JP2003007260A - Aluminum alloy plate for secondary battery case - Google Patents

Aluminum alloy plate for secondary battery case

Info

Publication number
JP2003007260A
JP2003007260A JP2001184559A JP2001184559A JP2003007260A JP 2003007260 A JP2003007260 A JP 2003007260A JP 2001184559 A JP2001184559 A JP 2001184559A JP 2001184559 A JP2001184559 A JP 2001184559A JP 2003007260 A JP2003007260 A JP 2003007260A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aluminum alloy
alloy plate
secondary battery
battery case
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001184559A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ki Sai
祺 崔
Koichi Ohori
紘一 大堀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MA Aluminum Corp
Original Assignee
Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Aluminum Co Ltd filed Critical Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Priority to JP2001184559A priority Critical patent/JP2003007260A/en
Publication of JP2003007260A publication Critical patent/JP2003007260A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aluminum alloy plate for a secondary battery case that has high strength and is superior in press moldability and weldability. SOLUTION: The aluminum alloy plate for a secondary battery case contains Mn of 0.3 to 1.5 wt.% and Fe of more than 1.0 to 1.8 wt.%, with the rest unavoidable impurities and Al. The aluminum alloy plate for a secondary battery case may further include either or both of 0.1 to 0.8 wt.% of Cu and more than 0.10 to 1.0 wt.% of Mg, include either or both of Cr of 0.05 to 0.2 wt.% and Zr of 0.05 to 0.2 wt.% of Zr, or contains either or both of Cu of 0.1 to 0.8 wt.% and Mn of more than 0.10 to 1.0 wt.% and also either or both of Cr of 0.05 to 0.2 wt.% and Zr of 0.05 to 0.2 wt.%.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ノート型パーソナ
ルコンピュータや携帯電話などの電源となる二次電池の
ケースとして好適に用いられるアルミニウム合金板に関
し、特に、リチウムイオン二次電池ケース用アルミニウ
ム合金板に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aluminum alloy plate suitable for use as a case of a secondary battery serving as a power source for notebook personal computers, mobile phones and the like, and more particularly to an aluminum alloy plate for a lithium ion secondary battery case. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】二次電池は、ノート型パーソナルコンピ
ュータや携帯電話などの携帯機器の電源として使用され
るため、小型かつ軽量であることが要求されている。こ
うした要求に対するものの一つとして、二次電池ケース
の薄肉化が検討されている。
2. Description of the Related Art A secondary battery is required to be small and lightweight because it is used as a power source for portable devices such as notebook personal computers and mobile phones. As one of the requirements, the thinning of the secondary battery case is being studied.

【0003】二次電池ケースは、通常、多段プレスによ
って成形されるので、ケース材料には良好なプレス成形
性が求められている。このため、従来では、純アルミニ
ウム系(JIS−1000系)又はAl−Mn系のJI
S−3003合金などのような比較的軟質のものが二次
電池ケースに用いられることが多かった。
Since the secondary battery case is usually formed by multi-step pressing, good press formability is required for the case material. For this reason, conventionally, pure aluminum (JIS-1000) or Al-Mn-based JI is used.
A relatively soft material such as S-3003 alloy was often used for the secondary battery case.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、二次電池
は、上述した材料からなるケースに電極体を入れた後
に、溶接又はカシメにより蓋を付けて密封することで製
造される。こうして製造された二次電池を携帯電話など
に使用すると、充電する際、ケース内部の温度が上昇し
て、ケース内部の圧力が増加することがある。その場
合、上述した比較的軟質のケース材料により製造された
ケースには大きな膨れが生じるという問題があった。
By the way, a secondary battery is manufactured by putting an electrode body in a case made of the above-mentioned material and then sealing it with a lid by welding or caulking. When the secondary battery manufactured in this manner is used in a mobile phone or the like, the temperature inside the case may rise and the pressure inside the case may increase during charging. In that case, there is a problem that a large swelling occurs in the case manufactured from the above-mentioned relatively soft case material.

【0005】本発明は、上記の問題点に鑑みて成し遂げ
られたものであり、その目的は、高強度でプレス成形性
及び溶接性などの総合特性に優れたアルミニウム合金板
を提供することにある。
The present invention has been accomplished in view of the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide an aluminum alloy sheet having high strength and excellent overall characteristics such as press formability and weldability. .

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の二次電
池ケース用アルミニウム合金板は、Mnを0.3〜1.
5重量%、Feを1.0超〜1.8重量%それぞれ含有
し、残部が不可避的不純物とAlからなることに特徴を
有する。このアルミニウム合金板はMnとFeを含有す
るために、高強度で、プレス成形性に優れたものとな
る。これより、本発明のアルミニウム合金板は、高い強
度を有するので、二次電池ケースの膨れを抑制できると
ともに、プレス成形性及び溶接性にも優れているので、
二次電池ケース用のアルミニウム合金板として好ましく
用いることができる。
The aluminum alloy plate for a secondary battery case according to claim 1 has an Mn of 0.3-1.
It is characterized by containing 5% by weight of Fe and more than 1.0 to 1.8% by weight of Fe, and the balance consisting of unavoidable impurities and Al. Since this aluminum alloy plate contains Mn and Fe, it has high strength and excellent press formability. From this, the aluminum alloy plate of the present invention has high strength, so that it can suppress the swelling of the secondary battery case, and is also excellent in press formability and weldability,
It can be preferably used as an aluminum alloy plate for a secondary battery case.

【0007】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の二次電池ケース用アルミニウム合金板において、更に
Cuを0.1〜0.8重量%、Mgを0.10超〜1.
0重量%のうち一方又は双方を含有することに特徴を有
する。このアルミニウム合金板は、上述の請求項1の効
果に加え、Cu、Mgを含有することにより更に強度が
高められる。
The invention according to claim 2 is the aluminum alloy plate for a secondary battery case according to claim 1, further comprising 0.1 to 0.8% by weight of Cu and more than 0.10 to 1.
It is characterized by containing one or both of 0% by weight. In addition to the effect of the above-mentioned claim 1, this aluminum alloy plate is further enhanced in strength by containing Cu and Mg.

【0008】請求項3に記載の発明は、請求項1に記載
の二次電池ケース用アルミニウム合金板において、更に
Crを0.05〜0.2重量%、Zrを0.05〜0.
2重量%のうち一方又は双方を含有することに特徴を有
する。このアルミニウム合金板は、上述の請求項1の効
果に加え、Cr、Zrを含有することにより更にプレス
成形性が向上し、強度が高められる。
According to a third aspect of the present invention, in the aluminum alloy plate for a secondary battery case according to the first aspect, further 0.05 to 0.2% by weight of Cr and 0.05 to 0.
It is characterized by containing one or both of 2% by weight. In addition to the effect of the above-mentioned claim 1, this aluminum alloy plate further improves press formability and strength by containing Cr and Zr.

【0009】請求項4に記載の発明は、請求項3に記載
の二次電池ケース用アルミニウム合金板において、更に
Cuを0.1〜0.8重量%、Mgを0.10超〜1.
0重量%のうち一方又は双方を含有することに特徴を有
する。このアルミニウム合金板は、上述の請求項3の効
果に加え、Cu、Mgを含有することにより更に強度が
高められる。
A fourth aspect of the present invention is the aluminum alloy plate for a secondary battery case according to the third aspect, further comprising 0.1 to 0.8% by weight of Cu and more than 0.10 to 1.
It is characterized by containing one or both of 0% by weight. In addition to the effect of the above-mentioned claim 3, this aluminum alloy plate is further enhanced in strength by containing Cu and Mg.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の二次電池ケース用アルミ
ニウム合金板は、Mnを0.3〜1.5重量%、Feを
1.0超〜1.8重量%それぞれ含有し、残部が不可避
的不純物とAlからなる組成を有する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The aluminum alloy plate for a secondary battery case of the present invention contains Mn in an amount of 0.3 to 1.5% by weight and Fe in excess of 1.0 to 1.8% by weight, and the balance is It has a composition consisting of unavoidable impurities and Al.

【0011】本発明の二次電池ケース用アルミニウム合
金板においては、MnとFeを含有する上記の二次電池
ケース用アルミニウム合金板に、更に、(イ)Cuを
0.1〜0.8重量%、Mgを0.10超〜1.0重量
%のうち一方又は双方含有させたり、(ロ)Crを0.
05〜0.2重量%、Zrを0.05〜0.2重量%の
うち一方又は双方を含有させたり、(ハ)Cuを0.1
〜0.8重量%、Mgを0.10超〜1.0重量%のう
ち一方又は双方を含有させるとともに、Crを0.05
〜0.2重量%、Zrを0.05〜0.2重量%のうち
一方又は双方を含有させたりすることができる。
In the aluminum alloy plate for a secondary battery case of the present invention, the aluminum alloy plate for a secondary battery case containing Mn and Fe is further added with (a) 0.1 to 0.8 weight% of Cu. %, Mg in one or both of more than 0.10 to 1.0% by weight, and (b) Cr in 0.1.
One or both of 0.05 to 0.2% by weight and Zr to 0.05 to 0.2% by weight, or (c) Cu of 0.1
.About.0.8 wt%, Mg in excess of 0.10 to 1.0 wt%, one or both of them, and Cr in 0.05
.About.0.2 wt%, and Zr may be included in one or both of 0.05 to 0.2 wt%.

【0012】まず、二次電池ケース用アルミニウム合金
板(以下、「アルミニウム合金板」という。)の構成成
分について説明する。
First, constituent components of an aluminum alloy plate for a secondary battery case (hereinafter referred to as "aluminum alloy plate") will be described.

【0013】本発明のアルミニウム合金板は、Mn及び
Feを必須の成分として含有する。Mn及びFeは、ア
ルミニウム合金板の強度を高めるとともに、結晶粒を微
細化してプレス成形性の向上に寄与する。こうした効果
をより発揮することができるMnとFeの含有量は、M
nが0.3〜1.5重量%、好ましくは0.6〜1.3
重量%であり、Feが1.0超〜1.8重量%である。
MnとFeの含有量が上記範囲外の場合には、アルミニ
ウム合金板の強度を高める効果が不十分となるほか、結
晶粒の微細化の効果が不十分となってプレス成形性の向
上に寄与することができないことがある。従って、本発
明のアルミニウム合金板は、高強度でプレス成形性と溶
接性に優れており、二次電池ケースに用いるのに適して
いる。
The aluminum alloy plate of the present invention contains Mn and Fe as essential components. Mn and Fe enhance the strength of the aluminum alloy plate and also refine the crystal grains to contribute to the improvement of press formability. The content of Mn and Fe capable of exerting these effects is M
n is 0.3 to 1.5% by weight, preferably 0.6 to 1.3
% By weight, and Fe is more than 1.0 to 1.8% by weight.
When the contents of Mn and Fe are out of the above ranges, the effect of increasing the strength of the aluminum alloy plate is insufficient, and the effect of refining the crystal grains is insufficient, which contributes to the improvement of press formability. There are things you can't do. Therefore, the aluminum alloy sheet of the present invention has high strength, excellent press formability and weldability, and is suitable for use in a secondary battery case.

【0014】MnとFeの含有量を上記範囲としたの
は、Al、Mn及びFeの組成比をAl−Mn−Feか
らなる3元状態図における3元共晶点付近にするためで
ある。アルミニウム合金板の製造工程において、鋳造時
にAl、Mn及びFeの組成比が3元共晶点付近にある
場合には、主にAlからなるα相と、Al、Mn及びF
eからなる金属間化合物とが共晶と呼ばれる微細な二相
混合物を形成する。この形成された二相混合物中の金属
間化合物は、鋳造後の均質化処理により球状化し、冷間
圧延により更に分断されて非常に微細な分散粒子とな
る。この微細な分散粒子はアルミニウム合金板中に高密
度に分布するので、焼鈍時において、その微細な分散粒
子は再結晶粒の核としての役割を担うことになる(核生
成サイトとして働く)。この分散粒子の作用によりアル
ミニウム合金板の結晶粒は微細化し、プレス成形性が向
上する。同時に、このアルミニウム合金板は、MnとF
eを含有することにより、高強度となる。Mn含有量が
0.3重量%未満、又は1.5重量%を超える場合に
は、鋳造時に生じる二相混合物の量が減少し、上述の効
果が十分に得られないことがある。また、Fe含有量が
1.0重量%以下、又は1.8重量%を超える場合に
も、鋳造時に生じる二相混合物の量が減少し、上述の効
果が十分に得られないことがある。
The content of Mn and Fe is set in the above range so that the composition ratio of Al, Mn and Fe is near the ternary eutectic point in the ternary phase diagram of Al-Mn-Fe. In the manufacturing process of an aluminum alloy plate, when the composition ratio of Al, Mn and Fe is near the ternary eutectic point during casting, the α phase mainly composed of Al and Al, Mn and F
The intermetallic compound consisting of e forms a fine two-phase mixture called a eutectic. The intermetallic compound in the formed two-phase mixture is spheroidized by the homogenization treatment after casting and further divided by cold rolling to be very fine dispersed particles. Since the fine dispersed particles are distributed in the aluminum alloy plate at a high density, the fine dispersed particles serve as nuclei of recrystallized grains (work as nucleation sites) during annealing. Due to the action of the dispersed particles, the crystal grains of the aluminum alloy plate are refined and the press formability is improved. At the same time, this aluminum alloy plate has Mn and F
High strength is obtained by containing e. If the Mn content is less than 0.3% by weight or more than 1.5% by weight, the amount of the two-phase mixture produced during casting may decrease, and the above-mentioned effect may not be sufficiently obtained. Further, even when the Fe content is 1.0% by weight or less or exceeds 1.8% by weight, the amount of the two-phase mixture generated during casting is reduced, and the above-mentioned effects may not be sufficiently obtained.

【0015】上述の本発明のアルミニウム合金板には、
更にCu、Mg、Cr、Zrの各成分を添加することが
できる。具体的には、上述したように、(イ)Cu、M
gの一方又は双方を含有する態様と、(ロ)Cr、Zr
の一方又は双方を含有する態様と、(ハ)Cu、Mgの
一方又は双方を含有し、更にCr、Zrの一方又は双方
を含有する態様がある。
The aluminum alloy plate of the present invention described above includes
Further, Cu, Mg, Cr, and Zr components can be added. Specifically, as described above, (a) Cu, M
An embodiment containing one or both of g and (b) Cr, Zr
There is a mode of containing one or both of (1) and a mode of containing (c) one or both of Cu and Mg and further containing one or both of Cr and Zr.

【0016】Cu、Mgの一方又は双方を含有する上記
(イ)の態様においては、CuとMgの少なくともいず
れか一方を含有させることにより、アルミニウム合金板
の強度を高めている。
In the above embodiment (a) containing one or both of Cu and Mg, the strength of the aluminum alloy plate is increased by containing at least one of Cu and Mg.

【0017】Cuはアルミニウム合金板の強度を高める
という効果がある。Cu含有量が0.1重量%未満で
は、その効果が不十分となり、0.8重量%を超えると
プレス成形性が低下することがある。なお、Cu含有量
の好ましい範囲は0.30超〜0.7重量%であり、強
度をより高めることができる。
Cu has the effect of increasing the strength of the aluminum alloy plate. If the Cu content is less than 0.1% by weight, the effect is insufficient, and if it exceeds 0.8% by weight, the press formability may deteriorate. In addition, the preferable range of Cu content is more than 0.30 to 0.7% by weight, and the strength can be further increased.

【0018】Mgもアルミニウム合金板の強度を高める
という効果がある。Mg含有量が0.10重量%以下で
は、その効果が不十分となり、1.0重量%を超えると
二次電池ケースを成形した後にそのケースの胴体に二次
電池ケース用の蓋を溶接する際に、その溶接性が損なわ
れることがある。なお、Mg含有量の好ましい範囲は
0.15〜0.6重量%であり、強度をより高めること
ができる。
Mg also has the effect of increasing the strength of the aluminum alloy plate. If the Mg content is 0.10 wt% or less, the effect becomes insufficient, and if it exceeds 1.0 wt%, a secondary battery case lid is welded to the body of the secondary battery case after molding. In that case, the weldability may be impaired. In addition, the preferable range of the Mg content is 0.15 to 0.6% by weight, and the strength can be further increased.

【0019】Cuのみ又はMgのみをアルミニウム合金
板に含有させた場合、又はCuとMgの双方をアルミニ
ウム合金板に含有させた場合のいずれの場合において
も、上述した含有量とすることにより、アルミニウム合
金板の強度を高めることができる。
In either case where only Cu or Mg is contained in the aluminum alloy plate, or when both Cu and Mg are contained in the aluminum alloy plate, the above-mentioned content is used to obtain aluminum. The strength of the alloy plate can be increased.

【0020】Cr、Zrの一方又は双方を含有する上記
(ロ)の態様においては、CrとZrの少なくともいず
れか一方を含有させることにより、アルミニウム合金板
中の結晶粒を微細化させてプレス成形性を向上させてい
るとともに、強度も高めている。
In the above embodiment (b) containing one or both of Cr and Zr, at least one of Cr and Zr is contained to make the crystal grains in the aluminum alloy plate finer and press-molded. The strength is also improved while improving the property.

【0021】Crはアルミニウム合金板中の結晶粒を微
細化してプレス成形性を向上させるとともに、強度も高
めるという効果がある。Cr含有量が0.05重量%未
満では、その効果が不十分となり、0.2重量%を超え
ると、鋳造時に粗大な晶出物が生成しやすくなるためプ
レス成形性が低下することがある。なお、Cr含有量の
好ましい範囲は0.08〜0.15重量%であり、プレ
ス成形性をより向上させることができる。
[0021] Cr has the effect of refining the crystal grains in the aluminum alloy plate to improve the press formability and also the strength. If the Cr content is less than 0.05% by weight, the effect becomes insufficient, and if it exceeds 0.2% by weight, coarse crystallized substances are likely to be formed during casting, and thus press formability may be deteriorated. . In addition, the preferable range of Cr content is 0.08 to 0.15% by weight, and press formability can be further improved.

【0022】Zrもアルミニウム合金板中の結晶粒を微
細化してプレス成形性を向上させるとともに、強度を高
めるという効果がある。Zr含有量が0.05重量%未
満では、その効果が不十分となり、0.2重量%を超え
ると、鋳造時に粗大な晶出物が生成しやすくなるためプ
レス成形性が低下することがある。なお、Zr含有量の
好ましい範囲は0.08〜0.15重量%であり、プレ
ス成形性をより向上させることができる。
Zr also has the effect of refining the crystal grains in the aluminum alloy plate to improve the press formability and the strength. If the Zr content is less than 0.05% by weight, the effect becomes insufficient, and if it exceeds 0.2% by weight, coarse crystallized substances are likely to be formed during casting, and thus press formability may be deteriorated. . In addition, the preferable range of the Zr content is 0.08 to 0.15% by weight, and the press formability can be further improved.

【0023】Crのみ又はZrのみをアルミニウム合金
板に含有させた場合、又はCrとZrの双方をアルミニ
ウム合金板に含有させた場合のいずれの場合において
も、上述した含有量とすることにより、アルミニウム合
金板のプレス成形性を向上させ、強度を高めることがで
きる。
In either case where only Cr or Zr is contained in the aluminum alloy plate, or when both Cr and Zr are contained in the aluminum alloy plate, the above content is used to obtain aluminum. The press formability of the alloy plate can be improved and the strength can be increased.

【0024】Cu、Mgの一方又は双方を含有し、更に
Cr、Zrの一方又は双方を含有する(ハ)の態様にお
いては、CuとMgの少なくとも一方を含有させること
によりアルミニウム合金板の強度を高め、更にCrとZ
rの少なくとも一方を含有させることによりアルミニウ
ム合金板中の結晶粒を微細化してプレス成形性を向上さ
せるとともに強度を高めている。Cu、Mg及びCr、
Zrの含有量及びその効果については上記と同様であ
る。
In the embodiment of (c) containing one or both of Cu and Mg, and further containing one or both of Cr and Zr, the strength of the aluminum alloy sheet is improved by containing at least one of Cu and Mg. Higher, and Cr and Z
By including at least one of r, the crystal grains in the aluminum alloy plate are refined to improve press formability and strength. Cu, Mg and Cr,
The Zr content and its effect are the same as above.

【0025】なお、アルミニウム合金板中に不可避的不
純物として存在するSiについては、本発明ではその含
有量を特に規定しないが、0.8重量%まで含有しても
よい。0.8重量%以下のSiを含有する本発明のアル
ミニウム合金板は、強度、プレス成形性及び溶接性につ
いての上述した特性が低下することはない。
The content of Si present as an unavoidable impurity in the aluminum alloy plate is not particularly specified in the present invention, but Si may be contained up to 0.8% by weight. The aluminum alloy sheet of the present invention containing 0.8% by weight or less of Si does not deteriorate the above-mentioned properties of strength, press formability and weldability.

【0026】ここで、強度は引張試験によって得られる
引張強さで評価されるが、アルミニウム合金板の強度が
十分高くなると、二次電池の充電の際に、二次電池ケー
スの内部温度の上昇に基づいた、内部圧力の増加による
二次電池ケースの膨れを抑制できる。従って、本発明の
アルミニウム合金板を二次電池ケースとして用いること
により、従来の二次電池ケースの膨れの問題を解決する
ことができる。
Here, the strength is evaluated by the tensile strength obtained by a tensile test. If the strength of the aluminum alloy plate becomes sufficiently high, the internal temperature of the secondary battery case rises when the secondary battery is charged. Based on the above, it is possible to suppress the swelling of the secondary battery case due to the increase of the internal pressure. Therefore, by using the aluminum alloy plate of the present invention as a secondary battery case, the problem of swelling of the conventional secondary battery case can be solved.

【0027】本発明の組成からなるアルミニウム合金板
の強度としては、引張強さが200MPa以上であるこ
とが好ましく、210MPa以上であることがより好ま
しい。引張強さをこの範囲内とすることにより、本発明
のアルミニウム合金板で製造された二次電池ケースの膨
れを抑制できる。引張強さの上限値は特に規定しない
が、その値はアルミニウム合金板の特性、製造方法に依
存する。そのため、ここでは、現在のアルミニウム板製
造技術で低コストかつ安定に製造できるものの引張強さ
の上限値として、400MPa程度、好ましくは380
MPa程度とする。
As the strength of the aluminum alloy plate having the composition of the present invention, the tensile strength is preferably 200 MPa or more, and more preferably 210 MPa or more. By setting the tensile strength within this range, it is possible to suppress swelling of the secondary battery case manufactured from the aluminum alloy plate of the present invention. The upper limit of the tensile strength is not particularly specified, but the value depends on the characteristics of the aluminum alloy plate and the manufacturing method. Therefore, here, the upper limit of the tensile strength is about 400 MPa, preferably 380, although it can be stably manufactured at low cost with the current aluminum plate manufacturing technology.
It is set to about MPa.

【0028】本発明のアルミニウム合金板は、結晶粒が
微細化することに基づいて、プレス成形性が向上する
が、その結晶粒の大きさとしては、圧延方向断面におい
て、下記の方法で求めた平均結晶粒径が25μm以下で
あることが好ましい。更に好ましい範囲は20μm未満
である。ここでの平均結晶粒径は、SEM(ScanningEl
ectron Microscope、走査型電子顕微鏡)につけた結晶
方位観察装置(通称EBSP(Electron Back-Scatter
diffraction Pattern、反射電子菊池線回折パター
ン))によってアルミニウム合金板の圧延方向断面の粒
界を観察し、解析ソフトにより結晶粒の断面積を測定し
て求めたものである。平均結晶粒径が25μmを超える
と、プレス成形性と溶接性が低下することがある。平均
結晶粒径の下限値は特に規定しないが、現在のアルミニ
ウム板製造技術では、低コストかつ安定に製造できるも
のの最小平均結晶粒径は3μm程度とされていることか
ら、平均結晶粒径の下限値を3μmとする。
The aluminum alloy sheet of the present invention has improved press formability due to the refinement of crystal grains, and the size of the crystal grains was determined by the following method in the cross section in the rolling direction. The average crystal grain size is preferably 25 μm or less. A more preferable range is less than 20 μm. The average crystal grain size here is SEM (ScanningEl
Crystal orientation observation device (commonly called EBSP (Electron Back-Scatter) attached to an ectron Microscope, scanning electron microscope)
diffraction pattern, reflection electron Kikuchi ray diffraction pattern)), the grain boundaries of the rolling direction of the aluminum alloy sheet are observed, and the cross-sectional area of the crystal grains is measured by analysis software. If the average crystal grain size exceeds 25 μm, the press formability and weldability may deteriorate. Although the lower limit of the average crystal grain size is not specified, the lower limit of the average crystal grain size is determined by the current aluminum plate manufacturing technology because the minimum average crystal grain size is about 3 μm although it can be manufactured stably at low cost. The value is 3 μm.

【0029】本発明のアルミニウム合金板は以下の方法
により製造される。
The aluminum alloy plate of the present invention is manufactured by the following method.

【0030】上記本発明の組成からなるアルミニウム合
金を、溶解、鋳造、均質化処理、熱間圧延、冷間圧延、
中間焼鈍、最終冷間圧延の各工程を経て板材とする。
The aluminum alloy having the composition of the present invention is melted, cast, homogenized, hot-rolled, cold-rolled,
A plate material is obtained through the steps of intermediate annealing and final cold rolling.

【0031】この製造工程において、上記中間焼鈍工程
の昇温速度を10〜250℃/秒、焼鈍温度を450〜
580℃、保持時間を5〜60秒、冷却速度を20〜2
00℃/秒として製造することが好ましい。
In this manufacturing process, the temperature rising rate in the intermediate annealing process is 10 to 250 ° C./sec, and the annealing temperature is 450 to.
580 ° C, holding time 5 to 60 seconds, cooling rate 20 to 2
It is preferable to manufacture it at 00 ° C./sec.

【0032】昇温速度が10℃/秒より遅いと、平均結
晶粒径が25μm以下とはならないことがある。これ
は、冷間圧延時に導入された蓄積エネルギーが解放され
るために再結晶核生成率が低下して、焼鈍後の平均結晶
粒径が大きくなるためである。昇温速度が250℃/秒
を超えると、高価な設備投入が必要となり、生産コスト
が増加する。焼鈍温度が450℃より低いと、再結晶が
終わるまでの時間が長くなってしまうので、生産コスト
が増えるほか、細長く、粗大な結晶粒が生じることがあ
る。焼鈍温度が580℃より高くなると、再結晶が短時
間で終わって、粒成長が生じるので結晶粒が大きくなる
ことがある。保持時間が5秒より短くなると、再結晶が
完全に完了せず、微細な結晶粒が得られないことがあ
る。保持時間が60秒より長くなると、結晶粒が成長し
てしまい、平均結晶粒径25μm以下の微細粒組織が得
られないことがある。
If the heating rate is slower than 10 ° C./sec, the average crystal grain size may not be 25 μm or less. This is because the accumulated energy introduced during cold rolling is released and the recrystallization nucleation rate decreases, and the average crystal grain size after annealing increases. If the rate of temperature increase exceeds 250 ° C./sec, expensive equipment needs to be charged, which increases the production cost. If the annealing temperature is lower than 450 ° C., it takes a long time to complete the recrystallization, which increases the production cost and may cause elongated and coarse crystal grains. If the annealing temperature is higher than 580 ° C., recrystallization ends in a short time and grain growth occurs, so that the crystal grains may become large. If the holding time is shorter than 5 seconds, recrystallization may not be completed completely and fine crystal grains may not be obtained. When the holding time is longer than 60 seconds, crystal grains grow, and a fine grain structure having an average crystal grain size of 25 μm or less may not be obtained.

【0033】成分組成にCu又はMgが含まれている場
合には、冷却速度を20℃/秒より速くすることが好ま
しい。冷却速度がそれ以下では、冷却中にCu又はMg
が析出し、強度が低下することがある。なお、冷却速度
が200℃/秒を超えると、冷却用の設備投資が増し、
生産コストが増加する。
When the component composition contains Cu or Mg, the cooling rate is preferably higher than 20 ° C./sec. If the cooling rate is lower than that, Cu or Mg is generated during cooling.
May precipitate and the strength may decrease. If the cooling rate exceeds 200 ° C / sec, capital investment for cooling will increase,
Production cost increases.

【0034】以上のように、中間焼鈍工程の昇温速度、
焼鈍温度、保持時間及び冷却速度を上記範囲とすること
で、平均結晶粒径を所定の大きさ、例えば25μm以下
とすることができ、プレス成形性に優れたアルミニウム
合金板を製造することができる。
As described above, the temperature rising rate in the intermediate annealing step,
By setting the annealing temperature, the holding time, and the cooling rate within the above ranges, the average crystal grain size can be set to a predetermined size, for example, 25 μm or less, and an aluminum alloy plate excellent in press formability can be manufactured. .

【0035】更に、最終冷間圧延時の圧下率を15〜8
5%に制御することが好ましい。圧下率が15%未満で
は、十分な加工硬化が得られず、強度が低下する。圧下
率が85%を超えると、更なる加工硬化がそれほど得ら
れない上に、プレス成形性が低下する。
Further, the rolling reduction during the final cold rolling is 15 to 8
It is preferable to control to 5%. If the rolling reduction is less than 15%, sufficient work hardening cannot be obtained, and the strength decreases. When the rolling reduction exceeds 85%, further work hardening cannot be obtained so much and the press formability deteriorates.

【0036】[0036]

【実施例】以下に実施例及び比較例によって本発明を説
明する。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to Examples and Comparative Examples.

【0037】(実施例)表1は、製造された実施例1〜
11の本発明のアルミニウム合金板の成分組成である。
(Examples) Table 1 shows the manufactured Examples 1 to 1.
11 is a component composition of the aluminum alloy plate of 11 of the present invention.

【0038】まず、製造されたアルミニウム合金板が表
1に示す成分組成となるように配合されたアルミニウム
合金の鋳塊を溶解し、半連続鋳造により鋳造し、得られ
た鋳造品を面削して表面の不均一層を除去した。その
後、595℃の温度に6時間保持する均質化処理を行
い、400℃まで冷却して、速やかに熱間圧延を施し、
厚さ7mmの板材とした。続いて、冷間圧延により、厚
さ0.6mmまで圧延し、中間焼鈍工程の昇温速度を1
00℃/秒、焼鈍温度を500℃、保持時間を25秒、
冷却速度を150℃/秒として中間焼鈍を行った。その
後、厚さ0.4mmまで最終冷間圧延した。最終冷間圧
延の際の圧下率は33%であった。こうして、本発明に
かかる実施例1〜11のアルミニウム合金板を製造し
た。
First, an ingot of an aluminum alloy compounded so that the manufactured aluminum alloy plate has the composition shown in Table 1 was melted and cast by semi-continuous casting, and the obtained cast product was chamfered. To remove the non-uniform surface layer. After that, homogenization treatment is carried out by holding at a temperature of 595 ° C. for 6 hours, cooled to 400 ° C., and rapidly hot rolled,
A plate material having a thickness of 7 mm was used. Then, cold rolling is performed to a thickness of 0.6 mm, and the temperature increase rate in the intermediate annealing step is set to 1
00 ° C / sec, annealing temperature 500 ° C, holding time 25 sec,
Intermediate annealing was performed at a cooling rate of 150 ° C / sec. Then, final cold rolling was performed to a thickness of 0.4 mm. The rolling reduction in the final cold rolling was 33%. Thus, the aluminum alloy plates of Examples 1 to 11 according to the present invention were manufactured.

【0039】(比較例)製造されたアルミニウム合金板
が表1に示す成分組成となるようにした他は、上記実施
例と同様の方法により、比較例1〜6のアルミニウム合
金板を製造した。
(Comparative Example) The aluminum alloy sheets of Comparative Examples 1 to 6 were produced by the same method as that of the above example except that the produced aluminum alloy sheet had the composition shown in Table 1.

【0040】[0040]

【表1】 [Table 1]

【0041】(引張強さ及びプレス成形性等の評価)得
られたアルミニウム合金板からJIS Z 2201の
5号試験片を切り出し、JIS Z 2241に定めら
れた方法により引張試験を行い、引張強さ、耐力及び伸
びを調べた。
(Evaluation of Tensile Strength and Press Formability) A JIS Z 2201 No. 5 test piece was cut out from the obtained aluminum alloy plate, and a tensile test was carried out by the method defined in JIS Z 2241 to obtain the tensile strength. , Yield strength and elongation were examined.

【0042】平均結晶粒径は、SEM(XL30Fe、
PHILIPS社)につけたEBSPシステム(TSL
社)により、0.2μmのポイント間隔で測定した結晶
方位データから、OIM2.8解析ソフト(TSL社)
によって求めた。方位差が15°以上の粒界に囲まれた
領域中に、10個以上のポイントが含まれるものを結晶
粒とした。
The average crystal grain size is SEM (XL30Fe,
EBSP system (TSL) attached to PHILIPS
OIM2.8 analysis software (TSL) from the crystal orientation data measured at 0.2 μm point intervals.
Sought by. A crystal grain was one having 10 or more points in a region surrounded by grain boundaries with a misorientation of 15 ° or more.

【0043】プレス成形性については、径33mm、肩
R4.5mmのポンチと、径57.75〜69.3mm
のプランクを用いて深絞り試験を行い、限界絞り比によ
って評価した。限界絞り比が1.95以上のものを○、
1.95未満のものを×とした。
Regarding press formability, a punch having a diameter of 33 mm and a shoulder R of 4.5 mm and a diameter of 57.75 to 69.3 mm
The deep drawing test was performed using the plank of No. 2 and evaluated by the limiting drawing ratio. ○ with a limit aperture ratio of 1.95 or more
Those less than 1.95 were marked with x.

【0044】溶接性については、YAG、パルスレーザ
溶接機(KYL−500A/BSP、(株)片岡製作
所)を用い、突合わせ法によって本発明のアルミニウム
合金板を溶接し、割れ、ポロシティ、溶け込み不良など
の溶接欠陥がないものを○、あるものを×とした。
Regarding the weldability, a YAG, pulse laser welder (KYL-500A / BSP, Kataoka Manufacturing Co., Ltd.) was used to weld the aluminum alloy sheet of the present invention by the butt method, and cracking, porosity, and poor penetration were observed. There were no welding defects such as ◯, and those with welding defects were x.

【0045】(評価結果)実施例1〜11及び比較例1
〜6の引張強さ、耐力、伸び、平均結晶粒径、プレス成
形性及び溶接性の評価結果を表2に示した。
(Evaluation Results) Examples 1 to 11 and Comparative Example 1
Table 2 shows the evaluation results of tensile strength, yield strength, elongation, average crystal grain size, press formability, and weldability of ~ 6.

【0046】実施例1〜11のアルミニウム合金板は、
引張強さが210MPa以上と高く、平均結晶粒径が9
μm未満と小さかった。そして、良好なプレス成形性と
溶接性を示した。一方、比較例1〜6のアルミニウム合
金板は、引張強さが200MPaより低いか、プレス成
形性又は溶接性が悪かった。
The aluminum alloy plates of Examples 1 to 11 were
Tensile strength is as high as 210 MPa or more, and average crystal grain size is 9
It was as small as less than μm. And, it showed good press formability and weldability. On the other hand, the aluminum alloy sheets of Comparative Examples 1 to 6 had a tensile strength lower than 200 MPa or poor press formability or weldability.

【0047】[0047]

【表2】 [Table 2]

【0048】[0048]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のアルミニ
ウム合金板によれば、高い強度を有するので、二次電池
ケースの膨れを抑制できるとともに、プレス成形性及び
溶接性にも優れているので、二次電池ケース用、特にリ
チウムイオン二次電池ケース用のアルミニウム合金板と
して好ましく用いることができる。また、本発明のアル
ミニウム合金板は、優れたプレス成形性及び溶接性を有
するため、低コストで二次電池ケースを製造することが
できる。
As described above, according to the aluminum alloy sheet of the present invention, since it has a high strength, it is possible to suppress the swelling of the secondary battery case, and it is also excellent in press formability and weldability. It can be preferably used as an aluminum alloy plate for a secondary battery case, particularly for a lithium ion secondary battery case. Moreover, since the aluminum alloy plate of the present invention has excellent press formability and weldability, a secondary battery case can be manufactured at low cost.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C22C 21/00 C22C 21/00 M ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (51) Int.Cl. 7 Identification Code FI Theme Coat (Reference) C22C 21/00 C22C 21/00 M

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Mnを0.3〜1.5重量%、Feを
1.0超〜1.8重量%それぞれ含有し、残部が不可避
的不純物とAlからなることを特徴とする二次電池ケー
ス用アルミニウム合金板。
1. A secondary battery containing 0.3 to 1.5% by weight of Mn and more than 1.0 to 1.8% by weight of Fe, and the balance being inevitable impurities and Al. Aluminum alloy plate for cases.
【請求項2】 前記二次電池ケース用アルミニウム合金
板は、更にCuを0.1〜0.8重量%、Mgを0.1
0超〜1.0重量%のうち一方又は双方を含有すること
を特徴とする請求項1に記載の二次電池ケース用アルミ
ニウム合金板。
2. The aluminum alloy plate for a secondary battery case further comprises 0.1 to 0.8% by weight of Cu and 0.1% by weight of Mg.
The aluminum alloy plate for a secondary battery case according to claim 1, containing one or both of more than 0 and 1.0% by weight.
【請求項3】 前記二次電池ケース用アルミニウム合金
板は、更にCrを0.05〜0.2重量%、Zrを0.
05〜0.2重量%のうち一方又は双方を含有すること
を特徴とする請求項1に記載の二次電池ケース用アルミ
ニウム合金板。
3. The aluminum alloy plate for a secondary battery case further contains Cr in an amount of 0.05 to 0.2% by weight and Zr of 0.
The aluminum alloy plate for a secondary battery case according to claim 1, which contains one or both of 05 to 0.2% by weight.
【請求項4】 前記二次電池ケース用アルミニウム合金
板は、更にCuを0.1〜0.8重量%、Mgを0.1
0超〜1.0重量%のうち一方又は双方を含有すること
を特徴とする請求項3に記載の二次電池ケース用アルミ
ニウム合金板。
4. The aluminum alloy plate for a secondary battery case further contains 0.1 to 0.8% by weight of Cu and 0.1% of Mg.
The aluminum alloy plate for a secondary battery case according to claim 3, containing one or both of more than 0 and 1.0% by weight.
JP2001184559A 2001-06-19 2001-06-19 Aluminum alloy plate for secondary battery case Pending JP2003007260A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001184559A JP2003007260A (en) 2001-06-19 2001-06-19 Aluminum alloy plate for secondary battery case

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001184559A JP2003007260A (en) 2001-06-19 2001-06-19 Aluminum alloy plate for secondary battery case

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003007260A true JP2003007260A (en) 2003-01-10

Family

ID=19024300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001184559A Pending JP2003007260A (en) 2001-06-19 2001-06-19 Aluminum alloy plate for secondary battery case

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003007260A (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007262559A (en) * 2006-03-30 2007-10-11 Sumitomo Light Metal Ind Ltd Aluminum alloy sheet for battery case cover
JP2009064560A (en) * 2006-08-29 2009-03-26 Toyo Aluminium Kk Aluminum alloy foil for current collector
JP2009081110A (en) * 2007-09-27 2009-04-16 Toyo Aluminium Kk Aluminum alloy foil for current collector
JP2011208229A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Kobe Steel Ltd Aluminum alloy sheet for battery case, and battery case
JP2011208230A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Kobe Steel Ltd Aluminum alloy sheet for battery case, and battery case
WO2012105144A1 (en) * 2011-02-02 2012-08-09 日本軽金属株式会社 Aluminum alloy sheet for battery case having good moldability and weldability
WO2012105143A1 (en) * 2011-02-02 2012-08-09 日本軽金属株式会社 Aluminum alloy sheet for battery case having good moldability and weldability
CN102136554B (en) * 2007-04-12 2014-10-01 日本轻金属株式会社 Aluminum alloy sheet for battery cover and its production method
KR101536772B1 (en) * 2007-08-29 2015-07-14 스미토모 게이 긴조쿠 고교 가부시키가이샤 Aluminum alloy plate for battery case with excellent laser welding property
KR101947820B1 (en) * 2007-09-12 2019-02-13 가부시키가이샤 유에이씨제이 Aluminum alloy plate with excellent laser welding property
WO2019230722A1 (en) * 2018-05-29 2019-12-05 株式会社Uacj Aluminum alloy plate having excellent formability, strength, and exterior quality, and method of manufacturing same
CN112449733A (en) * 2019-06-10 2021-03-05 株式会社Lg化学 Cylindrical secondary battery having multi-layered battery case and method of manufacturing the same

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007262559A (en) * 2006-03-30 2007-10-11 Sumitomo Light Metal Ind Ltd Aluminum alloy sheet for battery case cover
JP2009064560A (en) * 2006-08-29 2009-03-26 Toyo Aluminium Kk Aluminum alloy foil for current collector
CN102136554B (en) * 2007-04-12 2014-10-01 日本轻金属株式会社 Aluminum alloy sheet for battery cover and its production method
KR101536772B1 (en) * 2007-08-29 2015-07-14 스미토모 게이 긴조쿠 고교 가부시키가이샤 Aluminum alloy plate for battery case with excellent laser welding property
KR101947820B1 (en) * 2007-09-12 2019-02-13 가부시키가이샤 유에이씨제이 Aluminum alloy plate with excellent laser welding property
JP2009081110A (en) * 2007-09-27 2009-04-16 Toyo Aluminium Kk Aluminum alloy foil for current collector
JP2011208229A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Kobe Steel Ltd Aluminum alloy sheet for battery case, and battery case
JP2011208230A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Kobe Steel Ltd Aluminum alloy sheet for battery case, and battery case
WO2012105144A1 (en) * 2011-02-02 2012-08-09 日本軽金属株式会社 Aluminum alloy sheet for battery case having good moldability and weldability
CN103261461A (en) * 2011-02-02 2013-08-21 日本轻金属株式会社 Aluminum alloy sheet for battery case having good moldability and weldability
JP2012177186A (en) * 2011-02-02 2012-09-13 Nippon Light Metal Co Ltd Aluminum alloy sheet for battery case having excellent moldability and weldability
JP2012177187A (en) * 2011-02-02 2012-09-13 Nippon Light Metal Co Ltd Aluminum alloy sheet for battery case having excellent moldability and weldability
TWI509082B (en) * 2011-02-02 2015-11-21 Nippon Light Metal Co Formability and weldability Excellent battery case with aluminum alloy plate (2)
TWI595097B (en) * 2011-02-02 2017-08-11 Nippon Light Metal Co Battery case with excellent formability and weldability (4)
WO2012105143A1 (en) * 2011-02-02 2012-08-09 日本軽金属株式会社 Aluminum alloy sheet for battery case having good moldability and weldability
WO2019230722A1 (en) * 2018-05-29 2019-12-05 株式会社Uacj Aluminum alloy plate having excellent formability, strength, and exterior quality, and method of manufacturing same
JP2019206737A (en) * 2018-05-29 2019-12-05 株式会社Uacj Aluminum alloy sheet excellent in moldability, strength, and appearance quality, and manufacturing method therefor
CN112204160A (en) * 2018-05-29 2021-01-08 株式会社Uacj Aluminum alloy sheet having excellent formability, strength and appearance quality, and method for producing same
JP7153469B2 (en) 2018-05-29 2022-10-14 株式会社Uacj Aluminum alloy plate excellent in formability, strength and appearance quality, and method for producing the same
CN112449733A (en) * 2019-06-10 2021-03-05 株式会社Lg化学 Cylindrical secondary battery having multi-layered battery case and method of manufacturing the same
CN112449733B (en) * 2019-06-10 2023-12-26 株式会社Lg新能源 Cylindrical secondary battery having multi-layered battery case and method of manufacturing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101798278B1 (en) Aluminum alloy plate for battery case and battery case made from that alloy plate
JP5532424B2 (en) Aluminum alloy hard foil for battery current collector
JP5083802B2 (en) Aluminum alloy plate for secondary battery case and manufacturing method thereof
JPWO2019111970A1 (en) Aluminum alloy plate for battery lid for forming integral explosion-proof valve and method of manufacturing the same
JP5602445B2 (en) Aluminum alloy sheet for lithium ion battery case
WO2013008314A1 (en) Aluminum alloy plate material for lithium ion battery cases
JP2003007260A (en) Aluminum alloy plate for secondary battery case
JP5667681B2 (en) Method for producing aluminum alloy hard foil for battery current collector
JP2009097029A (en) Aluminum alloy material for secondary battery case, aluminum alloy sheet for secondary battery case and manufacturing method thereof
JP2009256754A (en) Aluminum sheet for battery case having excellent laser weldability
JP4347137B2 (en) Method for producing high-strength aluminum alloy plate for secondary battery case
JP4539913B2 (en) Aluminum alloy plate for secondary battery case and manufacturing method thereof
JP5405410B2 (en) Aluminum alloy hard foil for battery current collector
JP4105404B2 (en) Manufacturing method of aluminum alloy plate for secondary battery case
JP6719219B2 (en) High strength aluminum alloy sheet excellent in formability and method for producing the same
JP3763088B2 (en) Aluminum alloy plate for battery case having excellent resistance to blistering and method for producing the same
JP2004027253A (en) Aluminum alloy sheet for molding, and method of producing the same
JP2003034833A (en) Aluminum alloy sheet for case of secondary battery
JP2001131666A (en) Al-Mn-Mg ALLOY PLATE FOR FORMING CASE, AND ITS MANUFACTURING METHOD
JP4888177B2 (en) Method for manufacturing rectangular cross-section battery container using aluminum alloy plate
JP4072804B2 (en) Aluminum alloy plate for battery case
CN114901844A (en) Aluminum alloy foil
JP2021095619A (en) Aluminum alloy sheet for cap material and method for producing the same
JP3724798B2 (en) Aluminum alloy plate for secondary battery case and secondary battery case using the same
JP2000001730A (en) Aluminum alloy sheet for can body, and its production