CN104302796A - 电极集电体用铝合金箔、其制造方法及电极材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电极集电体用铝合金箔及其制造方法、电极材料,其特征为:含有Mn:0.50~1.50mass%(以下将mass%仅记为%)、Cu:0.05~0.50%、Fe:0.20~1.00%、Si:0.01~0.60%,剩余部分由Al及不可避免的杂质组成,Mn的固溶量为1500ppm以上,Cu的固溶量为40ppm以上,最终冷轧后的抗拉强度(T1)为260MPa以上350MPa以下。本发明提供的电极集电体用铝合金箔及其制造方法、电极材料,其中,制造铝合金箔时可实现薄壁轧制,且能防止活性物质糊剂涂敷工序中的断裂或冲压工序中的起皱,具备适合于从铝合金箔的制造到电极材料的制造的一系列制造工序的强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于用作锂离子二次电池等的二次电池、电双层电容器、锂离子电容器等电存储器的电极材料的铝合金箔,特别是涉及具有适合于从铝合金箔的制造到电极材料的制造的一系列制造工序的强度的组合,以及对固溶量进行优化的电极集电体用铝合金箔、其制造方法及电极材料。
背景技术
手机、笔记本电脑等便携式电子设备的电源一般采用能量密度高的锂离子二次电池。
锂离子二次电池由正极材料、分离部(separator)及负极材料组成。作为正极材料使用以导电性出色、不影响二次电池的电效率、发热少为特征的铝合金箔。正极材料可通过在铝合金箔的两面涂敷含锂金属氧化物如含以LiCoO2为主要成分的活性物质的糊剂并使其干燥,然后用冲压机进行挤压加工(以下将该工序称为冲压加工。)而制得。这样制得的正极材料与分离部、负极材料层进行层叠之后,再进行卷绕成形之后,收纳进壳体内。
考虑到可能会发生在涂敷活性物质糊剂时因张力而断裂,或者在卷绕时弯曲部断开等的问题,因此,作为锂离子二次电池正极材料使用的铝合金箔需要具备较高的抗拉强度。并且,在涂敷活性物质糊剂后的干燥工序中,以往实施100℃~160℃的加热处理,近年来有时还以更高温的200℃左右进行加热处理。之后,为增大活性物质的密度而实施冲压工序,但是与素箔(即没有经过加工的箔)相比,一般实施热处理之后的铝合金箔的强度会下降,因此干燥工序后的抗拉强度也要高。如果干燥工序后的强度下降,就冲压加工时容易发生中部拉长,有可能引起所谓在卷曲时出现卷痕的现象,因此,会发生活性物质与铝合金箔的密合性降低,或者,切割时容易发生断开等对于电池制造来讲致命的问题。特别是,如果活性物质糊剂与铝合金箔表面的密合性降低,则会出现在充放电的重复使用中发生剥离,从而导致电池容量的下降。
近年来要求用于锂离子二次电池的正极材料的铝合金箔的厚度更薄。锂离子二次电池向大容量化和小型化发展,正在研究使得用于正极材料的铝合金箔更薄,从而增大每单位体积的电池容量。
另一方面,如果在薄壁化时,如果抗拉强度过高,就会出现压延性下降的问题。
因此,用于锂离子二次电池的正极材料的铝合金箔,需具备为实现电池大容量化的薄壁化、为在活性物质糊剂涂敷工序中防止断裂而确保素箔强度,且为冲压工序中的防皱而增大干燥工序后的强度,在不影响压延性的条件下的优化。
在专利文献1中,提出作为锂离子电池电极用,建议采用素箔的抗拉强度为240MPa以上的铝合金箔。在专利文献2中,提出作为电池电极集电体用,建议采用素箔的抗拉强度为280~350MPa的压延性良好的铝合金箔。但是,在专利文献1和2并未揭示同时解决如下所述的问题:即,通过薄壁化的大容量化问题,考虑到比以往温度范围更高的温度环境下进行干燥工序时的活性物质糊剂涂敷工序中的断裂防止问题,或者,冲压工序中的防皱问题。
【背景技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本专利特开2010-100919号公报
【专利文献2】日本专利特开2011-89196号公报
发明内容
【发明所要解决的问题】
本发明鉴于上述情况所完成,以提供制造铝合金箔时可实现薄壁轧制,且防止活性物质糊剂涂敷工序中的断裂和冲压工序的起皱,还具备适合于从铝合金箔的制造到电极材料的制造的一系列制造工序的强度的电极集电体用铝合金箔及其制造方法、电极材料为目的。
【解决问题的技术手段】
本发明作者对这一点进行进一步研究的结果发现不仅通过调整合金的组合,还需要通过调节Cu和Mn的固溶量与混合关系(balance),从而获得如下所述的出色的电极集电体用铝合金箔,即,在制造铝合金箔时可实现薄壁轧制,且具备可防止在活性物质糊剂涂敷工序中发生断裂的素箔强度,进而实现了可获得考虑到干燥工序的热处理后的抗拉强度的组合,以及对固溶量成功进行优化,可避免冲压工序中的起皱现象。
进而,在其制造工序中,作为元素的固溶析出状态而言,对铸锭的均质化处理和中间退火条件进行优化时有效,并且发现通过该优化可获得适合于从铝合金箔的制造到电极材料的制造的一系列制造工序的抗拉强度,从而完成了本发明。
即,本发明提供一种电极集电体用铝合金箔,其特征为:含有Mn∶0.50~1.50mass%(以下将mass%仅记为%)、Cu∶0.05~0.50%、Fe∶0.20~1.00%、Si∶0.01~0.60%,剩余部分由Al及不可避免的杂质组成,Mn的固溶量为1500ppm以上,Cu的固溶量为40ppm以上,最终冷轧后的抗拉强度(T1)为260MPa以上350MPa以下。
优选的,所述铝合金箔是在100℃下24小时、150℃下3小时、200℃下15分钟之中的任意一项进行热处理的情况下,抗拉强度为260MPa以上。
优选的,所述铝合金箔即使在100℃下24小时、150℃下3小时、200℃下15分钟之中的任意一项热处理的情况下,热处理后的抗拉强度(T2)仍为260MPa以上,且T2-T1≥0的关系式成立。
优选的,所述铝合金箔的最终冷轧后的导电率为42%IACS以上。
优选的,所述铝合金箔含有Mn∶0.60~1.20%、Cu∶0.08~0.40%、Fe∶0.30~0.80%、Si∶0.05~0.30%。
优选的,所述铝合金箔的厚度为6~30μm。
并且,根据本发明的其他观点,提供一种电极集电体用铝合金箔的制造方法,其特征在于:具备将含有Mn∶0.50~1.50%、Cu∶0.05~0.50%、Fe∶0.20~1.00%、Si∶0.01~0.60%,剩余部分由Al及不可避免的杂质组成的铝合金铸锭在550~620℃下保持1~20小时的均质化处理,接着依次实施热轧、冷轧的工序,在所述冷轧之前或途中,以板厚0.8~4.0mm,在退火温度350~550℃下进行连续退火。
优选的,在所述均质化处理后的冷却过程中,从500℃冷却到400℃时的冷却速度为35℃/小时以上。
优选的,所述热轧的总轧制时间未满30分钟。
优选的,从所述热轧结束后到所述冷轧开始的冷却过程中,从300℃冷却到100℃时的冷却速度为7℃/小时以上。
并且,根据本发明的另一其他观点,提供一种电极集电体,其特征在于:在具备铝合金箔和活性物质层的电极集电体中,所述铝合金箔为上述的任意1项所述的铝合金箔。
【发明效果】
本发明的电极集电体用铝合金箔,由于素箔强度不会过大且容易实现薄壁化,因此使得锂离子二次电池可很好地实现大容量化。并且,由于具备适合于从铝合金箔的制造到电极材料的制造的一系列制造工序的固溶量,因此强度得到了优化,涂敷活性物质糊剂时因张力发生断裂的问题得到了解决,并且在涂敷活性物质糊剂后实施的干燥工序中的强度增大,因此在挤压加工时铝合金箔不容易变形,且能够防止起皱现象或切割时的断开现象,从而可安全且确实地作为锂离子二次电池等的电存储器的电极集电体用适用。
具体实施方式
<铝合金箔的组成>
本发明所涉及的锂离子电池用铝合金箔含有Mn∶0.50~1.50%、Cu∶0.05~0.50%、Fe∶0.20~1.00%、Si∶0.01~0.60%,且剩余部分由Al及不可避免的杂质组成。
Mn是一种添加之后可提高强度且可以赋予经受干燥工序中的热处理的耐热性的元素,含有0.50~1.50%的Mn。如果Mn的添加量未满0.50%,则不能起到提高强度的作用。另一方面,如果Mn的添加量超过1.50%,则强度增大过多,从而降低压延性。更优选的Mn添加量是0.60~1.20%。
Cu是一种添加之后可提高强度且可以赋予经受干燥工序中的热处理的耐热性的元素,含有0.05~0.50%的Cu。如果Cu的添加量未满0.05%,则Cu固溶量的降低导致强度下降。另一方面,如果Cu添加量超过0.50%,则加工固化性变高,从而导致在箔轧制时容易发生断裂。更优选的Cu添加量是0.08~0.40%。
Fe是一种添加之后可提高强度的元素,含有0.20~1.00%的Fe。如果Fe的添加量未满0.20%,则不能起到提高强度的作用。另一方面,如果Fe的添加量超过1.00%,则强度增大过多,从而导致压延性降低。更优选的Fe添加量是0.30~0.80%。
Si是一种添加之后可提高强度的元素,含有0.01~0.60%的Si。如果Si的添加量未满0.01%,则不能起到提高强度的作用。并且,通常使用的Al锭中作为杂质含有Si,要想控制在0.01%以下就需要使用高纯度的锭块,则在经济上很难实现。另一方面,如果Si的添加量超过0.60%,则强度增大过多,从而导致压延性降低。更优选的Si添加量是0.05~0.30%。
另外,在基本材料中还含有Cr、Ni、Zn、Mg、Ti、B、V、Zr等不可避免的杂质。作为这些不可避免的杂质,优选的是分别含有0.02%以下,作为总量含有0.15%以下。
<固溶量>
本发明中,为具备适合从铝合金箔的制造到电极材料的制造的一系列制造工序的强度,在具备适合的上述组成的同时,需要进行Mn与Cu各自固溶量的优化。通过优化Mn及Cu的固溶量,可使经过干燥工序的铝合金箔的抗拉强度大于最终冷轧后的铝合金箔的抗拉强度。另,在本说明书中,所谓“最终冷轧后”是指最后的冷轧之后,在实施改变铝合金箔的物性的热处理之前的状态。另外,“箔轧制”也是冷轧的一种。
固溶Mn是为了提高强度,并为获得可经受干燥工序中的高温的热处理的耐热性所须。在添加0.5~1.5%的Mn的条件下,Mn的固溶量为1500ppm以上。如果Mn的固溶量未满1500ppm,则对提高强度所起的作用小,素箔及加热后的强度变低,会在活性物质糊剂涂敷工序中发生断裂,或者在挤压工序中发生起皱。对于Mn的固溶量的上限没有特别限制,但是例如可为2500ppm以下,优选的是2000ppm以下。因为如果Mn的固溶量大于上述值,则导致加工固化性过高,在箔轧制时容易发生断裂。
固溶Cu是为了提高强度,并在干燥工序的热处理中积极地析出Cu类化合物,使之析出固化来增大强度所须。在添加0.05~0.50%的Cu的条件下,Cu的固溶量为40ppm以上。如果Cu的固溶量未满40ppm,则对强度提高的贡献少,素箔及加热后的强度变低,会在活性物质糊剂涂敷工序中发生断裂,或者在冲压工序中发生起皱。对于Cu的固溶量的上限没有特别限制,但是例如可为200ppm以下,优选为150ppm以下。如果Cu的固溶量大于上述值,则会导致加工固化性过高,容易在箔轧制时发生断裂。
本发明的电极集电体用铝合金箔,以Mn、Fe、Si、Cu为必要成分,为了优化Mn、Cu的固溶量,优选的是调整铸锭的均质化处理与中间退火条件。对于铸锭的均质化处理与中间退火条件没有特别的限制,但可列举如后所述的方法。
<素箔强度>
本发明的电极集电体用铝合金箔的最终冷轧后的抗拉强度为260MPa以上350MPa以下。抗拉强度未满260MPa时强度不够,很容易因在涂敷活性物质糊剂时施加的张力而发生断裂或破裂。当抗拉强度超过350MPa时,由于强度过高,使压延性变差,容易发生箔断裂。由于增加合金成分Mn、Fe、Si、Cu的固溶量,可提高加工固化性,进而在冷轧和箔轧制时的强度增加量也变大,因此可通过此方法使素箔强度增大。
<热处理后的强度>
本发明的电极集电体用铝合金箔可作为正极材料良好地使用,但是在该正极材料的制造工序中,为达到消除活性物质中的溶媒的目的,活性物质糊剂涂敷后设有干燥工序,通常在100~200℃左右的温度下进行热处理。一般来讲,该温度范围的热处理,有可能会出现铝合金箔因软化导致机械特性发生改变的情况,因此热处理后的铝合金箔的机械特性非常重要。发明人认为,仅仅主要添加有Mn、Fe、Si、Cu的铝合金中,Mn与Cu的固溶量的影响较大。
总之,通过使铸锭的均质化处理温度高温化,大量地固溶微量添加的Mn,热轧时尽可能不使这些固溶的Mn析出,来维持较高的固溶量,从而获得耐热性出色的特性。并且,对于Cu,在均质化处理时也尽可能大量固溶,在热轧后的冷却过程中尽可能不使Cu析出,且通过在冷轧之前或途中实施连续退火进行再固溶,维持较高的固溶量,在活性物质涂敷工序后的干燥工序中进行100~200℃的热处理时,积极地析出Cu类化合物,使之产生析出固化,从而实现强度的提高。
作为本发明的铝合金箔,只要对上述组成和固溶量进行过优化的话,没有特别限制,但是,作为制造成具备铝合金箔和活性物质层的电极材料时的强度,推荐进行在100℃下24小时、150℃下3小时、200℃下15分钟之中的任意一项热处理的情况下的抗拉强度(T2)为260MPa以上。形成活性物质层时的涂敷时的干燥工序,根据在100~200℃下使用的活性物质糊剂等的条件适当进行调整,但是,在本发明中作为在实施条件中的严格的条件,采用在100℃下24小时、150℃下3小时、200℃下15分钟之中的任意一项条件,对抗拉强度进行优化。
如果上述热处理后的抗拉强度未满260MPa,则有可能在干燥工序后进行冲压加工时铝合金箔容易变形,在冲压后卷绕时容易发生起皱或弯曲,因此,存在抗拉强度不够的问题。
并且,优选为T2-T1≥0的关系式成立。当T2-T1≥0的关系式不成立时,为使热处理后的抗拉强度的值足够高,必须提高素箔强度,其结果可能会出现压延性变差的情况。
进而,在本发明中,对实施条件进一步进行细分化,作为低温长时间、中温中时间、高温短时间的定义,优选调整为,即使进行在100℃下24小时、150℃下3小时、200℃下15分钟之中的任意一项热处理的情况下,热处理后的抗拉强度(T2)仍为260MPa以上,且成立T2-T1≥0的关系式。
如上所述,即使进行低温长时间、中温中时间、高温短时间中的任意一项热处理,也可以使得热处理后的抗拉强度达到260MPa以上,由此,更可靠地防止在冲压工序中发生的起皱现象。如果上述热处理后的抗拉强度未满260MPa,则在干燥工序后进行冲压加工时铝合金箔容易变形,在冲压后卷绕时容易发生起皱或弯曲,因此,出现抗拉强度不足的情况。并且,在T2-T1≥0的关系式不成立时,为使热处理后的抗拉强度的值足够高,必须提高素箔强度,其结果可能会出现压延性变差的情况。
本发明中,推荐为例如通过控制均质化处理条件及中间退火条件来获得上述强度。
<导电率>
在本发明中,最终冷轧后的铝合金箔的导电率推荐为42%IACS以上。导电率可适当调整溶质元素的固溶状态,从容量增大的角度考虑,优先推荐43%IACS以上。在将本发明中的铝合金箔作为电极集电体用于锂离子二次电池的情况下,如果导电率未满42%IACS,则放电比率超过5C是会导致电池容量下降,因此不推荐。
<电极集电体用铝合金箔的制造方法>
作为一例,本发明的电极集电体用铝合金箔可以通过如下方法制造。
首先,用半连铸法或连铸法溶解铸造具有上述组成的铝合金来获得铸锭。其次,对获得的铝合金铸锭以550~620℃进行1~20小时的均质化处理为佳。通过进行均质化处理,可大量地固溶微量添加的各类元素,特别是可通过充分确保Mn的固溶量来抑制位错的移动,使强度变得更高。并且,可对在铸造凝固时产生的显微偏析进行均质化处理,在其后的冷轧及箔轧制中,可有效避免产生箔断裂。
如果均质化处理温度未满550℃或者保持时间未满1小时,则会出现由于不能充分地固溶微量添加的元素,固溶量不足,使强度下降而不适宜。并且,会出现由于元素成分的偏析不能均匀扩散,形成大量小孔而不适宜。如果温度超过620℃,则会出现由于铸锭局部融化或铸造时混入的少量氢气露出表面,使材料表面容易膨胀而不适宜并且,如果均质化处理时间超过20小时,则从生产效率或成本的角度考虑,不适宜设定为这样的条件。
在均质化处理结束后的冷却过程中,至少从500℃冷却到400℃时的冷却速度优选为35℃/小时以上。如果该温度范围的冷却速度未满35℃/小时,则不能确保充分的Mn固溶量,耐热性变差。均质化处理后,冷却至室温之后,紧接着升温至作为热轧开始温度的400~600℃并进行热轧为佳。如果在均质化处理后紧接着进行热轧,则在热轧工序的流程上,均质化处理结束后的热轧开始时机滞后,因此有可能会发生铸锭的温度降低,或者,停留在降低后的温度下的时间变长等偏差。为此,在本发明中,均质化处理结束后,暂时冷却至室温,可通过配合热轧的进行,开始进行再加热的热轧来解决上述问题,使金属组织的偏差变小而获得稳定的质量。并且,热轧时从500℃冷却到400℃时的冷却速度为35℃/小时以上为佳。
热轧的总轧制时间优选为未满30分钟。热轧时,重要的是抑制轧制中的Mn的析出,从而确保Mn固溶量。如果总轧制时间为30分钟以上,则会进行Mn的析出,因此,有时难以确保具有提高强度作用的Mn固溶量。
在热轧结束后的冷却过程中,至少从300℃冷却到100℃时的冷却速度优选为7℃/小时以上。该冷却速度可以风扇空冷方式来控制。如果该温度范围内的冷却速度未满7℃/小时,有时会出现Cu的析出,因此难以确保可提高强度的Cu的固溶量而不适宜
对热轧制而得的铝合金板依次实施冷轧及箔轧制。在该冷轧之前或途中,利用连续退火炉,以板厚0.8~4.0mm实施以350~550℃的温度加热的中间退火。
通过在此刻进行中间退火,可对在热轧时析出的Cu类化合物进行再固溶,控制位错的移动,从而确保更高的强度。并且,可使再结晶粒子微细,确保其后进行冷轧及箔轧制时不发生箔断裂。如果板厚未满0.8mm,则由于加工固化量少,会使最终冷轧后的铝合金箔的强度降低。如果板厚为4.0mm以上,则由于加工固化量过大,会使压延性变差,容易发生箔断裂。并且,如果退火温度未满350℃,则由于再结晶不充分,在冷轧及箔轧制时容易发生箔断裂。另一方面,如果超过550℃,则由于再结晶粒子粗大化,会有在冷轧及箔轧制时发生箔断裂的情况。
而且,在分批退火(batch annealing)时,由于在加热中会出现Mn的析出,有时会出现难以确保提高强度的Mn固溶量而不适宜。
最终冷轧后的铝合金箔的厚度推荐为6~30μm。而且,根据需要也可进行聚合轧制。在厚度未满6μm的情况下,箔轧制的过程中容易产生小孔而不适宜。如果超过30μm,由于闭合在相同体积中的电极集电体的体积及重量增加,活性物质的体积及重量会减少。如果是锂离子二次电池时,其会导致电池容量降低而不适宜。
针对通过上述工序制得的铝合金箔,可以以降低电阻值和提高活性物质的密合性为目的,在活性物质层和铝合金箔之间设置包含粘结剂或导电助剂等的中间层。
【实施例】
实施例1~11及比较例12~27
下面通过实施例对本发明进行详细的说明,但是以下所示的实施例仅为例示,本发明并不限定于这些实施例。
通过半连铸法对如表1所示组成的铝合金进行溶解铸造,制造了厚度为500mm的铸锭。其次,对该铸锭进行面切削后,以表2所示的条件进行均质化处理,在均质化处理后进行热轧,接着进行中间退火,进一步连续进行冷轧和箔轧制,得到箔厚为15μm的铝合金箔。在比较例中也以与上述实施例相同的制造工序进行制造。
【表1】
【表2】
并且,用各类铝合金箔制造了锂离子二次电池的正极材料。在以LiCoO2为主体的活性物质中,添加作为粘合剂的PVDF,作为正极活性物质糊剂。将正极活性物质糊剂,涂敷于宽度呈30mm的所述铝合金箔的两面,在100℃下24小时、150℃下3小时、200℃下15分钟的3个条件下进行热处理并进行干燥之后,用辊压机实施挤压加工,以此来增加活性物质的密度。
对制得的各铝合金箔,通过测量其压延性、最终冷轧后的抗拉强度、以100℃加热24小时、以150℃加热3小时、以200℃加热15分钟进行热处理后的抗拉强度,来进行评价。并且,对最终冷轧后的抗拉强度(T1)与各加热后的抗拉强度(T2)的差(T2-T1)进行了评价。结果如表3所示。进而,对各正极材料,评价了在活性物质冲压工序中有无发生起皱的情况。结果如表4所示。
【表3】
【表4】
<抗拉强度>
使用岛津制作所制的内向型拉力试验机AG-10kNX测量了以轧制方向切出的铝合金箔的抗拉强度。作为测量条件,将试验片大小设为10mm×100mm,卡扣(Chuck)间距离设为50mm,十字头速度设为10mm/分钟。并且,考虑到干燥工序,将进行了以100℃加热24小时、以150℃加热3小时、以200℃加热15分钟的热处理之后的铝合金箔也以轧制方向切出,与上述相同测量了抗拉强度。作为最终冷轧后的抗拉强度,将260MPa以上350MPa以下设为合格,其外均设为不合格。作为进行了以100℃加热24小时、以150℃加热3小时、以200℃加热15分钟的热处理之后的抗拉强度,将260MPa以上设为合格,未满260MPa设为不合格。
<导电率>
导电率是以四端子法测量电比阻值并换算成导电率来计算。
<压延性>
将可连续无断开地制造成6μm的厚度的情况设为合格,将轧制中发生断开或无法轧制的情况设为不合格。
<固溶量>
作为Mn及Cu的固溶量,通过将铝合金箔1.0g和苯酚50mL加热到约200℃并进行分解,添加100mL的作为防固化材料的苯甲醇之后,通过过滤方式分离金属间化合物,再以ICP光谱仪测量滤液。
<活性物质糊剂涂敷工序中有无发生断裂的情况>
在活性物质糊剂涂敷工序中,通过肉眼观察了与辊子相配套的铝合金箔有没有发生断裂。将未发生断裂的情况设为合格,发生的情况设为不合格。
<冲压工序中有无发生起皱的情况>
对在冲压工序中使用的含有活性物质的铝合金箔,通过肉眼观察了有没有发生起皱。将未发生起皱的情况设为合格,发生的情况设为不合格。
在实施例1~11中,箔轧制中没有断开,且活性物质糊剂涂敷工序中也没有发生断裂或活性物质剥离,从而获得了良好的评价结果。
比较例12中,由于Mn量多,使加工固化性变得过高,在箔轧制时发生了断裂。
比较例13中,由于Mn量少,素箔强度及以200℃进行15分钟热处理之后的强度不足,而在活性物质糊剂涂敷工序中发生了起皱。
比较例14中,由于Cu量多,使加工固化性变得过高,在箔轧制时发生了断裂。
比较例15中,由于Cu量少,素箔强度及以200℃进行15分钟热处理之后的强度不足,而在活性物质糊剂涂敷工序中发生断裂,且在冲压工序中发生了起皱。
比较例16中,由于Fe量多,使加工固化性变得过高,在箔轧制时发生了断裂。
比较例17中,由于Fe量少,素箔强度及以200℃进行15分钟热处理之后的强度不足,而在活性物质糊剂涂敷工序中发生断裂,且在冲压工序中发生了起皱。
比较例18中,由于Si量多,使加工固化性变得过高,在箔轧制时发生了断裂。
比较例19中,由于均质化处理温度低,不能充分确保固溶量,素箔强度及进行以100℃加热24小时、以150℃加热3小时、以200℃加热15分钟的热处理之后的强度不足,而在活性物质糊剂涂敷工序中发生断裂,且在冲压工序中发生了起皱。
比较例20中,由于均质化处理时的保持时间短,不能充分确保固溶量,素箔强度及进行以150℃加热3小时、以200℃加热15分钟的热处理之后的强度不足,而在活性物质糊剂涂敷工序中发生断裂,且在冲压工序中发生了起皱。
比较例21中,由于均质化处理后的冷却速度慢,不能充分确保固溶量,以200℃进行15分钟的热处理之后的强度不足,而在冲压工序中发生了起皱。
比较例22中,由于热轧时的总轧制时间长,而发生析出,不能充分确保固溶量,以200℃进行15分钟热处理之后的强度不足,而在冲压工序中发生了起皱。
比较例23中,由于热轧后的冷却速度慢,不能充分确保固溶量,素箔强度及以200℃进行15分钟热处理之后的强度不足,而在活性物质糊剂涂敷工序中发生断裂,且在冲压工序中发生了起皱。
比较例24中,由于中间退火为分批式,不能充分确保固溶量,素箔强度及以200℃进行15分钟热处理之后的强度不足,而在冲压工序中发生了起皱。
比较例25中,由于中间退火温度高,重结晶粒子粗大化,且中间退火的实施板厚较厚,使加工固化量增大过多,而在箔轧制时发生了断裂
比较例26中,由于实施中间退火的板厚薄,使加工固化量变少,素箔强度及以200℃进行15分钟热处理之后的强度不足,而在活性物质糊剂涂敷工序中发生断裂,且在冲压工序中发生了起皱。
比较例27中,由于中间退火温度低,重结晶不充分,在箔轧制时发生了断裂。
Claims (11)
1.一种电极集电体用铝合金箔,其特征在于:含有Mn∶0.50~1.50mass%、Cu∶0.05~0.50mass%、Fe∶0.20~1.00mass%、Si∶0.01~0.60mass%,剩余部分由Al及不可避免的杂质组成,Mn的固溶量为1500ppm以上,Cu的固溶量为40ppm以上,最终冷轧后的抗拉强度T1为260MPa以上350MPa以下。
2.如权利要求1所述的电极集电体用铝合金箔,其特征在于:进行了在100℃下24小时、150℃下3小时、200℃下15分钟之中的任意一项的热处理的情况下的抗拉强度为260MPa以上。
3.如权利要求1或2中所述的电极集电体用铝合金箔,其特征在于:即使进行了在100℃下24小时、150℃下3小时、200℃下15分钟之中的任意一项热处理的情况下,热处理后的抗拉强度T2仍为260MPa以上,且T2-T1≥0关系式成立。
4.如权利要求1~3中的任意一项所述的电极集电体用铝合金箔,其特征在于:最终冷轧后的导电率为42%IACS以上。
5.如权利要求1~4中的任意一项所述的电极集电体用铝合金箔,其特征在于:含有Mn∶0.60~1.20%、Cu∶0.08~0.40%、Fe∶0.30~0.80%、Si∶0.05~0.30%。
6.如权利要求1~5中的任意一项所述的电极集电体用铝合金箔,其特征在于:厚度为6~30μm。
7.一种电极集电体用铝合金箔的制造方法,其特征在于具备:
对含有Mn∶0.50~1.50%、Cu∶0.05~0.50%、Fe∶0.20~1.00%、Si∶0.01~0.60%,剩余部分由Al及不可避免的杂质组成的铝合金铸锭进行了在550~620℃下保持1~20小时的均质化处理,接着依次实施热轧、冷轧的工序,
在所述冷轧之前或途中,以板厚0.8~4.0mm,退火温度350~550℃进行连续退火。
8.如权利要求7所述的电极集电体用铝合金箔的制造方法,其特征在于:在所述均质化处理后的冷却过程中,从500℃冷却到400℃时的冷却速度为35℃/小时以上。
9.如权利要求7或8所述的电极集电体用铝合金箔的制造方法,其特征在于:所述热轧的总轧制时间为未满30分钟。
10.如权利要求7~9中的任意一项所述的电极集电体用铝合金箔的制造方法,其特征在于:从所述热轧结束后到所述冷轧开始为止的冷却过程中,从300℃冷却到100℃时的冷却速度为7℃/小时以上。
11.一种电极材料,其特征在于:具备铝合金箔和活性物质层,所述铝合金箔为权利要求1~6中的任意一项所述的铝合金箔。
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