JP7165782B2 - アルミニウム合金箔 - Google Patents
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Description
箔厚が20μm以下であり、
以下の式1を満たす、アルミニウム合金箔にある。
El≧100×t/UTS・・・式1
但し、上記式1中、tは箔厚(μm)、UTSは引張強さ(MPa)、Elは伸び(%)である。
Feは、アルミニウム合金箔の強度を向上させるとともに、アルミニウム合金箔の回復を促進させるAl-Fe系化合物の形成のために必要な元素である。これらの機能は、Feの固溶量と析出状態の双方を制御し、アルミニウム合金箔製造時の加工ひずみの導入量を制御することによって得ることができる。
Cuは、アルミニウム合金箔の強度向上に寄与する元素である。Cu添加による比抵抗の増加の影響は元々低い。Cuは、Al-Fe系化合物にも一部固溶する性質があり、上述のようにFe含有量の比較的多い系では、含有量に対する比抵抗の増加はさらに抑えられる。Cu含有量は、添加による強度向上効果を得る観点から、0.1%以上とする。なお、Cu含有量が0.1%未満になると、十分な強度向上効果が得られなくなる。一方、Cu含有量が0.5%を超えると、強度が高くなり過ぎて圧延が困難になる。上記の観点から、Cu含有量は、好ましくは、0.12%以上、より好ましくは、0.14%以上とすることができる。また、Cu含有量は、箔製造時の圧延安定性の観点から、好ましくは、0.45%以下、より好ましくは、0.4%以下、さらに好ましくは、0.35%以下、さらにより好ましくは、0.3%以下とすることができる。
Mnは、アルミニウム合金箔の強度向上に寄与する元素であるが、一方で比抵抗を大きく増加させる。そのため、電極の集電体として用いた場合に、エネルギー効率が低下するため好ましくない。よって、Mn含有量を0.05%以下とする。Mn含有量は、好ましくは、0.03%以下、より好ましくは、0.01%以下であるとよい。なお、通常使用されるAl地金には不純物としてMnが含まれていることが多い。そのため、Mn含有量を0.001%未満に規制するためには、高純度地金を使用することになる。したがって、Mn含有量は、経済性などの観点から、好ましくは、0.001%以上とすることができる。
Siは、アルミニウム合金箔の強度向上に寄与する元素である。Si含有量は、添加による強度向上効果を得る観点から、0.01%以上とすることができる。なお、通常使用されるAl地金には不純物としてSiが含まれていることが多い。そのため、0.01%未満のSiは、不可避的不純物として含まれていてもよい。もっとも、Si含有量を0.01%未満に規制するためには高純度の地金を使用することになる。したがって、経済性の観点から、Si含有量は、好ましくは、0.01%以上、より好ましくは、0.02%以上、さらに好ましくは、0.03%以上とすることができる。一方、Siは、含有量が多くなると、粗大なSi単相粒子を形成する。とりわけ、Si含有量が0.6%を超えると、粗大なSi単相粒子が形成されやすくなり、20μm以下の箔厚ではピンホールや箔切れの問題が生じやすくなる。そのため、Si含有量は、好ましくは0.6%以下、より好ましくは、0.5%以下、さらに好ましくは、0.4%以下とすることができる。
El≧100×t/UTS・・・式1
但し、式1中、tは箔厚(μm)、UTSは引張強さ(MPa)、Elは伸び(%)である。なお、箔厚tは、最終冷間圧延後の厚さのことである。また、式1の右辺における100の単位は、MPa/μmである。
ρ≦0.002×UTS+0.006・・・式2
但し、式2中、ρは比抵抗(μΩ・cm)、UTSは引張強さ(MPa)である。なお、ρは、最終冷間圧延後の比抵抗のことである。また、式2の右辺における0.002の単位は、μΩ・cm/MPaであり、0.006の単位は、μΩ・cmである。
表1に示す化学成分のアルミニウム合金を半連続鋳造法にて造塊し、面削することにより厚さ480mmのアルミニウム合金鋳塊を準備した。なお、表1に示す化学成分のアルミニウム合金のうち、合金A~Mが実施例に適する化学成分のアルミニウム合金であり、合金N~Sが比較例としての化学成分のアルミニウム合金である。
El≧100×t/UTS・・・式1
ρ≦0.002×UTS+0.006・・・式2
本例は、熱間圧延時の温度条件や均質化処理の有無、冷間圧延時における途中焼鈍の影響などを主に調査したものである。
以下、参考形態の例を付記する。
項1.
化学成分が、質量%で、Fe:1.0%以上2.0%以下、Cu:0.1%以上0.5%以下、Mn:0.05%以下を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物からなり、
箔厚が20μm以下であり、
以下の式1を満たす、アルミニウム合金箔。
El≧100×t/UTS・・・式1
但し、上記式1中、tは箔厚(μm)、UTSは引張強さ(MPa)、Elは伸び(%)である。
項1.のアルミニウム合金箔において、Fe含有量が1.0%未満になると、Al素地(マトリックス)と整合性を持たないAl-Fe系化合物の分布密度が小さくなり、アルミニウム合金箔の回復促進効果が不十分となって高い伸びが得られなくなる。一方、Fe含有量が2.0%を超えると、鋳造時に数百μmを越える粗大なAl-Fe系化合物が形成され、箔圧延時にピンホール(穴あき)生成の原因となり、健全な箔材の製造が困難となる。上記の観点から、Fe含有量は、好ましくは、1.1%以上、より好ましくは、1.2%以上とすることができる。また、Fe含有量は、好ましくは、1.9%以下、より好ましくは、1.8%以下、さらに好ましくは、1.7%以下とすることができる。
項2.
上記化学成分が、質量%で、Si:0.01%以上0.6%以下をさらに含有する、項1に記載のアルミニウム合金箔。
項3.
さらに、以下の式2を満たす、項1または項2に記載のアルミニウム合金箔。
ρ≦0.002×UTS+0.006・・・式2
但し、式2中、ρは比抵抗(μΩ・cm)、UTSは引張強さ(MPa)である。
項4.
上記引張強さが、250MPa以上である、項1~項3のいずれか1項に記載のアルミニウム合金箔。
項5.
集電体用である、項1~項4のいずれか1項に記載のアルミニウム合金箔。
Claims (3)
- 化学成分が、質量%で、Fe:1.3%以上2.0%以下(但し、1.3%を除く。)、Cu:0.1%以上0.5%以下、Mn:0.05%以下、Si:0.01%以上0.6%以下を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物からなり、
箔厚が20μm以下であり、
以下の式1を満たす、アルミニウム合金箔。
El≧100×t/UTS・・・式1
但し、上記式1中、tは箔厚(μm)、UTSは引張強さ(MPa)、Elは伸び(%)である。 - 上記引張強さが、250MPa以上である、請求項1に記載のアルミニウム合金箔。
- 集電体用である、請求項1または2に記載のアルミニウム合金箔。
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