JP2018031025A - CRYSTALLINE ELECTROLYTIC Al-Mn ALLOY FOIL AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR - Google Patents

CRYSTALLINE ELECTROLYTIC Al-Mn ALLOY FOIL AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR Download PDF

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Junji NUNOMURA
本川幸翁
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crystalline Al-Mn alloy foil excellent in tensile strength than Al alloy foils manufactured by conventional electrolysis and a manufacturing method therefor.SOLUTION: There are provided a crystalline electrolytic Al-Mn alloy foil having Mn content of 0.1 to 20.0 mass%, a crystal particle diameter of 10.0 μm or less, tensile strength of 50 MPa or more and thickness of 5 to 20 μm, and a manufacturing method of the crystalline electrolytic Al-Mn alloy foil, including a process for electrodepositing Al-Mn alloy foil on a cathode using molten salt as an electrolyte and a process for detaching and recovering electrodeposited Al-Mn alloy foil, and the electrolyte contains alkylimidazolium halide or alkylpyridinium halide, a molten salt consisting of a mixture of aluminum halide, and an additive of manganese halide.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は結晶性の電解アルミニウム−マンガン合金箔及びその製造方法に関し、詳細には、引張強さを向上させるために、電解アルミニウム箔中にマンガンを含有させた箔及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a crystalline electrolytic aluminum-manganese alloy foil and a method for producing the same, and more particularly to a foil containing manganese in an electrolytic aluminum foil and a method for producing the same in order to improve tensile strength.

近年、自動車用やパソコン用のバッテリーとしてリチウムイオン電池が開発され、その正極集電体としてアルミニウム箔が使用されている。従来より、活物質をより多く塗工し電池容量を増大させるため、集電体の薄箔化が望まれている。以下に集電体用アルミニウム箔の詳細について述べるが、アルミニウムをAl、マンガンをMnとして記載する場合がある。   In recent years, lithium ion batteries have been developed as batteries for automobiles and personal computers, and aluminum foil is used as the positive electrode current collector. Conventionally, in order to increase the battery capacity by applying more active material, it is desired to make the current collector thinner. The details of the current collector aluminum foil are described below, but aluminum may be described as Al and manganese as Mn.

Al箔は、従来、Al箔地を圧延することによって製造されている。このような圧延法によって製造されるAl箔の厚さは、通常は10μm程度が下限である。リチウムイオン電池の電池容量を更に高めて小型化するためには、できるだけ薄い、例えば5〜10μmの厚さのアルミニウム箔を用いることが好ましい。また、薄箔化するに伴い、従来よりも機械特性に優れたアルミニウム箔が求められている。このようなAl薄箔は圧延法によっても製造可能ではあるが、圧延工程の回数を多くする必要が生じるため製造コストが割高になるという問題があった。   Al foil is conventionally manufactured by rolling Al foil. The lower limit of the thickness of the Al foil produced by such a rolling method is usually about 10 μm. In order to further increase the battery capacity of the lithium ion battery and reduce the size, it is preferable to use an aluminum foil that is as thin as possible, for example, 5 to 10 μm thick. Further, as the thickness of the foil is reduced, an aluminum foil that is superior in mechanical properties than the conventional one is required. Although such an Al thin foil can be manufactured by a rolling method, there is a problem that the manufacturing cost becomes high because it is necessary to increase the number of rolling processes.

特許文献1には、電解法によるアルミニウム箔の製造方法が記載されている。しかしながら、電解法で製造される純Al箔は、圧延法のように熱処理や加工硬化を加えていないため高強度化は困難である。そのため、機械特性に優れた電解Al箔及びその製造方法が望まれている。   Patent Document 1 describes a method for producing an aluminum foil by an electrolytic method. However, it is difficult to increase the strength of the pure Al foil produced by the electrolytic method because it does not undergo heat treatment or work hardening unlike the rolling method. Therefore, an electrolytic Al foil excellent in mechanical properties and a method for producing the same are desired.

電解法で金属膜を製造する際には電解浴組成が重要であり、実用化され、工業的に使用されている電解浴には、金属膜の品質や機能を改善するための添加剤が使用されている。添加剤の中でも、金属塩を添加することで合金膜を電解法で製造できることはよく知られており、金属膜を合金化させることにより、固溶強化や結晶粒の微細化による機械特性の向上が期待できる。しかしながら、合金電析膜は非晶質(アモルファス)化し易く、金属膜が硬く脆くなり易いという問題点があった。   Electrolytic bath composition is important when producing metal films by electrolysis, and electrolytic baths that have been put to practical use and used industrially use additives to improve the quality and function of metal films. Has been. Among the additives, it is well known that an alloy film can be produced by the electrolytic method by adding a metal salt. By alloying the metal film, mechanical properties are improved by solid solution strengthening and crystal grain refinement. Can be expected. However, the alloy electrodeposited film has a problem that it is easily amorphous and the metal film is hard and brittle.

工業的に求められる薄肉で高強度の箔を製造するには合金化が有効であり、特に高強度圧延箔として実用化されているAl−Mn系の合金箔が電解箔においても有効であると考えられる。しかしながら、圧延法と電解法とでは製造方法が大きく異なるため、電解Al−Mn合金箔は容易に製造できないという問題点が残った。   Alloying is effective for producing industrially required thin and high-strength foils. In particular, Al-Mn alloy foils that have been put to practical use as high-strength rolled foils are also effective in electrolytic foils. Conceivable. However, since the manufacturing method is greatly different between the rolling method and the electrolytic method, there remains a problem that the electrolytic Al—Mn alloy foil cannot be easily manufactured.

特開2014−80632号公報JP 2014-80632 A

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明者らは、適切な表面粗さを有するカソードに結晶性の合金電析を行い、電析膜のみを剥離、回収することで、従来よりも引張強さに優れた電解Al箔及びその製造方法を見出し、本発明を完成するに至った。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and the present inventors perform crystalline alloy electrodeposition on a cathode having an appropriate surface roughness, and peel and collect only the electrodeposited film. The present inventors have found an electrolytic Al foil excellent in tensile strength and a method for producing the same, and completed the present invention.

本発明は請求項1において、Mn含有量が0.1〜20.0mass%であり、10.0μm以下の結晶粒径を有し、50MPa以上の引張強さを有し、5〜20μmの厚さを有することを特徴とする結晶性の電解Al−Mn合金箔とした。   The present invention according to claim 1, wherein the Mn content is 0.1 to 20.0 mass%, the crystal grain size is 10.0 μm or less, the tensile strength is 50 MPa or more, and the thickness is 5 to 20 μm. A crystalline electrolytic Al-Mn alloy foil characterized by having a thickness is obtained.

本発明は請求項2では、請求項1に記載の結晶性の電解Al−Mn合金箔の製造方法であって、溶融塩を電解液として、カソード上にAl−Mn合金箔を電析させる工程と、電析させたAl−Mn合金箔を剥離回収する工程とを備え、前記電解液が、アルキルイミダゾリウムハロゲン化物又はアルキルピリジニウムハロゲン化物と、アルミニウムハロゲン化物の混合物からなる溶融塩と;マンガンハロゲン化物の添加剤と;を含有することを特徴とする結晶性の電解Al−Mn合金箔の製造方法とした。   The present invention provides, in claim 2, a method for producing the crystalline electrolytic Al-Mn alloy foil according to claim 1, wherein the Al-Mn alloy foil is electrodeposited on the cathode using a molten salt as an electrolyte. And a step of peeling and recovering the electrodeposited Al-Mn alloy foil, wherein the electrolytic solution is a molten salt composed of a mixture of an alkylimidazolium halide or an alkylpyridinium halide and an aluminum halide; A crystalline electrolytic Al-Mn alloy foil characterized by containing a chemical additive.

本発明は請求項3では請求項2において、前記電析工程において、電解液中のマンガンハロゲン化物の濃度が0.5〜80mMであり、電解液の温度が10〜150℃であり、電流密度が10〜400mA/cmであるものとした。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, in the electrodeposition step, the concentration of manganese halide in the electrolytic solution is 0.5 to 80 mM, the temperature of the electrolytic solution is 10 to 150 ° C., and the current density Of 10 to 400 mA / cm 2 .

本発明は請求項4では請求項2において、前記電析工程において、電解液中のマンガンハロゲン化物の濃度が80mMを超え100mM以下であり、電解液の温度が10〜150℃であり、電流密度が10mA/cm以上30mA/cm未満であるものとした。 According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, in the electrodeposition step, the concentration of manganese halide in the electrolytic solution is more than 80 mM and not more than 100 mM, the temperature of the electrolytic solution is 10 to 150 ° C., and the current density There was assumed to be less than 10 mA / cm 2 or more 30 mA / cm 2.

本発明は請求項5では請求項2〜4のいずれか一項において、前記カソードの表面が機械研磨処理、電解研磨処理又は化学研磨処理されているものとした。   According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the second to fourth aspects, the surface of the cathode is subjected to a mechanical polishing process, an electrolytic polishing process, or a chemical polishing process.

本発明により、従来の電解アルミニウム箔よりも引張強さに優れた結晶性の電解Al−Mn合金箔及びその製造方法の提供が可能となった。   According to the present invention, it is possible to provide a crystalline electrolytic Al-Mn alloy foil having a tensile strength superior to that of a conventional electrolytic aluminum foil and a method for producing the same.

本発明に係るAl−Mn合金箔の実施例におけるXRD測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the XRD measurement result in the Example of the Al-Mn alloy foil which concerns on this invention. 本発明に係るAl−Mn合金箔の実施例におけるSEM写真である。It is a SEM photograph in the example of the Al-Mn alloy foil concerning the present invention. 本発明に係るAl−Mn合金箔の実施例における応力−ひずみ線図である。It is a stress-strain diagram in the Example of the Al-Mn alloy foil which concerns on this invention.

1.電解Al−Mn合金箔
本発明に係る結晶性の電解Al−Mn合金箔は、Mn含有量が0.1〜20.0mass%(以下、単に「%」と記す)であり、10.0μm以下の結晶粒径を有し、50MPa以上の引張強さを有し、5〜20μmの厚さを有する。
1. Electrolytic Al—Mn Alloy Foil The crystalline electrolytic Al—Mn alloy foil according to the present invention has a Mn content of 0.1 to 20.0 mass% (hereinafter, simply referred to as “%”) and 10.0 μm or less. And a tensile strength of 50 MPa or more, and a thickness of 5 to 20 μm.

1−1.合金組成
この電解Al−Mn合金箔におけるMn含有量は、0.1〜20.0%に規定する。Mn含有量が0.1%未満であると、結晶粒径粗大化のために電解によるAl−Mn合金箔の製造が困難になる。一方、Mn含有量が20.0%を超えると、結晶質ではなく非晶質の脆い箔となる。Mn含有量は、好ましくは1.0〜10.0%である。
1-1. Alloy composition The Mn content in this electrolytic Al-Mn alloy foil is defined as 0.1 to 20.0%. When the Mn content is less than 0.1%, it becomes difficult to produce an Al—Mn alloy foil by electrolysis due to the coarsening of the crystal grain size. On the other hand, when the Mn content exceeds 20.0%, the foil becomes amorphous and brittle rather than crystalline. The Mn content is preferably 1.0 to 10.0%.

Al−Mn合金は、3000系の非熱処理型合金に分類される。純アルミニウムのもつ加工性及び耐食性を低下させずに強度を高くした合金であり、具体的には3003や3004が代表的なものである。アルミニウム缶などの容器や住宅外装などの用途で幅広く利用されている。圧延アルミニウム箔においても、高強度箔としてAl−Mn合金箔が製造されている。圧延品と比較して、電析法で製造されるAl−Mn合金はMnの固溶量が多くなるのが特徴である。しかしながら、上述のように、多量にMnを固溶させると結晶性が変化するため、Mn含有量を0.1〜20.0%、好ましくは1.0〜10.0%にするのが好ましい。   Al-Mn alloys are classified as 3000 series non-heat-treatable alloys. An alloy having high strength without reducing the workability and corrosion resistance of pure aluminum, specifically, 3003 and 3004 are typical. Widely used in containers such as aluminum cans and housing exteriors. Also in the rolled aluminum foil, an Al-Mn alloy foil is manufactured as a high-strength foil. Compared with a rolled product, an Al—Mn alloy produced by an electrodeposition method is characterized in that the amount of Mn solid solution increases. However, as described above, since the crystallinity changes when a large amount of Mn is dissolved, it is preferable that the Mn content is 0.1 to 20.0%, preferably 1.0 to 10.0%. .

1−2.結晶粒径
この電解Al−Mn合金箔における結晶粒径は、10.0μm以下に規定する。この結晶粒径が10.0μmを超えると、結晶粒間の隙間が大きくなり強度の低下を招く。なお、この結晶粒径は、好ましくは8.0μm以下である。また、この結晶粒径の下限値は特に限定するものではないが製造方法によって自ずと決まり、本発明では2.0μm程度である。
1-2. Crystal grain size The crystal grain size in this electrolytic Al-Mn alloy foil is defined as 10.0 μm or less. When this crystal grain size exceeds 10.0 μm, the gap between the crystal grains becomes large, leading to a decrease in strength. The crystal grain size is preferably 8.0 μm or less. The lower limit of the crystal grain size is not particularly limited, but is naturally determined by the manufacturing method, and is about 2.0 μm in the present invention.

1−3.引張強さ
この電解Al−Mn合金箔における引張強さは、50MPa以上に規定する。引張強さが50MPa未満の場合には、電池用集電体箔などとしての使用が困難となる。なお、この引張強さは、好ましくは70MPa以上である。また、この引張強さの上限値は特に限定するものではないが製造方法によって自ずと決まり、本発明では100MPa程度である。
1-3. Tensile strength The tensile strength in this electrolytic Al-Mn alloy foil is specified to be 50 MPa or more. When the tensile strength is less than 50 MPa, it becomes difficult to use as a battery current collector foil. The tensile strength is preferably 70 MPa or more. The upper limit value of the tensile strength is not particularly limited, but is naturally determined by the manufacturing method, and is about 100 MPa in the present invention.

1−4.箔の厚さ
この電解Al−Mn合金箔の厚さは、5〜20μmに規定する。5μm未満の厚さを有する電解箔の製造は困難であると共に、強度が低く使用に耐えない。一方、厚さが20μmを超える場合には、厚過ぎて電池用集電体箔などに適切に使用できない。
1-4. Foil Thickness The thickness of this electrolytic Al—Mn alloy foil is specified to be 5 to 20 μm. It is difficult to produce an electrolytic foil having a thickness of less than 5 μm, and the strength is low and it cannot be used. On the other hand, if the thickness exceeds 20 μm, it is too thick to be used appropriately for a battery current collector foil or the like.

2.電解Al−Mn合金箔の製造方法
本発明に係る電解Al−Mn合金箔の製造方法は、電解液とチタン製カソードを用いて適切な条件で電析を行ない、製造した電解Al−Mn合金箔を剥離回収するものである。以下に、本発明を構成する要件及びその限定理由について説明する。
2. Method for Producing Electrolytic Al-Mn Alloy Foil The method for producing electrolytic Al-Mn alloy foil according to the present invention is an electrolytic Al-Mn alloy foil produced by performing electrodeposition under appropriate conditions using an electrolytic solution and a titanium cathode. Is peeled and collected. Below, the requirements which comprise this invention and the reason for limitation are demonstrated.

2−1.電解
まず、本発明に係る電解Al−Mn合金箔の製造方法において用いる電解について説明する。この電解は、電解液を入れた電解槽を用意し、電解液中にカソードとアノードを対向させて配置し、両電極間に直流電流を通電することにより、カソード表面にAl−Mn合金を電析させるものである。なお、Al源をアノードから供給する場合はアルミニウム製アノードを用いるのが好ましく、Al源を浴中から供給する場合は不溶性アノードを用いるのが好ましい。また、カソードとアノードの形状は、板状のものや、ドラム状のものが用いられる。
2-1. Electrolysis First, electrolysis used in the method for producing an electrolytic Al—Mn alloy foil according to the present invention will be described. For this electrolysis, an electrolytic cell containing an electrolytic solution is prepared, the cathode and the anode are arranged facing each other in the electrolytic solution, and a direct current is passed between both electrodes, whereby an Al-Mn alloy is charged on the cathode surface. To analyze. When supplying the Al source from the anode, it is preferable to use an aluminum anode, and when supplying the Al source from the bath, it is preferable to use an insoluble anode. Moreover, the shape of a cathode and an anode uses a plate-shaped thing and a drum-shaped thing.

2−2.電解液
アルミニウムの標準電極電位が−1.662Vvs.SHEであることから理解されるように、通常はアルミニウムを水溶液から電析させることは不可能である。そのため、アルミニウムを電析させる電解液としては、アルミニウム塩との混合物としての溶融塩、或いは、アルミニウム塩を溶解した有機溶媒が用いられる。
2-2. Electrolyte The standard electrode potential of aluminum is -1.662 Vvs. As is understood from SHE, it is usually impossible to deposit aluminum from an aqueous solution. Therefore, as an electrolytic solution for electrodepositing aluminum, a molten salt as a mixture with an aluminum salt or an organic solvent in which an aluminum salt is dissolved is used.

溶融塩は、無機系溶融塩と有機系室温型溶融塩に大別することができる。有機系室温型溶融塩としては、アルキルイミダゾリウムハロゲン化物とアルミニウムハロゲン化物との混合物からなる溶融塩、或いは、アルキルピリジニウムハロゲン化物とアルミニウムハロゲン化物との混合物からなる溶融塩が好適に用いられる。ここで、アルキルイミダゾリウムハロゲン化物としては、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムクロリド(以下、「EMIC」と記す)が好適に用いられる。また、アルキルピリジニウムハロゲン化物としては、1−ブチルピリジニウムクロリド(以下、「BPC」と記す)が好適に用いられる。更に、アルミニウムハロゲン化物としては、塩化アルミニウム(以下、「AlCl」と記す)が好適に用いられる。EMICとAlClとの溶融塩は、組成によっては融点が−50℃付近まで低下し、BPCとAlClとの溶融塩も同様に、組成によっては融点が−50℃付近まで低下するので、電解液に有機系室温型溶融塩を用いることで、より低温環境下でアルミニウムの電析を実施することができる。電解液の粘度及び導電率の点からすると、EMICと塩化アルミニウムとの組み合わせが最も好ましい。なお、EMICとAlClとのモル比(EMIC:AlCl)、ならびに、BPCとAlClとのモル比(BPC:AlCl)は共に、2:1〜1:2とするのが好ましく、1:1〜1:2とするのがより好ましい。 Molten salts can be broadly classified into inorganic molten salts and organic room temperature molten salts. As the organic room-temperature molten salt, a molten salt composed of a mixture of an alkylimidazolium halide and an aluminum halide, or a molten salt composed of a mixture of an alkylpyridinium halide and an aluminum halide is preferably used. Here, as the alkyl imidazolium halide, 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride (hereinafter referred to as “EMIC”) is preferably used. As the alkylpyridinium halide, 1-butylpyridinium chloride (hereinafter referred to as “BPC”) is preferably used. Furthermore, aluminum chloride (hereinafter referred to as “AlCl 3 ”) is preferably used as the aluminum halide. Depending on the composition, the melting point of EMIC and AlCl 3 decreases to the vicinity of −50 ° C., and the melting point of BPC and AlCl 3 also decreases to the vicinity of −50 ° C. depending on the composition. By using an organic room temperature molten salt as the liquid, electrodeposition of aluminum can be performed in a lower temperature environment. From the viewpoint of the viscosity and conductivity of the electrolyte, a combination of EMIC and aluminum chloride is most preferable. The molar ratio of EMIC and AlCl 3 (EMIC: AlCl 3) , and the molar ratio of BPC and AlCl 3 (BPC: AlCl 3) Both 2: 1 to 1: it is preferable to be 2, 1 : 1 to 1: 2 is more preferable.

Al−Mn合金を電析させるためには、電解液中にMnの金属塩を添加する。このようなMnの金属塩としては、マンガンハロゲン化物が好適に用いられる。そして、マンガンハロゲン化物としては、塩化マンガン(以下「MnCl」と記す)が好ましい。MnClは、上記のEMICとAlCl、又は、BPCとAlClからなる溶融塩中に容易に溶解するからである。電解液中のマンガンハロゲン化物の濃度が高いほど電析されるAl−Mn合金箔中におけるMn含有量が増加するが、非晶質(アモルファス)化が進行して、硬く、脆い電析物となる。従って、電析物中のMn含有量が20%以下の結晶質の電析物が得られるように、電解液中のマンガンハロゲン化物の濃度を調整する。なお、電解液中のマンガンハロゲン化物の濃度は、好ましくは0.5〜100mMであり、より好ましくは0.5〜80mMである。なお、電解液中のマンガンハロゲン化物の濃度が0.5〜80mMの範囲内においては、本発明の規定する範囲内の全ての電流密度を使用可能である。しかしながら、電解液中のマンガンハロゲン化物の濃度が80mMを超え100mM以下となる場合は、本発明で規定する範囲内の電流密度でも利用不可能な場合があり、後述のように、電流密度を10mA/cm以上30mA/cm未満とするのが好ましい。なお、濃度の単位mMは10−3mol/Lに等しいものとする。 In order to deposit the Al—Mn alloy, a metal salt of Mn is added to the electrolytic solution. As such a metal salt of Mn, a manganese halide is preferably used. The manganese halide is preferably manganese chloride (hereinafter referred to as “MnCl 2 ”). This is because MnCl 2 easily dissolves in the molten salt composed of EMIC and AlCl 3 or BPC and AlCl 3 . The higher the concentration of manganese halide in the electrolytic solution, the higher the Mn content in the Al-Mn alloy foil that is electrodeposited. However, as the amorphous state proceeds, the hard and brittle electrodeposits Become. Therefore, the concentration of manganese halide in the electrolytic solution is adjusted so that a crystalline electrodeposit having a Mn content of 20% or less in the electrodeposit is obtained. In addition, the density | concentration of the manganese halide in electrolyte solution becomes like this. Preferably it is 0.5-100 mM, More preferably, it is 0.5-80 mM. In addition, when the concentration of manganese halide in the electrolytic solution is in the range of 0.5 to 80 mM, all current densities within the range defined by the present invention can be used. However, when the concentration of manganese halide in the electrolytic solution is more than 80 mM and not more than 100 mM, the current density within the range defined in the present invention may not be used. As described later, the current density is 10 mA. / Cm 2 or more and less than 30 mA / cm 2 is preferable. The unit of concentration mM is equal to 10 −3 mol / L.

2−3.電析条件
次に、電析条件について説明する。まず、電析温度、すなわち、電析における電解液の温度は、10〜150℃の範囲内とするのが好ましい。電解液温度が10℃未満の低温では電解液の粘度が増加して電気抵抗が増大するため、最大電流密度が小さくなる。その結果、電析効率が低下し、アルミニウムの析出が不均一になり易いといった不具合が生ずる。一方、電解液温度が150℃を超えると、塩化アルミニウムなどのアルミニウムハロゲン化物の揮発や、EMIカチオンやBPCカチオンの分解が顕著になり、所望の電解液組成が不安定になる。更に、温度保持のためのエネルギーも増大し、電解槽の劣化も促進されるため生産効率が低下する。より好ましい電解液温度は、室温付近の25℃〜100℃の範囲内である。
2-3. Electrodeposition conditions Next, the electrodeposition conditions will be described. First, the electrodeposition temperature, that is, the temperature of the electrolytic solution in electrodeposition is preferably within the range of 10 to 150 ° C. When the electrolyte temperature is lower than 10 ° C., the viscosity of the electrolyte increases and the electrical resistance increases, so the maximum current density decreases. As a result, the electrodeposition efficiency is lowered, and problems such as aluminum precipitation tend to be non-uniform. On the other hand, when the electrolytic solution temperature exceeds 150 ° C., volatilization of aluminum halide such as aluminum chloride and decomposition of EMI + cation and BPC + cation become remarkable, and the desired electrolytic solution composition becomes unstable. Further, the energy for maintaining the temperature is increased and the deterioration of the electrolytic cell is promoted, so that the production efficiency is lowered. A more preferable electrolyte temperature is in the range of 25 ° C. to 100 ° C. near room temperature.

次に、電析条件としての直流電流の電流密度について説明する。電流密度は、好ましくは10〜400mA/cm、より好ましくは20〜200mA/cmである。電析速度は電流密度に依存するため、10mA/cm未満では電析速度が遅過ぎて生産効率の低下を招く。一方、電解液の電気抵抗の制約から、電流密度が400mA/cmを超えることは困難であり、例え400mA/cmを超えても電析速度が大きくなり過ぎて、電析膜が不均一になり易い。また、電流密度が40mA/cm以下の範囲内においては、電析物中のMn含有量が電流密度にともなって増大することが確認されている。この範囲内においては、電析物中のMn含有量が本発明で規定する範囲内に入るよう、MnCl添加量と電流密度の両方を調整する必要がある。特に、電解液中のマンガンハロゲン化物の濃度が80mMを超え100mMである場合は、電流密度は10mA/cm以上30mA/cm未満が好ましい。 Next, the current density of direct current as an electrodeposition condition will be described. The current density is preferably 10 to 400 mA / cm 2 , more preferably 20 to 200 mA / cm 2 . Since the electrodeposition rate depends on the current density, if it is less than 10 mA / cm 2 , the electrodeposition rate is too slow, leading to a decrease in production efficiency. On the other hand, the electrical resistance of the constraints of the electrolyte, it is difficult to current density of more than 400 mA / cm 2, for example 400 mA / cm 2 to be too large electrostatic析速degree exceeds, electrodeposited film is uneven It is easy to become. Further, it has been confirmed that the Mn content in the electrodeposits increases with the current density when the current density is in the range of 40 mA / cm 2 or less. Within this range, it is necessary to adjust both the MnCl 2 addition amount and the current density so that the Mn content in the electrodeposits falls within the range defined by the present invention. In particular, when the concentration of manganese halide in the electrolyte is 100mM exceed 80mM, the current density is preferably less than 10 mA / cm 2 or more 30 mA / cm 2.

2−4.カソードとアノード
本発明に係るAl−Mn合金箔の製造方法において用いる電解用カソードには、チタン、ステンレス、ニッケル、カーボンなどが好適に用いられる。チタン、ステンレス、ニッケルなどの金属は表面に緻密な自然酸化被膜を形成しているため、耐食性に優れている。その一方で、自然酸化被膜があることで電析膜との密着性が低下するため、電解銅箔や電解Al箔の製造においてカソードとして適する。また、カーボンのような非金属材料はめっき膜との結合力が低いため、カソードとして適する。カソードの表面の一部に高い山部や深い谷部が存在すると、アルミニウムの電析ではこの谷部に電析したアルミニウムが食い込む。そして、食い込んだ電析アルミニウムを剥離する際に大きな剥離抵抗が発生し、これによって電解Al−Mn合金箔が破損したり、切断したりする。
2-4. Cathode and Anode For the cathode for electrolysis used in the method for producing an Al—Mn alloy foil according to the present invention, titanium, stainless steel, nickel, carbon and the like are suitably used. Metals such as titanium, stainless steel, and nickel are excellent in corrosion resistance because a dense natural oxide film is formed on the surface. On the other hand, since there is a natural oxide film, the adhesion with the electrodeposited film is lowered, so that it is suitable as a cathode in the production of electrolytic copper foil and electrolytic Al foil. A non-metallic material such as carbon is suitable as a cathode because of its low bonding strength with the plating film. If a high peak or a deep valley exists on a part of the surface of the cathode, aluminum deposited in this valley will bite in the aluminum electrodeposition. And when peeling | extruding the electrodeposited aluminum deposited, big peeling resistance generate | occur | produces and, thereby, an electrolytic Al-Mn alloy foil is damaged or cut | disconnected.

このような剥離抵抗は、カソードの表面粗さによって影響を受ける。本発明では、表面粗さを表わす指標として、算術平均粗さ(Ra)と十点平均粗さ(Rz)を採用する。これによって剥離抵抗を低減させ、電析したAl−Mn合金箔をカソードから容易に剥離回収するものである。   Such peeling resistance is affected by the surface roughness of the cathode. In the present invention, arithmetic average roughness (Ra) and ten-point average roughness (Rz) are employed as indices representing the surface roughness. As a result, the peel resistance is reduced, and the electrodeposited Al-Mn alloy foil is easily peeled and collected from the cathode.

Raは、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から測定曲線までの偏差の絶対値を合計し、平均した値をマイクロメートル(μm)で表したものである。本発明では、Raを0.10〜0.40μmと規定する。Raを0.10μm未満とするためには、電解処理に長時間を要するので電解効率が低下する。一方、Raが0.40μmを超える場合には、剥離し難くなりアルミニウムを回収できず、Al−Mn合金箔の剥離性、外観性、均一性が達成できない。なお、Raは、好ましくは0.15〜0.30μmである。   Ra is extracted from the roughness curve by the reference length in the direction of the average line, the absolute values of deviations from the average line of the extracted part to the measurement curve are summed, and the average value is expressed in micrometers (μm). Is. In the present invention, Ra is defined as 0.10 to 0.40 μm. In order to make Ra less than 0.10 μm, the electrolysis process takes a long time, so the electrolysis efficiency decreases. On the other hand, when Ra exceeds 0.40 μm, it becomes difficult to peel off and aluminum cannot be recovered, and the peelability, appearance, and uniformity of the Al—Mn alloy foil cannot be achieved. Ra is preferably 0.15 to 0.30 μm.

Rzは、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけを抜き取り、この抜取り部分の平均線から縦倍率の方向に測定し、最も高い山頂から5番目までの山頂の標高(Yp)の絶対値の平均値と、最も低い谷底から5番目までの谷底の標高(Yv)の絶対値の平均値との和を求め、この値をマイクロメートル(μm)で表したものである。Rzは、高い山部と深い谷部の程度と数とを表す指標であり、本発明において、特に重要な表面粗さの指標である。本発明では、Rzを0.20〜0.70μmと規定する。Rzが0.20μm未満の場合には、剥離性が良すぎるが故に電解中にAl−Mn合金箔が剥離するためAl−Mn合金箔の均一性が劣る。一方、Rzが0.70μmを超える場合には、電析Al−Mn合金箔に粒界、ひび割れが発生し品質低下を招き、Al−Mn合金箔の剥離性、外観性、均一性が達成できない。なお、Rzは、好ましくは0.25〜0.50μmである。このような剥離抵抗は、カソードの表面粗さによって影響を受けるため、算術平均粗さ(Ra)を0.10〜0.40μm、十点平均粗さ(Rz)を0.20〜0.70μmにするのが好ましい。   Rz is extracted from the roughness curve only in the direction of the average line, measured in the direction of the vertical magnification from the average line of the extracted part, and the altitude (Yp) of the highest peak from the highest peak to the fifth peak. The sum of the average value of the absolute values and the average value of the absolute values of the altitudes (Yv) of the bottom valley from the lowest valley bottom to the fifth is obtained, and this value is expressed in micrometers (μm). Rz is an index representing the degree and number of high peaks and deep valleys, and is a particularly important index of surface roughness in the present invention. In the present invention, Rz is defined as 0.20 to 0.70 μm. When Rz is less than 0.20 μm, the releasability is too good, and the Al—Mn alloy foil peels off during electrolysis, so the uniformity of the Al—Mn alloy foil is poor. On the other hand, when Rz exceeds 0.70 μm, grain boundaries and cracks are generated in the electrodeposited Al—Mn alloy foil, resulting in quality degradation, and the peelability, appearance, and uniformity of the Al—Mn alloy foil cannot be achieved. . Rz is preferably 0.25 to 0.50 μm. Since such peeling resistance is affected by the surface roughness of the cathode, the arithmetic average roughness (Ra) is 0.10 to 0.40 μm, and the ten-point average roughness (Rz) is 0.20 to 0.70 μm. Is preferable.

カソードの表面粗さRa及びRzを上記のように調整するために、本発明においては、電解研磨処理、機械的研磨処理、化学研磨処理が用いられる。精度よく表面粗さを制御できる点で、電解研磨処理が好ましい。   In order to adjust the surface roughness Ra and Rz of the cathode as described above, electrolytic polishing treatment, mechanical polishing treatment, and chemical polishing treatment are used in the present invention. The electrolytic polishing treatment is preferable in that the surface roughness can be controlled with high accuracy.

電解研磨とは、研磨液中に浸漬した金属に電流を流した際に、金属表面の凸部と凹部とで溶解速度に差異が生じることを利用して金属表面を平滑化する技術である。電解研磨処理は、NaClのエチレングリコール溶液又はKClのエチレングリコール溶液を用いて実施できる。これらの溶液にカソードを浸漬し、これへの電圧印加と超音波洗浄により表面が鏡面状に研磨される。粗研磨に相当する高電圧電解と、仕上げ研磨に相当する低電圧電解とを組み合わせることによって、より効果的に研磨される。また、処理時間、すなわち、電圧の印加時間によって、Ra及びRzを調整することができる。高電圧電解の好ましい電解電圧と処理時間は、15〜60Vで30秒〜5分、より好ましい電解電圧と処理時間は、20〜40Vで1〜3分である。低電圧電解の好ましい電解電圧と処理時間は、6〜15Vで5〜60分、より好ましい電解電圧と処理時間は、8〜12Vで10〜30分である。組み合わせについては、例えば1回目の高電圧電解により表層の汚れや酸化膜を除去後に超音波洗浄、その後に高電圧電解と超音波洗浄に続いて低電圧電解と超音波洗浄を交互に実施することで、平滑性に優れた鏡面研磨を実施することができる。   Electropolishing is a technique for smoothing a metal surface by utilizing the difference in dissolution rate between a convex portion and a concave portion of the metal surface when an electric current is passed through the metal immersed in the polishing liquid. The electropolishing treatment can be performed using an ethylene glycol solution of NaCl or an ethylene glycol solution of KCl. The cathode is immersed in these solutions, and the surface is polished into a mirror surface by applying a voltage thereto and ultrasonic cleaning. Polishing is performed more effectively by combining high voltage electrolysis corresponding to rough polishing and low voltage electrolysis corresponding to finish polishing. Further, Ra and Rz can be adjusted by the processing time, that is, the voltage application time. The preferable electrolysis voltage and treatment time for high voltage electrolysis are 15 to 60 V for 30 seconds to 5 minutes, and the more preferred electrolysis voltage and treatment time is 20 to 40 V for 1 to 3 minutes. The preferable electrolysis voltage and treatment time for low-voltage electrolysis are 6 to 15 V and 5 to 60 minutes, and the more preferred electrolysis voltage and treatment time are 8 to 12 V and 10 to 30 minutes. For the combination, for example, ultrasonic cleaning after removing dirt and oxide film on the surface layer by the first high-voltage electrolysis, and then alternately performing low-voltage electrolysis and ultrasonic cleaning following high-voltage electrolysis and ultrasonic cleaning. Thus, mirror polishing excellent in smoothness can be performed.

機械研磨処理としては、通常のバフ研磨等を用いることができる。しかしながら、カソードの高度な平滑性を得ることが困難な場合があり、表面に細かい傷が残存する場合もある。また、エッチング等の化学研磨処理も用いることができるが、研磨面が不均一となる場合がある。   As the mechanical polishing treatment, normal buffing or the like can be used. However, it may be difficult to obtain a high degree of smoothness of the cathode, and fine scratches may remain on the surface. A chemical polishing process such as etching can also be used, but the polished surface may be uneven.

Al源をアノードから供給する場合に用いるアルミニウム製アノードの材質は特に限定されるものではないが、99〜99.999%の純Alが好適に用いられる。Al源を浴中から供給する場合は、不溶性電極を使用し、AlClなどのアルミニウムハロゲン化物を供給することで連続的にAl−Mn合金箔を製造できる。不溶性電極の材質は特に限定されるものではないが、チタン等の弁金属表面に白金族又はその酸化物を含む導電性電極物質を被覆した不溶性金属材料が好的に用いられる。 The material of the aluminum anode used when supplying the Al source from the anode is not particularly limited, but 99 to 99.999% pure Al is preferably used. When supplying the Al source from the bath, an Al-Mn alloy foil can be continuously produced by using an insoluble electrode and supplying an aluminum halide such as AlCl 3 . The material of the insoluble electrode is not particularly limited, but an insoluble metal material in which the surface of a valve metal such as titanium is coated with a conductive electrode substance containing a platinum group or its oxide is preferably used.

2−5.電析したアルミニウム箔の剥離回収
上記のようにして、カソードに電析させたアルミニウムを回収するには、カソードドラムを使用するのがよい。ドラム表面に電析させたAl−Mn合金箔は、剥離して回収用ドラムに巻き付け、連続的に回収される。回収方法としては、例えば、最初にカソードドラムを停止させた状態で所定の箔厚に成長させた後に電析を一旦中断し、カソードドラムを回転させ、露出したAl−Mn合金箔を剥離して回収用ドラムに貼り付け、積層させながら巻き取る方法や、剥離と同時に剥離片として回収する方法が挙げられる。なお、本発明によって得られるAl−Mn合金箔の厚さは、通常、1μm〜20μmの広範囲にわたるが、用途によってその厚さを適宜選択すればよい。例えば、リチウムイオン電池の正極集電体として用いる場合には、8〜12μmとするのが好ましい。
2-5. Separation and recovery of electrodeposited aluminum foil In order to recover the aluminum electrodeposited on the cathode as described above, a cathode drum is preferably used. The Al—Mn alloy foil electrodeposited on the drum surface is peeled off, wound around a collecting drum, and continuously collected. As a recovery method, for example, after the cathode drum is first stopped and grown to a predetermined foil thickness, electrodeposition is temporarily interrupted, the cathode drum is rotated, and the exposed Al-Mn alloy foil is peeled off. Examples of the method include a method of sticking on a collecting drum and winding it while laminating, and a method of collecting as a peeled piece simultaneously with peeling. In addition, although the thickness of the Al-Mn alloy foil obtained by this invention covers the wide range of 1 micrometer-20 micrometers normally, what is necessary is just to select the thickness suitably according to a use. For example, when used as a positive electrode current collector of a lithium ion battery, the thickness is preferably 8 to 12 μm.

次に、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although this invention is demonstrated further in detail based on an Example, this invention is not limited to these.

<Al−Mn合金箔の電析>
以下の手順に従って、チタン製カソード表面にAl―Mn合金を電析により形成した。但し、XRD測定用試料のみ銅製カソードを使用した。
<Electrodeposition of Al-Mn alloy foil>
According to the following procedure, an Al—Mn alloy was formed on the surface of the titanium cathode by electrodeposition. However, a copper cathode was used only for the XRD measurement sample.

電解液及び電析条件を、表1、2に示す。電解液については、EMIC:AlCl=33:67のモル比で混合したもの、あるいはBPC:AlCl=33:67のモル比で混合したものに、電解液におけるMnClの濃度が0.5〜200mMとなるようにそれぞれ添加した。このようにして調製した電解液を電解槽に入れ、電解液中に、カソードとしてチタン板(幅30mm、長さ60mm)又は銅板(幅30mm、長さ60mm)と、アノードとして99.9%のアルミニウム板(幅50mm、長さ60mm)を配置した。ここで、アノードのアルミニウム板は、チタン製カソードとほぼ一定の電極間距離となるように対向させて配置した。また、電析面積が20×20mmになるようにチタン板又は銅板をPTFE製のテープでマスキングした。 The electrolytic solution and electrodeposition conditions are shown in Tables 1 and 2. As for the electrolytic solution, the concentration of MnCl 2 in the electrolytic solution is 0.5% when mixed at a molar ratio of EMIC: AlCl 3 = 33: 67 or mixed at the molar ratio of BPC: AlCl 3 = 33: 67. Each was added so as to be ˜200 mM. The electrolytic solution thus prepared was put into an electrolytic cell, and in the electrolytic solution, a titanium plate (width 30 mm, length 60 mm) or a copper plate (width 30 mm, length 60 mm) as a cathode and 99.9% as an anode. An aluminum plate (width 50 mm, length 60 mm) was placed. Here, the aluminum plate of the anode was disposed so as to face the titanium cathode so as to have a substantially constant interelectrode distance. Moreover, the titanium plate or the copper plate was masked with a PTFE tape so that the electrodeposition area was 20 × 20 mm 2 .

電析条件については、電流密度を10〜400mA/cmとし、温度を8〜155℃として、それぞれの電流密度と温度において所望の箔厚さ(4〜22μm)となるように電析時間を調整し直流電解操作を行なうことによって、Al−Mn合金箔をチタン製カソード又は銅製カソードの表面に電析させた。電解液の撹拌には、マグネチックスターラーを用いた。このような電解操作後に、チタン製カソード又は銅製カソードの表面に電析したAl−Mn合金箔をアセトンと純水で洗浄後した。その後、チタン製カソードに電析させたAl−Mn合金箔のみをピンセットを用いてチタン製カソードから剥離して回収し、電析物の試料とした。 Regarding the electrodeposition conditions, the current density is 10 to 400 mA / cm 2 , the temperature is 8 to 155 ° C., and the electrodeposition time is set so that the desired foil thickness (4 to 22 μm) is obtained at each current density and temperature. The Al—Mn alloy foil was electrodeposited on the surface of a titanium cathode or a copper cathode by adjusting and performing direct current electrolysis. A magnetic stirrer was used for stirring the electrolytic solution. After such an electrolysis operation, the Al—Mn alloy foil electrodeposited on the surface of the titanium cathode or the copper cathode was washed with acetone and pure water. Thereafter, only the Al—Mn alloy foil electrodeposited on the titanium cathode was peeled off and collected from the titanium cathode using tweezers, and used as a sample of the electrodeposit.

上記のようにして作製したAl−Mn合金箔試料について、以下の評価を行なった。   The following evaluation was performed about the Al-Mn alloy foil sample produced as mentioned above.

<Mn含有量>
EPMA(JEOL製、JXA−8200型)を用いた面分析及び点分析によって、試料中のMn含有量を測定した。結果を表1、2に示す。
<Mn content>
The Mn content in the sample was measured by surface analysis and point analysis using EPMA (manufactured by JEOL, JXA-8200 type). The results are shown in Tables 1 and 2.

<結晶性の評価>
XRD(Rigaku製、RIX3100)により、試料の結晶性を評価した。図1(a)に示すように(後述の本発明例8の結果)、鋭いAlピークが得られるものを結晶質、(b)のように(後述の比較例6の結果)Al(111)のようにブロードなピークが得られるものを結晶質+非晶質、(c)のように(後述の比較例10の結果)Alピークが消失したものを非晶質とした。結果を表1、2に示す。
<Evaluation of crystallinity>
The crystallinity of the sample was evaluated by XRD (manufactured by Rigaku, RIX3100). As shown in FIG. 1 (a) (result of the present invention example 8 described later), a crystal having a sharp Al peak is obtained, and as shown in FIG. 1 (b) (result of comparative example 6 described later) Al (111). Those having a broad peak as described above were crystalline + amorphous, and those having an Al peak disappeared as shown in (c) (results of Comparative Example 10 described later) were regarded as amorphous. The results are shown in Tables 1 and 2.

<結晶粒径の算出>
SEM(JEOL製)画像によって、平均粒径を算出した。具体的には、SEM画像内に任意長さの線を引き、結晶粒の数で割ったものを平均粒径として算出した。但し、図2に示すように結晶質の(a)とは異なり、結晶質+非結晶質の(b)及び非結晶質の(c)は非結晶質を含むため算出しないこととした。結果を表3に示す。なお、上記本発明例8、比較例6及び比較例10のSEM画像を、図2に示す。
<Calculation of crystal grain size>
The average particle size was calculated from an SEM (manufactured by JEOL) image. Specifically, a line having an arbitrary length was drawn in the SEM image and divided by the number of crystal grains was calculated as the average grain size. However, as shown in FIG. 2, unlike crystalline (a), crystalline + amorphous (b) and amorphous (c) are not calculated because they include amorphous. The results are shown in Table 3. In addition, the SEM image of the said invention example 8, the comparative example 6, and the comparative example 10 is shown in FIG.

<引張試験片作製可否の判断>
電析面積とした20×20cmのサイズの箔が回収できたものを○、電析時に、電解液中に剥がれ落ちてしまい回収できなかったもの、ならびに、回収時に割れてしまい、20×20cmの箔として回収できなかったものを×とした。結果を表1、2に示す。
<Determination of whether or not a tensile specimen can be produced>
A foil having a size of 20 × 20 cm 2 as the electrodeposition area was collected, ○, which was peeled off in the electrolyte during the electrodeposition and could not be recovered, and cracked at the time of collection, 20 × 20 cm Those that could not be recovered as foil 2 were marked with x. The results are shown in Tables 1 and 2.

<引張強さ>
上記判定結果から、引張試験片作製可能と判定された結晶性の試料に対し、引張試験を行った。引張試験に用いた試験片の形状は、長さ20mm×幅5mmの短冊状試験片を作製し、島津製作所製のAGI−50kNを使用して、室温において引張速度0.5mm/分の条件で行なった。引張試験により得られた応力-ひずみ線図より最大応力を読み取り、これを引張強さとした。結果を表1、2に示す。
<Tensile strength>
From the determination result, a tensile test was performed on a crystalline sample determined to be capable of producing a tensile test piece. The shape of the test piece used for the tensile test was a strip-shaped test piece having a length of 20 mm and a width of 5 mm, and an AGI-50kN manufactured by Shimadzu Corporation was used at room temperature under a tensile speed of 0.5 mm / min. I did it. The maximum stress was read from the stress-strain diagram obtained by the tensile test, and this was taken as the tensile strength. The results are shown in Tables 1 and 2.

<総合評価>
電析及び引張試験片の作製が共に可能であって、表1、2に示す箔厚さ、ならびに、表3に示すMn含有量、結晶性、結晶粒径及び引張強さが全て、本発明で規定するものであるものを総合評価が合格(○)とし、少なくともいずれかを満たさない場合を不合格(×)とした。結果を表1、2に示す。
<Comprehensive evaluation>
Electrodeposition and preparation of tensile test pieces are both possible, and the foil thicknesses shown in Tables 1 and 2 and the Mn content, crystallinity, crystal grain size and tensile strength shown in Table 3 are all present in the present invention. The comprehensive evaluation was determined to pass (◯), and the case where at least one of them was not satisfied was determined to be rejected (×). The results are shown in Tables 1 and 2.

本発明例1〜22では、Al−Mn合金箔中のMn含有量、結晶性、結晶粒径及び引張強さが本発明で規定する範囲内であったため、総合評価が合格となった。   In Inventive Examples 1 to 22, the Mn content, crystallinity, crystal grain size, and tensile strength in the Al—Mn alloy foil were within the ranges defined in the present invention, and thus the overall evaluation was acceptable.

特に、本発明例8、9の条件では、100MPaを超える引張強さを有する箔が得られた。なお、図3に発明例8における応力−ひずみ線図を示すが、後述の比較例3及び17に比べて引張強さが優れていることがわかる。   In particular, under the conditions of Invention Examples 8 and 9, foils having a tensile strength exceeding 100 MPa were obtained. In addition, although the stress-strain diagram in the invention example 8 is shown in FIG. 3, it turns out that tensile strength is excellent compared with the below-mentioned comparative examples 3 and 17.

比較例1〜4では、用いた電解液にMnClが含有されていなかったため、得られた箔がMnを含有しない純Alとなり、引張強さが50MPa未満と低かった。その結果、総合評価が不合格となった。なお、図3に比較例3の応力‐ひずみ線図を示すが、本発明例8に比べて引張強さが劣っていることがわかる。 In Comparative Examples 1 to 4, since MnCl 2 was not contained in the electrolytic solution used, the obtained foil was pure Al not containing Mn, and the tensile strength was as low as less than 50 MPa. As a result, the overall evaluation was rejected. In addition, although the stress-strain diagram of the comparative example 3 is shown in FIG. 3, it turns out that tensile strength is inferior compared with the example 8 of this invention.

比較例5、6は、用いた電解液中のMnCl添加量が100mMの場合であり、この条件に対しては電流密度が大き過ぎたため、得られた箔中のMn含有量が20%を超え、結晶性が結晶質+非晶質となり、電析中の剥離、回収時の割れにより引張試験片を作製することができなかった。その結果、総合評価が不合格となった。 In Comparative Examples 5 and 6, the amount of MnCl 2 added in the electrolyte used was 100 mM, and the current density was too large for this condition, so the Mn content in the obtained foil was 20%. The crystallinity became crystalline + amorphous, and a tensile test piece could not be produced due to peeling during electrodeposition and cracking during recovery. As a result, the overall evaluation was rejected.

比較例7では、用いた電解液中のMnCl添加量が200mMと多過ぎたため、得られた箔中のMn含有量が20%を僅かに超え、結晶性が結晶質+非晶質となり、電析中の剥離、回収時の割れにより引張試験片を作製することができなかった。その結果、総合評価が不合格となった。 In Comparative Example 7, since the amount of MnCl 2 added in the electrolytic solution used was too much as 200 mM, the Mn content in the obtained foil slightly exceeded 20%, the crystallinity became crystalline + amorphous, A tensile test piece could not be produced due to peeling during electrodeposition and cracking during recovery. As a result, the overall evaluation was rejected.

比較例8〜10では、用いた電解液中のMnCl添加量が200mMと多過ぎたため、得られた箔中のMn含有量が20%を超え、結晶性が非晶質となり、電析中の剥離、回収時の割れにより引張試験片を作製することができなかった。その結果、総合評価が不合格となった。 In Comparative Examples 8 to 10, since the amount of MnCl 2 added in the electrolytic solution used was too much as 200 mM, the Mn content in the obtained foil exceeded 20%, the crystallinity became amorphous, and during electrodeposition A tensile test piece could not be produced due to peeling and cracking during recovery. As a result, the overall evaluation was rejected.

比較例11では、電析における電流密度が小さ過ぎたため電析に時間がかかり過ぎ、電析中の剥離が発生し、回収時の割れにより引張試験片を作製することができなかった。その結果、総合評価が不合格となった。   In Comparative Example 11, since the current density in electrodeposition was too small, it took too much time for electrodeposition, peeling occurred during electrodeposition, and a tensile test piece could not be produced due to cracking during collection. As a result, the overall evaluation was rejected.

比較例12では、電析における電流密度が大き過ぎたため、結晶性の箔は得られたものの引張強さが50MPa未満と低かった。その結果、総合評価が不合格となった。   In Comparative Example 12, since the current density in electrodeposition was too large, a crystalline foil was obtained, but the tensile strength was low, less than 50 MPa. As a result, the overall evaluation was rejected.

比較例13では、箔厚さが薄過ぎたため、電析中の剥離、回収時の割れにより引張試験片を作製することができなかった。その結果、総合評価が不合格となった。   In Comparative Example 13, since the foil thickness was too thin, a tensile test piece could not be produced due to peeling during electrodeposition and cracking during recovery. As a result, the overall evaluation was rejected.

比較例14では、箔厚が厚過ぎたため、時間をかければ電析は可能であるが、リチウムイオン電池の集電体用途としては電池容量の悪化につながるため不適であり、総合評価が不合格となった。   In Comparative Example 14, since the foil thickness was too thick, electrodeposition was possible if it took a long time, but it was unsuitable as a current collector application of a lithium ion battery because it led to deterioration of battery capacity, and the overall evaluation failed. It became.

比較例15では、電解液の温度が低過ぎてその電気抵抗が増大し、電析が不可能であった。   In Comparative Example 15, the temperature of the electrolyte was too low to increase its electrical resistance, and electrodeposition was impossible.

比較例16では、電解液の温度が高過ぎてその分解が顕著となり、電析が不可能であった。   In Comparative Example 16, the temperature of the electrolytic solution was too high, so that the decomposition became significant and electrodeposition was impossible.

本発明によれば、引張強さに優れた電解Al−Mn合金薄箔を製造可能であり、工業上顕著な効果を奏する。   According to the present invention, an electrolytic Al—Mn alloy thin foil having excellent tensile strength can be produced, and an industrially significant effect can be obtained.

Claims (5)

Mn含有量が0.1〜20.0mass%であり、10.0μm以下の結晶粒径を有し、50MPa以上の引張強さを有し、5〜20μmの厚さを有することを特徴とする結晶性の電解Al−Mn合金箔。   The Mn content is 0.1 to 20.0 mass%, the crystal grain size is 10.0 μm or less, the tensile strength is 50 MPa or more, and the thickness is 5 to 20 μm. Crystalline electrolytic Al-Mn alloy foil. 請求項1に記載の結晶性の電解Al−Mn合金箔の製造方法であって、溶融塩を電解液として、カソード上にAl−Mn合金箔を電析させる工程と、電析させたAl−Mn合金箔を剥離回収する工程とを備え、前記電解液が、アルキルイミダゾリウムハロゲン化物又はアルキルピリジニウムハロゲン化物と、アルミニウムハロゲン化物の混合物からなる溶融塩と;マンガンハロゲン化物の添加剤と;を含有することを特徴とする結晶性の電解Al−Mn合金箔の製造方法。   A method for producing a crystalline electrolytic Al-Mn alloy foil according to claim 1, wherein a step of electrodepositing an Al-Mn alloy foil on a cathode using a molten salt as an electrolyte and an electrodeposited Al-- A step of stripping and recovering the Mn alloy foil, wherein the electrolyte contains a molten salt composed of a mixture of alkylimidazolium halide or alkylpyridinium halide and aluminum halide; and an additive for manganese halide; A method for producing a crystalline electrolytic Al-Mn alloy foil characterized by comprising: 前記電析工程において、電解液中のマンガンハロゲン化物の濃度が0.5〜80mMであり、電解液の温度が10〜150℃であり、電流密度が10〜400mA/cmである、請求項2に記載の結晶性の電解Al−Mn合金箔の製造方法。 In the electrodeposition step, the concentration of manganese halide in the electrolytic solution is 0.5 to 80 mM, the temperature of the electrolytic solution is 10 to 150 ° C, and the current density is 10 to 400 mA / cm 2. 2. A method for producing a crystalline electrolytic Al—Mn alloy foil according to 2. 前記電析工程において、電解液中のマンガンハロゲン化物の濃度が80mMを超え100mM以下であり、電解液の温度が10〜150℃であり、電流密度が10mA/cm以上30mA/cm未満である、請求項2に記載の結晶性の電解Al−Mn合金箔の製造方法。 In the electrodeposition step, the concentration of manganese halide in the electrolytic solution is not more than 100mM exceeded 80 mM, the temperature of the electrolytic solution is 10 to 150 ° C., a current density of less than 10 mA / cm 2 or more 30 mA / cm 2 The manufacturing method of the crystalline electrolytic Al-Mn alloy foil of Claim 2 which exists. 前記カソードの表面が機械研磨処理、電解研磨処理又は化学研磨処理されている、請求項2〜4のいずれか一項に記載の結晶性の電解Al−Mn合金箔の製造方法。   The method for producing a crystalline electrolytic Al-Mn alloy foil according to any one of claims 2 to 4, wherein the surface of the cathode is subjected to mechanical polishing treatment, electrolytic polishing treatment or chemical polishing treatment.
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