JP7640927B1 - 表面処理鋼板、表面処理鋼板の製造方法、及び電池部品の製造方法 - Google Patents

表面処理鋼板、表面処理鋼板の製造方法、及び電池部品の製造方法 Download PDF

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Abstract

本発明の一態様に係る表面処理鋼板は、母材鋼板と、母材鋼板の表面に配されたＮｉ含有層と、Ｎｉ含有層の表面に配されたＮｉ－Ｗ合金層と、を備え、Ｎｉ含有層が、Ｆｅ拡散合金層を有し、Ｎｉ－Ｗ合金層が多孔質である。本発明の別の態様に係る表面処理鋼板の製造方法は、母材鋼板に電気Ｎｉめっきする工程と、Ｎｉめっき層を有する母材鋼板を酸洗する工程と、Ｎｉめっき層を有する母材鋼板に電気Ｎｉ－Ｗ合金めっきをする工程と、Ｎｉめっき層、及びその上に配されたＮｉ－Ｗ合金層を有する母材鋼板を焼鈍する工程と、を備え、酸洗において、酸洗用の浴を７０～１００ｇ／Ｌ硫酸浴とし、酸洗において、Ｎｉめっき層を有する母材鋼板を浴に浸漬する時間を２５～３５秒とし、焼鈍における焼鈍温度を６３０～８６０℃とし、焼鈍における焼鈍時間を１０～１８０ｓとする。

Description

本発明は、表面処理鋼板、表面処理鋼板の製造方法、及び電池部品の製造方法に関する。
従来から、電池缶用の表面処理鋼板として、Ｎｉめっき鋼板が使用されている。Ｎｉめっき鋼板は、Ｎｉの優れた化学的安定性から、例えば、アルカリマンガン乾電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池の電池缶等といった、各種の電池容器に用いられる。
近年は、Ｎｉ及びＷの合金を主成分とするＮｉ－Ｗ合金めっき鋼板も、電池缶等の材料として用いられ始めている。Ｎｉ－Ｗ合金めっき鋼板の例は、特許文献１～４に記載の鋼板である。
特許文献１は、鋼板の電池容器内面となる側の鋼板上に、下から順に鉄－ニッケル合金層、ニッケル層、ニッケル－タングステン合金層が形成されてなることを特徴とする電池容器用めっき鋼板を開示している。
特許文献２は、プレス成型によって成型される容器用Ｎｉ含有表面処理鋼板であって、前記プレス成型後に前記容器の外側となる第１面を有する鋼板と、前記鋼板の前記第１面上に配されたＮｉ含有層と、前記Ｎｉ含有層上に配されたＮｉ－Ｗ合金めっき層と、を備える。前記Ｎｉ含有層がＦｅ－Ｎｉ拡散合金層を有し、前記Ｎｉ含有層中に含まれるＮｉ量が５ｇ／ｍ２以上８９ｇ／ｍ２以下であり；前記Ｎｉ－Ｗ合金めっき層の厚みが０．０２μｍ以上２μｍ以下であり；前記Ｎｉ－Ｗ合金めっき層中のＷ濃度が、質量％で、１０％以上６５％以下である表面処理鋼板を開示している。
特許文献３は、鋼板と、前記鋼板の表面に形成され、Ｎｉ－Ｗ－Ｆｅ合金を含有し、非水電解液二次電池ケースの内面となるＮｉ－Ｗ－Ｆｅ合金めっき層とを備える非水電解液二次電池ケース用鋼板を開示している。
特許文献４は、インサイドアウト型のアルカリ電池の電池缶に用いられる鋼板であって、板状の鋼材からなる基材の一主面の表層に、ニッケル－タングステン（Ｎｉ－Ｗ）およびニッケル－コバルト－タングステン（Ｎｉ－Ｃｏ－Ｗ）合金から選択されるメッキ層を有し、前記メッキ層は、表面に前記タングステンの溶出により形成された凹凸を有することを特徴とする、アルカリ電池缶用鋼板を開示している。
特開２００７－５１３２５号公報 国際公開第２０１２／１３７８２３号 国際公開第２０１７／００６８３４号 特開２０２０－１５５２０２号公報
電池缶には、タブを抵抗溶接する。タブは通常、ニッケル、及び銅などの電気抵抗が小さい材質から構成される薄板である。タブは電気抵抗値が低く、且つ薄いので、タブを電池缶に抵抗溶接することは非常に難しい。なぜなら、抵抗溶接の際に、タブに抵抗発熱が生じ難いからである。
溶接電流値を増大させると、抵抗発熱量を高めることが可能である。しかしながら、大電流を用いて抵抗溶接を行うと、薄いタブには穴が開いてしまい、使用に供することができなくなる。従って、タブを抵抗溶接する際に適正電流範囲の低減をすることが可能な電池缶用の表面処理鋼板が強く求められている。
適正電流範囲とは、溶接不良を生じさせることなく抵抗溶接が可能な溶接電流値の範囲のことである。通常、適正電流範囲の下限値を下回る溶接電流は、溶接母材である表面処理鋼板及びタブを溶融させることができず、両者を接合するナゲットを形成できない。また、適正電流範囲の上限値を上回る溶接電流は、溶接母材の損傷を生じさせる。
特許文献１では、接触抵抗の抑制及び放電特性の向上が課題とされているが、めっき鋼板とタブとの溶接性に関して、特段の検討はなされていない。
特許文献２では、プレス成型後の耐食性の向上が課題とされているが、めっき鋼板とタブとの溶接性に関して、特段の検討はなされていない。
特許文献３では、電池ケースの電位が上昇した場合における、金属溶出に伴う電池性能の劣化やケースの腐食を抑制することが課題とされているが、めっき鋼板とタブとの溶接性に関して、特段の検討はなされていない。
特許文献４では、鋼板の高負荷放電性能及び長期保存性能の向上が課題とされているが、めっき鋼板とタブとの溶接性に関して、特段の検討はなされていない。
以上の事情に鑑みて、本発明は、加工性を損なうことなく電池用のタブを抵抗溶接する際の適正電流範囲を低減することが可能な表面処理鋼板及びその製造方法を提供することを課題とする。
本発明の要旨は以下の通りである。
（１）本発明の一態様に係る表面処理鋼板は、母材鋼板と、前記母材鋼板の表面に配されたＮｉ含有層と、前記Ｎｉ含有層の表面に配されたＮｉ－Ｗ合金層と、を備え、前記Ｎｉ含有層が、Ｆｅ拡散合金層を有し、前記Ｎｉ－Ｗ合金層が多孔質である。
（２）好ましくは、上記（１）に記載の表面処理鋼板では、前記Ｎｉ－Ｗ合金層における平均Ｗ濃度が、１０～４５質量％である。
（３）好ましくは、上記（１）又は（２）に記載の表面処理鋼板では、前記Ｎｉ－Ｗ合金層の厚さが０．０１～２．０μｍである。
（４）好ましくは、上記（１）～（３）の何れか一項に記載の表面処理鋼板では、前記Ｎｉ含有層及び前記Ｎｉ－Ｗ合金層に含まれるＮｉ付着量が１．８～３５．６ｇ／ｍ２である。
（５）好ましくは、上記（１）～（４）の何れか一項に記載の表面処理鋼板では、前記Ｆｅ拡散合金層の厚さが、０．１～３．０μｍである。
（６）好ましくは、上記（１）～（５）の何れか一項に記載の表面処理鋼板前記Ｎｉ含有層の一部のみが前記Ｆｅ拡散合金層である。
（７）好ましくは、上記（１）～（６）の何れか一項に記載の表面処理鋼板では、前記Ｎｉ含有層の全てが前記Ｆｅ拡散合金層であり、且つ、前記Ｎｉ－Ｗ合金層の一部が前記Ｆｅ拡散合金層である。
（８）本発明の別の態様に係る表面処理鋼板の製造方法は、母材鋼板に電気Ｎｉめっきする工程と、Ｎｉめっき層を有する前記母材鋼板を酸洗する工程と、前記Ｎｉめっき層を有する前記母材鋼板に電気Ｎｉ－Ｗ合金めっきをする工程と、前記Ｎｉめっき層、及びその上に配されたＮｉ－Ｗ合金層を有する前記母材鋼板を焼鈍する工程と、を備え、前記酸洗において、酸洗用の浴を７０～１００ｇ／Ｌ硫酸浴とし、前記酸洗において、前記Ｎｉめっき層を有する前記母材鋼板を前記浴に浸漬する時間を２５～３５秒とし、前記焼鈍における焼鈍温度を６３０～８６０℃とし、前記焼鈍における焼鈍時間を１０～１８０ｓとする。
（９）本発明の別の態様に係る電池部品の製造方法は、タブと、上記（１）又は（２）に記載の表面処理鋼板とを抵抗溶接する工程を備える。
（１０）好ましくは、上記（９）に記載の電池部品の製造方法では、前記抵抗溶接における溶接電圧を２．０Ｖ～３．５Ｖとし、前記抵抗溶接における通電時間を１．０ｍｓ～１０．０ｍｓとする。
本発明によれば、加工性を損なうことなく電池用のタブを抵抗溶接する際の適正電流範囲を低減することが可能な表面処理鋼板及びその製造方法を提供することができる。
本実施形態に係る表面処理鋼板の一例の断面概略図、及びＮｉ－Ｗ合金層の拡大図である。 本実施形態に係る表面処理鋼板の別の例の断面概略図である。 本実施形態に係る表面処理鋼板のＮｉ－Ｗ合金層の一例のＴＥＭ観察写真である。 本実施形態に係る表面処理鋼板のＮｉ－Ｗ合金層の一例のＴＥＭ観察写真である。 本実施形態に係る表面処理鋼板のＮｉ－Ｗ合金層の一例のＴＥＭ観察写真である。 本実施形態に係る表面処理鋼板の製造方法の一例を説明するフローチャートである。
（１．表面処理鋼板１）
本発明の一態様に係る表面処理鋼板１は、図１等に示すように、母材鋼板１１と、母材鋼板１１の表面に配されたＮｉ含有層１２と、Ｎｉ含有層１２の表面に配されたＮｉ－Ｗ合金層１３と、を備え、Ｎｉ含有層１２がＦｅ拡散合金層１４を有し、Ｎｉ－Ｗ合金層１３が多孔質である。以下、本実施形態に係る表面処理鋼板１について詳細に説明する。なお、Ｎｉ含有層１２及びＮｉ－Ｗ合金層１３を含むめっき層全体を、単に「めっき層」と称する場合がある。
（母材鋼板１１）
表面処理鋼板１は、母材鋼板１１を有する。母材鋼板１１は、表面処理鋼板１の基材となる鋼板である。母材鋼板１１の成分、板厚、及び金属組織などは特に限定されず、表面処理鋼板１の用途に応じて適宜選択することができる。
（Ｎｉ含有層１２）
表面処理鋼板１は、母材鋼板１１の表面に配されたＮｉ含有層１２を有する。Ｎｉ含有層１２は、母材鋼板１１の表面に設けられた、Ｎｉを含有する層である。Ｎｉ含有層１２は、母材鋼板１１の一方の表面のみに設けられていてもよいし、両方の表面に設けられていてもよい。
（Ｎｉ－Ｗ合金層１３）
表面処理鋼板１はさらに、Ｎｉ含有層１２の表面に配されたＮｉ－Ｗ合金層１３を有する。Ｎｉ－Ｗ合金層１３は、Ｎｉを主成分とし、さらにＷを含有する合金めっき層である。Ｎｉ－Ｗ合金めっきは、Ｎｉよりも硬質である。化学成分のめっき層表面からの深さ方向分布を測定可能な分析方法であるグロー放電発光分析を用いて、めっき層の成分分布を分析することにより、Ｗ濃度が高いＮｉ－Ｗ合金層１３と、Ｗ濃度が低いＮｉ含有層１２とを区別することができる。
Ｎｉ－Ｗ合金層１３を、母材鋼板１１の一方の表面のみに設けてもよいし、両方の表面に設けてもよい。Ｎｉ－Ｗ合金層１３の表面に、塗膜などの表面処理層をさらに設けてもよい。
（Ｆｅ拡散合金層１４）
Ｎｉ含有層１２の少なくとも一部は、Ｆｅ拡散合金層１４である。即ち、Ｎｉ含有層１２は、Ｆｅ拡散合金層１４を有する。Ｆｅ拡散合金層１４とは、めっき層の内部に母材鋼板１１のＦｅが拡散して形成された合金層のことである。Ｆｅ拡散合金層１４は、例えば母材鋼板１１の表面にめっきをして、次いで焼鈍などの合金化処理することにより得られる。
図１に例示する断面模式図では、Ｎｉ含有層１２の一部のみが、母材鋼板１１に接するＦｅ拡散合金層１４である。一方、図２に例示するように、Ｎｉ含有層１２の全てがＦｅ拡散合金層１４であってもよい。また、図２に例示するように、Ｆｅ拡散合金層１４がＮｉ－Ｗ合金層１３まで及んでもよい。即ち、Ｎｉ－Ｗ合金層１３がＦｅ拡散合金層１４を有していてもよい。Ｎｉ－Ｗ合金層１３の一部のみがＦｅ拡散合金層１４であってもよいし、Ｎｉ－Ｗ合金層１３の全てがＦｅ拡散合金層１４であってもよい。Ｎｉ含有層１２に形成されたＦｅ拡散合金層１４をＮｉ－Ｆｅ合金層と称し、Ｎｉ－Ｗ合金層１３に形成されたＦｅ拡散合金層１４をＮｉ－Ｗ－Ｆｅ合金層と称してもよい。一般に、Ｎｉ含有層１２の一部のみがＦｅ拡散合金層１４である表面処理鋼板、及び、Ｎｉ含有層１２の全てがＦｅ拡散合金層１４であり且つＮｉ－Ｗ合金層１３の一部のみがＦｅ拡散合金層１４である表面処理鋼板を、部分拡散めっき鋼板と称する。また、Ｎｉ含有層１２及びＮｉ－Ｗ合金層１３の全てがＦｅ拡散合金層１４である表面処理鋼板を、全拡散めっき鋼板と称する。
（Ｎｉ－Ｗ合金層１３の多孔質構造）
本実施形態に係る表面処理鋼板１のＮｉ－Ｗ合金層１３は、多孔質である。即ち、図１の模式図、及び図３Ａ～図３Ｃの拡大写真に示すように、Ｎｉ－Ｗ合金層１３は多数のボイドＢを有する。ボイドＢはきわめて小さく、その径は５ｎｍ～１０ｎｍ程度である。Ｎｉ－Ｗ合金層１３の断面を、高分解能のＴＥＭで観察することにより、その存在を特定することができる。なお、Ｎｉ－Ｗ合金層１３に含まれるボイドＢは、ピンホールとは異なる概念である。ピンホールとは、めっき層の表面から母材鋼板まで貫通する、微細かつ長い孔のことである。一方、本実施形態に係る表面処理鋼板１のＮｉ－Ｗ合金層１３が有するボイドＢは、粒状である。
Ｎｉ－Ｗ合金層１３の断面写真の一例を、図３Ａ～図３Ｃに示す。図３Ａ～図３Ｃの写真は、同一領域のＢＦ（Ｂｒｉｇｈｔ－Ｆｉｅｌｄ）像、ＨＡＡＤＦ（ｈｉｇｈ－ａｎｇｌｅ ａｎｎｕｌａｒ ｄａｒｋ ｆｉｅｌｄ）像、並びにＦｅ、Ｎｉ、Ｏ及びＷの元素マッピング像である。ＨＡＡＤＦ像の中央から上部にかけて存在する白色部は、Ｎｉ－Ｗ合金層１３である。ＨＡＡＤＦ像の下部に存在する灰色部は、Ｎｉ含有層１２である。Ｎｉ－Ｗ合金層１３のＨＡＡＤＦ像は、小さい多数の暗色の点を含む。この点がボイドＢである。ＨＡＡＤＦ像では、紙面垂直方向に質量密度が小さい場所を暗く示す。図３ＢのＨＡＡＤＦ像における暗色の点は、その周囲よりも質量密度が小さい。Ｎｉ－Ｗ合金層１３には軽元素を意図的に添加していないので、暗色部に軽元素が偏析していることは考えられない。そのため、図３ＢのＨＡＡＤＦ像における暗色の点はボイドＢであると考えられる。
図３ＢのＨＡＡＤＦ像では、多数のボイドＢのうち１つを、破線で囲んで示している。図３ＢのＨＡＡＤＦ像に示すように、本実施形態に係る表面処理鋼板１では、Ｎｉ－Ｗ合金層１３の断面全体にわたって多数のボイドＢが形成されている。一方、ボイドＢが生じていない場合、Ｎｉ－Ｗ合金層１３のＴＥＭ写真は平坦な色調となる。従って、高解像度のＴＥＭ観察を行うことにより、Ｎｉ－Ｗ合金層１３が多孔質であるか否かを容易に判定することができる。
（作用効果）
本実施形態に係る表面処理鋼板１は、Ｎｉ－Ｗ合金層１３を有する。Ｗは、めっき層の電気抵抗を上昇させる働きを有する。従って、Ｎｉ－Ｗ合金層１３は、表面処理鋼板１の表面抵抗を高め、溶接性を向上させる。
しかし、ＷはＮｉめっき層を硬質化させて、その加工性を損なう。加工性が低いめっき層には、プレス成型などの際にクラックが生じやすい。クラックとは、めっき層の表面から母材まで及ぶ割れのことである。クラックは母材をめっきの外部に露出させて、母材の腐食を促進する。Ｎｉめっき、及びＮｉ－Ｗ合金めっきは犠牲防食効果を有しないので、Ｎｉめっき鋼板やＮｉ－Ｗ合金めっき鋼板は、めっきのクラックを起点として腐食しやすい。
本発明者らは、めっき層の加工性を向上させるために、Ｎｉ－Ｗ合金層１３と母材鋼板１１との間にＮｉ含有層１２を設けた。さらに、少なくともＮｉ含有層１２の一部を合金化させた。Ｎｉ含有層１２及びＦｅ拡散合金層１４は、クラックが母材鋼板１１まで進展することを阻止し、ひいては母材鋼板１１が腐食環境に露出することを阻止する。
しかし本発明者らは、Ｎｉ－Ｗ合金層１３それ自体の加工性も高めることが一層好ましいと考えた。従って、Ｎｉ－Ｗ合金層１３のＷ含有量を抑制しながら、Ｎｉ－Ｗ合金層１３の電気抵抗を上昇させる方法を検討した。そして本発明者らは、Ｎｉ－Ｗ合金層１３を多孔質とすることにより、Ｗ含有量を抑制しながらＮｉ－Ｗ合金層１３の電気抵抗を上昇させることが可能である旨を知見した。ボイドＢは、電流経路の断面積を狭め、電流密度を上昇させる効果を発揮し、これにより表面処理鋼板１の表面抵抗を高めていると本発明者らは推定する。従って、Ｗ含有量が同一の多孔質化Ｎｉ－Ｗ合金層１３と通常Ｎｉ－Ｗ合金層の電気抵抗を比較すると、多孔質化Ｎｉ－Ｗ合金層１３の電気抵抗は、通常Ｎｉ－Ｗ合金層よりも高い。
Ｎｉ－Ｗ合金層１３を多孔質化するための手段は特に限定しない。本発明者らの知見によれば、例えばＮｉ－Ｗ合金層１３の形成前に下地Ｎｉめっき層に適切な酸洗処理を行い、且つＮｉ－Ｗ合金層１３に特定の条件下で合金化処理を行うことにより、Ｎｉ－Ｗ合金層１３の多孔質化を達成することができる。
以上説明したように、本実施形態に係る表面処理鋼板１では、多孔質なＮｉ－Ｗ合金層１３を用いて、表面抵抗を向上させている。なお、Ｎｉ－Ｗ合金層１３が含有するＷは、表面処理鋼板の加工性を低下させるが、Ｎｉ含有層１２及びＦｅ拡散合金層１４はこれを補う。さらに、本実施形態に係る表面処理鋼板１では、Ｎｉ－Ｗ合金層１３が多孔質であるので、高い表面抵抗値を確保しながら、Ｎｉ－Ｗ合金層１３のＷ含有量を低い値に抑制することができる。これにより、本実施形態に係る表面処理鋼板１は、加工性を損なうことなく、電池用のタブを抵抗溶接する際の適正電流範囲を低減することが可能である。
以上、本実施形態に係る表面処理鋼板１の最も基本的な態様について説明した。次に、本実施形態に係る表面処理鋼板１の一層好ましい態様について説明する。
（Ｎｉ－Ｗ合金層１３における平均Ｗ濃度）
Ｎｉ－Ｗ合金層１３は、Ｎｉを主成分とし、さらにＷを含有する。「Ｎｉ－Ｗ合金層１３の主成分がＮｉである」とは、Ｎｉ－Ｗ合金層１３において最も質量濃度が高い成分がＮｉであることを意味する。Ｎｉ－Ｗ合金層１３における平均Ｗ濃度は特に限定しないが、例えば１０～４５質量％の範囲内であってもよい。
Ｗは、Ｎｉ－Ｗ合金層１３の電気抵抗値を上昇させる。また、Ｗは、特定の焼鈍条件下においてＮｉ－Ｗ合金層１３を多孔質化する働きを有すると本発明者らは推定する。平均Ｗ濃度を上述の範囲内とすることにより、Ｎｉ－Ｗ合金層１３の電気抵抗値を一層上昇させることができる。Ｎｉ－Ｗ合金層１３における平均Ｗ濃度が１５質量％以上、２０質量％以上、２５質量％以上、又は３０質量％以上であってもよい。また、Ｎｉ－Ｗ合金層１３のＷ濃度を低減することにより、Ｎｉ－Ｗ合金層１３の加工性を一層向上させることができる。従って、Ｎｉ－Ｗ合金層１３における平均Ｗ濃度が４５質量％以下、４２質量％以下、４０質量％以下、又は３８質量％以下であってもよい。例えばＣｒ及びＭｏ等を、Ｎｉ－Ｗ合金層１３が含んでもよい。
（Ｎｉ－Ｗ合金層１３の厚さ）
Ｎｉ－Ｗ合金層１３の厚さは特に限定しない。たとえわずかな厚さであっても、Ｎｉ－Ｗ合金層１３は表面処理鋼板１の表面抵抗値を高める。また、Ｎｉ－Ｗ合金層１３の加工性を一層高める観点からは、Ｎｉ－Ｗ合金層１３の厚さが小さい方が有利である。一方、Ｎｉ－Ｗ合金層１３の表面抵抗値を一層高める観点からは、Ｎｉ－Ｗ合金層１３の厚さが大きい方が有利である。従って、Ｎｉ－Ｗ合金層１３の厚さは例えば０．０１μｍ以上であってもよい。これにより、表面処理鋼板１の表面抵抗を一層高めることができる。Ｎｉ－Ｗ合金層１３の厚さが０．０５μｍ以上、０．０８μｍ以上、又は０．１０μｍ以上であってもよい。Ｎｉ－Ｗ合金層１３の厚さの上限値は特に規定しない。例えば、Ｎｉ－Ｗ合金層１３が２．０μｍ以下、１．５μｍ以下、又は１．０μｍ以下であってもよい。
（Ｎｉ含有層１２の厚さ）
Ｎｉ含有層１２の厚さは特に限定しない。たとえわずかな厚さであっても、Ｎｉ含有層１２はクラックの進展を抑制する効果を発揮する。一方、表面処理鋼板１の加工性を一層高める観点からは、Ｎｉ含有層１２の厚さが大きい方が有利である。従って、Ｎｉ含有層１２の厚さを例えば０．２μｍ以上としてもよい。これにより、表面処理鋼板１の加工性が一層高められる。Ｎｉ含有層１２の厚さを０．７μｍ以上、１．０μｍ以上、又は１．５μｍ以上としてもよい。Ｎｉ含有層１２の厚さの上限値は特に規定されない。例えば、Ｎｉ含有層１２を４．０μｍ以下、３．０μｍ以下、又は２．０μｍ以下としてもよい。
（Ｎｉ付着量）
めっき層（即ちＮｉ含有層１２及びＮｉ－Ｗ合金層１３）が含むＮｉの付着量は特に限定しないが、例えば１．８～３５．６ｇ／ｍ２の範囲内としてもよい。Ｎｉ付着量を１．８ｇ／ｍ２以上とすることが、表面処理鋼板１の耐食性を一層高める。Ｎｉ付着量を３５．６ｇ／ｍ２以下とすることにより、表面処理鋼板１の製造コストを削減することができる。Ｎｉ付着量は４．５ｇ／ｍ２以上、６．２ｇ／ｍ２以上、又は８．９ｇ／ｍ２以上であってもよい。Ｎｉ付着量は２６．７ｇ／ｍ２以下、１７．８ｇ／ｍ２以下、又は１３．４ｇ／ｍ２以下であってもよい。
なお、めっき層の厚さ（即ち、Ｎｉ含有層１２及びＮｉ－Ｗ合金層１３の合計厚さ）についても特に限定しない。例えば、めっき層の厚さが０．２μｍ～４．０μｍの範囲内であってもよい。
（Ｆｅ拡散合金層１４の厚さ）
Ｆｅ拡散合金層１４の厚さは特に限定しない。たとえわずかな厚さであっても、Ｆｅ拡散合金層１４はクラックの進展を抑制し、表面処理鋼板１の加工性を高め、加工部の耐食性を向上させることができる。一方、Ｆｅ拡散合金層１４の厚さが例えば０．１μｍ以上であってもよい。これにより、表面処理鋼板１の加工性を一層高めることができる。Ｆｅ拡散合金層１４の厚さが０．２μｍ以上、０．５μｍ以上、又は１．０μｍ以上であってもよい。Ｆｅ拡散合金層１４の厚さの上限値は特に規定しない。例えばめっき層の全てがＦｅ拡散合金層１４であってもよい。一方、Ｆｅ拡散合金層１４が３．０μｍ以下、２．５μｍ以下、又は２．０μｍ以下であってもよい。
（Ｎｉ含有層１２の成分）
Ｎｉ含有層１２は、Ｎｉ、及び母材鋼板１１から拡散したＦｅを主成分とする層である。例えば、Ｎｉ含有層１２におけるＮｉ及びＦｅの合計含有量が９８．０質量％以上、９８．５質量％以上、又は９９．０質量％以上であってもよい。Ｎｉ含有層１２におけるＮｉ及びＦｅの合計含有量が１００質量％以下、９９．５質量％以下、又は９９．０質量％以下であってもよい。なお、Ｎｉ含有層１２におけるＮｉ及びＦｅの比率は、Ｎｉ含有層１２の厚さ方向（表面処理鋼板の厚さ方向）で一様ではない。なぜなら上述の通り、Ｎｉ含有層１２の一部又は全部はＦｅ拡散合金層１４とされており、Ｆｅ拡散合金層１４においては、母材鋼板１１からのＦｅの拡散量がＦｅ拡散合金層１４の厚さ方向で異なるからである。Ｆｅ拡散合金層１４においては、母材鋼板１１に近いほど、Ｆｅ含有量が増大する。また、Ｆｅ拡散合金層１４の厚さは適宜選択することができる。
Ｎｉ含有層１２が、Ｎｉ及びＦｅ以外の元素を含んでもよい。例えばＣｒ及びＭｏ等を、Ｎｉ含有層１２が含んでもよい。例えば、Ｃｒ及びＭｏのうち一種以上をＮｉ含有層１２が含み、その合計含有量が０質量％超０．１質量％以下であってもよい。また、母材鋼板１１に含まれる種々の合金元素が、合金化処理の際にＮｉ含有層１２に拡散侵入する場合がある。従って、Ｎｉ含有層１２は、種々の不純物元素を含んでもよい。加えて、Ｎｉ－Ｗ合金層１３からＮｉ含有層１２にＷが拡散侵入する場合もある。ただし、Ｎｉ含有層１２のＷ含有量は１．０％未満となることが通常である。
（Ｎｉ－Ｗ合金層１３の成分）
上述したように、Ｎｉ－Ｗ合金層１３は、Ｎｉを主成分とし、さらにＷを含有する。図２に例示するように、Ｎｉ－Ｗ合金層１３の一部又は全部がＦｅ拡散合金層１４である場合は、Ｎｉ－Ｗ合金層１３はさらにＦｅを含有してもよい。Ｎｉ－Ｗ合金層１３がＦｅ拡散合金層１４を有しない場合、Ｎｉ－Ｗ合金層１３におけるＮｉ及びＷの合計含有量は９５．０質量％以上、９６．０質量％以上、又は９７．０質量％以上であってもよい。Ｎｉ－Ｗ合金層１３がＦｅ拡散合金層１４を有しない場合、Ｎｉ－Ｗ合金層１３におけるＮｉ及びＷの合計含有量は１００質量％以下、９９．０質量％以下、又は９８．０質量％以下であってもよい。Ｎｉ－Ｗ合金層１３がＦｅ拡散合金層１４を有する場合、Ｎｉ－Ｗ合金層１３におけるＮｉ、Ｗ、及びＦｅの合計含有量は９５．０質量％以上、９６．０質量％以上、又は９７．０質量％以上とであってもよい。Ｎｉ－Ｗ合金層１３がＦｅ拡散合金層１４を有する場合、Ｎｉ－Ｗ合金層１３におけるＮｉ、Ｗ、及びＦｅの合計含有量は１００質量％以下、９９．０質量％以下、又は９８．０質量％以下であってもよい。
Ｎｉ含有層１２と同じく、Ｎｉ－Ｗ合金層１３は、Ｎｉ、Ｗ、及びＦｅ以外の元素を含んでもよい。例えばＣｒ及びＭｏ等を、Ｎｉ－Ｗ合金層１３が含んでもよい。例えば、Ｃｒ、Ｃｏ及びＭｏのうち１種以上をＮｉ－Ｗ合金層１３が含み、その合計含有量が０質量％超５質量％以下であってもよい。また、Ｎｉ－Ｗ合金層１３が、種々の不純物元素を含んでもよい。
（母材鋼板１１の種類など）
母材鋼板１１の成分、及び金属組織などは特に限定しない。母材鋼板１１の成分、及び金属組織は、表面処理鋼板１の用途に応じて適宜選択することができる。例えば、母材鋼板１１の化学成分が、単位質量％で、Ｃ：０．０００１～０．０８、Ｓｉ：０．００１～０．０３、Ｍｎ：０．０１～０．４、Ｐ：０．００１～０．０３、Ｓ：０．０００～０．０３を含有し、残部が鉄及び不純物を含んでもよい。Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、及びＳ以外の元素を母材鋼板１１が含有してもよい。
表面処理鋼板１を電池容器の素材として用いる場合、例えば母材鋼板１１は好ましくは低炭アルミキルド鋼、及びＩＦ鋼（Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ Ｆｒｅｅ Ｓｔｅｅｌ／極低炭素鋼）等である。母材鋼板１１の化学組成（単位：質量％）の具体的な例は以下の通りである。
（例１）低炭アルミキルド鋼
Ｃ：０．０５７、Ｓｉ：０．００４、Ｍｎ：０．２９、Ｐ：０．０１４、Ｓ：０．００７、Ａｌ：０．０５０、Ｃｕ：０．０３４、Ｎｉ：０．０２１、残部：鉄及び不純物を含む
（例２）ＩＦ鋼
Ｃ：０．００４、Ｓｉ：０．０１、Ｍｎ：０．１６、Ｐ：０．０１３、Ｓ：０．００６、Ａｌ：０．０２９、Ｃｕ：０．０２７、Ｎｉ：０．０２２、Ｔｉ：０．０１３、残部：鉄及び不純物を含む
（例３）ＩＦ鋼
Ｃ：０．００１２、Ｓｉ：０．０１未満、Ｍｎ：０．１６、Ｐ：０．０１３、Ｓ：０．００６、Ａｌ：０．０２９、Ｃｕ：０．０２７、Ｎｉ：０．０２２、Ｔｉ：０．０２０、残部：鉄及び不純物を含む
母材鋼板１１の厚さも特に限定しない。表面処理鋼板１を例えば電池容器の素材として用いる場合、母材鋼板１１の厚さは例えば０．１５～２．００ｍｍであることが好ましい。
（測定方法）
Ｎｉ－Ｗ合金層１３が多孔質であるか否かの判定は以下の手順によって行う。まず、板厚方向に沿って断面を観察できるように、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ：集束イオンビーム）を用いて表面処理鋼板１を箔片加工する。これにより得られたサンプルを、ＥＤＳによる元素分析が可能なＳＴＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：透過型走査電子顕微鏡）モード付きＦＥ－ＳＥＭ（Ｆｉｅｌｄ－Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ：冷陰極電界放射型走査電池顕微鏡）を用いて分析する。装置型式はＴｉｔａｎ（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｃｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）である。加速電圧は３００ｋＶとした。測定倍率は１４万倍とした。ＨＡＡＤＦ像を見た場合、透過方向の質量が小さい程、暗い像になるため、黒色部はＮｉおよびＷより軽元素、またはボイドと考えられるが、Ｎｉより軽元素の存在は考えにくく、ボイドと判断できる。Ｎｉ－Ｗ合金層１３の断面全体にわたってボイドが多数形成されている場合、Ｎｉ－Ｗ合金層１３は多孔質であると判断する。具体的には、得られたＨＡＡＤＦ像においてＮｉ－Ｗ合金層１３である領域から、１００ｎｍ×１００ｎｍの任意の５箇所の領域を観察し、直径５ｎｍ以上のボイドの個数を数える。５箇所の１００ｎｍ×１００ｎｍの領域で特定された直径５ｎｍ以上のボイドの個数を合計し、５で除して、一領域当たりの直径５ｎｍ以上のボイドの平均個数を求める。５箇所の領域における一領域当たりの直径５ｎｍ以上のボイドの平均個数が５個以上である場合、Ｎｉ－Ｗ合金層１３は多孔質であると判断する。
Ｎｉ－Ｗ合金層１３における平均Ｗ濃度の測定方法は、以下の通りである。ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光、Ｘ－ｒａｙ Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて測定を行う。まず、アルゴン及び／又はキセノンを用いて、表面処理鋼板１の表面をスパッタリングする。続いて、表面処理鋼板１のＮｉ－Ｗ合金層１３の表面から内部に向けて、Ｎｉ－Ｗ合金層１３の成分を測定する。測定完了後、再度スパッタリングをした後、測定するというサイクルを繰り返す。横軸がＮｉ－Ｗ合金層１３の表面からの深さであり縦軸がＷ濃度であるグラフに、Ｗ濃度の深さ方向に沿った分析結果をプロットする。そしてＷ濃度のグラフを積分して得られる値を、区間の幅（即ちＮｉ－Ｗ合金層１３の厚み）で割った値を、平均Ｗ濃度とみなす。Ｗ濃度に対して行われた上述の演算を、Ｎｉ及びＦｅ分析結果に対しても適用することにより、Ｎｉ－Ｗ合金層１３における平均Ｎｉ濃度及び平均Ｆｅ濃度を求めることができる。なお、ＸＰＳを用いためっき層の成分測定は、Ｍｇ線源を用いて実施する。Ｍｇ線源を用いた分析において、Ｎｉ、Ｗ、Ｆｅの光電子ピークと重なるオージェピークは存在しない。Ｆｅは２ｐ軌道、Ｎｉは２ｐ軌道、Ｗは４ｆ軌道のピークを観測した。
Ｎｉ付着量は、ＩＣＰ発光分光分析法（ＩＣＰ－ＯＥＳ）によって測定する。まず、所定面積のめっき層を酸で溶解する。次に、溶解液に含まれるＴｏｔａｌ－Ｎｉ量をＩＣＰ－ＯＥＳで定量分析する。ＩＣＰ－ＯＥＳで定量したＴｏｔａｌ－Ｎｉ量を上述の所定面積で割ることにより、単位面積当たりのＮｉ付着量を求めることが出来る。
Ｎｉ含有層１２の厚さ、Ｎｉ－Ｗ合金層１３の厚さ、及びＦｅ拡散合金層１４の厚さは、ＧＤＳ（グロー放電発光分析法／Ｇｌｏｗ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）によって測定する。ＧＤＳを用いて、Ｎｉ含有層１２及びＮｉ－Ｗ合金層１３の元素濃度のめっき層表面からの深さ方向の分布を測定することにより、元素濃度曲線を得ることができる。
測定には、高周波グロー放電発光表面分析装置（堀場製作所製、型番：ＧＤ－Ｐｒｏｆｉｌｅｒ２）を用いる。ＧＤＳ測定条件は次のとおりとする。
アノード径：φ４ｍｍ
ガス：Ａｒ
ガス圧力：６００Ｐａ
出力：３５Ｗ
本実施形態に係る表面処理鋼板１では、めっき層においてＦｅ濃度が５．０質量％以上含まれる領域を、Ｆｅ拡散合金層１４とみなす。めっき層の表面から深さ方向に沿って連続的に成分分析をすると、母材鋼板１１に近いほど、Ｆｅ濃度が高くなる。めっき層の表面から深さ方向に沿って連続的に成分分析をすることによって特定される、Ｆｅ濃度が５．０質量％である箇所を、Ｆｅ拡散合金層１４と、Ｆｅ拡散合金層１４ではないめっき層との界面であるとみなす。
また、本実施形態に係る表面処理鋼板１では、Ｎｉ濃度が１．０質量％以上の領域をめっき層とみなし、それ以外の領域を母材鋼板１１とみなす。合金化処理によって製造した表面処理鋼板１のめっき層では、Ｎｉ濃度は母材鋼板１１に近づくほど低くなる。めっき層の表面から深さ方向に沿って連続的に成分分析をすることによって特定される、Ｎｉ濃度が１．０質量％となる箇所を、めっき層と母材鋼板１１との界面（即ち、Ｆｅ拡散合金層１４と母材鋼板１１との界面）とみなす。
これらの界面の間の距離を、上述の手順によって得られたサンプルにおけるＦｅ拡散合金層１４の厚さとみなす。この測定を、５つのサンプルに対して行い、その平均値を算出する。この平均値を、表面処理鋼板１のＦｅ拡散合金層１４の厚さとみなす。
さらに、本実施形態に係る表面処理鋼板１では、めっき層においてＷ濃度が１．０質量％以上の領域をＮｉ－Ｗ合金層１３とみなし、Ｗ濃度が１．０質量％未満の領域をＮｉ含有層１２とみなす。めっき層の表面から深さ方向に沿って連続的に成分分析をすることによって特定される、Ｗ濃度が１．０質量％である箇所を、Ｎｉ－Ｗ合金層１３と、Ｎｉ含有層１２との界面であるとみなす。
Ｎｉ－Ｗ合金層１３とＮｉ含有層１２との界面から、めっき層と母材鋼板１１との界面までの距離を、上述の手順によって得られたサンプルにおけるＮｉ含有層１２の厚さとみなす。この測定を、５つのサンプルに対して行い、その平均値を算出する。この平均値を、表面処理鋼板１のＮｉ含有層１２の厚さとみなす。また、めっき層の表面から、Ｎｉ－Ｗ合金層１３とＮｉ含有層１２との界面までの距離を、上述の手順によって得られたサンプルにおけるＮｉ－Ｗ合金層１３の厚さとみなす。この測定を、５つのサンプルに対して行い、その平均値を算出する。この平均値を、表面処理鋼板１のＮｉ－Ｗ合金層１３の厚さとみなす。
（２．表面処理鋼板１の製造方法）
次に、本実施形態に係る表面処理鋼板の製造方法について説明する。例えば本実施形態に係る製造方法は、上述した構成要素を具備する表面処理鋼板１を好適に得ることができる。
図４に例示するように、本発明の別の態様に係る表面処理鋼板の製造方法は、
（Ｓ１）母材鋼板１１に電気Ｎｉめっきする工程と、
（Ｓ２）Ｎｉめっき層を有する母材鋼板１１を酸洗する工程と、
（Ｓ３）Ｎｉめっき層を有する母材鋼板１１に電気Ｎｉ－Ｗ合金めっきをする工程と、
（Ｓ４）Ｎｉめっき層、及びその上に配されたＮｉ－Ｗ合金層１３を有する母材鋼板１１を焼鈍する工程と、
を備え、酸洗において、酸洗用の浴を７０～１００ｇ／Ｌ硫酸浴とし、Ｎｉめっき層を有する母材鋼板を浴に浸漬する時間（浸漬時間）を２５～３５秒とし、焼鈍における焼鈍温度を６３０～８６０℃とし、焼鈍における焼鈍時間を１０～１８０秒とする。
（Ｓ１ 電気Ｎｉめっき）
まず、母材鋼板１１に電気Ｎｉめっきをする。めっき母材は、上述した本実施形態に係る表面処理鋼板１の母材鋼板１１と同じである。これにより、図４に示すように、母材鋼板１１の表面にＮｉ含有層１２を設ける。電気Ｎｉめっきによって得られためっき鋼板を、以下、Ｎｉめっき鋼板と称する。
（Ｓ２ 酸洗）
次に、Ｎｉめっき鋼板を酸洗する。酸洗条件は以下の通りとする。
酸洗用の浴：７０～１００ｇ／Ｌ硫酸浴
浸漬時間：２５～３５秒
また、酸洗に続けてリンスセクションにて、Ｎｉめっき鋼板を水洗し、さらに水切りを実施することが望ましい。これにより、後述する電気Ｎｉ－Ｗ合金めっき浴に酸洗浴が混合することを防止することができる。なお、酸洗は、電気Ｎｉ－Ｗ合金めっきの前に実施する必要がある。
（Ｓ３ 電気Ｎｉ－Ｗ合金めっき）
次に、上述の条件で酸洗されたＮｉめっき鋼板に電気Ｎｉ－Ｗ合金めっきをする。これにより、図４に示すように、Ｎｉめっき鋼板の表面にＮｉ－Ｗ合金層１３を設ける。電気Ｎｉ－Ｗ合金めっきによって得られためっき鋼板を、以下、複層めっき鋼板と称する。
（Ｓ４ 焼鈍）
次に、複層めっき鋼板（即ち、Ｎｉめっき層、及びその上に配されたＮｉ－Ｗ合金層１３を有する母材鋼板１１）を焼鈍する。これにより、図４に示すように、めっき層の一部に母材鋼板１１のＦｅを拡散させて、Ｆｅ拡散合金層１４を形成する。これにより、母材鋼板１１と、母材鋼板１１の表面に配されたＮｉ含有層１２と、Ｎｉ含有層１２の表面に配されたＮｉ－Ｗ合金層１３と、を備え、Ｎｉ含有層１２が、Ｆｅ拡散合金層１４を有する表面処理鋼板１を得ることができる。
焼鈍においては、焼鈍温度を６３０～８６０℃とし、焼鈍における焼鈍時間を１０～１８０秒とする。これにより、Ｎｉ－Ｗ合金層１３を多孔質とすることができる。
酸洗条件及び焼鈍条件を上述の範囲内にすることによって、Ｎｉ－Ｗ合金層１３を多孔質化できる理由を、本発明者らは以下のように推定している。電気めっきの際には、めっき浴が含む金属イオンが基材表面に電析すると同時に、めっき浴が含む水素イオンをめっき層がその中に取り込む。この水素が、焼鈍の際にボイドＢを形成すると本発明者らは推定している。
ただし、電気Ｎｉ－Ｗ合金めっきの前に、Ｎｉ含有層１２を上述の条件で酸洗する必要があることを本発明者らは知見した。条件が適切である酸洗は、Ｎｉ含有層１２の表面の酸化被膜を除去して、Ｎｉ含有層１２に含まれる水素がＮｉ－Ｗ合金層１３へと拡散しやすくすると本発明者らは推定する。一方、酸洗において硫酸濃度が不足する場合、或いは浸漬時間が短くなる場合には、Ｎｉ含有層１２の表面の酸化被膜の除去が不十分であり、このことが、Ｎｉ含有層１２が含む水素がＮｉ－Ｗ合金層１３へと拡散することを抑制すると本発明者らは推定する。
また、ＮｉめっきがＷを含有する場合、Ｗが水素の挙動に影響を与えると本発明者らは推定する。さらに、ＮｉめっきがＷを含有するようにした上で、焼鈍条件を上述の範囲内とすることにより、Ｎｉ含有層１２からＮｉ－Ｗ合金層１３へと供給した水素が、Ｎｉ－Ｗ合金層１３に多数のボイドＢを形成し、Ｎｉ－Ｗ合金層１３の多孔質化を実現すると本発明者らは推定している。
以上、本実施形態に係る表面処理鋼板１の製造方法の最も基本的な態様について説明した。次に、本実施形態に係る表面処理鋼板１の製造方法の一層好ましい態様について説明する。
（浴成分）
電気Ｎｉめっきにおいて用いるＮｉめっき浴は、Ｎｉを主成分とする。例えばめっき浴が含むＮｉ元素が、めっき浴が含む全ての金属元素に占める割合を、９５質量％以上、９６質量％以上、又は９７質量％以上としてもよい。Ｎｉのほかに、Ｃｒ及びＭｏ等を、Ｎｉめっき浴が含んでもよい。
電気Ｎｉ－Ｗ合金めっきにおいて用いられるＮｉ－Ｗめっき浴は、Ｎｉ及びＷを主成分とする。例えばめっき浴が含むＷ元素が、めっき浴が含む全ての金属元素に占める割合を、１０～６０質量％の範囲内としてもよい。また、例えばめっき浴が含むＮｉ元素及びＷ元素の合計が、めっき浴が含む全ての金属元素に占める割合を、９５質量％以上、９６質量％以上、又は９７質量％以上としてもよい。Ｎｉ及びＷのほかに、Ｃｒ及びＭｏ等を、Ｎｉ－Ｗめっき浴が含んでもよい。
（Ｎｉ付着量）
電気Ｎｉめっき、及び電気Ｎｉ－Ｗ合金めっきにおいて、Ｎｉ付着量は特に限定しないが、例えば１．８～３５．６ｇ／ｍ２であってもよい。これにより、Ｎｉ含有層１２及びＮｉ－Ｗ合金層１３に含まれるＮｉ付着量を１．８～３５．６ｇ／ｍ２とすることができる。Ｎｉの一層好ましい付着量は、上述された、本実施形態に係る表面処理鋼板１における一層好ましいＮｉ付着量と同一としてもよい。Ｎｉ付着量は、めっき浴の成分及び通電量を介して制御することができる。
その他、本実施形態に係る表面処理鋼板１に関して説明された諸態様を、本実施形態に係る表面処理鋼板の製造方法に適用することができる。例えば当然のことながら、本実施形態に係る表面処理鋼板１における母材鋼板１１の好ましい態様を、本実施形態に係る表面処理鋼板の製造方法に適用することができる。
（３．電池部品の製造方法）
次に、本発明の別の態様に係る電池部品の製造方法について説明する。本実施形態に係る電池部品の製造方法は、タブと、表面処理鋼板１とを抵抗溶接する工程を備え、当該表面処理鋼板１を、本実施形態に係る表面処理鋼板１とする。抵抗溶接とは、例えばスポット溶接である。
本実施形態に係る表面処理鋼板１は、表面抵抗が高く、タブとの抵抗溶接における適正電流値が低い。そのため、本実施形態に係る表面処理鋼板１の抵抗溶接においては、過電流によるタブの破損のおそれが小さい。従って、本実施形態に係る電池部品の製造方法によれば、好適に電池部品を製造することができる。
抵抗溶接条件は特に限定しないが、例えば、抵抗溶接における溶接電圧を２．０Ｖ～３．５Ｖ、通電時間を１．０ｍｓ～１０．０ｍｓとすることが好ましい。これにより、タブと表面処理鋼板１との接合不良、及びタブの破損を一層抑制することができる。
実施例により本発明の一態様の効果を更に具体的に説明する。ただし、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例に過ぎない。本発明は、この一条件例に限定されない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限り、種々の条件を採用し得る。
（実験１）
母材鋼板に電気Ｎｉめっき、酸洗、電気Ｎｉ－Ｗ合金めっき、及び焼鈍をして、種々の表面処理鋼板を作成した。母材鋼板の成分を表１に示す。電気Ｎｉ－Ｗ合金めっきにおいて用いためっき浴の成分を表２に示す。表面処理鋼板の製造条件を表３に示す。表面処理鋼板の評価結果を表４に示す。表３及び表４において、本実施形態の範囲外の値には、下線を付した。なお、表に記載が無い条件は全ての例において同一であり、その内容は以下の通りである。
電気Ｎｉめっき用のめっき浴の成分は、ＮｉＳＯ４・６Ｈ２Ｏ：２３０ｇ／Ｌ、及びＨ３ＢＯ３：４５ｇ／Ｌとした。電気Ｎｉめっき用のめっき浴のｐＨは４とし、温度は５０℃とした。電気Ｎｉめっきにおける電流密度は３０Ａ／ｄｍ２とした。通電時間を介して、電気Ｎｉめっきにおけるめっき付着量を制御した。
電気Ｎｉめっき後の酸洗においては、Ｎｉめっき鋼板を８５ｇ／Ｌ硫酸浴中に３０秒浸漬させた。続けてＮｉめっき鋼板を水洗し、さらに水切りを実施した。
電気Ｎｉ－Ｗ合金めっきにおけるＮｉイオン源はＮｉＳＯ４・６Ｈ２Ｏとし、Ｗイオン源はＮａ２ＷＯ４・２Ｈ２Ｏとした。Ｎｉイオン濃度及びＷイオン濃度の比の変更を通じて、Ｎｉ－Ｗ合金めっきの組成（Ｗ含有率）を調整した。また、Ｗイオンの浴中での安定のために、電気Ｎｉ－Ｗ合金めっき用のめっき浴にクエン酸を０．５ｍｏｌ／Ｌ添加した。電気Ｎｉ－Ｗ合金めっき用のめっき浴のｐＨは６とし、温度は５０℃とした。電気Ｎｉ－Ｗ合金めっきにおける電流密度は２０Ａ／ｄｍ２とした。通電時間を介して、電気Ｎｉ－Ｗ合金めっきにおけるめっき付着量を制御した。
Ｎｉ－Ｗ合金層の多孔質化の有無は、上述した、ＥＤＳによる元素分析が可能なＳＴＥＭモード付きＦＥ－ＳＥＭを用いる方法によって判定した。判定結果を表４に記載した。
Ｎｉ－Ｗ合金層における平均Ｗ濃度は、上述したＸＰＳを用いる方法によって測定した。測定結果を表４に記載した。
Ｎｉ－Ｗ合金層の厚さ、及びＦｅ拡散合金層の厚さは、上述したＧＤＳを用いる方法によって測定した。測定結果を表４に記載した。
溶接性は、以下の手順で評価した。各試料と、タブ（素材およびサイズ：ニッケル薄膜１０×１００×０．０１ｍｍ）との溶接を実施した。このとき、溶接電圧は２．５Ｖ、通電時間は５．０ｍｓとした。溶接後、タブと鋼板との接合度合を目視で評価した。評価基準は以下のとおりである。
１：接合不良およびタブの破損無し
２：接合不良およびタブの破損は無いが、試料またはタブに変色が確認される
３：接合不良またはタブの破損が見られる
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Figure 0007640927000002
Figure 0007640927000003
Figure 0007640927000004
例４、例５、及び例８の試験片では、Ｎｉ－Ｗ合金層が多孔質ではなかった。これらの試験片における溶接性は劣位であった。なお、例４の製造においては、焼鈍時間が不足した。例５の製造においては、焼鈍温度が過剰であり、且つ、焼鈍時間が不足した。例８の製造においては、酸洗が行われなかった。例４、例５、及び例８においては、製造条件が不適切であったために、多孔質なＮｉ－Ｗ合金層が得られなかったと本発明者らは推定する。
一方、適切な製造方法によって得られた試験片では、Ｎｉ－Ｗ合金層が多孔質であった。これらの試験片の溶接性は良好であった。
（実験２）
母材鋼板に電気Ｎｉめっき、酸洗、電気Ｎｉ－Ｗ合金めっき、及び焼鈍をして、種々の表面処理鋼板を作成した。酸洗条件は、表５に記載の通りとした。酸洗条件以外の製造条件は、表３及び表４に開示された例１と同一とした。
Figure 0007640927000005
上述の手順で製造した表面処理鋼板を、実験１と同じ方法で評価した。評価結果を表６に示す。
Figure 0007640927000006
例１０１～例１０５の製造条件は、酸洗条件を除き、例１と同一であった。しかしながら、例１とは異なり、例１０１～例１０５の試験片では、Ｎｉ－Ｗ合金層が多孔質ではなかった。例１とは異なり、例１０１～例１０５の試験片における溶接性は劣位であった。
例１０１及び例１０３においては、酸洗用の浴の硫酸濃度が不足していた。これにより、例１０１及び例１０３においては、Ｎｉ含有層の表面の酸化被膜の除去が不十分となり、Ｎｉ－Ｗ合金層が多孔質化されなかったと推定される。なお、例１０３では酸洗用の浴の硫酸濃度を低くした代わりに、浴に塩酸を添加した。しかし、塩酸を添加した浴を用いても、例１の如く良好な溶接性を有する表面処理鋼板を得ることはできなかった。この理由は、塩酸では硫酸と比べて酸洗効果が不足しているためと推定される。
例１０２においては、酸洗用の浴の硫酸濃度が過剰であった。そして、例１０２においてはＮｉ－Ｗ合金層が多孔質化されなかった。
過剰な硫酸濃度がＮｉ－Ｗ合金層に及ぼす影響は明らかではないが、本発明者らは以下のように推定している。硫酸濃度が過剰であると、Ｎｉ含有層の表面が微小な凹凸状態となる。この上にＮｉ－Ｗ合金層を設けると、Ｎｉ含有層とＮｉ－Ｗ合金層との界面の面積が大きくなる。一般に、めっき層の界面には拡散性水素がトラップされやすいと考えられている。界面の面積が拡大することにより、Ｎｉ－Ｗ合金層における拡散性水素の量が減少し、拡散性水素によるＮｉ－Ｗ合金層の多孔質化が妨げられたと本発明者らは推定している。
例１０４においては、酸洗においてＮｉめっき層を有する母材鋼板を浴に浸漬する時間が不足した。これにより、例１０４においてはＮｉ含有層の表面の酸化被膜の除去が不十分となり、Ｎｉ－Ｗ合金層が多孔質化されなかったと推定される。
例１０５においては、酸洗においてＮｉめっき層を有する母材鋼板を浴に浸漬する時間が過剰であった。そして、例１０５においてはＮｉ－Ｗ合金層が多孔質化されなかった。過剰な酸洗時間がＮｉ－Ｗ合金層に及ぼす影響は明らかではないが、本発明者らは、硫酸濃度が過剰であった例と同様の現象が生じたと推定している。即ち、過剰な酸洗がＮｉ含有層とＮｉ－Ｗ合金層との界面の面積を拡大し、拡散性水素によるＮｉ－Ｗ合金層の多孔質化を妨げたと推定される。
１ 表面処理鋼板
１１ 母材鋼板
１２ Ｎｉ含有層
１３ Ｎｉ－Ｗ合金層
１４ Ｆｅ拡散合金層
Ｂ ボイド

Claims (9)

  1. 母材鋼板と、
    前記母材鋼板の表面に配されたＮｉ含有層と、
    前記Ｎｉ含有層の表面に配されたＮｉ－Ｗ合金層と、
    を備え、
    前記Ｎｉ含有層が、Ｆｅ拡散合金層を有し、
    前記Ｎｉ－Ｗ合金層が多孔質である
    表面処理鋼板。
  2. 前記Ｎｉ－Ｗ合金層における平均Ｗ濃度が、１０～４５質量％である
    ことを特徴とする請求項１に記載の表面処理鋼板。
  3. 前記Ｎｉ－Ｗ合金層の厚さが０．０１～２．０μｍである
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の表面処理鋼板。
  4. 前記Ｎｉ含有層及び前記Ｎｉ－Ｗ合金層に含まれるＮｉ付着量が１．８～３５．６ｇ／ｍ２である
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の表面処理鋼板。
  5. 前記Ｆｅ拡散合金層の厚さが、０．１～３．０μｍである
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の表面処理鋼板。
  6. 前記Ｎｉ含有層の一部のみが前記Ｆｅ拡散合金層である
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の表面処理鋼板。
  7. 前記Ｎｉ含有層の全てが前記Ｆｅ拡散合金層であり、且つ、前記Ｎｉ－Ｗ合金層の一部が前記Ｆｅ拡散合金層である
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の表面処理鋼板。
  8. タブと、請求項１又は２に記載の表面処理鋼板とを抵抗溶接する工程を備える
    電池部品の製造方法。
  9. 前記抵抗溶接における溶接電圧を２．０Ｖ～３．５Ｖとし、
    前記抵抗溶接における通電時間を１．０ｍｓ～１０．０ｍｓとする
    ことを特徴とする請求項８に記載の電池部品の製造方法。
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