CN107683541A - 引线导体以及蓄电装置 - Google Patents
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Abstract
一种引线导体,其用于具有正极、负极、电解液和容纳它们的容器的蓄电装置,其中,所述引线导体由含有0.005质量%以上且2.2质量%以下的Fe的铝合金构成,所述引线导体的拉伸强度为100MPa以上且220MPa以下,并且所述引线导体的电导率为50%IACS以上。
Description
技术领域
本发明涉及非水电解质电池等蓄电装置中使用的引线导体以及蓄电装置。特别是本发明涉及即使较薄且宽度较窄也不容易断裂的引线导体。
背景技术
在智能手机等手机、笔记本型个人计算机等便携电子电气设备、小型电子电气设备(以下,有时称为便携设备类)等的电源中使用锂离子二次电池。用于便携设备类的电源的锂离子二次电池的代表性构成为:在袋状的容器内容纳电池元件,从该容器的内部到外部配置有引线导体(参见专利文献1的图1、2)。
引线导体以在电池与外部的构件之间进行电力的供给接收的金属带材作为主体。在上述便携设备类的电源用途中,正极的引线导体中使用纯铝,负极的引线导体中使用纯镍或镀纯镍的纯铜。
上述袋状的容器代表性地具有金属层。为了使该金属层与金属的引线导体之间绝缘,两者经由树脂层接合。容器经由该树脂层密封。也使用在金属带材上形成有树脂层的带树脂的引线导体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-017175号公报
发明内容
发明所要解决的问题
对于锂离子二次电池等蓄电装置中使用的引线导体,期望即使较薄且宽度较窄也不容易断裂。
近来,由于便携电子电气设备、小型电子电气设备的高规格化,便携设备类的耗电量增加。因此,对于便携设备类的电源中使用的锂离子二次电池等而言,要求在薄型、小型的同时增大电池容量(能量密度),对于引线导体,也期望与以往相比使厚度变薄、使宽度变窄。
但是,对于上述的包含纯铝、纯镍等纯金属、较薄且宽度较窄、例如厚度为0.1mm以下且宽度为10mm以下的引线导体而言,有可能在制造过程中或者在组装于便携设备类的状态下发生断裂。
在制造过程中,例如,有时将引线导体弯曲成规定的形状而与便携设备类中所具有的电路基板等构件连接。通过将引线导体弯曲,即使在便携设备类的壳体较薄或较小的情况下也能够容纳该引线导体。如果以直角弯曲或对折的方式减小弯曲半径,则能够进一步减小引线导体的容纳容积。但是,较薄且宽度较窄的纯金属的引线导体的断裂载荷小,因此,为了能够容纳在较薄壳体等中而进行弯曲半径较小的弯曲时有可能发生断裂,有可能仅因施加如在组装前的运送时落下等冲击而发生断裂。
组装于便携设备类后,在通过使便携设备类落下等而施加冲击的情况下,较薄且宽度较窄的纯金属的引线导体也有可能发生断裂。认为在如上所述地弯折的状态下施加落下等冲击时,超过容许应力的过度弯曲被施加到弯曲部分,较薄且宽度较窄的纯金属的引线导体也有可能发生断裂。
此外,从用于电力的供给接收的方面考虑,还期望蓄电装置中所具有的引线导体的导电性优异。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的之一是提供一种即使较薄且宽度较窄也不容易断裂的蓄电装置用的引线导体。另外,本发明的另一个目的在于提供一种具有即使较薄且宽度较窄也不容易断裂的引线导体的蓄电装置。
用于解决问题的手段
本发明的一个方式的引线导体用于具有正极、负极、电解液和容纳它们的容器的蓄电装置。
该引线导体由含有0.005质量%以上且2.2质量%以下的Fe的铝合金构成。
该引线导体的拉伸强度为100MPa以上且220MPa以下。
该引线导体的电导率为50%IACS以上。
本发明的一个方式的蓄电装置具有上述引线导体。
发明效果
上述引线导体即使较薄且宽度较窄也不容易断裂。上述蓄电装置中,引线导体不容易断裂。
附图说明
图1是示出作为实施方式的蓄电装置的一例的非水电解质电池的概要的立体图。
图2是沿图1所示的(II)-(II)切割线将实施方式的非水电解质电池切割后的剖视图。
图3是说明弯折试验的试验方法的说明图。
图4是说明冲击试验的试验方法的说明图。
图5是示出扩散电阻值的测定中使用的电化学测定电池的一例的示意性构成图。
图6是扩散电阻值的计算中使用的等效电路图。
图7是剥离强度试验中使用的试样的示意图。
图8是示出剥离强度试验中剥离强度测定前的试样与测定剥离强度的状态的说明图。
附图标记
1 引线导体 10 非水电解质电池
11 容器 110 金属层 112 内侧树脂层 114 外侧树脂层
13 隔膜 14 正极 15 负极 16、17 集电器
19 引线
20 带树脂的引线导体 22 包覆树脂层 220 胶粘层 222 表面层
300 电化学测定电池 302 对电极 304 电解液 310 测定装置
S 试样 w 重物 SS1、SS2 模拟试样 S1 带材 S22 树脂层
S1l、S1s 分割片 S22a、S22b 树脂膜
la、sa 膜片
具体实施方式
本发明人得出如下见解:如果由特定的组成的金属构成、并且拉伸强度和电导率满足特定的范围,则即使是较薄且宽度较窄的引线导体,也不容易因弯曲、冲击等而断裂。本发明基于上述见解。
首先,列出本发明的实施方式的内容并进行说明。
(1)本发明的一个方式的引线导体用于具有正极、负极、电解液和容纳它们的容器的蓄电装置。
该引线导体由含有0.005质量%以上且2.2质量%以下的Fe的铝合金构成。
该引线导体的拉伸强度为100MPa以上且220MPa以下。
该引线导体的电导率为50%IACS以上。
对于上述的引线导体而言,拉伸强度满足特定的范围,虽然强度高但不过高(不过硬)、韧性(例如断裂伸长率)也优异。这样的高强度且高韧性的上述的引线导体即使较薄且宽度较窄、例如厚度为0.1mm以下且宽度为10mm以下,对弯曲、冲击的耐受性(例如0.2%屈服强度)也优异,即使进行规定的弯曲或被施加冲击等也不容易断裂。优选上述引线导体在弯曲成规定的形状的状态下受到冲击时也不容易断裂。
并且,上述引线导体的电导率满足特定的范围,导电性也优异。在此,如果使引线导体的构成金属中的添加元素的含量增多、或者以高加工度进行塑性加工而使其充分地加工硬化等,则可提高强度。但是,添加元素的过量添加、因加工硬化引起的过度的应变引入等导致电导率的降低。通过在电导率满足上述特定范围的范围内调节添加元素的含量、或者调节塑性加工、热处理等的制造条件,上述引线导体的导电性优异。
上述引线导体不仅即使较薄且宽度较窄也不容易断裂,而且导电性优异,因此,能够适合地用作便携设备类的电源中使用的锂离子二次电池等非水电解质电池或其它蓄电装置的构成构件。
此外,得出如下见解:通过在特定的范围内含有Fe,上述引线导体在组装于蓄电装置的情况下对电解液的耐受性也优异。在上述引线导体与蓄电装置的容器之间夹设树脂层也使得引线导体的构成成分不容易溶出,可以期待有助于提高对电解液的耐受性。从这些方面考虑,上述引线导体能够适合地用作非水电解质电池等蓄电装置的构成构件。
(2)作为上述引线导体的一例,可以列举0.2%屈服强度为40MPa以上的方式。
上述方式中,0.2%屈服强度满足特定的范围,屈服强度足够高,即使较薄且宽度较窄也不容易断裂。
(3)作为上述引线导体的一例,可以列举厚度为0.03mm以上且0.1mm以下、宽度为1mm以上且10mm以下的方式。
上述方式中,虽然较薄且宽度较窄,但不过薄且宽度不过窄,不容易断裂。另外,上述方式较薄且宽度较窄,因此,能够应对蓄电装置的薄型化、小型化的要求。
(4)作为上述引线导体的一例,可以列举扩散电阻值为5×105Ω·cm-2以上的方式。上述扩散电阻值如下所述进行测定。
将用规定的树脂包覆引线导体的一部分而得的材料作为试样,在上述蓄电装置中使用的电解液中使上述试样中的上述树脂的形成部位与对电极接触,将使该电解液保持于60℃的状态维持1个星期。经过1个星期后,测定上述试样的交流阻抗谱,基于所测定的交流阻抗谱求出上述试样的电阻值。将求得的电阻值作为扩散电阻值。对于后述的具有包覆树脂层的带树脂的引线导体而言,可以将包覆树脂层视为上述规定的树脂来测定扩散电阻值。
上述方式中,即使隔着上述规定的树脂而与高温的电解液长时间接触,扩散电阻值也高,因此,可以说引线导体的构成成分不容易随着时间推移而溶出至电解液中。因此,上述方式不仅即使较薄且宽度较窄也不容易断裂,而且对电解液的耐受性优异。
(5)作为上述引线导体的一例,可以列举具有对上述引线导体的表面的至少一部分实施选自化学转化处理、勃姆石处理、防蚀铝处理以及蚀刻中的一种的表面处理部的方式。
表面处理部具有微细的凹凸而与树脂层的粘附性优异,即使引线导体中的树脂层的形成区域弯曲或者受到冲击,引线导体与树脂层也不容易剥离。上述方式不仅即使较薄且宽度较窄也不容易断裂,而且在树脂层粘附的方面能够进一步提高上述扩散电阻值,从而对电解液的耐受性更优异。
(6)作为上述引线导体的一例,可以列举上述铝合金含有合计为0.005质量%以上且1质量%以下的选自Mg、Mn、Ni、Zr、Ag、Cu、Si、Cr和Zn中的一种以上元素的方式。
上述方式通过除Fe以外还在特定的范围内含有上述列举的元素,在具有高电导率的同时强度容易进一步提高,不容易断裂。
(7)作为上述引线导体的一例,可以列举上述铝合金含有0.01质量%以上且0.05质量%以下的Ti和0.001质量%以上且0.02质量%以下的B中的至少一者的方式。
Ti和B均具有在铸造时使铝合金的晶体变得微细的效果。上述方式通过除Fe以外还在特定的范围内含有Ti、B,能够使引线导体的构成金属成为具有微细的晶体组织的铝合金,强度容易进一步提高,不容易断裂。
(8)作为上述引线导体的一例,可以列举如下方式:具有与上述引线导体中的与上述容器的固定区域接合的包覆树脂层,上述包覆树脂层为包含不同树脂的多层结构,上述包覆树脂层的合计厚度为20μm以上且300μm以下。
包覆树脂层夹设在引线导体与蓄电装置的容器之间并作为绝缘体起作用。如果包覆树脂层为多层结构,则能够包含各种材质的树脂、特别是粘附性优异的树脂。即使包覆树脂层为多层结构,如果其厚度为上述特定的范围,则能够得到较薄的带树脂的引线导体。因此,上述方式不仅能够确保与容器的绝缘,而且有助于蓄电装置的薄型化。该包覆树脂层具有上述(5)的表面处理部时,如上所述与引线导体的粘附性优异,因此优选。
(9)本发明的一个方式的蓄电装置具有上述(1)~(8)中的任一项所述的引线导体。
上述的蓄电装置所具有的引线导体即使较薄且宽度较窄,在制造过程中弯曲或在任意时刻落下等而受到冲击等时引线导体也不容易断裂。因此,上述蓄电装置用于便携设备类的电源时,能够降低因引线导体的断裂引起的成品率的下降、或者能够长期地维持导电性优异的上述引线导体,能够良好地进行与外部的电力的供给接收。
[本发明的实施方式的详细说明]
以下,适当参考附图对本发明的实施方式的引线导体、本发明的实施方式的蓄电装置进行说明。图中,同一标记表示同一名称物。
(引线导体)
实施方式的引线导体1(图1、图2)是蓄电装置(图1中为非水电解质电池10)中使用的导电构件,其将容纳在容器11内的正极14、负极15(图2)和外部的构件(未图示)电连接而用于电力的供给接收。引线导体1代表性地为长方形的金属的带材,在其表面中至少在与容器11的固定区域与树脂层接触的状态、优选粘附的状态下使用。树脂层可以列举:后述的包覆树脂层22、容器11本身具有的内侧树脂层112(图2)、引线导体1与容器11之间另外接合的接合树脂层(未图示)中的至少一者(以下,有时简称为树脂层)。
实施方式的引线导体1的特征之一是由在特定的范围内含有Fe的特定组成的铝合金构成。以下,首先对该铝合金的组成进行说明,接着对引线导体1的特性、结构等进行说明。
·组成
构成实施方式的引线导体1的铝合金是含有0.005质量%以上且2.2质量%以下的Fe、其余部分为Al(铝)和不可避免的杂质的Al-Fe系合金。
或者,构成实施方式的引线导体1的铝合金是在上述特定的范围内含有Fe、并且含有合计为0.005质量%以上且1质量%以下的选自Mg、Mn、Ni、Zr、Ag、Cu、Si、Cr和Zn中的一种以上元素(以下,有时称为特定的元素)、其余部分为Al和不可避免的杂质的Al-Fe系合金。
以下,元素的含量以质量%表示。
··Fe(铁)
含有0.005%以上的Fe的Al-Fe系合金的拉伸强度、0.2%屈服强度高,强度、屈服强度优异,例如,即使在塑性加工后进行软化处理而提高韧性、电导率的情况下也能够维持高强度。这种情况下,这样的Al-Fe系合金能够具有高强度、高韧性、高导电性。由这样的Al-Fe系合金构成的引线导体1即使较薄且宽度较窄,进行规定的弯曲或者受到冲击时也不容易断裂。
对于这样的Al-Fe系合金而言,Fe的含量越高则越容易变为高强度。例如,这样的Al-Fe系合金中,可以将Fe的含量设定为0.01%以上、进一步设定为0.1%以上、0.5%以上、0.7%以上、0.9%以上、大于0.9%。
对于这样的Al-Fe系合金而言,通过在2.2%以下的范围内含有Fe,能够抑制电导率、韧性的降低。Fe的含量过多时,电导率、韧性容易降低,因此,可以设定为2%以下、进一步设定为1.8%以下、1.5%以下、1.2%以下。另外,通过在特定的范围内含有Fe,能够充分地减少铝合金的构成成分能够溶出至电解液中的量。对于安装在蓄电装置中的引线导体1而言,认为如果其表面的至少一部分粘附有树脂层,则容易进一步减少上述溶出量。
··其它添加元素
构成实施方式的引线导体1的铝合金除Fe以外还在特定的范围内含有上述特定的元素时,强度容易提高。上述特定的元素中,对于Mg而言,虽然在一定程度上具有较大的电导率的降低,但提高强度的效果高,通过与Si一并含有能够进一步提高强度。对于Mn、Ni、Zr、Cr而言,虽然在一定程度上具有较大的电导率的降低,但提高强度的效果高。对于Ag、Zn而言,电导率的降低少,具有一定程度的提高强度的效果。对于Cu而言,电导率的降低少,能够提高强度。可以利用只含有一种这些元素的方式或含有两种以上的方式中的任意一种方式。
对于这样的铝合金而言,如果上述特定的元素的合计含量为0.005%以上,则可以提高强度,不容易断裂。上述合计含量越多越能够提高强度,可以将下限设定为0.01%以上、进一步设定为0.05%以上、0.1%以上。
对于这样的铝合金而言,如果上述特定的元素的合计含量为1%以下,则使得电导率的下降降低从而导电性优异。在此,引线导体1的构成成分溶出至电解液中时,有可能因溶出的成分使得正极14与负极15发生短路、或者蓄电装置的特性降低。如果上述合计含量为1%以下,则能够充分地减少上述构成成分的溶出。对于如上所述安装在蓄电装置中的引线导体1而言,如果为粘附有树脂层的状态,则能够进一步有效地减少上述构成成分的溶出。可以将上述合计含量的上限设定为0.9%以下、进一步设定为0.8%以下、0.7%以下。
各元素的含量例如可以列举下述含量。
Mg 0.005%以上且0.4%以下、进一步为0.01%以上且0.3%以下
Mn 0.005%以上且0.8%以下、进一步为0.01%以上且0.7%以下
Cu 0.005%以上且0.9%以下、进一步为0.01%以上且0.7%以下
Si 0.005%以上且0.4%以下、进一步为0.01%以上且0.3%以下
Cr 0.005%以上且0.8%以下、进一步为0.01%以上且0.7%以下
Ni、Zr、Ag、Zn合计为0.005%以上且0.2%以下、进一步为0.005%以上且0.15%以下
需要说明的是,本发明人对构成包含各种组成的铝合金、纯铝的工作电极与包含铂的对电极的双极电化学电池、将两极浸渍在电解液中并施加规定的电压时流通的电流量进行了测定。其结果确认了,铝合金在上述特定的范围内含有Fe的情况下(例如,Fe的含量为1.05%)的电流量与纯铝为相同程度。另外确认了,例如即使在铝合金含有被认为比Al更容易溶出至电解液中的Mg的情况下,如果在特定的范围内含有(例如,Al-1.05%Fe-0.15Mg),则电流量与纯铝为相同程度。特别是在铝合金含有Mg的情况下,优选Fe与Mg的合计含量为1.5%以下。还考虑到对电解液的耐受性,在实施方式的引线导体1中,对Fe的含量、以及上述列举的添加元素的种类和含量进行规定。
··Ti(钛)、B(硼)
除Fe以外、或者除Fe与上述特定的元素以外还在特定的范围内含有Ti和B中的至少一者时,容易提高强度。这是因为:Ti、B具有使铸造时的铝合金的晶体变得微细的效果,具有微细的晶体组织时可以提高强度。可以为含有B的方式,但为含有Ti的方式、进一步为含有Ti和B两者的方式时,更容易得到晶体的微细化效果。
对于铝合金而言,虽然Ti、B的含量越多则越容易得到晶体的微细化效果,但过多时导致电导率的降低。另外,认为晶体的微细化效果在Ti、B的含量为以下的上限值程度时达到饱和。因此,铝合金的Ti的含量可以列举为0.01%以上且0.05%以下,可以设定为0.015%以上且0.045%以下、进一步可以设定为0.02%以上且0.04%以下。铝合金的B的含量可以列举为0.001%以上且0.02%以下,可以设定为0.003%以上且0.018%以下、进一步可以设定为0.004%以上且0.016%以下。
·组织
作为构成引线导体1的铝合金的组织,可以列举上述微细的晶体组织。例如,可以列举平均晶体粒径满足1μm以上且50μm以下、进一步满足2μm以上且40μm以下、进一步为30μm以下。引线导体1具有这样的微细的晶体组织时,不仅强度优异、即使较薄且宽度较窄也不容易断裂,而且期待电解液不容易渗透至引线导体1的内部,使得引线导体1的构成成分溶出至电解液中的量减少,容易提高对电解液的耐受性。晶体粒径可以通过调节上述添加元素的含量、制造过程中的塑性加工的条件、热处理条件等而控制为规定的尺寸。
·机械特性
··拉伸强度
实施方式的引线导体1的特征之一在于,拉伸强度为100MPa以上且220MPa以下。对于引线导体1而言,通过拉伸强度足够高,即使较薄且宽度较窄也不容易断裂。拉伸强度越高则强度越优异、越不容易断裂,因此,可以将拉伸强度的下限设定为大于110MPa、115MPa以上、进一步设定为120MPa以上、125MPa以上。对于引线导体1而言,通过拉伸强度不过高,由塑性加工时引入的应变引起的电导率的下降少、导电性优异、伸长率等韧性也优异。因此,对于引线导体1而言,拉伸强度可以调节为210MPa以下、进一步调节为200MPa以下、190MPa以下。
··屈服强度
实施方式的引线导体1不仅拉伸强度高,而且代表性地屈服强度也优异,即使较薄且宽度较窄也不容易断裂。具体而言,可以列举0.2%屈服强度满足40MPa以上的引线导体1。对于引线导体1而言,具有屈服强度越高越不容易断裂的倾向,可以将0.2%屈服强度调节为45MPa以上、进一步调节为50MPa以上、55MPa以上。具有0.2%屈服强度过高时,拉伸强度也过高的倾向,有可能导致上述电导率的降低、韧性的降低。
0.2%屈服强度的上限可以列举约100MPa以下。
··伸长率
实施方式的引线导体1不仅拉伸强度、屈服强度等强度优异,而且代表性地伸长率等韧性也优异,即使较薄且宽度较窄也不容易断裂。具体而言,可以列举断裂伸长率满足5%以上的引线导体1。对于引线导体1而言,具有伸长率越高越不容易断裂的倾向,可以将断裂伸长率调节为6%以上、进一步调节为7%以上、8%以上。对于引线导体1而言,具有断裂伸长率过高时,拉伸强度、0.2%屈服强度过度变低的倾向,有可能导致强度的降低。断裂伸长率的上限可以列举约40%以下。
·电导率
实施方式的引线导体1的特征之一在于,不仅强度、韧性优异,而且导电性也优异,电导率满足50%IACS以上。对于引线导体1而言,电导率越高越优选,可以将电导率调节为51%IACS以上、进一步调节为52%IACS以上、53%IACS以上。
·尺寸
实施方式的引线导体1的尺寸(厚度、宽度、长度)可以适当选择。如果为厚度较薄且宽度较窄的引线导体1,则能够适合地用于期望薄型化、小型化的蓄电装置的构成构件。作为薄壁且宽度较窄的引线导体1,可以列举厚度满足0.03mm以上且0.1mm以下且宽度满足1mm以上且10mm以下的引线导体。引线导体1的长度可以在组装于蓄电装置之前进行适当切割来调节。
对于引线导体1而言,如果厚度为0.03mm以上,则即使宽度窄至约1mm也不容易断裂。对于引线导体1而言,可以将厚度设定为0.035mm以上、进一步设定为0.04mm以上。对于引线导体1而言,如果厚度为0.1mm以下,则能够有助于蓄电装置的薄型化、小型化。对于引线导体1而言,可以将厚度设定为0.08mm以下、进一步设定为0.07mm以下、0.05mm以下。
对于引线导体1而言,如果宽度为1mm以上,则即使厚度薄至约0.03mm也不容易断裂。可以将宽度设定为2mm以上、进一步设定为3mm以上。对于引线导体1而言,如果宽度为10mm以下,则能够有助于蓄电装置的小型化。对于引线导体1而言,可以将宽度设定为9mm以下、进一步设定为8mm以下、7mm以下。
·对电解液的耐受性
实施方式的引线导体1的对电解液的耐受性也优异,引线导体1的构成成分不容易溶出至电解液中。作为表示该特性的参数,使用上述扩散电阻值(也参见专利文献1)时,对于实施方式的引线导体1而言,可以列举扩散电阻值高、满足5×105Ω·cm-2(=5×105Ω/cm2)以上的引线导体。对于引线导体1而言,扩散电阻值越高,则上述构成成分在电解液中的溶出量越少,认为对电解液的耐受性越优异,扩散电阻值优选满足6×105Ω·cm-2以上、进一步满足7×105Ω·cm-2以上、7.5×105Ω·cm-2以上。对于引线导体1而言,为了提高扩散电阻值,优选在与树脂层的接触区域具有后述的特定的表面处理部。
·表面处理部
对于实施方式的引线导体1而言,在其表面的至少一部分、优选在正反两面中的至少与容器11的固定区域具有实施了后述的表面处理的表面处理部时,可以提高与树脂层的粘附性。由于所粘附的树脂层,引线导体1的与容器11内的电解液的接触面积减小,能够减少引线导体1的构成成分溶出至电解液中。对于这样的引线导体1而言,上述扩散电阻值高。另外,引线导体1与树脂层粘附时,能够良好地维持蓄电装置的容器11的密封状态,能够防止电解液向容器11外漏出、来自外部的水分向容器11渗入等。
可以利用只在引线导体1的表面的与容器11的固定区域具有表面处理部的方式(只对固定区域实施了表面处理的方式)、在引线导体1的整个正反面具有表面处理部的方式(未对连接正反面的端面·侧面实施表面处理的方式)、在引线导体1的整个外表面具有表面处理部的方式(正反面、以及连接正反面的端面·侧面全部实施了表面处理的方式)中的任意一种。
表面处理例如可以列举:化学转化处理、勃姆石处理、防蚀铝处理、蚀刻、喷砂处理、毛刷研磨等。各处理的条件可以利用对现有的引线导体所进行的公知条件。
特别是引线导体1具有实施了选自化学转化处理、勃姆石处理、防蚀铝处理以及蚀刻中的一种处理的表面处理部时,虽然也取决于处理条件,但容易形成与树脂层的粘附性更优异的引线导体1。引线导体1具有实施了化学转化处理或者蚀刻的表面处理部时,与树脂层的粘附性更优异。通过引线导体1与树脂层的粘附性更优异,能够实现构成成分的溶出量的减少、扩散电阻值的增大、良好的密封状态的维持等。该表面处理部的表面粗糙度例如可以列举以算术平均粗糙度Ra计为0.1μm以上且0.5μm以下。
·包覆树脂层
作为实施方式的引线导体1的一例,可以列举具有由上述特定的组成的铝合金构成的引线导体1的主体和与引线导体1的主体中的与容器11的固定区域接合的包覆树脂层22的带树脂的引线导体20。包覆树脂层22在蓄电装置的容器11具有金属层110的情况下作为引线导体1的主体与金属层110之间的绝缘体起作用。在包覆树脂层22的形成中,可以利用公知的带树脂的引线导体的制造条件。
包覆树脂层22的构成材料代表性地可以列举热塑性聚烯烃。具体而言,可以列举:聚乙烯、酸改性聚乙烯、聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、酸改性聚丙烯(例如马来酸酐改性聚丙烯)、离聚物等离子性聚合物、马来酸改性聚烯烃(例如,马来酸改性低密度聚乙烯)、或者它们的混合物。
上述离聚物可以列举利用Na、Mg、K、Ca、Zr等金属离子、或者金属络合物、或者铵盐等阳离子等使乙烯与甲基丙烯酸等的共聚物交联而得到的物质。
包覆树脂层22可以利用单层结构、包含成分或交联状态等不同的树脂的多层结构中的任意一种。作为多层结构的包覆树脂层22,可以列举具有胶粘层和表面层的二层结构的包覆树脂层。例如,胶粘层可以列举将上述热塑性聚烯烃交联而得到的物质、表面层可以列举将上述热塑性聚烯烃交联而得到的物质(例如,为与胶粘层的构成树脂相同的树脂且交联而得到的物质)。
对于多层结构的包覆树脂层22而言,通过选择成分、交联状态等,可以提高例如引线导体1的主体与包覆树脂层22的粘附性、容器11与包覆树脂层22的粘附性两者。其结果是,即使带树脂的引线导体20中的具有包覆树脂层22的部分发生弯曲、或者受到冲击,在引线导体1的主体与包覆树脂层22之间、容器11与包覆树脂层22之间,包覆树脂层22也不容易剥离。具有这样的带树脂的引线导体20的蓄电装置中,通过粘附于引线导体1的主体的包覆树脂层22不仅能够减少引线导体1的主体的构成成分的在电解液中的溶出量,而且能够良好地维持容器11的密封状态。引线导体1的主体具有上述表面处理部的情况下,在该表面处理部具有包覆树脂层22时,包覆树脂层22的粘附性更优异,因此优选。
包覆树脂层22的厚度为一定程度厚时,在带树脂的引线导体20弯曲或受到冲击的情况下包覆树脂层22也不容易破损,相反通过包覆树脂层22的厚度不过厚,能够使带树脂的引线导体20变薄。包覆树脂层22的厚度例如可以列举20μm以上且300μm以下,可以设定为30μm以上且290μm以下、进一步设定为40μm以上且280μm以下、50μm以上且200μm以下。该厚度在引线导体1的主体正反面分别具有包覆树脂层22的情况下为设置于引线导体1的主体的一面的包覆树脂层22的厚度,如果设置于一面的包覆树脂层22为多层结构则为合计厚度。
·用途
实施方式的引线导体1、带树脂的引线导体20可以用于蓄电装置的正极、负极中的任意一者,适合于正极用引线导体。
·制造方法
具有上述特定的组成、且高强度并且导电性也优异的引线导体1、进一步而言伸长率也优异的引线导体1可以通过准备特定组成的铝合金并实施轧制等塑性加工和热处理来制造。
作为供于塑性加工的原材料而言,可以列举连续铸造材料、坯料铸造材料、以及将连续铸造轧制材料挤出而得到的挤出材料等。
热处理包含软化处理,可以在软化处理的前后进行塑性加工。作为这样的引线导体1而言,可以列举软材、1/2硬材等。1/2硬材可以通过在软化处理后进行一定程度塑性加工、或者在塑性加工后以强度不过度降低的程度实施软化处理来制造。以使得至少拉伸强度和电导率满足上述特定的范围的方式调节热处理条件、塑性加工的加工度等。
具有包覆树脂层22的带树脂的引线导体20例如通过下述的制造方法(A)或(B)等制造时,包覆树脂层22的粘附性优异,因此优选。
表面处理的详细说明可以参见上述表面处理部的项。包覆树脂层22的详细说明可以参见上述包覆树脂层22的项。
··轧制以前的工序
(A)的铸造板具有制成连续铸造材料时通过骤冷容易使晶体微细化、可以得到长尺寸材料的优点。
通过对(B)的连续铸造轧制材料实施连续挤出,不仅能够容易地形成所期望的形状、尺寸的挤出板,而且可以得到具有微细的晶体组织的挤出板。
供于轧制的原材料具有微细组织,由此,塑性加工性优异,可以良好地进行轧制。
··轧制工序
以得到所期望的厚度的轧制板(有时为引线导体1的厚度)的方式调节压下率,并进行热轧、冷轧。通过实施冷轧,能够进一步使晶体微细,在适当的时期进行热处理的情况下也容易得到具有微细的晶体组织的引线导体1。能够在轧制过程中进行中间热处理。进行中间热处理时,可以提高塑性加工性。
··热处理工序
软化处理这样的热处理可以使用对长尺寸的原材料连续地进行的连续处理、在将原材料密封在气氛炉等加热用容器中的状态下进行的分批处理中的任意一种。连续处理可以列举直接通电方式、间接通电方式、炉式等。以使得拉伸强度和电导率成为所期望的值的方式对对应于连续处理方法的控制参数、例如保持温度、保持时间、原材料的供给速度、电流值、炉内温度等进行调节。
基于分批处理的软化处理的条件例如可以列举:保持温度为250℃以上且500℃以下、保持时间为0.5小时以上且6小时以下、气氛为氧气含量少的气氛。低氧气氛能够抑制氧化膜的生成。具体的气氛可以列举大气气氛、非氧化性气氛。非氧化性气氛可以列举减压气氛(真空气氛)、氮气或氩气等惰性气体气氛、含有氢气或二氧化碳等的还原气体气氛等。
··切割工序
根据引线导体1的规定的宽度将所制作的规定厚度的铝合金板切割而得到带材。在此,所制作的铝合金板即使例如是0.1mm以下的薄板,由于宽度较宽的薄板的截面积在一定程度上较大,因此,也不容易断裂等,容易操作。将该宽度较宽的薄板切割为例如宽度10mm以下而得到窄宽度的带材时,截面积减小。但是,该较薄且宽度较窄的带材由上述特定的组成的铝合金构成,拉伸强度和电导率满足特定的范围,因此,断裂载荷大,不容易断裂。因此,该较薄且宽度较窄的带材(实施方式的引线导体1的一例)不仅在引线导体1本身的制造过程中不容易断裂,并且容易操作,而且即使在蓄电装置的制造过程中发生弯曲、或者受到冲击的情况下也不容易断裂。带材为长尺寸时,可以适当切割为规定的长度。
(蓄电装置)
实施方式的蓄电装置具有:正极、负极、电解液、容纳它们的容器和将正极与外部的构件之间、负极与外部的构件之间分别进行电连接的两个引线导体。对于实施方式的蓄电装置而言,两个引线导体中的一个或者两个为上述实施方式的引线导体1(有时为带树脂的引线导体20)。
各引线导体从上述容器的内部到外部配置,在一端侧连接正极或负极,在另一端侧通过焊接等连接电路基板等外部的构件,在中间部具有与容器的固定区域。引线导体的固定区域与容器之间夹设有树脂层(上述的包覆树脂层22、内侧树脂层112以及接合树脂层中的至少一者)。
实施方式的蓄电装置的更具体的方式可以列举:使用非水电解液的非水电解质电池或双电层电容器、电解液的主要溶剂为水的水系电解质电池。非水电解质电池或双电层电容器、水系电解质电池的基本构成、各构成元件的材质等可以应用公知技术。
图1、图2示出非水电解质电池10的一例。
该非水电解质电池10具有:正极14、负极15、浸渍在电解液(在此为非水电解液)中的隔膜13、容纳这些电池元件的袋状的容器11和固定于容器11的两个带树脂的引线导体20。至少一个带树脂的引线导体20(例如,正极)具有包含上述特定的组成的铝合金的引线导体1的主体和与引线导体1的主体的正反面接合的包覆树脂层22。作为负极用引线导体(主体),可以利用例如由纯镍、纯铜、镀纯镍的纯铜等构成的引线导体。
图2所示的包覆树脂层22是具有与引线导体1的主体接触的胶粘层220和与容器11的内表面接触的表面层222的双重结构。
非水电解质电池10的正极14和负极15代表性地为由包含活性物质的粉末成型体等构成的活性物质层,分别形成在由金属箔构成的集电器16、集电器17上。集电器16(或者集电器17)与引线导体1的主体例如通过引线19连接(图2)。
双电层电容器的正极和负极分别可以列举固体活性炭。
容器11代表性地为具有金属层和树脂层的容器。图2的容器11示出由从内侧开始依次具有内侧树脂层112、金属层110、外侧树脂层114的双面多层膜构成的例子。容器11通过将双面多层膜的周边部分热熔接而密闭并形成为如图1所示的袋状。在容器11中的引线导体1的固定区域中,通过将容器11的内侧树脂层112与带树脂的引线导体20的包覆树脂层22(在此为表面层222)热熔接,而将带树脂的引线导体20固定于容器11并且将容器11密闭。
[试验例1]
由各种组成的铝合金板制作窄宽度的带材,对机械特性、电导率进行了考察。
各试样的带材如下所述地进行了制造。
准备表1所示的组成(其余部分为Al和不可避免的杂质)的原料,通过下述工序,制作厚度0.05mm的铝合金板。将所得到的各铝合金板切割成宽度5mm或宽度4mm,得到窄宽度的带材。
各试样的铝合金如下所述。
试样No.1-1~No.1-6、1-101、1-102Al-Fe系合金
试样No.2-1~No.2-5Al-Fe-Mg系合金
试样No.3-1~No.3-16、1-301、1-302Al-Fe-Mg+α系合金
试样No.4-1~No.4-12、1-401、1-402Al-Fe-Cu+β系合金
α为选自Mn、Ni、Zr、Ag、Cr和Zn中的一种以上元素。β为选自Mg、Si、Cr和Zn中的一种以上元素。
在轧制后实施软化处理(在该试验中为最终热处理)。将软化处理的条件(软化温度、气氛)示于表2中。在该试验中,将软化处理设定为分批处理(光亮软化)的情况下,主要以拉伸强度作为指标调节了软化温度的保持时间,设定为连续处理(连续软化)的情况下,主要以拉伸强度作为指标,根据连续处理方法调节了原材料的供给速度、电流值、炉内温度等控制参数。
试样No.1-302、1-402未进行软化处理。
所制作的各试样的带材中,使用宽度5mm的带材进行拉伸试验(室温),对拉伸强度(MPa)、0.2%屈服强度(MPa)、断裂伸长率(%)进行了考察。将其结果示于表2中。拉伸试验基于JIS Z 2241(2011年)进行。
在所制作的各试样的带材中,使用宽度5mm的带材通过四端子法考察了电导率(IACS%)。将其结果示于表2中。
所制作的各试样的带材中,使用宽度4mm的带材,进行弯折试验、冲击试验,对直到发生断裂为止的弯折次数(次)、因冲击发生断裂时的能量(J/m)进行了考察。将其结果示于表2中。
弯折试验如下所述地进行。如图3所示,将测量距离L为30mm的试样S(带材)对折(参见黑色箭头)。以使得因对折而接近的试样S的端部间的间隔C等于试样S的厚度0.05mm的2倍(在此为0.1mm)的方式进行弯折。将对折后的试样S打开而恢复原状(参见白色箭头)。将该对折和恢复的一系列操作设为一次,对直到发生断裂为止的次数进行了考察。次数越多,可以说越不容易断裂。
冲击试验如下所述地进行。如图4所示,在测量距离L为1m的试样S的前端安装重物w(图4的左图),将重物w向上举起1m后(图4的中图)、使其自由落下(图4的右图)。通过该操作测定试样S未断线时的最大的重物w的重量(kg),利用使该重量乘以重力加速度(9.8m/s2)和落下距离1m的乘积值除以落下距离而得到的值(J/m或者(N·m)/m)的大小对耐冲击性进行评价。冲击值越大,可以说耐冲击性越优异,越不容易断裂。
表1
表2
如表2所示,可知:对于由在特定的范围内含有Fe的特定组成的铝合金构成的试样No.1-1~No.1-6、No.2-1~No.2-5、No.3-1~No.3-16、No.4-1~No.4-12(以下,有时统称为特定组成的试样组)而言,拉伸强度均满足100MPa以上且220MPa以下、且电导率均为50%IACS以上,高强度且导电性也优异。试样No.1-1~No.1-6的拉伸强度均为100MPa以上,许多试样为115MPa以上。试样No.2-1~No.2-5、No.3-1~No.3-16、No.4-1~No.4-12的拉伸强度均为120MPa以上,许多试样为130MPa以上。另外,特定组成的试样组中许多试样的电导率为55%IACS以上、进一步为56%IACS以上。并且可知,这些特定组成的试样组虽然均为较薄且宽度较窄的带材但在弯曲或受到冲击的情况下不容易断裂。对于Fe过少的试样No.1-102而言,可知:进行软化处理时拉伸强度过低(在此为小于100MPa、进一步为80MPa以下),容易断裂。对Fe过少的试样No.1-101进行观察时,可知:虽然通过调节软化条件可以提高拉伸强度和电导率,但伸长率低,容易断裂。添加元素过多的试样No.1-301的电导率低。对于Fe过多的试样No.1-401而言,可知:伸长率低,容易断裂。可知:像试样No.1-302、1-402那样不进行软化处理,拉伸强度过高时(在此为大于220MPa),容易断裂。
在该试验中,对于厚度0.1mm以下且宽度10mm以下的较薄且宽度较窄的带材,虽然进行了弯曲半径为试样的厚度以下的弯曲,并进一步进行了重复弯曲,但特定组成的试样组的弯折次数均为3次以上,除试样No.4-8以外均为4次以上,可知不容易断裂。在此,例如在将锂离子二次电池等蓄电装置所具有的引线导体弯折成规定的形状而固定于外部的构件的情况下,在之后的制造过程中,通常不进行打开该弯折部分这样的操作。但是,在使具有上述蓄电装置的便携设备类落下等而使得引线导体受到冲击的情况下有可能会施加使上述弯折部分打开的力。特定组成的试样组的较薄且宽度较窄的带材均不容易因重复的弯曲而断裂,因此,即使在用于锂离子二次电池等蓄电装置的引线导体并受到落下等冲击的情况下,也不会断裂,期待能够良好地维持规定的弯折形状。
另外,在该试验中可知,对于厚度0.1mm以下且宽度10mm以下的较薄且宽度较窄的带材而言,即使在受到1.5J/m以上的较大冲击载荷的情况下也不容易断裂。期待这样的耐冲击性优异的特定组成的试样组的较薄且宽度较窄的带材均即使在用于锂离子二次电池等蓄电装置的引线导体并受到落下等冲击的情况下也不容易断裂。进一步期待这样的耐冲击性优异的特定组成的试样组的较薄且宽度较窄的带材即使在弯折成如上所述的规定的形状的状态下受到冲击的情况下也不容易断裂。
作为得到这样的结果的理由之一,认为特定组成的试样组均不仅拉伸强度满足特定的范围,而且屈服强度高,进一步而言伸长率也优异。具体而言,特定组成的试样组的0.2%屈服强度均为40MPa以上,除试样No.1-3以外的0.2%屈服强度均为50MPa以上,许多试样的0.2%屈服强度为60MPa以上。特定组成的试样组的断裂伸长率均为5%以上,大半试样为6%以上,还有试样为10%以上。作为其它理由之一,认为特定组成的试样组均具有微细的晶体组织,特别是在特定的范围内含有Ti和B中的至少一者的试样具有更微细的晶体组织。利用光学显微镜观察特定组成的试样组的截面而对晶体粒径进行考察,结果任意一个试样的平均晶体粒径均为50μm以下,对于含有Ti、B的试样而言,为更微细的晶体。平均晶体粒径根据JIS G 0551(钢-晶体粒度的显微镜试验方法、2005年)通过切割法求出。
除此以外,由该试验可知下述内容。
·通过在特定的范围内增大Fe的含量、或者在特定的范围内含有Mg等特定的添加元素,容易进一步提高拉伸强度、屈服强度。
·尽管较薄且宽度较窄但高强度且不容易断裂、导电性也优异的带材可以通过设定为特定的成分并且控制塑性加工和热处理的条件来制造。
例如,如果对组成类似的试样No.3-1、3-2与试样No.1-302进行比较、或者对试样No.4-6与试样No.1-402进行比较,可知:通过对塑性加工材料进行软化处理,可以得到高强度且伸长率也优异的引线导体。
[试验例2]
使用试验例1中制作的包含试样No.1-1、2-1、3-1、4-1的铝合金的带材制作带树脂的引线导体的模拟试样,对扩散电阻值与树脂的接合强度进行了考察。
带树脂的引线导体的模拟试样如下所述地进行了制作。
将表3所示的组成(其余部分为Al和不可避免的杂质)的铝合金板(厚度0.05mm)切割成宽度10mm、长度45mm而制作较薄且宽度较窄的带材,实施表4所示的表面处理后接合树脂,或者未进行表面处理而接合树脂。
实施表面处理的试样中,对带材的正反面的整个面实施表面处理(正反面整个面为表面处理部)、对带材的端面和侧面未实施表面处理。需要说明的是,对于上述试样而言,可以在对切割前的铝合金板的正反面实施表面处理后切割成带材。
表4所示的表面处理的详细说明如下所述。
·化学转化处理I、III、IV为使用了能够形成离聚物的市售的化学转化处理液的化学转化处理,以使得化学转化膜的平均厚度为表4所示的值(10nm、30nm、300nm)的方式调节化学转化处理液的浸渍时间。
·化学转化处理II是使用了市售的处理液的铬酸盐处理。
·表面粗糙化I、II为使用了市售的碱性蚀刻液的蚀刻处理,以使得平均凹坑深度为表4所示的值(1μm、0.5μm)的方式调节蚀刻时间。
·勃姆石I、II为使用了95℃的纯水的勃姆石处理,如表4所示处理时间不同(15分钟、20秒钟)。
·防蚀铝I、II为使用了硫酸水溶液的阳极氧化处理,以使得防蚀铝层的平均厚度为0.5μm的方式调节处理时间。防蚀铝I中,在阳极氧化后未进行封孔处理,防蚀铝II中,在阳极氧化后进行封孔处理。
·喷砂是使用市售的空气式喷砂装置在表4所示的条件(喷射材料:#120的氧化铝粒子、压力:0.3MPa)下进行的喷砂处理。
在实施了上述的表面处理的各试样No.1-21、1-22、No.1-24~No.1-26、No.2-21、2-22、No.3-21、3-22、No.4-21、4-22的带材以及未实施表面处理的试样No.1-23的带材的正反面接合树脂。
各试样的所要接合的树脂使用具有包含酸改性聚丙烯的胶粘层(厚度25μm)和将酸改性聚丙烯交联而得到的表面层的双重结构的树脂膜。每个试样使用两片树脂膜以使得夹住各试样的带材的正反面。
各试样中所使用的每个树脂膜的表面层的厚度以使得胶粘层和表面层的合计厚度为表4的“树脂厚度”的方式进行调节。
除了各试样的带材的正反面中的规定的区域以外,利用两片树脂膜夹着带材,通过热压将树脂膜与带材的正反面接合。接合条件如下:加热温度为260℃、压力为0.2MPa、加热时间为10秒。通过该工序,可以得到带材的一部分从树脂中露出的带树脂的引线导体的模拟试样。
对于扩散电阻值的测定中使用的模拟试样而言,使带材中连接引线的一个边缘侧的区域(图5中为在上端边缘侧的区域中10mm×长度10mm)从树脂膜中露出。各树脂膜为25mm×长度45mm。
对于在树脂的接合强度的测定中使用的模拟试样而言,使带材中两个边缘侧的区域从树脂膜中露出(图7中为左右边缘侧的区域)。各树脂膜为5mm×长度60mm。
(扩散电阻值)
如图5所示,使用具有模拟了引线导体的主体的带材S1和树脂层S22的模拟试样SS1、对电极302和电解液304构建电化学测定电池300,在将模拟试样SS1在电解液304中浸渍规定时间后,利用交流阻抗谱计算扩散电阻值(也参见专利文献1)。将其结果示于表4中。
对于任意一个试样,对电极302为包含含有99.999质量%的Al的纯铝的线材(直径0.5mm×长度50mm)。作为对电极302而言,可以适当使用对电解液304具有足够的耐受性并且电位稳定性优异的各种对电极。
对于任意一个试样,电解液304为锂离子二次电池的电解液中使用的电解液。在此,设定为电解质为LiPF6(电解质的摩尔浓度:1mol/L)、溶剂为EC:DMC:DEC=1:1:1(V/V%)的混合有机溶剂的电解液(Kishida化学株式会社制造的电解液)。EC是指碳酸亚乙酯、DMC是指碳酸二甲酯、DEC是指碳酸二乙酯、V/V%是指体积比。
如图5所示,将引线分别与模拟试样SS1和对电极302连接,将两引线进一步与交流阻抗谱的测定装置310连接。在有底筒状的容器中填充电解液304,以使得仅各模拟试样SS1的树脂层S22与电解液304接触、带材S1中的引线的连接部位不与电解液304接触的方式,将各模拟试样SS1浸渍在电解液304中,并且将对电极302浸渍在电解液304中。由此,构建电化学测定电池300。
将上述电化学测定电池300装入恒温槽(未图示)中,将电解液304的温度维持于60℃,将该浸渍状态保持1个星期(1W、168小时)。
1个星期后,在电解液304中测定各模拟试样SS1的交流阻抗谱,由所测定的交流阻抗谱计算扩散电阻值。
扩散电阻值(沃伯格阻抗)利用基于使用了图6所示的等效电路的模拟的分析进行计算。将扩散电阻值设为W时,等效电路由与扩散电阻值W串联的电荷转移电阻Rp、与扩散电阻值W和电荷转移电阻Rp并联的静电电容C和与该并联电路串联的电解液电阻Rs表示。
交流阻抗谱的测定条件如下:振幅为25mV、测定频率范围为100kHz~100mHz。
每当频率的变化量达到10倍时,测定频率(=交流阻抗谱的测定点)设定为10个点,以对数标度改变频率并测定交流阻抗谱。在该例中,交流阻抗谱的测定点数在100kHz~10kHz范围内为10个点、整体为60个点。通过使用了上述等效电路的模拟再现各测定频率下的交流阻抗谱的各数据,对图6所示的等效电路的各参数进行估算。利用该模拟的结果计算出扩散电阻值。
交流阻抗谱的测定装置、交流阻抗谱的测定软件、分析软件使用市售的装置或软件,能够对交流阻抗谱自动地进行测定、分析。
例如,测定装置可以使用VersaSTAT4-400+VersaSTAT LC(Princeton AppliedResearch公司)、测定软件可以使用VersaStudio(Princeton Applied Research公司)、分析软件可以使用Zview(Scribner Associates Inc.)等。
(树脂的接合强度)
将图7所示的具有模拟了引线导体的主体的带材S1和在其正反面分别接合的树脂膜S22a、树脂膜S22b的模拟试样SS2的整体在电解液中浸渍了规定时间,然后以如下所述的方式测定剥离强度。将其结果示于表4中。
电解液使用与扩散电阻值的测定中使用的电解液同样的电解液(Kishida化学株式会社制造的电解液)。利用恒温槽,将电解液的温度维持于80℃,将该浸渍状态保持1个星期(1W=168小时)、4个星期(4W)、8个星期(8W)。
经过规定的浸渍时间后(在此为1W后或者4W后或者8W后),从电解液中取出模拟试样SS2,如图8的左图所示将一个树脂膜S22a和带材S1切割,分割成两部分(分割片S1s、分割片S1l、膜片la、膜片sa)。模拟试样SS2以使得与一个分割片S1s的长度相比、另一个分割片S1l的长度足够长的方式进行分割。
分割出的分割片S1l、分割片S1s与另一个树脂膜S22b接合。将该另一个树脂膜S22b如图8的右图所示以使得短的分割片S1s与长的分割片S1l分离的方式折回。
使长的分割片S1l和短的分割片S1s夹持于市售的拉伸试验装置(未图示),如图8的右图的黑箭头所示向分割片S1l、分割片S1s分离的方向(图8的右图中为上下方向)拉伸。随着拉伸力增大,另一个树脂膜S22b从较长的分割片S1l剥离。
在该试验中,将直到另一个树脂膜S22b从较长的分割片S1l完全剥离为止的最大拉伸力作为剥离强度(N),将n=3的平均值示于表4中。剥离强度(N)越大,可以说带材S1与树脂膜S22b的粘附性越优异。
表3
表4
如表4所示,可知:通过对由在特定的范围内含有Fe的特定组成的铝合金构成的带材进行表面处理,特别是通过进行选自化学转化处理、勃姆石处理、防蚀铝处理以及蚀刻中的一种表面处理、或者调节其处理条件,得到与树脂层的粘附性优异、并且扩散电阻值大的铝合金。
在该试验中,试样No.1-21、1-22、2-21、2-22、3-21、3-22、4-21、4-22(以下,有时统称为特定处理的试样组)的扩散电阻值均为5×105Ω/cm2以上,许多试样为10×105Ω/cm2以上。另外,特定处理的试样组的8W后的剥离强度均为2.5N以上,许多试样为3N以上、进一步为4N以上,5N以上的试样也较多,可知树脂层在长时间内不容易剥离。由此认为,作为扩散电阻值大的理由之一,树脂层未剥离而粘附,降低了各试样的带材的与电解液的接触面积。
在将扩散电阻值大的特定处理的试样组的带材用于蓄电装置的引线导体的情况下,能够减少带材的构成成分溶出至电解液中,期待对电解液的耐受性也优异。另外,可以说通过选择适当的表面处理方法、处理条件能够得到这样的对电解液的耐受性也优异的引线导体。
针对特定处理的试样组的带材,利用市售的粗糙度测定机测定表面处理部的算术平均粗糙度Ra(JIS B 0601、2001年)(评价长度3μm、n=9的平均值),结果为0.1μm以上且0.5μm以下。认为通过这样适当地进行表面粗糙化,与树脂的粘附性优异。
本发明不限于这些例示,而是由权利要求书表示,旨在包含与权利要求书均等的意思和范围内的全部变更。例如,可以对试验例1、2的铝合金的组成、带材的宽度以及厚度、表面处理方法、处理条件、包覆树脂层的材质·厚度等进行适当变更。
Claims (9)
1.一种引线导体,其用于具有正极、负极、电解液和容纳它们的容器的蓄电装置,其中,
所述引线导体由含有0.005质量%以上且2.2质量%以下的Fe的铝合金构成,
所述引线导体的拉伸强度为100MPa以上且220MPa以下,并且
所述引线导体的电导率为50%IACS以上。
2.如权利要求1所述的引线导体,其中,所述引线导体的0.2%屈服强度为40MPa以上。
3.如权利要求1或权利要求2所述的引线导体,其中,所述引线导体的厚度为0.03mm以上且0.1mm以下、宽度为1mm以上且10mm以下。
4.如权利要求1~权利要求3中任一项所述的引线导体,其中,所述引线导体的扩散电阻值为5×105Ω·cm-2以上。
5.如权利要求1~权利要求4中任一项所述的引线导体,其中,在所述引线导体的表面的至少一部分具有实施了选自化学转化处理、勃姆石处理、防蚀铝处理和蚀刻中的一种处理的表面处理部。
6.如权利要求1~权利要求5中任一项所述的引线导体,其中,所述铝合金含有合计为0.005质量%以上且1质量%以下的选自Mg、Mn、Ni、Zr、Ag、Cu、Si、Cr和Zn中的一种以上元素。
7.如权利要求1~权利要求6中任一项所述的引线导体,其中,所述铝合金含有0.01质量%以上且0.05质量%以下的Ti和0.001质量%以上且0.02质量%以下的B中的至少一者。
8.如权利要求1~权利要求7中任一项所述的引线导体,其中,
所述引线导体具有与所述引线导体中的与所述容器的固定区域接合的包覆树脂层,
所述包覆树脂层为包含不同树脂的多层结构,并且
所述包覆树脂层的合计厚度为20μm以上且300μm以下。
9.一种蓄电装置,其具有权利要求1~权利要求8中任一项所述的引线导体。
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