JP6035058B2 - Aluminum alloy foil - Google Patents
Aluminum alloy foil Download PDFInfo
- Publication number
- JP6035058B2 JP6035058B2 JP2012133843A JP2012133843A JP6035058B2 JP 6035058 B2 JP6035058 B2 JP 6035058B2 JP 2012133843 A JP2012133843 A JP 2012133843A JP 2012133843 A JP2012133843 A JP 2012133843A JP 6035058 B2 JP6035058 B2 JP 6035058B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum alloy
- alloy foil
- rolling
- temperature
- cooling rate
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Description
本発明は、優れた引張強さと伸びを有するアルミニウム合金箔に関する。 The present invention relates to an aluminum alloy foil having excellent tensile strength and elongation.
リチウムイオン二次電池の電極用基材となるアルミニウム合金箔は、塗布から電池組み立てまでの加工工程において、生産性を向上させるため、高速生産となり、高張力でのライン運転となることが多い。また、電池の容量を向上させるべく活物質を含む塗布層の密度を上げるために、塗布層を高圧下でプレスする方法が採用されている。
一方、アルミニウム合金箔の製造現場において、同一条件で製造を行っても、特に夏場と冬場でアルミニウム合金箔の引張強さや伸びに違いが起きることが知られていた。
Aluminum alloy foils that serve as electrode substrates for lithium ion secondary batteries are often produced at high speed and line operation with high tension in order to improve productivity in the processing steps from coating to battery assembly. In order to increase the density of the coating layer containing the active material in order to improve the capacity of the battery, a method of pressing the coating layer under high pressure is employed.
On the other hand, it has been known that even if the aluminum alloy foil is manufactured under the same conditions, there is a difference in the tensile strength and elongation of the aluminum alloy foil particularly in summer and winter.
ところで、夏場と冬場の条件を同じにしても品質に差が起きるのは、外気温の影響があると考えられ、様々な温度条件を制御する試みがなされていた。例えば圧延温度を制御することは、特許文献1に、箔圧延温度を70〜110℃に制御することによって、アルミ箔材料中の金属組織である転位セルが上手く整理できるためにマット面粗度が細かくなり、ピンホールの増大を防ぐことができるとされるとの記載がある。 By the way, even if the conditions in summer and winter are the same, it is thought that the difference in quality occurs due to the influence of outside air temperature, and attempts have been made to control various temperature conditions. For example, controlling the rolling temperature is disclosed in Patent Document 1 by controlling the foil rolling temperature to 70 to 110 ° C., so that dislocation cells, which are metal structures in the aluminum foil material, can be well organized. There is a description that it becomes finer and can prevent an increase in pinholes.
上記の従来技術では材料の圧延上り温度は規定されているが、そこからの冷却速度が規定されていなかった。このため、同じ圧延上り温度であってもそのために材料の強度低下を抑え、年間を通じて安定した引張強さ・伸びを示すアルミニウム合金箔を得ることが困難であった。 In the above prior art, the rolling up temperature of the material is specified, but the cooling rate from there is not specified. For this reason, it is difficult to obtain an aluminum alloy foil that suppresses the strength reduction of the material even at the same rolling up temperature and exhibits stable tensile strength and elongation throughout the year.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、年間を通じて安定した引張強さ・伸びを示すアルミニウム合金箔を提供するものである。 This invention is made | formed in view of such a situation, and provides the aluminum alloy foil which shows the stable tensile strength and elongation throughout the year.
本発明によれば、アルミニウム純度が98.0mass%(以下、mass%を単に%と記す。)以上であって、Si:0.02〜0.15%、Fe:0.03〜1.8%、Cu:0.002〜0.05%を含有し、残部不可避的不純物からなるアルミニウム合金箔であって、最終圧延終了後の上り温度が60℃以上120℃以下であり、40℃になるまでの冷却速度が0.6(℃/時間)以上5.5(℃/時間)以下であり、前記冷却速度/{0.08×(前記上り温度(℃))−4.18}で規定される冷却速度指数の値が0.5〜1.6であることを特徴とする、アルミニウム合金箔が提供される。 According to the present invention, the aluminum purity is 98.0 mass% (hereinafter, mass% is simply referred to as%), and Si: 0.02-0.15%, Fe: 0.03-1.8 %, Cu: 0.002 to 0.05%, and an aluminum alloy foil made of the inevitable impurities of the balance, and the rising temperature after the end of the final rolling is 60 ° C. or higher and 120 ° C. or lower and becomes 40 ° C. The cooling rate is 0.6 (° C./hour) or more and 5.5 (° C./hour) or less, and is defined by the cooling rate / {0.08 × (the rising temperature (° C.)) − 4.18}. An aluminum alloy foil is provided in which the cooling rate index is 0.5 to 1.6.
本発明者らは、アルミニウム合金箔の引張強さ及び伸びを年間を通じて安定させるべく、鋭意検討を行い、最初は、圧延上り温度と冷却速度を一定の範囲内に収めることによって、引張強さ及び伸びを安定させることを試みた。ところが、圧延上り温度と冷却速度がどちらも規定範囲内であるにも関わらず、引張強さと伸びの少なくとも一方が良好にならない場合があることが分かった。そこで、本発明者らがさらに検討を進めたところ、冷却速度指数を上記のように規定し、この値を0.5〜1.6の範囲内に収めることによって、アルミニウム合金箔の引張強さ及び伸びを安定させることができることを見出し、本発明の完成に到った。 The inventors of the present invention have intensively studied to stabilize the tensile strength and elongation of the aluminum alloy foil throughout the year, and at first, by keeping the rolling up temperature and the cooling rate within a certain range, An attempt was made to stabilize the elongation. However, it has been found that at least one of the tensile strength and the elongation may not be improved although the rolling up temperature and the cooling rate are both within the specified range. Then, when the present inventors further examined, the cooling rate index was specified as described above, and by keeping this value within the range of 0.5 to 1.6, the tensile strength of the aluminum alloy foil The inventors have found that the elongation can be stabilized and have completed the present invention.
好ましくは、前記アルミニウム合金箔は、引張強さが175MPa以上で、伸びが3%以上6%以下である。 Preferably, the aluminum alloy foil has a tensile strength of 175 MPa or more and an elongation of 3% or more and 6% or less.
好ましくは、前記アルミニウム合金箔は、濡れ張力が28mN/m以上35mN/m以下である。 Preferably, the aluminum alloy foil has a wet tension of 28 mN / m or more and 35 mN / m or less.
以下、本発明について詳しく説明する。本発明のアルミニウム合金箔は、特にリチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタ等の種々の電極材として好適に使用できるもので、そのアルミニウム純度は98.0%以上である。アルミニウム純度が98.0%未満では、含有アルミニウムが少ないことにより熱伝達が遅く、後述する冷却速度を適正値に制御できない。一例では、Si、Fe、Cuと不可避不純物を除いた残部がアルミニウムであってもよい。 The present invention will be described in detail below. The aluminum alloy foil of the present invention can be suitably used as various electrode materials such as lithium ion secondary batteries and lithium ion capacitors, and its aluminum purity is 98.0% or more. If the aluminum purity is less than 98.0%, heat transfer is slow due to the small amount of aluminum contained, and the cooling rate described later cannot be controlled to an appropriate value. In one example, the balance excluding Si, Fe, Cu and inevitable impurities may be aluminum.
Si量は、0.02〜0.15%である。Si量が0.02%未満では、所望の引張強さを得ることが難しく、0.15%を超えると、材料が硬くなり過ぎて所望の伸びのアルミニウム合金箔を得ることが難しくなるため好ましくない。Si量は、より好ましくは0.06〜0.15%であり、さらに好ましくは0.11〜0.15%である。 Si amount is 0.02 to 0.15%. If the amount of Si is less than 0.02%, it is difficult to obtain a desired tensile strength, and if it exceeds 0.15%, the material becomes too hard and it is difficult to obtain an aluminum alloy foil having a desired elongation. Absent. The amount of Si is more preferably 0.06 to 0.15%, and still more preferably 0.11 to 0.15%.
Fe量は、0.03〜1.8%である。Fe量が0.03%未満では、所望の引張強さを得ることが難しく、1.8%を超えると、材料が硬くなり過ぎて所望の伸びのアルミニウム合金箔を得ることが難しくなるため好ましくない。Fe量は、より好ましくは0.05〜1.5%であり、さらに好ましくは0.1〜1.2%である。 The amount of Fe is 0.03 to 1.8%. If the Fe content is less than 0.03%, it is difficult to obtain a desired tensile strength, and if it exceeds 1.8%, the material becomes too hard and it is difficult to obtain an aluminum alloy foil having a desired elongation. Absent. The amount of Fe is more preferably 0.05 to 1.5%, and further preferably 0.1 to 1.2%.
Cu量は、0.002〜0.05%である。Cu量が0.002%未満では、所望のアルミニウム合金箔の引張強さを得ることが難しく、0.05%を超えると、材料が硬くなり過ぎて所望の伸びのアルミニウム合金箔を得ることが難しくなるため好ましくない。Cu量は、より好ましくは0.01〜0.04%であり、さらに好ましくは0.01〜0.03%である。 The amount of Cu is 0.002 to 0.05%. If the amount of Cu is less than 0.002%, it is difficult to obtain the desired tensile strength of the aluminum alloy foil, and if it exceeds 0.05%, the material becomes too hard and an aluminum alloy foil having a desired elongation can be obtained. Since it becomes difficult, it is not preferable. The amount of Cu is more preferably 0.01 to 0.04%, and still more preferably 0.01 to 0.03%.
アルミニウム合金箔の化学成分を前記した範囲とする理由は、合金系が異なってくると後述する最終圧延後の上り温度や冷却速度等を規定しても所望の優れた引張強さと伸びを得ることが困難になる。 The reason why the chemical composition of the aluminum alloy foil is in the above-described range is that when the alloy system is different, the desired excellent tensile strength and elongation can be obtained even if the ascending temperature and the cooling rate after final rolling described later are specified. Becomes difficult.
本発明のアルミニウム合金箔は、通常の方法により、均質化処理、熱間圧延、冷間圧延、中間焼鈍を適宜選択して製造できるが、最終圧延終了後の上り温度が60℃以上120℃以下であり、この最終圧延終了後の上がり温度から40℃になるまでの冷却速度が0.6(℃/時間)以上5.5(℃/時間)以下であり、冷却速度/{0.08×(上り温度(℃))−4.18}で規定される冷却速度指数が0.5〜1.6になるように制御された条件で製造されたものであることが必要である。 The aluminum alloy foil of the present invention can be produced by appropriately selecting homogenization treatment, hot rolling, cold rolling, and intermediate annealing by a normal method, but the rising temperature after the final rolling is 60 ° C. or higher and 120 ° C. or lower. The cooling rate from the rising temperature after the final rolling to 40 ° C. is 0.6 (° C./hour) or more and 5.5 (° C./hour) or less, and the cooling rate / {0.08 × It is necessary to be manufactured under conditions controlled so that the cooling rate index defined by (up temperature (° C.)) − 4.18} is 0.5 to 1.6.
本発明の最終圧延終了後の上り温度は、アルミニウム合金箔の製造工程として採用される最後の圧延工程直後の温度をいい、最終圧延直後に圧延コイルの表面に接触式温度計を接触させて測定することができる。上り温度は60℃以上120℃以下であり、特に、70℃以上110℃以下であることが引張強さ及び伸びの安定性の観点から推奨される。上り温度が60℃未満だと伸びが不十分になり、120℃を超えると引張強さが不十分になる。
なお、本発明において、上り温度の適正化は最終圧延時の箔厚に応じて適宜調整することができる。上記上り温度の条件は、例えば、電極材として形成する場合には、最終圧延時に0.2mm以上で0.5mm以下の厚さのアルミニウム合金箔を0.030mmに圧延する際に好適に採用できる。
The ascending temperature after the final rolling of the present invention refers to the temperature immediately after the final rolling process adopted as the manufacturing process of the aluminum alloy foil, and is measured by bringing a contact thermometer into contact with the surface of the rolled coil immediately after the final rolling. can do. The rising temperature is 60 ° C. or higher and 120 ° C. or lower, and particularly 70 ° C. or higher and 110 ° C. or lower is recommended from the viewpoint of tensile strength and stability of elongation. If the rising temperature is less than 60 ° C, the elongation becomes insufficient, and if it exceeds 120 ° C, the tensile strength becomes insufficient.
In the present invention, the optimization of the rising temperature can be appropriately adjusted according to the foil thickness at the time of final rolling. For example, in the case of forming as an electrode material, the rising temperature condition can be suitably used when an aluminum alloy foil having a thickness of 0.2 mm or more and 0.5 mm or less is rolled to 0.030 mm at the time of final rolling. .
最終圧延終了後の上り温度は、箔圧延時の圧延条件を適宜調整して行うことができ、具体的には途中パスの材料温度、圧下率、圧延速度、圧延油温度、材料幅に対応した圧延油の量などが挙げられる。 The ascending temperature after the final rolling can be performed by appropriately adjusting the rolling conditions during foil rolling, and specifically corresponds to the material temperature, rolling reduction, rolling speed, rolling oil temperature, and material width of the intermediate path. Examples include the amount of rolling oil.
本発明においてアルミニウム合金箔の冷却速度とは、本発明では、圧延終了後の上がり温度から40℃に至るまでに要した時間から計算した速度(℃/時間)をいう。 In the present invention, the cooling rate of the aluminum alloy foil refers to a rate (° C./hour) calculated from the time required from the rising temperature after the rolling to 40 ° C. in the present invention.
ここで、最終圧延の上り温度から40℃に至るまでとした理由は、年間の室温の最高室温を考慮したことによる。即ち、40℃以下への低下は年間の最高室温に近似でき、室温とほぼ同等の温度で保持できるので、アルミニウム合金箔への温度変化の影響で引張強さや伸びに支障なく保持できるためである。 Here, the reason from the final rolling up temperature to 40 ° C. is that the maximum room temperature of the year is taken into consideration. That is, the decrease to 40 ° C. or less can be approximated to the maximum room temperature of the year and can be maintained at a temperature almost equal to the room temperature, so that the tensile strength and elongation can be maintained without hindrance due to the temperature change on the aluminum alloy foil. .
冷却速度を0.6(℃/時間)以上5.5(℃/時間)以下と規定したのは、この範囲の下限よりも冷却速度が小さい場合は、冷却速度指数の値が範囲内であったとしてもアルミニウム合金箔の軟化が進みすぎて、十分な引張強さが得られず、この範囲の上限よりも冷却速度が大きい場合は、アルミニウム合金箔の軟化が不十分であり、十分な伸びが得られないからである。このため、冷却速度指数とは、別に冷却速度の絶対的な下限及び上限を規定している。 The reason why the cooling rate is defined as 0.6 (° C./hour) or more and 5.5 (° C./hour) or less is that the cooling rate index is within the range when the cooling rate is lower than the lower limit of this range. However, if the aluminum alloy foil is too soft and sufficient tensile strength cannot be obtained, and if the cooling rate is higher than the upper limit of this range, the aluminum alloy foil is not sufficiently softened and sufficient elongation is achieved. It is because it cannot be obtained. For this reason, an absolute lower limit and an upper limit of the cooling rate are defined separately from the cooling rate index.
本発明は前記最終圧延終了後の上り温度と、40℃になるまでの冷却速度との関係を冷却速度指数で制御することが必要である。冷却速度指数は、冷却速度/{0.08×(前記上り温度(℃))−4.18}で規定され、0.5〜1.6であることが必要である。冷却速度指数の値を0.5〜1.6と規定したのは、この値が0.5未満では、上り温度に対して、冷却速度が遅く、圧延上りのアルミニウム合金箔の引張強さが低くなってしまい、この値が1.6を超えると、上り温度に対して、冷却速度が速過ぎて、引張強さは高いものの伸びが小さく不十分になることがあるからである。 In the present invention, it is necessary to control the relationship between the ascending temperature after the end of the final rolling and the cooling rate until reaching 40 ° C. by the cooling rate index. The cooling rate index is defined by cooling rate / {0.08 × (the rising temperature (° C.)) − 4.18} and needs to be 0.5 to 1.6. The value of the cooling rate index is defined as 0.5 to 1.6. If this value is less than 0.5, the cooling rate is slow relative to the rising temperature, and the tensile strength of the rolled aluminum alloy foil is low. If this value exceeds 1.6 and the temperature exceeds 1.6, the cooling rate is too high with respect to the rising temperature, and the tensile strength is high but the elongation may be small and insufficient.
前記した冷却速度は、圧延終了後の圧延コイルに熱電対を取り付け、温度記録計で温度変化を記録することにより、測定することができる。 The cooling rate described above can be measured by attaching a thermocouple to the rolled coil after completion of rolling and recording the temperature change with a temperature recorder.
アルミニウム合金箔の冷却速度を速くする方法はいかなるものでも良く、例えば、送風によって、圧延コイルを冷却する方法などが上げられる。圧延上り温度を見て、その後の冷却速度を変えることにより、圧延終了直後からのトータルの熱量を、圧延上り温度が変わっても一定にすることができ、アルミニウム合金箔の引張強さ及び伸びのばらつきを限りなく小さくすることが可能となる。 Any method for increasing the cooling rate of the aluminum alloy foil may be used. For example, a method for cooling the rolling coil by blowing air may be used. By looking at the rolling up temperature and changing the subsequent cooling rate, the total amount of heat immediately after the end of rolling can be made constant even when the rolling up temperature changes, and the tensile strength and elongation of the aluminum alloy foil can be kept constant. The variation can be reduced as much as possible.
アルミニウム合金箔の冷却速度を遅くする方法もいかなるものでも良く、例えば、ある温度に保持された保温室での保管等が上げられる。 Any method may be used for slowing the cooling rate of the aluminum alloy foil. For example, the aluminum alloy foil may be stored in a warming room kept at a certain temperature.
これらにより、本発明のアルミニウム合金箔の引張強さおよび伸びは、ばらつきが小さいものとなるため、安定した品質のアルミニウム合金箔が得られる。 As a result, the tensile strength and elongation of the aluminum alloy foil of the present invention have small variations, so that an aluminum alloy foil with stable quality can be obtained.
本発明のアルミニウム合金箔の引張強さは175MPa以上であることが好ましい。引張強さが175MPa未満であると、例えば、強度が足りずに塗布工程内で箔切れを起こしたり、プレス工程で箔が破断したり、曲がったりして歩留りを低下させるため好ましくない場合がある。より好ましくは180MPa以上である。引張強さは後述する方法で測定することができる。引張強さの上限は、特に規定されないが、200MPaである。 The aluminum alloy foil of the present invention preferably has a tensile strength of 175 MPa or more. If the tensile strength is less than 175 MPa, for example, it may be unfavorable because the strength is insufficient and the foil is cut in the coating process, or the foil is broken or bent in the pressing process to reduce the yield. . More preferably, it is 180 MPa or more. The tensile strength can be measured by the method described later. The upper limit of the tensile strength is not particularly specified, but is 200 MPa.
本発明では、アルミニウム合金箔の伸びは、3%以上6%以下であることが好ましい。3%未満であると、例えば、伸びが足りずにプレス工程で箔が破断したり、曲がったりして歩留りを低下させるため好ましくない場合がある。6%を超えると、電極材として使用する場合に伸びが大きくなり過ぎてプレス工程後の巻き取り時等にシワが発生したり、電極材として使用する場合、個々の電極容量にばらつきを生じたりするため好ましくない。伸びは後述する方法で測定することができる。 In the present invention, the elongation of the aluminum alloy foil is preferably 3% or more and 6% or less. If it is less than 3%, for example, the foil may be broken or bent in the pressing process due to insufficient elongation, which may be undesirable. If it exceeds 6%, the elongation becomes too large when used as an electrode material, and wrinkles occur during winding after the pressing process, or when used as an electrode material, individual electrode capacities vary. Therefore, it is not preferable. The elongation can be measured by the method described later.
また、本発明は、最終圧延後のアルミニウム合金箔表面の濡れ張力が28mN/m以上35mN/m以下とすることが好ましい。最終圧延後のアルミニウム合金箔表面の濡れ張力が28mN/m未満であると、各種電極材として使用する場合に活物質が塗工し難かったり、電池として充放電を繰り返すうちに活物質が剥離してしまったりする可能性が高くなるため好ましくない。最終圧延後のアルミニウム合金箔表面の濡れ張力が35mN/mを超える場合には、圧延油を洗浄等により除去する必要が生じ、コスト高となるため好ましくない。 In the present invention, it is preferable that the wetting tension on the surface of the aluminum alloy foil after final rolling is 28 mN / m or more and 35 mN / m or less. If the wet tension on the surface of the aluminum alloy foil after final rolling is less than 28 mN / m, the active material is difficult to apply when used as various electrode materials, or the active material peels off during repeated charging and discharging as a battery. This is not preferable because the possibility of losing is increased. If the wetting tension on the surface of the aluminum alloy foil after the final rolling exceeds 35 mN / m, it is necessary to remove the rolling oil by washing or the like, which is not preferable because the cost increases.
本発明のアルミニウム合金箔の製造方法は、上述したように、所定の合金成分と最終圧延時の上り温度及び冷却速度等を調整すればよく、その他の方法は特に制限されるものではなく、種々の方法で製造できる。具体的には、上記のアルミニウム合金箔は、半連続鋳造により得られたアルミニウム鋳塊に面削、均質化処理、熱間圧延、冷間圧延及び箔圧延を順次施して得ることができる。また、半連続鋳造によるアルミニウム鋳塊の熱間圧延に代えて、連続鋳造板を冷間圧延以降の工程に投入しても良い。なお、必要に応じて熱間圧延直後又は冷間圧延の途中で圧延板にバッチ式焼鈍炉で250〜450℃で1〜10時間あるいは、連続焼鈍炉で380〜580℃で1秒〜3分のいずれかの方法で中間焼鈍を施してもよく、又、箔圧延されたアルミニウム合金箔に最終焼鈍を施してもよい。 As described above, the method for producing the aluminum alloy foil of the present invention may be performed by adjusting the predetermined alloy components, the ascending temperature at the time of final rolling, the cooling rate, and the like, and other methods are not particularly limited. It can manufacture by the method of. Specifically, the aluminum alloy foil can be obtained by sequentially subjecting an aluminum ingot obtained by semi-continuous casting to chamfering, homogenization treatment, hot rolling, cold rolling, and foil rolling. Moreover, it may replace with hot rolling of the aluminum ingot by semi-continuous casting, and a continuous cast board may be thrown into the process after cold rolling. In addition, as needed, immediately after hot rolling or in the middle of cold rolling, a rolled sheet is heated at 250 to 450 ° C. for 1 to 10 hours in a batch annealing furnace, or at 380 to 580 ° C. for 1 second to 3 minutes in a continuous annealing furnace. Intermediate annealing may be performed by any of the methods described above, and final annealing may be performed on the aluminum alloy foil that has been rolled.
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, these are illustrations of this invention and various structures other than the above are also employable.
以下、本発明を実施例によりさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下に説明する本発明の実施形態は、アルミニウム合金箔からなる電極材として正極集電体を備える二次電池用正極に関するものであるが、本発明は正極用電極材に限られるものではなく、例えば活物質の種類によっては、負極、正極どちらにも利用でき、また二次電池用キャパシタ等の他の用途にも適用し得るものである。以下の実施例は、正極として本発明のアルミニウム合金箔を適用した例について示す。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further, this invention is not limited to these. The embodiment of the present invention described below relates to a positive electrode for a secondary battery including a positive electrode current collector as an electrode material made of an aluminum alloy foil, but the present invention is not limited to the positive electrode material, For example, depending on the type of active material, it can be used for both the negative electrode and the positive electrode, and can also be applied to other uses such as a capacitor for a secondary battery. The following examples show examples in which the aluminum alloy foil of the present invention is applied as a positive electrode.
(実施例、比較例)
表1に示したNo.A〜Kの化学成分を含有するアルミニウム鋳塊を50mm/分の凝固速度で半連続鋳造により500mmの厚さに製造した。なお、各アルミニウム鋳塊には表1に示されていない不可避不純物成分がそれぞれ0.05重量%以下含有されていた。次に、アルミニウム鋳塊の圧延面を面削により平滑にした後、アルミニウム鋳塊に520℃で6時間に亘って均質化処理を施した後、アルミニウム鋳塊に熱間粗圧延を圧延率が94%になるように施し、得られたアルミニウム合金板に熱間仕上げ圧延を施して2mmの厚さを有する熱間圧延板を製造した。熱間仕上げ圧延終了直後のアルミニウム合金板の温度は、実施例8〜10及び比較例3〜8では350℃であり、それ以外では260℃であった。
(Examples and comparative examples)
No. shown in Table 1. An aluminum ingot containing chemical components A to K was manufactured to a thickness of 500 mm by semi-continuous casting at a solidification rate of 50 mm / min. Each aluminum ingot contained 0.05% by weight or less of inevitable impurity components not shown in Table 1. Next, after smoothing the rolling surface of the aluminum ingot by chamfering, the aluminum ingot was homogenized at 520 ° C. for 6 hours, and then hot rough rolling was applied to the aluminum ingot to obtain a rolling rate. The aluminum alloy sheet thus obtained was subjected to hot finish rolling to produce a hot rolled sheet having a thickness of 2 mm. The temperature of the aluminum alloy sheet immediately after completion of hot finish rolling was 350 ° C. in Examples 8 to 10 and Comparative Examples 3 to 8, and 260 ° C. in other cases.
熱間仕上げ圧延後のアルミニウム合金板を室温まで冷却した後、この熱間圧延板に冷間圧延を施して板厚を0.65mmとした後、この0.65mm厚さのアルミニウム合金板に300℃にて4時間に亘って中間焼鈍を施した。 The aluminum alloy plate after the hot finish rolling is cooled to room temperature, and then the hot rolled plate is cold-rolled to a thickness of 0.65 mm, and then the 0.65 mm thick aluminum alloy plate is 300 Intermediate annealing was performed at 4 ° C. for 4 hours.
続いて、このアルミニウム合金板に通常の圧延油を用いて冷間圧延を施し、0.3mmのアルミニウム合金板とした後に、表2に示す初期温度の材料を用いて、圧延速度、油温度、油流量、圧延時間等を制御して箔圧延を施し、厚さが15μmのリチウムイオン二次電池用アルミニウム合金箔を得た。 Subsequently, the aluminum alloy sheet was cold-rolled using a normal rolling oil to obtain a 0.3 mm aluminum alloy sheet, and then using the materials at the initial temperature shown in Table 2, the rolling speed, the oil temperature, Foil rolling was performed by controlling the oil flow rate, rolling time, etc., to obtain an aluminum alloy foil for lithium ion secondary batteries having a thickness of 15 μm.
〔材料温度測定〕
得られた各々のリチウムイオン二次電池用アルミニウム合金箔について、まず、圧延開始前の表面温度を測定した。次に各々のリチウムイオン二次電池用アルミニウム合金箔について、箔圧延を実施し、箔圧延上り温度を測定した。これらの結果を表2に示す。また、圧延上りのアルミニウム合金箔コイルの最外巻き面の中央部と端部及びコイルの巻き芯部の3箇所にCHINO製シース熱電対SCHS1−0(φ1.0mm)を取り付け、CHINO製記録計KR3P21−N0Aを用いて、連続的に温度を測定した。上り温度及び冷却速度は、この3点で測定した温度を平均した温度に基づいて求めた。前記した40℃になった時間を記録計から読み取り、圧延終了後の温度、時刻から冷却速度を求め、その結果を表2に示した。
(Material temperature measurement)
About each obtained aluminum alloy foil for lithium ion secondary batteries, the surface temperature before a rolling start was measured first. Next, foil rolling was performed on each aluminum alloy foil for a lithium ion secondary battery, and the foil rolling upstream temperature was measured. These results are shown in Table 2. In addition, a CHINO sheath thermocouple SCHS1-0 (φ1.0 mm) is attached to the center and end of the outermost winding surface of the rolled up aluminum alloy foil coil and the coil core, and a CHINO recorder The temperature was continuously measured using KR3P21-N0A. The rising temperature and the cooling rate were determined based on the temperature obtained by averaging the temperatures measured at these three points. The time when the temperature reached 40 ° C. was read from the recorder, and the cooling rate was determined from the temperature and time after the completion of rolling.
〔引張強さ測定〕
得られた各々のリチウムイオン二次電池用アルミニウム合金箔の厚さを質量法で測定した後、圧延方向に平行な方向を長手方向になるように、幅15mm、長さ180mmに切断採取し、JIS Z 2241(2011)に準じ、島津製作所製インストロン型引張試験機(AG−5kNX)を用いて、クロスヘッド速度:10mm/min.、チャック間距離:50mmの条件で引張試験を行ない、引張強さ(MPa)を求め、表2に示した。
(Tensile strength measurement)
After measuring the thickness of each obtained aluminum alloy foil for lithium ion secondary batteries by a mass method, cut and sampled to a width of 15 mm and a length of 180 mm so that the direction parallel to the rolling direction is the longitudinal direction, According to JIS Z 2241 (2011), using an Instron type tensile tester (AG-5kNX) manufactured by Shimadzu Corporation, crosshead speed: 10 mm / min. A tensile test was conducted under the condition of the distance between chucks: 50 mm, and the tensile strength (MPa) was determined and shown in Table 2.
〔伸び測定〕
得られた各々のリチウムイオン二次電池用アルミニウム合金箔を、JIS Z 2241(2011)に準じ、前記と同じ機器、条件で引張試験を行ない、伸び(%)を測定し、表2に示した。伸び(%)は破断点伸度を意味する。
[Elongation measurement]
Each of the obtained aluminum alloy foils for lithium ion secondary batteries was subjected to a tensile test in accordance with JIS Z 2241 (2011) under the same equipment and conditions as described above, and measured for elongation (%). . Elongation (%) means elongation at break.
〔濡れ張力測定〕
JIS K6786(1999)に準じて、専用指示薬を各々のリチウムイオン二次電池用アルミニウム合金箔の表面に滴下し濡れ張力を測定した。
(Wetting tension measurement)
In accordance with JIS K6786 (1999), a dedicated indicator was dropped on the surface of each aluminum alloy foil for lithium ion secondary batteries, and the wetting tension was measured.
<結果の考察>
表2に示すように、実施例1〜実施例10は、上り温度、冷却速度、及び冷却速度指数が何れも適切であり、リチウムイオン二次電池用アルミニウム合金箔として、安定した引張強さを有しており、また、伸びも安定した値を示している。
比較例1は、上り温度が低すぎたため、伸びが十分でなかった。
比較例2は、上り温度が高すぎたため、引張強度が十分でなかった。
比較例3は、合金中のSi量が少なすぎたため、引張強さが十分でなかった。
比較例4は、合金中のSi量が多すぎたため、伸びが十分でなかった。
比較例5は、合金中のFe量が少なすぎたため、引張強さが十分でなかった。
比較例6は、合金中のFe量が多すぎたため、伸びが十分でなかった。
比較例7は、合金中のCu量が少なすぎたため、引張強さが十分でなかった。
比較例8は、合金中のCu量が多すぎたため、伸びが十分でなかった。
比較例9は、冷却速度指数が小さすぎたため、引張強さが十分でなかった。
比較例10は、冷却速度指数が大きすぎたため、伸びが十分でなかった。
比較例11は、冷却速度指数が小さすぎたため、引張強さが十分でなかった。
比較例12は、冷却速度指数が小さすぎたため、引張強さが十分でなかった。
比較例13は、冷却速度指数が大きすぎたため、伸びが十分でなかった。
<Consideration of results>
As shown in Table 2, in Examples 1 to 10, the rising temperature, the cooling rate, and the cooling rate index are all appropriate, and the aluminum alloy foil for the lithium ion secondary battery has a stable tensile strength. In addition, the elongation shows a stable value.
In Comparative Example 1, since the rising temperature was too low, the elongation was not sufficient.
In Comparative Example 2, since the rising temperature was too high, the tensile strength was not sufficient.
In Comparative Example 3, the tensile strength was not sufficient because the amount of Si in the alloy was too small.
In Comparative Example 4, since the amount of Si in the alloy was too large, the elongation was not sufficient.
In Comparative Example 5, the tensile strength was not sufficient because the amount of Fe in the alloy was too small.
In Comparative Example 6, since the amount of Fe in the alloy was too large, the elongation was not sufficient.
In Comparative Example 7, since the amount of Cu in the alloy was too small, the tensile strength was not sufficient.
In Comparative Example 8, elongation was not sufficient because the amount of Cu in the alloy was too large.
In Comparative Example 9, since the cooling rate index was too small, the tensile strength was not sufficient.
In Comparative Example 10, since the cooling rate index was too large, the elongation was not sufficient.
In Comparative Example 11, since the cooling rate index was too small, the tensile strength was not sufficient.
In Comparative Example 12, the tensile strength was not sufficient because the cooling rate index was too small.
In Comparative Example 13, the cooling rate index was too large, so that the elongation was not sufficient.
これらの結果から、箔圧延時のロール等の摩擦で発熱した圧延後の上り温度と、その後の冷却速度を制御することにより、圧延直後からアルミニウム合金箔の圧延コイルが40℃に低下するまでの熱量の変化を小さくし、アルミニウム合金箔の組織の変化を防ぎ、箔圧延後の引張強さと伸びを適切な範囲にすることができる。材料温度が高くなる夏場であっても、低い冬場であっても、室温による材料温度の変化が抑制されるので、本発明条件を適用して、引張強さと伸びのばらつきが少なく、年間を通じて、安定した引張強さ及び伸びを有するリチウムイオン二次電池用アルミニウム合金箔を得ることができる。 From these results, by controlling the rising temperature after rolling generated by friction such as rolls during foil rolling and the subsequent cooling rate, the rolling coil of the aluminum alloy foil is lowered to 40 ° C. immediately after rolling. The change in the amount of heat can be reduced, the change in the structure of the aluminum alloy foil can be prevented, and the tensile strength and elongation after foil rolling can be made within an appropriate range. Even in the summer when the material temperature is high or in the low winter, the change in the material temperature due to room temperature is suppressed, so by applying the conditions of the present invention, there is little variation in tensile strength and elongation, An aluminum alloy foil for a lithium ion secondary battery having stable tensile strength and elongation can be obtained.
Claims (3)
アルミニウム純度が98.0mass%(以下、mass%を単に%と記す。)以上であって、Si:0.02〜0.15%、Fe:0.03〜1.8%、Cu:0.002〜0.05%を含有し、残部不可避的不純物からなるアルミニウム合金に圧延を行う工程を含み、
最終圧延終了後の上り温度が60℃以上120℃以下であり、
40℃になるまでの冷却速度が0.6(℃/時間)以上5.5(℃/時間)以下であり、
前記冷却速度/{0.08×(前記上り温度(℃))−4.18}で規定される冷却速度指数の値が0.5〜1.6であり、
製造されたアルミニウム合金箔の引張強さが200MPa以下であることを特徴とする、アルミニウム合金箔の製造方法。 A method for producing an aluminum alloy foil, comprising:
Aluminum purity is 98.0 mass% or more (hereinafter, mass% is simply referred to as%), Si: 0.02 to 0.15%, Fe: 0.03 to 1.8%, Cu: 0.00. Including 002-0.05%, the step of rolling the aluminum alloy consisting of the balance inevitable impurities ,
The ascending temperature after the final rolling is 60 ° C or higher and 120 ° C or lower
The cooling rate until reaching 40 ° C. is 0.6 (° C./hour) or more and 5.5 (° C./hour) or less,
The value of the cooling rate index defined by the cooling rate / {0.08 × (the rising temperature (° C.)) − 4.18} is 0.5 to 1.6 ,
Wherein the tensile strength of the produced aluminum alloy foil is not more than 200 MPa, method of manufacturing an aluminum alloy foil.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012133843A JP6035058B2 (en) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | Aluminum alloy foil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012133843A JP6035058B2 (en) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | Aluminum alloy foil |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013256700A JP2013256700A (en) | 2013-12-26 |
JP6035058B2 true JP6035058B2 (en) | 2016-11-30 |
Family
ID=49953371
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012133843A Expired - Fee Related JP6035058B2 (en) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | Aluminum alloy foil |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6035058B2 (en) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3061839B2 (en) | 2013-10-25 | 2024-06-19 | UACJ Corporation | Aluminum alloy foil for electrode current collector, and method for producing same |
JP6431315B2 (en) * | 2014-08-14 | 2018-11-28 | 三菱アルミニウム株式会社 | Aluminum alloy foil and method for producing the same |
JP6466316B2 (en) * | 2015-12-25 | 2019-02-06 | 株式会社神戸製鋼所 | Aluminum alloy hard foil and method for producing the same |
JP6466317B2 (en) * | 2015-12-25 | 2019-02-06 | 株式会社神戸製鋼所 | Aluminum alloy hard foil and method for producing the same |
JP6775335B2 (en) * | 2016-06-23 | 2020-10-28 | 三菱アルミニウム株式会社 | Manufacturing method of aluminum alloy foil for electrode current collector and aluminum alloy foil for electrode current collector |
JP2019065312A (en) * | 2017-09-28 | 2019-04-25 | 株式会社Uacj | Aluminum alloy foil for power collection and manufacturing method therefor |
JP6545779B2 (en) * | 2017-12-21 | 2019-07-17 | 三菱アルミニウム株式会社 | Aluminum alloy foil for battery current collector |
JP7100560B2 (en) * | 2018-10-29 | 2022-07-13 | Jx金属株式会社 | Lithium-ion battery Rolled copper foil for collector and lithium-ion battery |
WO2021174410A1 (en) * | 2020-03-03 | 2021-09-10 | 宁德新能源科技有限公司 | Electrochemical device and electronic device |
CN114277286B (en) * | 2021-12-29 | 2022-08-02 | 江苏鼎胜新能源材料股份有限公司 | High-tensile-strength and high-extensibility aluminum foil for power lithium battery and preparation method thereof |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5369385B2 (en) * | 2007-04-23 | 2013-12-18 | パナソニック株式会社 | Lithium ion secondary battery, manufacturing method and manufacturing apparatus thereof |
JP5324911B2 (en) * | 2008-12-26 | 2013-10-23 | 住友軽金属工業株式会社 | Aluminum alloy foil for lithium-ion battery electrode current collector |
JP5591583B2 (en) * | 2010-05-14 | 2014-09-17 | 株式会社Uacj | Aluminum alloy foil for lithium-ion battery electrode current collector |
JP5639398B2 (en) * | 2010-07-16 | 2014-12-10 | 株式会社神戸製鋼所 | Aluminum hard foil for battery current collector |
-
2012
- 2012-06-13 JP JP2012133843A patent/JP6035058B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013256700A (en) | 2013-12-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6035058B2 (en) | Aluminum alloy foil | |
US9698426B2 (en) | Aluminum alloy foil for electrode current collector, method for manufacturing same, and lithium ion secondary battery | |
JP5856076B2 (en) | Aluminum alloy foil for electrode current collector and method for producing the same | |
JP5037728B2 (en) | Manufacturing method of unidirectional electrical steel sheet | |
CN107755427B (en) | A kind of aluminium alloy composite insulating foil and preparation method thereof | |
JP5848672B2 (en) | Method for producing aluminum alloy foil and aluminum alloy foil | |
US9825300B2 (en) | Aluminum alloy foil for electrode current collector, method for manufacturing same, and electrode material | |
JP2014040659A (en) | Manufacturing method of aluminum alloy foil for lithium ion secondary battery positive electrode collector, aluminum alloy foil for lithium ion secondary battery positive electrode collector, and lithium ion secondary battery | |
CA3080673C (en) | Battery electrode foil for the manufacture of lithium-ion accumulators | |
JP6475404B2 (en) | Aluminum alloy foil for electrode current collector and method for producing the same | |
WO2012086447A1 (en) | Aluminum alloy foil for electrode current collectors and manufacturing method thereof | |
JP6674826B2 (en) | Aluminum alloy foil for battery current collector and method for producing the same | |
JP6580332B2 (en) | Aluminum alloy foil, current collector for battery electrode, and method for producing aluminum alloy foil | |
JP6699993B2 (en) | Aluminum foil and manufacturing method thereof | |
JP6041110B2 (en) | Method for producing grain-oriented electrical steel sheet with excellent iron loss characteristics | |
JP6775335B2 (en) | Manufacturing method of aluminum alloy foil for electrode current collector and aluminum alloy foil for electrode current collector | |
JP2016041831A (en) | Method for producing aluminum alloy foil | |
JP2017008364A (en) | Aluminum alloy foil | |
JP2020026560A (en) | Aluminum foil for battery collector and method for manufacturing the same | |
JP4145706B2 (en) | Aluminum material for electrolytic capacitor electrode, method for producing the same, and electrolytic capacitor | |
JP3370244B2 (en) | Aluminum alloy foil for electrolytic capacitors with high mechanical strength | |
JP6802161B2 (en) | Manufacturing method of aluminum material for electrolytic capacitor electrode, manufacturing method of electrode material for aluminum electrolytic capacitor, and manufacturing method of aluminum electrolytic capacitor | |
JP6769727B2 (en) | Aluminum alloy foil for battery current collector and its manufacturing method | |
JP2022057593A (en) | Aluminum alloy foil for collector | |
JP4703066B2 (en) | Manufacturing method of aluminum alloy soft foil for electrolytic capacitor cathode |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150604 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160217 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160301 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160427 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161004 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161031 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6035058 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |