ND面的方位映象 圖。在本分析中，是平行截面(RD-TD面)觀察，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作以得到從RD-ND面觀看的ND 面的方位映象圖。然后，由得到的該方位映象圖(參照?qǐng)D1)，以線段法計(jì)算亞晶粒數(shù)量。具 體如下。亞晶粒的晶粒間的傾角為0 15°，同樣的亞晶粒為同樣的角。而后，0°顏色最 濃，15°顏色最淺。對(duì)于該事項(xiàng)，均是使用表示顏色和晶體取向的關(guān)系的圖1(b)的顏色代 碼，根據(jù)圖1(a)的方位映象圖(方位映射圖)，以肉眼判定晶粒間的傾角和顏色，統(tǒng)計(jì)亞晶 粒。(抗拉強(qiáng)度280 35OMPa)抗拉強(qiáng)度低于280MPa時(shí)，作為鋁合金箔的強(qiáng)度不充分。另一方面，若超過350MPa， 則箔軋制性降低。因此，抗拉強(qiáng)度為280 350MPa。(延伸率3·5%以上，1.0%以上)延伸率低于3. 5%時(shí)，作為電池集電體箔的延展不充分。因此，延伸率為3. 5%以 上。經(jīng)由重合軋制而進(jìn)行制造時(shí)，延伸率為1.0%以上。還有，延伸率優(yōu)選高的程度?？估瓘?qiáng)度和延伸率的測(cè)量，可依據(jù)輕金屬協(xié)會(huì)規(guī)格LIS AT5，使用B型試驗(yàn)片實(shí) 施。即，從鋁合金箔上，使拉伸方向與軋制方向平行而切割下寬15mmX長(zhǎng)約200mm的狹條 試片，以IOOmm的夾頭間距離作為評(píng)定間距而實(shí)施。在試驗(yàn)中，可使用株式會(huì)社才 巧 ,夕制TENSILON萬能試驗(yàn)機(jī)，型號(hào)RTC-1225A。(鋁合金箔的制造方法)接下來，對(duì)于鋁合金箔的制造方法進(jìn)行說明。鋁合金箔的制造方法以如下方式進(jìn) 行根據(jù)通用的方法對(duì)鋁合金鑄塊進(jìn)行均質(zhì)化熱處理、熱軋后，以規(guī)定條件進(jìn)行冷軋、中間 退火，然后進(jìn)行冷軋(包括箔軋制)。還有，箔軋制通過單個(gè)軋制或重合軋制進(jìn)行。即，鋁合金箔是通過單個(gè)軋制或重合軋制制造而成的。所謂單個(gè)軋制，就是向輥供給一片鋁合金箔直至最終工序(日文最終 〃 ^ )，進(jìn)行軋制，所謂重合軋制，就是在最終工序中，將兩片鋁合金箔重疊供給于輥，進(jìn)行 軋制。在鋁合金箔中，為了大量獲得亞晶粒，優(yōu)選使中間退火時(shí)的晶粒直徑微細(xì)。為此， 優(yōu)選至中間退火為止的冷加工率(冷軋率)高，優(yōu)選達(dá)到30%以上的冷軋率。另外，為了使 強(qiáng)度提高，也優(yōu)選30%以上的冷軋率。但是，若至中間退火為止的冷軋率超過85%，則效果 飽和，缺乏經(jīng)濟(jì)性，因此優(yōu)選為85%以下。中間退火后，需要以高冷軋率形成鋁合金箔，促進(jìn)亞 晶?；?，并且特別需要提高強(qiáng) 度，因此優(yōu)選中間退火后的冷軋率，即，從中間退火后至成為最終的鋁合金箔(成品)的總 的冷軋率為98. 5%以上，為此，優(yōu)選中間退火時(shí)的板厚為Imm以上。另外，為了以鋁合金箔 得到高強(qiáng)度，也優(yōu)選中間退火時(shí)的班后為Imm以上。但是，若在超過2mm的厚度下進(jìn)行中間 退火，則強(qiáng)度過高，箔軋制容易變得困難，因此優(yōu)選為2mm以下。還有，為了使箔軋制容易進(jìn) 行，優(yōu)選即使強(qiáng)度的絕對(duì)值高，也在厚100 μ m以下程度的箔厚下加工固化很少的。在此，中間退火是為了使重結(jié)晶粒徑在厚度方向上形成30個(gè)以上，即，為了使厚 度方向上的亞晶粒數(shù)量為30個(gè)以上，而以連續(xù)退火爐進(jìn)行的退火。而且，以退火溫度(到 達(dá)溫度)為380°C以上、550°C以下，保持時(shí)間為1分鐘以下的條件進(jìn)行。退火溫度低于380°C時(shí)，重結(jié)晶無法充分進(jìn)行，亞晶粒數(shù)量不足，并且強(qiáng)度也略高。 另一方面，若超過550°C，則效果飽和，并且容易使表面外觀劣化。另外，升降溫速度為連續(xù) 退火的常規(guī)方法的范圍即可，但在分批退火中，即使在常規(guī)方法的范圍，加熱中析出也會(huì)進(jìn) 展，箔軋制時(shí)亞晶粒的合并、粗大化進(jìn)展，亞晶粒數(shù)量不足。另外，加工固化的程度也不充 分，強(qiáng)度降低。還有，連續(xù)退火時(shí)，升溫速度為1 100°C /秒，降溫速度為1 500°C /秒， 這是常規(guī)方法范圍。分批退火時(shí)，升溫速度為20 60°C /小時(shí)，降溫速度任意應(yīng)用爐冷、放 冷、強(qiáng)制空冷，遵循這些條件進(jìn)行。而且，為了固溶而優(yōu)選保持時(shí)間長(zhǎng)，但因?yàn)槭沁B續(xù)退火爐，所以超過1分鐘的保 持，制品線速度會(huì)顯著變慢，因此經(jīng)濟(jì)性差。如此，厚度方向的亞晶粒數(shù)量能夠通過成分范圍、中間退火時(shí)的晶粒數(shù)量、固溶狀 態(tài)進(jìn)行控制。實(shí)施例以上，就用于實(shí)施本發(fā)明的方式進(jìn)行了闡述，以下，將確認(rèn)到本發(fā)明的效果的實(shí)施 例與不滿足本發(fā)明的要件的比較例進(jìn)行對(duì)比，具體加以說明。還有，本發(fā)明并不受該實(shí)施例 限制。<實(shí)施例1>首先，示例經(jīng)由單個(gè)軋制而制造的鋁合金箔的實(shí)施例。(供試材制作)(實(shí)施例 No. 1 10，比較例 No. 11 ~ 19)對(duì)表1所示組成的鋁合金進(jìn)行熔化、鑄造而成為鑄塊，對(duì)該鑄塊實(shí)施面銑削后，以 540°C實(shí)施4小時(shí)均質(zhì)化熱處理。對(duì)該經(jīng)過均質(zhì)化的鑄塊實(shí)施熱軋，再實(shí)施冷軋后進(jìn)行中間 退火。其后，通過單個(gè)軋制進(jìn)行箔軋制的條件進(jìn)行冷軋，直到除去一部分至15 μ m的厚度， 成為鋁合金箔。中間退火的條件為，用連續(xù)退火爐，退火溫度450°C，升溫速度10°C /秒，降溫速度20°C/秒，保持時(shí)間5秒。熱軋后的板(箔質(zhì)地)的厚度為3. 5mm，中間退火前的板 (箔質(zhì)地)的厚度為1.4mm(中間退火前的冷軋率為60%，中間退火后的冷軋率(總冷軋 率)約98.9%)。還有，表1的No. α是基于日本特開2008-150651號(hào)記載的鋁合金箔， 因?yàn)樵诤笫龅摹盎谥圃旆椒ǖ脑u(píng)價(jià)”中會(huì)使用，所以為了方便而記述在表1中。

(實(shí)施例No. 20 25，比較例No. 26 35)對(duì)表2所示的鋁合金(表1中對(duì)應(yīng)的合金Α、C、D、F、Τ)進(jìn)行熔化、鑄造而成為鑄 塊。對(duì)該鑄塊實(shí)施面銑削后，對(duì)于No. 35，以520°C實(shí)施6小時(shí)均質(zhì)化熱處理，對(duì)于其他的 以540°C實(shí)施2小時(shí)均質(zhì)化熱處理。對(duì)該經(jīng)過均質(zhì)化的鑄塊實(shí)施熱軋，再實(shí)施冷軋后進(jìn)行 中間退火。其后，通過單個(gè)軋制進(jìn)行箔軋制的條件進(jìn)行冷軋，直到除去一部分至15μπι的厚 度，成為鋁合金箔。中間退火、冷軋的條件如表2所示。還有，連續(xù)退火(CAL)時(shí)，升溫速度 10°C/秒，降溫速度為20°C/秒，分批退火(BACH)時(shí)，升溫速度40°C /小時(shí)，降溫速度為 80°C/小時(shí)(放冷)。另外，總冷軋率為大概的值。成分組成顯示在表1中，制造條件顯示在表2中。還有，不滿足本發(fā)明的范圍的和 不滿足制造條件的，表中在其數(shù)值下畫下劃線表示，對(duì)于不含有的成分以“_”表示。另外， No. 35是基于日本特開2008-150651號(hào)記載的鋁合金箔，No. 27、31、32雖然成分不同，但是 中間退火條件基于日本特開2008-150651號(hào)記載的鋁合金箔。另外，表2中熱軋后的箔的 厚度記為熱軋結(jié)束厚度，中間退火前的箔的厚度記述為中間退火厚度。(亞晶粒的個(gè)數(shù))接著，根據(jù)以下方法測(cè)量鋁合金箔在厚度方向的亞晶粒的個(gè)數(shù)。首先，將鋁合金箔切斷為大約5X 10mm，在薄板底座上，使用導(dǎo)電膠帶粘貼該切斷 的箔，使箔成為稍稍突出的狀態(tài)。其次，以FIB(聚焦離子束Focused Ion Beam)裝置切斷 該箔的部分，使平行截面能夠得到觀察。然后，對(duì)于該截面，用掃描電子顯微鏡，使觀察倍率 為2000倍，進(jìn)行EBSD (電子背散射衍射分析Electron Back Scatter Diffraction)分析， 得到方位映象圖。還有，因?yàn)橥ǔ谋砻孢M(jìn)行觀察，所以分析軟件自動(dòng)顯示從表面觀看ND 面的方位映象圖。在本分析中，是平行截面(RD-TD面)觀察，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作以得到從RD-ND 面觀看的ND面的方位映象圖。然后，由得到的該方位映象圖(參照?qǐng)D1)，以線段法計(jì)算亞 晶粒數(shù)量。其結(jié)果顯示在表1、2中。還有，關(guān)于實(shí)施例No. 20的ND面的方位映象顯示在圖 1(a)中，圖1(b)中顯示亞晶粒方位的顏色代碼。另外，關(guān)于比較例No. 26的ND面的方位映 象顯示在圖2(a)中，圖2(b)中顯示亞晶粒方位的顏色代碼。在此，晶粒間的傾角在15°以下為亞晶粒，同樣的亞晶粒為同樣的顏色。還有，顏 色和晶體取向的關(guān)系由顏色代碼表示。另外，亞晶粒雖然晶粒間的傾角為0 15°，但0° 顏色最濃，15°顏色最淺。然后，加入前述事項(xiàng)，以肉眼判定方位映射圖，統(tǒng)計(jì)亞晶粒。還 有，亞晶粒的存在的地方是微小區(qū)域，亞晶粒根據(jù)位置不同其數(shù)量會(huì)有一些差異，但是在厚 度方向的計(jì)測(cè)中，在此計(jì)測(cè)最少的部位的數(shù)量。(評(píng)價(jià))用所得到的鋁合金箔進(jìn)行以下的評(píng)價(jià)。(強(qiáng)度和延伸率)抗拉強(qiáng)度和延伸率的測(cè)定，依據(jù)輕金屬協(xié)會(huì)規(guī)格LIS AT5，使用B型試驗(yàn)片實(shí)施。艮口，從鋁合金箔上，使拉伸方向與軋制方向平行而切割下寬15mmX長(zhǎng)約200mm的狹條試片， 以IOOmm的夾頭間距離作為評(píng)定間距而實(shí)施。在試驗(yàn)中，可使用株式會(huì)社才'J ^ > r ^ 制TENSILON萬能試驗(yàn)機(jī)，型號(hào)RTC-1225A。通過該試驗(yàn)，測(cè)量抗拉強(qiáng)度和延伸率。強(qiáng)度的 合格標(biāo)準(zhǔn)為抗拉強(qiáng)度280 350MPa，延伸率的合格標(biāo)準(zhǔn)為3. 5%以上。 這些結(jié)果顯示在表1、2中。還有，表中亞晶粒的個(gè)數(shù)不滿足本發(fā)明的范圍的，抗拉 強(qiáng)度、延伸率不滿足合格標(biāo)準(zhǔn)的，在其數(shù)值下畫下劃線表示，因不能進(jìn)行鋁合金箔的制造而 無法評(píng)價(jià)的，以“_”表示。
權(quán)利要求
1.一種電池集電體用鋁合金硬質(zhì)箔，其特征在于，含有Mn :0. 8 1. 5質(zhì)量％、Cu : 0. 05 0. 20質(zhì)量％、Fe 0. 3 0. 7質(zhì)量％，余量由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，所述電池集電體用鋁合金硬質(zhì)箔的厚度為9 20 μ m，亞晶粒在厚度方向上有30個(gè)以上，抗拉強(qiáng)度為280 350MPa，并且延伸率為3. 5%以上。
2.—種電池集電體用鋁合金硬質(zhì)箔，其特征在于， 經(jīng)由重合軋制而制得，含有Mn 0. 8 1. 5質(zhì)量％、Cu 0. 05 0. 20質(zhì)量％、Fe 0. 3 0. 7質(zhì)量％，余量由Al 和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，所述電池集電體用鋁合金硬質(zhì)箔的厚度為9 15 μ m，亞晶粒數(shù)量在厚度方向上為30個(gè)以上，抗拉強(qiáng)度為280 350MPa，并且延伸率為1. 0%以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池集電體用鋁合金硬質(zhì)箔，其特征在于，還含有Mg 0. 2質(zhì)量％以下和Si 0. 6質(zhì)量％以下之中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池集電體用鋁合金硬質(zhì)箔，其特征在于，還含有Cr 0. 2質(zhì)量％以下和Zn 0. 3質(zhì)量％以下之中的至少一種。
全文摘要
一種電池集電體用鋁合金硬質(zhì)箔，其含有Mn0.8～1.5質(zhì)量％、Cu0.05～0.20質(zhì)量％、Fe0.3～0.7質(zhì)量％，余量由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，所述電池集電體用鋁合金硬質(zhì)箔的厚度為9～20μm，亞晶粒在厚度方向上有30個(gè)以上，抗拉強(qiáng)度為280～350MPa，并且延伸率為3.5％以上。根據(jù)這一構(gòu)成，具有高強(qiáng)度，并且具有優(yōu)異的延伸率。
文檔編號(hào)C22C21/00GK102031428SQ20101029366
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者伊原健太郎, 星野晃三, 梅田秀俊, 金田大輔 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶制鋼所