KR101217428B1 - Aluminum alloy sheet for battery case and battery case - Google Patents

Aluminum alloy sheet for battery case and battery case Download PDF

Info

Publication number
KR101217428B1
KR101217428B1 KR1020100028658A KR20100028658A KR101217428B1 KR 101217428 B1 KR101217428 B1 KR 101217428B1 KR 1020100028658 A KR1020100028658 A KR 1020100028658A KR 20100028658 A KR20100028658 A KR 20100028658A KR 101217428 B1 KR101217428 B1 KR 101217428B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
aluminum alloy
mass
less
alloy plate
battery case
Prior art date
Application number
KR1020100028658A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20100109504A (en
Inventor
가즈노리 고바야시
츠요시 마츠모토
미츠오 히노
Original Assignee
가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2009086072A external-priority patent/JP5798710B2/en
Priority claimed from JP2009219777A external-priority patent/JP5599588B2/en
Application filed by 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 filed Critical 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Publication of KR20100109504A publication Critical patent/KR20100109504A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101217428B1 publication Critical patent/KR101217428B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/12Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
    • C22C21/14Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent with silicon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D21/00Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
    • B22D21/02Casting exceedingly oxidisable non-ferrous metals, e.g. in inert atmosphere
    • B22D21/04Casting aluminium or magnesium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/12Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
    • C22C21/16Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent with magnesium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/12Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
    • C22C21/18Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent with zinc
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/117Inorganic material
    • H01M50/119Metals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/147Lids or covers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C2202/00Physical properties
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

Mn: 0.4 내지 1.5질량%, Cu: 0.7 내지 4.0질량%, Mg: 0.2 내지 1.5질량%, Si: 0.05 내지 1.0질량%, Fe: 0.05 내지 1.0질량%를 함유하고, 잔부가 Al 및 불가피적 불순물로 이루어지는 알루미늄 합금판으로서, 상기 불가피적 불순물 중, Zn: 0.3질량% 이하, Ti: 0.02질량% 미만, B: 20질량ppm 이하로 규제하고, 알루미늄 합금판의 단면의 판 두께 방향 중심부에서, 최대 길이가 1㎛ 이상인 금속간 화합물의 면적율이 0.3% 초과 2.1% 미만이고, 또한 최대 길이가 11㎛ 이상인 금속간 화합물의 개수가 140개/mm2 이하로 한다. 이러한 구성에 의해, 성형성, 펄스 레이저 용접성, 강도 및 내압성(내팽창성)이 우수하여, 전지 케이스에 적합하게 사용된다.Mn: 0.4-1.5 mass%, Cu: 0.7-4.0 mass%, Mg: 0.2-1.5 mass%, Si: 0.05-1.0 mass%, Fe: 0.05-1.0 mass%, and remainder is Al and an unavoidable impurity. An aluminum alloy plate composed of: an Zn: 0.3% by mass or less, Ti: less than 0.02% by mass, and B: 20% by mass or less in the above unavoidable impurities, and at the center of the plate thickness direction of the cross section of the aluminum alloy plate, the maximum The area ratio of the intermetallic compound whose length is 1 micrometer or more is more than 0.3% and less than 2.1%, and the number of intermetallic compounds whose maximum length is 11 micrometers or more shall be 140 pieces / mm <2> or less. By this structure, it is excellent in moldability, pulse laser weldability, strength, and pressure resistance (expansion resistance), and is used suitably for a battery case.

Description

전지 케이스용 알루미늄 합금판 및 전지 케이스{ALUMINUM ALLOY SHEET FOR BATTERY CASE AND BATTERY CASE}Aluminum alloy plate and battery case for battery case {ALUMINUM ALLOY SHEET FOR BATTERY CASE AND BATTERY CASE}

본 발명은 리튬 이온 이차 전지 케이스 등에 적합하게 사용되는 알루미늄 합금판과 그의 제조방법, 및 그 알루미늄 합금판을 사용한 전지 케이스에 관한 것이다. The present invention relates to an aluminum alloy plate suitably used for a lithium ion secondary battery case and the like, a manufacturing method thereof, and a battery case using the aluminum alloy plate.

휴대 전화나 노트북형 퍼스널 컴퓨터 등의 전원으로서, 리튬 이온 이차 전지가 널리 사용되고 있다. 이 이차 전지의 외장인 케이스(이하, 적절히, 전지 케이스라고 함)의 재료에는, 종래 전지의 소형화 및 경량화, 그리고 전지 케이스로 성형하기 위한 가공성(성형성) 등을 만족하기 위해, JIS A3003 합금 등의 알루미늄 합금이 사용되고 있다. 이러한 전지에 있어서, 충방전이 행해지면 전지 케이스의 내부 압력이 상승한다. 또한, 여름의 자동차 내부와 같은 고온 환경 하에서, 전지를 탑재한 전자 기기를 방치한 경우는, 전지 케이스 자체의 온도가 60℃ 내지 90℃ 정도에도 달하여, 온도 상승에 의해 내부 압력이 크게 상승할 뿐만 아니라, 전지 케이스용 재료 자체의 내부 응력이 완화된다. 그 결과, 전지 케이스가 팽창 변형하여 전지 교환시에 꺼내기 곤란해지고, 더욱이 전지 케이스가 파손되어 전자 기기의 성능을 손상시켜 파열에 이르는 위험성을 안고 있다.BACKGROUND ART Lithium ion secondary batteries are widely used as power sources for mobile phones and notebook personal computers. In order to satisfy the miniaturization and weight reduction of the conventional battery, and the processability (molding) for molding into a battery case, the material of the case (hereinafter, appropriately referred to as a battery case), which is an exterior of the secondary battery, is a JIS A3003 alloy or the like. Aluminum alloy is used. In such a battery, when charge and discharge are performed, the internal pressure of the battery case increases. In addition, when the electronic device equipped with a battery is left in a high-temperature environment such as in a summer car, the temperature of the battery case itself reaches about 60 ° C to 90 ° C, and the internal pressure greatly increases due to the temperature rise. Rather, the internal stress of the battery case material itself is alleviated. As a result, the battery case is expanded and deformed, making it difficult to take out during battery replacement, and furthermore, the battery case is damaged, and the performance of the electronic device is impaired, resulting in a risk of rupture.

그래서, 이러한 전지 케이스에는, 상기 전지의 충방전 및 고온 환경 하에서의 사용에 의해 전지 케이스의 내압이 상승한 경우에도, 전지 케이스의 소기의 형상을 유지할 수 있도록 하는, 우수한 내압성(내팽창성)이나 내응력 완화성이 요구된다. 한편, 전지를 한층 더 소형화, 경량화 및 저비용화 하기 위해, 전지 케이스의 박육화를 도모할 것이 강하게 요구되고 있다. 그런데, 종래의 JIS A3003 합금 등으로 이루어지는 알루미늄 합금판을 박육화하면 변형이 생기기 쉬워지고, 전지 케이스의 내압성이 저하되어, 비교적 작은 내부 압력이 작용하여도 팽창이 생기기 쉬워진다는 문제가 발생한다.Therefore, such a battery case has excellent pressure resistance (expansion resistance) and stress relaxation so that the desired shape of the battery case can be maintained even when the internal pressure of the battery case increases due to the charge / discharge of the battery and use under a high temperature environment. Sex is required. On the other hand, in order to further reduce the size, weight, and cost of the battery, there is a strong demand for thinning of the battery case. By the way, when the aluminum alloy plate which consists of a conventional JIS A3003 alloy etc. is thinned, a deformation | transformation tends to occur easily, the pressure resistance of a battery case falls, and a problem arises that it is easy to produce expansion, even if a relatively small internal pressure acts.

그래서, 최근, JIS 3000계(JIS A3000계)의 알루미늄 합금에 Cu 등을 첨가함으로써 알루미늄 합금판의 강도를 향상시켜, 박육화하여도 전지의 사용 상태에 대응할 수 있는 내압성을 갖추도록 한 전지 케이스용 알루미늄 합금판이 개발되어 있다. 예컨대, 일본 특허 제3867989호에는, Mn, Cu, Mg, Si를 소정량 첨가하는 것에 의해 강도를 향상시켜, 박육화하여도 충분한 내응력 완화성을 갖는 것에 의해 높은 내압성을 갖추도록 한 전지 케이스용 알루미늄 합금판 및 그의 제조방법이 개시되어 있다.Therefore, in recent years, by adding Cu or the like to an aluminum alloy of JIS 3000 series (JIS A3000 series), the aluminum alloy sheet has been improved in strength and has a pressure resistance that can cope with the use state of the battery even if it is thinned. The plate is developed. For example, Japanese Patent No. 3867989 discloses an aluminum alloy for battery cases in which strength is improved by adding a predetermined amount of Mn, Cu, Mg, and Si to have high pressure resistance by having sufficient stress relaxation resistance even when thinned. Plates and methods of making the same are disclosed.

또한, 최근에는, 강도, 내압성이 우수한 것 이외에, 펄스 레이저 용접에서의 내균열성도 우수할 것이 요구되고 있다. 그래서, 일본 특허공개 제2006-104580호에는, Si, Fe, Cu, Mn, Mg을 소정량 첨가하는 것에 의해 강도를 향상시키고, Si, Fe, Cu 및 Mg의 합계값을 1.5질량% 이하로 함으로써, 펄스 레이저 용접에서의 균열 발생을 방지할 수 있도록 한 알루미늄 합금판이 개시되어 있다.In addition, in recent years, in addition to being excellent in strength and pressure resistance, it is also required to be excellent in crack resistance in pulse laser welding. Therefore, in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-104580, the strength is improved by adding a predetermined amount of Si, Fe, Cu, Mn, and Mg, and the total value of Si, Fe, Cu, and Mg is 1.5% by mass or less. Disclosed is an aluminum alloy plate capable of preventing the occurrence of cracks in pulse laser welding.

특허문헌 1: 일본 특허 제3867989호Patent Document 1: Japanese Patent No. 3867989 특허문헌 2: 일본 특허공개 제2006-104580호Patent Document 2: Japanese Patent Publication No. 2006-104580

그러나, 이차 전지의 안전성을 한층 더 향상시키기 위해, 전지 케이스 재료는, 강도 및 내압성이 한층 더 향상될 것이 요구된다. 더욱이 최근에는, 소형화나 경량화 및 저비용화를 위한 요구를 만족할 필요도 생겼기 때문에, 강도 및 내압성을 갖춘 박육화의 요구는 물론, 추가적으로, 전지 케이스를 제작할 때의 펄스 레이저 용접의 용접 속도를 종래의 20 내지 30mm/초에서 30 내지 40mm/초로 고속화하는 것이 검토되고 있다. 이에 따라, 투입되는 펄스 레이저 출력은 종래의 1.1 내지 1.3배로 높아지기 때문에, 새로운 과제가 생겼다. 즉, 이러한 고속화를 하는 경우에는, 용접 균열은 발생하지 않지만, 이상부(불규칙 비드)의 형성이 보여, 용접부의 불연속성이 발생하기 쉬워진다. 이 이상부는, 피용접재의 이면에까지 관통하는 용입(weld penetration)이 되어, 도전성 및 동작 전압 등의 성능에 악영향을 주는 문제를 일으켰다. 이 용접성에 관한 문제를 해소할 수 있는 전지 케이스 재료가 요구되고 있지만, 이것을 해소할 수 있는 JIS 3000계의 알루미늄 합금은 없다.However, in order to further improve the safety of the secondary battery, the battery case material is required to further improve strength and pressure resistance. Furthermore, in recent years, it has become necessary to meet the requirements for miniaturization, light weight, and low cost. Therefore, in addition to the demand for thinning with strength and pressure resistance, in addition, the welding speed of pulse laser welding when fabricating a battery case can be set to 20 to conventional. Speeding up from 30 mm / sec to 30-40 mm / sec is examined. As a result, the input pulse laser power is increased 1.1-1.3 times as conventionally, and therefore, a new problem has arisen. In other words, in such a case of speeding up, weld cracking does not occur, but abnormalities (irregular beads) are formed, and discontinuity of the weld portion is likely to occur. This abnormality part becomes the penetration penetration to the back surface of the to-be-welded material, and caused the problem which adversely affects performance, such as electroconductivity and an operating voltage. There is a demand for a battery case material that can solve the problem related to weldability, but there is no JIS 3000-based aluminum alloy that can solve this problem.

예컨대, 일본 특허 제3867989호에 기재된 전지 케이스용 알루미늄 합금판은, Zn의 함유량이 0.10질량% 이하라는 소정량 이하로 규제되어 있기 때문에, 두께 1mm의 상기 알루미늄 합금을 사용하여 전지 케이스를 제작할 때의 펄스 레이저 용접성도 우수하다고 기재되어 있고, 전지 케이스 제작에서 사용되는 펄스 레이저 용접을 할 때의 용접 균열과 Zn 비산을 방지할 수 있다는 것이 기재되어 있다. 그러나, 전지 케이스를 제작할 때의 펄스 레이저 용접의 용접 속도를 30 내지 40mm/초의 고속화 조건으로 하는 경우에는, 용접 균열의 억제 효과는 어느 정도 있지만, 그 밖의 성분 범위의 규제가 없기 때문에, 용접을 고속 조건으로 하기 위한 펄스 레이저 출력이 높은 조건 하에서는, 상기 이상부의 발생을 막을 수 없다.For example, since the aluminum alloy plate for battery cases described in Japanese Patent No. 3867989 is regulated to a predetermined amount or less such that the content of Zn is 0.10% by mass or less, a pulse when producing a battery case using the aluminum alloy having a thickness of 1 mm is used. It is described that laser weldability is also excellent, and it is described that welding crack and Zn scattering can be prevented when performing pulse laser welding used in battery case fabrication. However, when the welding speed of pulse laser welding at the time of manufacturing a battery case is made into the speedup condition of 30-40 mm / sec, although there exists a suppression effect of a welding crack to some extent, since there is no restriction | limiting of other component range, welding is made high speed. Under conditions where the pulsed laser output for the condition is high, the occurrence of the abnormality cannot be prevented.

또한, 일본 특허공개 제2006-104580호에 기재된 알루미늄 합금판은, Si, Fe, Cu 및 Mg의 합계값을 1.5질량% 이하로 하고, Si, Fe, Cu 및 Mg의 합계값을 규제하고 있기 때문에, 펄스 레이저 용접에서 균열 발생을 방지할 수 있다고 기재되어 있다. 그러나, 전지 케이스를 제작할 때의 펄스 레이저 용접의 용접 속도를 30 내지 40mm/초의 고속화 조건으로 하는 경우에는, 용접 균열의 억제 효과는 어느 정도 있지만, 그 밖의 성분 범위의 규제가 없기 때문에, 용접을 고속 조건으로 하기 위한 펄스 레이저 출력이 높은 조건 하에서는, 상기 이상부의 발생을 막을 수 없다. 또한, 이 특허 공보에는 Ti, B의 기재가 있거나, 적극 첨가한 것, 및 이 적극 첨가에 의해 얻어지는 효과는, 결정립 미세화에서 성형시의 표면 거침을 방지할 목적만이 기재되어 있고, 펄스 레이저 용접의 용접 속도의 고속화는 언급되어 있지 않아, 상기한 새로운 과제에는 당연히 대응할 수 있는 기술은 아니다.In addition, since the aluminum alloy plate of Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-104580 makes the total value of Si, Fe, Cu, and Mg 1.5 mass% or less, and regulates the total value of Si, Fe, Cu, and Mg, It is described that crack generation can be prevented in pulse laser welding. However, when the welding speed of pulse laser welding at the time of manufacturing a battery case is made into the speedup condition of 30-40 mm / sec, although there exists a suppression effect of a welding crack to some extent, since there is no restriction | limiting of other component range, welding is made high speed. Under conditions where the pulsed laser output for the condition is high, the occurrence of the abnormality cannot be prevented. In addition, in this patent publication, there are descriptions of Ti and B, or the positively added ones, and the effects obtained by the positively added are described only for the purpose of preventing the surface roughness during molding from grain refinement, and pulse laser welding The increase in the welding speed is not mentioned, and therefore, it is not a technique that can naturally cope with the new problem described above.

즉, 종래의 JIS 3000계의 알루미늄 합금판에서는, 전지 케이스에서 요구되고 있는 경량화를 목표로 하여 박육화를 도모하면, 내압성(내팽창성)이 얻어지지 않게 되는 것처럼, 알루미늄 합금판의 박육화와 내압성이 이율배반적인 관계에 있는 과제는 해소할 수 있지만, 그러한 과제에 더하여, 상기 이상부의 발생을 억제할 수 없을 정도로 용접 속도가 높아진 경우에, 알루미늄 합금판의 박육화와, 내압성과, 용접성이 삼율배반적인 관계에 있는 과제는 해소할 수 없다. 그 때문에, 전지 케이스에 대하여 알루미늄 합금판의 박육화 및 내압성에 더하여, 용접성도 양립시켜 만족시키는 것은 곤란하다.In other words, in the conventional JIS 3000-based aluminum alloy plate, the thinning and the pressure resistance of the aluminum alloy plate are doubled when the thinning is aimed at the weight reduction required for the battery case. Although the problem which has a general relationship can be eliminated, in addition to such a problem, when the welding speed becomes high so that generation | occurrence | production of the said abnormality cannot be suppressed, the thinning of an aluminum alloy plate, pressure resistance, and weldability are trirate-excited relationship The task in cannot be solved. Therefore, it is difficult to satisfy | fill and satisfy weldability also in addition to the thinning and pressure resistance of an aluminum alloy plate with respect to a battery case.

또한, 종래의 전지 케이스용 알루미늄 합금판에 있어서는, 이하와 같은 문제가 있다. 전지 케이스용 알루미늄 합금판에 있어서는, 가공성(성형성)의 향상이 도모되고 있지만, 성분 조성이나 제조 조건에 따라서는, 성형 가공에 있어서 알루미늄 합금이 파열하는 등, 가공 균열이 생기는 경우가 있다.Moreover, the conventional aluminum alloy plate for battery cases has the following problems. In the aluminum alloy sheet for battery cases, workability (formability) is improved, but work cracking may occur, such as the aluminum alloy bursts during molding, depending on the component composition and manufacturing conditions.

또한, 이차 전지의 안전성을 한층 더 향상시키기 위해, 전지 케이스 재료는 강도 및 내압성을 한층 더 향상시킬 것이 요구된다.In addition, in order to further improve the safety of the secondary battery, the battery case material is required to further improve strength and pressure resistance.

또한, 종래의 전지 케이스용 알루미늄 합금판에 있어서는, 상기한 바와 같이, 펄스 레이저 용접에서의 내균열성의 향상이 도모되고 있다. 그러나, 최근에 있어서, 전지 케이스를 제작할 때의 펄스 레이저 용접의 용접 속도가 고속화되고 있기 때문에, 용접부에 이상부(불규칙 비드)가 형성되어, 용접부의 불연속성이 발생하기 쉬워진다는 문제가 있다. 그 때문에, 펄스 레이저 용접에서의 균열 발생을 방지함과 더불어, 이상부의 발생을 억제할 수 있는 전지 케이스용 알루미늄 합금판의 요구도 높아지고 있다.In addition, in the conventional aluminum alloy plate for battery cases, the crack resistance in pulse laser welding is improved as mentioned above. However, in recent years, since the welding speed of pulse laser welding at the time of manufacturing a battery case becomes high, there exists a problem that an abnormal part (irregular bead) is formed in a welding part, and the discontinuity of a welding part becomes easy to generate | occur | produce. Therefore, while preventing the occurrence of cracks in pulsed laser welding, the demand for aluminum alloy plates for battery cases that can suppress the occurrence of abnormal parts is also increasing.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 전지 케이스로 제작하기 위한 성형성이 우수하고, 또한 우수한 펄스 레이저 용접성을 갖는 동시에, 강도 및 내압성(내팽창성)을 향상시킨 알루미늄 합금판과 그의 제조방법, 및 이 알루미늄 합금판을 사용한 전지 케이스를 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has an excellent moldability for producing a battery case, an excellent pulse laser weldability, and an improvement in strength and pressure resistance (expansion resistance), and a manufacturing method thereof. And it aims at providing the battery case using this aluminum alloy plate.

본 발명자들은, 전지 케이스용으로서 적합한 알루미늄 합금판에 관하여, 이하의 사항에 대해 검토했다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM The present inventors examined the following matter about the aluminum alloy plate suitable for battery cases.

펄스 레이저 용접에 있어서의 이상부의 발생, 즉 돌발적으로 용융부가 변화하는 것은, 펄스 레이저 용융 시(660 내지 750℃)부터 재응고(660 내지 640℃)하는 사이에 비드 내에 잔류하는 기공(porosity) 결함의 발생도와 관련된다.The occurrence of abnormality in the pulse laser welding, that is, the sudden change of the melted portion, is a porosity defect remaining in the beads between the time of pulse laser melting (660 to 750 ° C) and the resolidification (660 to 640 ° C). Related to the incidence of.

용접 시, 펄스 레이저 조사부는 용융 상태가 되고, 그 용융지(溶融池) 내에는, 수소, 실드 가스, 금속 증기 등에 의한 기포가 존재한다. 기포는 가볍기 때문에, 용융지의 표면에서 즉시 빠져나간다. 한편, 1펄스의 펄스 레이저 조사가 완료하면, 응고 과정으로 이행하지만, 기포가 빠지기 어려운 경우에는, 그대로 기공 결함으로 잔류하기 쉬워진다. 여기서, 펄스 레이저 용접의 경우, 응고 완료된 비드에 새롭게 비드가 겹치도록 다음 펄스 레이저 광이 조사된다. 그리고, 응고 완료된 비드가, 펄스 레이저 광의 조사에 의해 다시 재용융되었을 때에는, 잔류한 기공에 펄스 레이저 광이 조사되게 되어, 기공이 팽창하고, 보통, 펄스 레이저 광 조사에 의해 형성되는 키홀(key hall)이 비대화되어 레이저 광이 깊숙이까지 들어가기 쉬워진다. 그 결과, 용입이 깊게 형성되어, 비정상 용입부가 된다. 이 비정상 용입부가 응고하여, 용접부에서의 이상부가 발생한다.At the time of welding, a pulse laser irradiation part will be in a molten state, and the bubble by hydrogen, a shield gas, metal vapor, etc. exists in the molten paper. Because the bubbles are light, they immediately escape from the surface of the melt. On the other hand, when the pulse laser irradiation of 1 pulse is completed, it will transfer to a solidification process, but when a bubble is hard to come out, it will remain as a pore defect as it is. Here, in the case of pulse laser welding, the next pulsed laser light is irradiated so that the beads newly overlap the solidified beads. When the solidified beads are re-melted again by irradiation of pulsed laser light, the pulsed laser light is irradiated to the remaining pores, and the pores expand and are usually formed by a key laser light irradiation. ) Is enlarged and the laser light easily enters deeply. As a result, penetration is deeply formed and it becomes an abnormal penetration part. This abnormal penetration part solidifies and an abnormal part in a weld part arises.

그래서, 본 발명자들은 상기 이상부(불규칙 비드)의 발생 및 비드 내부의 기공의 발생에 미치는 미량 성분의 영향을 예의 조사한 결과, Mg, B, Ti 함유량에 영향받는 것과, 그 중, B, Ti 함유량의 영향이 특별히 큰 것도 발견했다. 즉, B, Ti 함유량의 범위를 적정화함으로써, 종래 합금에서 문제였던 용접 속도를 빨리한 경우에도, 이상부의 발생을 방지할 수 있는 것을 발견했다.Therefore, the present inventors have investigated the influence of the trace components on the occurrence of the abnormality (irregular beads) and the generation of pores inside the beads, and as a result, the Mg, B, Ti content is affected, and among them, the B, Ti content It was also found that the impact was particularly large. That is, by optimizing the range of B and Ti content, it discovered that even if the welding speed which was a problem with the conventional alloy was quickened, generation | occurrence | production of an abnormal part can be prevented.

또한, 용접 균열 발생에 미치는 미량 성분의 영향을 예의 조사한 결과, Mg, Cu 함유량에 영향받는 것도 발견했다. 즉, Mg, Cu 함유량을 적정화함으로써, 종래 합금에서 문제였던 용접 균열의 발생을 방지할 수 있는 것을 발견했다.Moreover, as a result of earnestly examining the influence of the trace component on the weld crack generation, it was also found that Mg and Cu content were affected. That is, by optimizing Mg and Cu content, it discovered that the generation of the welding crack which was a problem with the conventional alloy can be prevented.

본 발명자들은, 이와 같이 리튬 이온 전지 케이스용의 소재로서 우수한 JIS 3000계 알루미늄재의 이점을 살리면서, 이를 펄스 레이저 용접에 의해 용접했을 때의 결점을 해소할 수 있는 소재를 개발하기 위해 여러 가지 실험 연구를 했다. 그 결과, 소재의 Ti와 B의 함유가, 펄스 레이저의 불규칙 비드인 이상부의 발생에 큰 영향을 주고 있고, 그리고 이 JIS 3000계 알루미늄 합금재에 포함되어 있는 Ti나 B의 함유량을 적정한 범위로 규제함으로써, 비드 내에의 기공 잔류를 억제할 수 있다는 점으로부터, 불규칙 비드인 이상부의 발생을 방지할 수 있음을 발견했다. 또한, 융점을 낮추는 Mg를 과잉으로 첨가하면, 상기 Ti와 B 함유에 의한 비드 내에의 기공 잔류를 촉진하기 때문에, 소정량으로 규제할 필요가 있다는 것도 발견했다.The inventors of the present invention conducted various experimental studies to develop a material capable of eliminating the drawbacks of welding by pulse laser welding while taking advantage of the JIS 3000-based aluminum material which is excellent as a material for lithium ion battery cases. did. As a result, the content of Ti and B in the material has a great influence on the generation of abnormal parts which are irregular beads of the pulse laser, and the content of Ti and B contained in this JIS 3000-based aluminum alloy material is regulated in an appropriate range. By discovering that the pore residual in a bead can be suppressed by this, it discovered that the abnormal part which is an irregular bead can be prevented. It was also found that excessive addition of Mg, which lowers the melting point, promotes pore retention in the beads by Ti and B-containing, so that it is necessary to regulate it to a predetermined amount.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 알루미늄 합금판은, Mn: 0.4 내지 1.5질량%, Cu: 0.7 내지 4.0질량%, Mg: 0.2 내지 1.5질량%, Si: 0.05 내지 1.0질량%, Fe: 0.05 내지 1.0질량%를 함유하고, 잔부가 Al 및 불가피적 불순물로 이루어지며, 상기 불가피적 불순물 중, Zn: 0.3질량% 이하, Ti: 0.02질량% 미만, B: 20질량ppm 이하로 규제하고 있다.In order to solve the said subject, the aluminum alloy plate of this invention is Mn: 0.4-1.5 mass%, Cu: 0.7-4.0 mass%, Mg: 0.2-1.5 mass%, Si: 0.05-1.0 mass%, Fe: 0.05 It contains 1.0 mass%, remainder consists of Al and an unavoidable impurity, Zn: 0.3 mass% or less, Ti: less than 0.02 mass%, and B: 20 mass ppm or less in the said unavoidable impurity.

이러한 구성에 의하면, Mn, Cu, Mg, Si를 소정량 함유함으로써, 각각의 원소가 모상 내에 고용되어, 알루미늄 합금판의 강도가 향상된다.According to this structure, by containing a predetermined amount of Mn, Cu, Mg, and Si, each element is solid-dissolved in a mother phase, and the intensity | strength of an aluminum alloy plate improves.

또한, Mn, Si, Fe를 소정량 함유함으로써, 금속간 화합물의 형성에 의해 성형성이 향상되고, Cu, Mg, Si를 소정량 함유함으로써, Mg2Si나 미세한 S'(Al2CuMg)상을 석출하여 내응력 완화 특성이 향상된다. 또한, Zn 농도를 소정량 이하로 규제함으로써, 알루미늄 합금판의 레이저 용접 시에, 증기압이 낮은 Zn이 비산하지 않아, 주위가 오염되는 경우가 없다. 또한, Ti, B를 소정량 이하로 규제함으로써, 펄스 레이저 용접 조사에 의한 소재의 용융 시에, 응고 비드 내에 기포가 잔류하기 어렵게 되어, 용접부에서의 이상부의 발생이 방지된다.In addition, by containing a predetermined amount of Mn, Si, Fe, the formability is improved by the formation of an intermetallic compound, and by containing a predetermined amount of Cu, Mg, Si, Mg 2 Si or fine S '(Al 2 CuMg) phase Precipitation improves stress relaxation resistance. In addition, by regulating the Zn concentration to a predetermined amount or less, Zn having a low vapor pressure does not scatter during laser welding of the aluminum alloy plate, and the surroundings are not contaminated. In addition, by regulating Ti and B to a predetermined amount or less, bubbles are less likely to remain in the solidification beads during melting of the material by pulse laser welding irradiation, thereby preventing the occurrence of abnormalities in the weld portion.

상기 구성의 알루미늄 합금판에 있어서, 추가로, Zr: 0.15질량% 이하, Cr: 0.40질량% 이하 중 1종 이상을 함유할 수도 있다.In the aluminum alloy plate of the above configuration, it may further contain one or more of Zr: 0.15 mass% or less and Cr: 0.40 mass% or less.

이러한 구성에 의하면, Zr, Cr 중 1종 이상을 소정량 함유함으로써, 조직을 미세화, 균질화 할 수 있다.According to such a structure, by containing a predetermined amount 1 or more of Zr and Cr, a structure can be refine | miniaturized and homogenized.

또한, 상기 구성의 알루미늄 합금판에 있어서, 상기 전지 케이스용 알루미늄 합금판의 단면의 판 두께 방향 중심부에서, 최대 길이가 1㎛ 이상인 금속간 화합물의 면적율이 0.3% 초과 2.1% 미만이고, 또한 최대 길이가 11㎛ 이상인 금속간 화합물의 개수가 140개/mm2 이하로 한다.Moreover, in the aluminum alloy plate of the said structure, in the plate thickness direction center part of the cross section of the said aluminum alloy plate for battery cases, the area ratio of the intermetallic compound whose maximum length is 1 micrometer or more is more than 0.3% and less than 2.1%, and the maximum length is The number of intermetallic compounds of 11 micrometers or more shall be 140 pieces / mm <2> or less.

이러한 구성에 의하면, Mn, Cu, Mg, Si를 소정량 함유함으로써, 각각의 원소가 모재 내에 고용되어, 알루미늄 합금판의 강도(내압 강도)가 향상된다. 또한, Mn, Si, Fe를 소정량 함유함으로써, 금속간 화합물의 형성에 의해 성형성이 향상되고, Cu, Mg, Si를 소정량 함유함으로써, 조립된 전지가 고온 환경에 노출되는 경우나, 또한 그 고온 환경과 상온 환경에 반복 노출되는 경우에, 가공된 전지 케이스용 알루미늄 합금판에 있어서는, Mg2Si나 미세한 S'(Al2CuMg) 상을 석출하여, 내응력 완화 특성이 향상된다. 또한, Zn 농도를 소정량 이하로 규제함으로써, 알루미늄 합금판의 레이저 용접 시에, 증기압이 낮은 Zn이 비산하지 않아, 주위를 오염하는 경우가 없다. 또한, Ti, B를 소정량 이하로 규제함으로써, 펄스 레이저 용접 조사에 의한 소재의 용융 시에, 응고 비드 내에 기포가 잔류하기 어렵게 되어, 용접부에서의 이상부의 발생이 방지된다.According to such a structure, by containing a predetermined amount of Mn, Cu, Mg, and Si, each element is solid-dissolved in a base material, and the intensity | strength (pressure-resistant strength) of an aluminum alloy plate improves. In addition, by containing a predetermined amount of Mn, Si, Fe, formability is improved by formation of an intermetallic compound, and by containing a predetermined amount of Cu, Mg, Si, the assembled battery is exposed to a high temperature environment, or When repeatedly exposed to the high temperature environment and the normal temperature environment, in the processed aluminum alloy plate for battery case, Mg 2 Si or fine S '(Al 2 CuMg) phases are precipitated to improve the stress relaxation resistance. In addition, by regulating the Zn concentration to be less than or equal to a predetermined amount, Zn having a low vapor pressure does not scatter during laser welding of the aluminum alloy plate, and thus does not pollute the surroundings. In addition, by regulating Ti and B to a predetermined amount or less, bubbles are less likely to remain in the solidification beads during melting of the material by pulse laser welding irradiation, thereby preventing the occurrence of abnormalities in the weld portion.

또한, 최대 길이가 1㎛ 이상인 금속간 화합물의 면적율을 소정으로 규정함으로써, 가공시의 윤활성이 향상되고, 알루미늄 합금판의 눌어붙기 등이 방지됨과 동시에, 성형시의 균열이 방지되고, 최대 길이가 11㎛ 이상인 금속간 화합물의 개수를 소정으로 규정함으로써, 성형시의 균열이 방지된다.In addition, by defining a predetermined area ratio of the intermetallic compound having a maximum length of 1 µm or more, the lubricity during processing is improved, the adhesion of the aluminum alloy plate, etc. are prevented, and cracks during molding are prevented, and the maximum length is By specifying the number of intermetallic compounds of 11 micrometers or more as predetermined, the crack at the time of shaping | molding is prevented.

최대 길이가 1㎛ 이상인 금속간 화합물의 면적율 및 개수를 규정한, 상기 구성의 알루미늄 합금판의 제조방법은, 상기 조성을 갖는 알루미늄 합금을 용해, 주조하여 주괴를 제작하는 주조 공정, 상기 주괴를 420℃ 이상이고 상기 알루미늄 합금의 융점 미만인 온도에서 균질화 열 처리를 실시하는 균질화 열 처리 공정, 상기 균질화 열 처리된 주괴를 열간 압연하는 열간 압연 공정, 상기 열간 압연 공정 후에 냉간 압연하여 압연판을 제작하는 냉간 압연 공정, 상기 압연판에 중간 소둔을 실시하는 중간 소둔 공정, 및 상기 중간 소둔된 압연판에 압하율 20 내지 50%로 최종 냉간 압연을 실시하는 최종 냉간 압연 공정을 포함하고, 상기 중간 소둔에서는, 상기 압연판을 100℃/분 이상의 가열 속도로 420℃ 이상이고 상기 알루미늄 합금의 융점 미만인 온도 영역으로 가열하고, 이 온도 영역에서 0 내지 180초 유지한 후, 300℃/분 이상의 냉각 속도로 냉각한다.The manufacturing method of the aluminum alloy plate of the said structure which prescribed | regulated the area ratio and number of the intermetallic compound whose maximum length is 1 micrometer or more is the casting process which melt | dissolves and casts the aluminum alloy which has the said composition, and produces the ingot, 420 degreeC A homogenization heat treatment step of performing a homogenization heat treatment at a temperature below the melting point of the aluminum alloy, a hot rolling process of hot rolling the homogenized heat treated ingot, and a cold rolling after cold rolling after the hot rolling process to produce a rolled plate A step, an intermediate annealing step of subjecting the rolled plate to an intermediate annealing step, and a final cold rolling step of carrying out final cold rolling to the intermediate annealing rolled plate at a reduction ratio of 20 to 50%. Roll the plate to a temperature range of at least 420 ° C and below the melting point of the aluminum alloy at a heating rate of at least 100 ° C / min. Heating, and cooling in this temperature range and kept in 0 to 180 seconds, more than 300 ℃ / min cooling rate.

이러한 제조방법에 의하면, 균질화 열 처리를 실시하는 것에 의해, 금속간 화합물이 확산 고용되어, 조직이 균질화된다. 또한, 중간 소둔을 실시하는 것에 의해, 최종 냉간 압연에 있어서, 알루미늄 합금판의 판 두께를 원하는 판 두께로 조정하기 쉽게 되고, 또한 가공 경화가 생겨 알루미늄 합금판의 강도가 향상된다. 또한, Mg2Si나 미세한 S'(Al2CuMg) 상이 고용한다. 이 고용 강화에 의해, 알루미늄 합금판의 강도가 향상된다. 또한, 조립된 전지가, 고온 환경에 노출되는 경우나, 또한, 그 고온 환경과 상온 환경에 반복 노출되는 경우에, 가공된 전지 케이스용 알루미늄 합금판에 있어서는, Mg2Si나 S'(Al2CuMg) 상의 석출에 의한 피닝(pinning) 작용과 함께, 응력 완화 현상이 억제되어, 알루미늄 합금판의 내압성이 향상된다. 또한, 중간 소둔을 실시함으로써, 각각의 원소의 고용 강화에 의해, 알루미늄 합금판의 강도가 향상된다. 또한, 최종 냉간 압연에서의 압하율을 소정 범위로 제어함으로써, 응력 완화 현상이 억제되어, 내압성이 향상된다.According to this manufacturing method, by performing a homogenization heat treatment, the intermetallic compound is diffused and dissolved, and the structure is homogenized. In addition, by performing the intermediate annealing, in the final cold rolling, the plate thickness of the aluminum alloy plate can be easily adjusted to the desired plate thickness, and work hardening occurs, thereby improving the strength of the aluminum alloy plate. In addition, Mg 2 Si or a fine S '(Al 2 CuMg) phase is dissolved. By this solid solution strengthening, the strength of the aluminum alloy plate is improved. In the case where the assembled battery is exposed to a high temperature environment or is repeatedly exposed to the high temperature environment and a normal temperature environment, Mg 2 Si or S '(Al 2 CuMg) is used in the processed aluminum alloy plate. In addition to the pinning action due to the precipitation of) phase, the stress relaxation phenomenon is suppressed, and the pressure resistance of the aluminum alloy plate is improved. In addition, by performing intermediate annealing, the strength of the aluminum alloy plate is improved by solid solution strengthening of each element. In addition, by controlling the reduction ratio in the final cold rolling to a predetermined range, the stress relaxation phenomenon is suppressed and the pressure resistance is improved.

본 발명에 따른 전지 케이스는, 상기 구성의 알루미늄 합금판을 사용한 것이다.The battery case which concerns on this invention uses the aluminum alloy plate of the said structure.

이러한 전지 케이스는, 상기한 알루미늄 합금판을 사용하기 때문에, 강도, 내압성(내팽창성)이 향상된 것으로 된다.Since such a battery case uses the above-mentioned aluminum alloy plate, strength and pressure resistance (expansion resistance) are improved.

본 발명에 따른 알루미늄 합금판에 따르면, 전지 케이스로 성형될 때에 우수한 성형성(아이어닝(ironing) 가공성)을 갖고, 또한 펄스 레이저 용접성이 우수하여, 펄스 레이저 용접에 있어서, 우수한 내용접균열성, 용접부 강도를 갖고, 또한 이상부의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 판 두께를 박육화하여도, 우수한 강도, 내압성(내팽창성)을 갖는 전지 케이스로 할 수 있다.According to the aluminum alloy sheet according to the present invention, it has excellent moldability (ironing processability) when molded into a battery case, and is excellent in pulse laser weldability, and excellent weld cracking resistance in pulse laser welding, It has the weld part strength and can suppress the generation of abnormal parts. In addition, even if the thickness of the sheet is reduced, a battery case having excellent strength and pressure resistance (expansion resistance) can be obtained.

본 발명에 따른 알루미늄 합금판의 제조방법에 의하면, 상기 효과를 갖는 알루미늄 합금판을 생산성 좋게 제조할 수 있다.According to the manufacturing method of the aluminum alloy plate which concerns on this invention, the aluminum alloy plate which has the said effect can be manufactured efficiently.

본 발명에 따른 전지 케이스에 의하면, 우수한 강도, 내압성(내팽창성)을 갖기 때문에, 리튬 이온 이차 전지 등으로 충방전이 반복되거나 고온 환경 하에서 사용되거나 하여 전지 케이스 내부의 온도가 상승하고, 그에 따라 내부 압력이 상승한 경우에도, 이 전지 케이스의 팽창의 변형량이 적절히 낮게 억제된다. 그 결과, 전지 케이스가 팽창 변형하여, 전지 교환시에 꺼내기 곤란해지거나, 더욱이는 전지 케이스가 파손되어 전자 기기의 성능을 손상시키거나 파열하거나 하는 것을 방지할 수 있다.According to the battery case according to the present invention, since the battery case has excellent strength and pressure resistance (expansion resistance), charging and discharging may be repeated in a lithium ion secondary battery or the like, or used in a high temperature environment, resulting in an increase in the temperature inside the battery case. Even when the pressure rises, the deformation amount of the expansion of this battery case is appropriately suppressed to be low. As a result, the battery case can be expanded and deformed, making it difficult to take out during battery replacement, or moreover, the battery case can be damaged to impair or destroy the performance of the electronic device.

도 1은 실시예에 있어서의 펄스 레이저 용접성의 평가 방법을 설명하기 위한 펄스 레이저에 의한 용접부를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 X-X선에 의한 단면도로서, (a)는 양호한 용접부의 경우를 나타내는 단면도, (b)는 이상부가 생긴 경우를 나타내는 단면도이다.
도 3은 실시예에 있어서의 기공 발생도의 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a perspective view which shows the welding part by a pulse laser for demonstrating the evaluation method of pulse laser weldability in an Example.
2: is sectional drawing by the XX line of FIG. 1, (a) is sectional drawing which shows the case of a favorable welding part, (b) is sectional drawing which shows the case where an abnormal part has arisen.
It is a schematic diagram for demonstrating the measuring method of pore generation degree in an Example.

이하, 본 발명에 따른 알루미늄 합금판을 실현하기 위한 형태에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing the aluminum alloy plate which concerns on this invention is demonstrated.

[알루미늄 합금판의 구성][Configuration of Aluminum Alloy Plate]

본 발명에 따른 알루미늄 합금판은, Mn, Cu, Mg, Si, Fe를 소정량 함유하고, 잔부가 Al 및 불가피적 불순물로 이루어지는 알루미늄 합금판에 있어서, 상기 불가피적 불순물 중, Zn, Ti, B를 소정량 이하로 규제한 것이다. 또한, 알루미늄 합금판의 단면의 판 두께 방향 중심부에서의 소정의 금속간 화합물의 면적율 및 개수를 소정으로 규정한 것이다. 이하, 각 성분의 한정 이유 및 금속간 화합물의 분포의 규정 이유에 대하여 설명한다.The aluminum alloy sheet according to the present invention contains a predetermined amount of Mn, Cu, Mg, Si, Fe, and the balance is Al and inevitable impurities. Among the inevitable impurities, Zn, Ti, B Is regulated below a predetermined amount. Moreover, the area ratio and number of predetermined | prescribed intermetallic compound in the plate thickness direction center part of the cross section of an aluminum alloy plate are prescribed | regulated predetermined. Hereinafter, the reason for limitation of each component and the definition reason of distribution of an intermetallic compound are demonstrated.

(Mn: 0.4 내지 1.5질량%)(Mn: 0.4-1.5 mass%)

Mn은 모상 내에 고용되어 알루미늄 합금판의 강도를 높이는 효과가 있고, Mn 함유량 증가에 따라 그 효과가 향상되어, 전지 케이스로 했을 때의 내압 강도를 높일 수 있다. 또한, Mn은 Al, Fe, Si와 금속간 화합물(Al-Fe-Mn계 금속간 화합물, Al-Fe-Mn-Si계 금속간 화합물)을 형성하여, 미세한 상기 금속간 화합물의 수를 늘림으로써, 전지 케이스로 성형 가공할 때의 윤활 효과에 기여하기 때문에, 알루미늄 합금판의 성형성을 향상시킨다. Mn 함유량이 0.4질량% 미만이면, 고용 강화가 발휘되지 않고, 또한, 1㎛ 이상 11㎛ 미만의 미세한 상기 금속간 화합물의 수가 부족되기 쉬워지기 때문에, 이러한 효과가 불충분하다. 한편, Mn 함유량이 1.5질량%를 초과하면, 11㎛ 이상의 조대한 상기 금속간 화합물의 수가 늘어나, 성형시의 균열의 기점이 되기 쉽기 때문에, 알루미늄 합금판의 성형성이 저하된다. 따라서, Mn 함유량은 0.4 내지 1.5질량%로 한다.Mn has the effect of solid-solution in a mother phase to raise the intensity | strength of an aluminum alloy plate, and the effect improves with the increase of Mn content, and can increase the pressure-resistant strength at the time of using a battery case. In addition, Mn forms an intermetallic compound (Al-Fe-Mn-based intermetallic compound, Al-Fe-Mn-Si-based intermetallic compound) with Al, Fe, and Si, thereby increasing the number of fine intermetallic compounds. Since it contributes to the lubrication effect at the time of shaping | molding with a battery case, the moldability of an aluminum alloy plate is improved. When Mn content is less than 0.4 mass%, solid solution strengthening is not exhibited and since the number of the said fine intermetallic compounds of 1 micrometer or more and less than 11 micrometers tends to run short, such an effect is inadequate. On the other hand, when Mn content exceeds 1.5 mass%, the number of coarse said intermetallic compounds of 11 micrometers or more will increase, and since it will become a starting point of the crack at the time of shaping | molding, the moldability of an aluminum alloy plate will fall. Therefore, Mn content is made into 0.4-1.5 mass%.

(Cu: 0.7 내지 4.0질량%)(Cu: 0.7-4.0 mass%)

Cu는 모상 내에 고용되어 알루미늄 합금판의 강도를 높이는 효과가 있고, Cu 함유량 증가에 따라 그 효과가 향상되어, 전지 케이스로 했을 때의 내압 강도를 높일 수 있다. 또한, Cu는 펄스 레이저 용접시의 용접부의 강도를 향상시키는 효과가 있다. 또한, Cu는 Al, Mg과 결부하여 미세한 S'(Al2CuMg) 상을 형성, 석출한다. 이 미세한 S'(Al2CuMg) 상이 전위의 이동을 억제함으로써 응력 완화 현상을 막아, 알루미늄 합금판의 내응력 완화성을 향상시킨다. Cu 함유량이 0.7질량% 미만이면, 이러한 효과가 불충분하다. 한편, Cu 함유량이 4.0질량%를 초과하면, 미세한 S'(Al2CuMg) 상의 석출물에 의해 전위의 이동이 지나치게 억제되기 때문에, 성형성을 저하시킨다. 또한, 융점이 저하되기 때문에, 펄스 레이저 용접에 있어서 용접 균열이 생긴다. 따라서, Cu 함유량은 0.7 내지 4.0질량%로 한다.Cu has the effect of solid-solution in a mother phase to raise the intensity | strength of an aluminum alloy plate, and the effect improves with the increase of Cu content, and can improve the pressure-resistant strength at the time of using a battery case. Moreover, Cu has the effect of improving the intensity | strength of the weld part at the time of pulse laser welding. In addition, Cu forms a fine S '(Al 2 CuMg) phase in conjunction with Al and Mg to precipitate. This fine S '(Al 2 CuMg) phase prevents stress relaxation by inhibiting the shift of dislocations, thereby improving stress relaxation resistance of the aluminum alloy plate. If Cu content is less than 0.7 mass%, such an effect is inadequate. On the other hand, since the Cu content exceeds 4.0 mass%, fine S '(Al 2 CuMg) it is excessively inhibit the movement of dislocation by the precipitates on, to lower the moldability. Moreover, since melting | fusing point falls, a welding crack arises in pulse laser welding. Therefore, Cu content is made into 0.7 to 4.0 mass%.

(Mg: 0.2 내지 1.5질량%) (Mg: 0.2-1.5 mass%)

Mg은 모상내에 고용되어 알루미늄 합금판의 강도를 높이는 효과가 있고, Mg 함유량 증가에 따라 그 효과가 향상되어, 전지 케이스로 했을 때의 내압 강도를 높일 수 있다. 또한, Mg은 Si와 결부하여 Mg2Si를 석출하거나, Al, Cu와 결부하여 미세한 S'(Al2CuMg) 상을 석출하거나 한다. 이 Mg2Si 및 S'(Al2CuMg) 상이 전위의 이동을 억제함으로써 응력 완화 현상을 막아, 알루미늄 합금판의 내응력 완화성을 향상시킨다. Mg 함유량이 0.2질량% 미만이면, 이러한 효과가 불충분하다. 또한, Mg 함유량이 0.2질량% 미만이면, 강도가 저하된다. 한편, Mg 함유량이 1.5질량%를 초과하면, 알루미늄 합금판의 가공 경화성이 높아져 성형성이 저하된다. 또한, 융점이 저하되기 때문에, 펄스 레이저 용접에 있어서 용접 균열이 생긴다.Mg has the effect of solid-solution in a mother phase to raise the intensity | strength of an aluminum alloy plate, and the effect improves with the increase of Mg content, and the pressure-resistant strength at the time of using a battery case can be raised. In addition, Mg associates with Si to precipitate Mg 2 Si, or associates with Al and Cu to precipitate a fine S '(Al 2 CuMg) phase. The Mg 2 Si and S '(Al 2 CuMg) phases suppress the shift of dislocations, thereby preventing the stress relaxation phenomenon and improving the stress relaxation resistance of the aluminum alloy plate. If the Mg content is less than 0.2% by mass, such an effect is insufficient. Moreover, intensity | strength falls that Mg content is less than 0.2 mass%. On the other hand, when Mg content exceeds 1.5 mass%, work hardening property of an aluminum alloy plate will become high and moldability will fall. Moreover, since melting | fusing point falls, a welding crack arises in pulse laser welding.

또한, Mg 함유량이 1.5질량%를 초과하여 함유되면, 융점이 저하되고, 또한 Mg 원자가 돌발적으로 증기화 비산하는 비율이 증가하여 펄스 레이저 용접에 있어서 이상부가 발생한다. 따라서, 펄스 레이저 용접에 있어서의 이상부의 발생을 방지하는 특성도 가미시키기 위해서도, Mg량의 상한은 1.5질량%로 한다. 따라서, Mg 함유량은 0.2 내지 1.5질량%로 한다.Moreover, when Mg content contains more than 1.5 mass%, melting | fusing point will fall and the ratio of Mg atom vaporization and scattering unexpectedly increases, and abnormal part generate | occur | produces in pulse laser welding. Therefore, also in order to add the characteristic which prevents generation | occurrence | production of the abnormal part in pulse laser welding, the upper limit of Mg amount shall be 1.5 mass%. Therefore, Mg content shall be 0.2-1.5 mass%.

(Si: 0.05 내지 1.0질량%)(Si: 0.05-1.0 mass%)

Si는 모상 내에 고용되어 알루미늄 합금판의 강도를 높이는 효과가 있고, Si 함유량 증가에 따라 그 효과가 향상되어, 전지 케이스로 했을 때의 내압 강도를 높일 수 있다. 또한, Si는, Al, Mn, Fe와 Al-Fe-Mn-Si계 금속간 화합물을 형성하여, 미세한 상기 금속간 화합물의 수를 늘림으로써, 전지 케이스로 성형 가공할 때의 윤활 효과에 기여하기 때문에, 알루미늄 합금판의 성형성을 향상시킨다. 또한, Si는 Mg과 결부하여 Mg2Si를 석출하기 때문에, 알루미늄 합금판의 내응력 완화성을 향상시킨다. Si 함유량이 0.05 질량% 미만이면, 이러한 효과가 불충분하다. 한편, Si 함유량이 1.0질량%를 초과하면, 상기 금속간 화합물이 조대한 것이 되기 쉽고, 성형시의 균열의 기점이 되기 쉽기 때문에, 알루미늄 합금판의 성형성이 저하되기 쉽다. 또한, Mg2Si가 조대화되어 내력이 저하되는 경우가 있다. 또한, Al-Cu-Fe-Si계 금속간 화합물을 형성하여, Cu의 고용량을 감소시키는 경우가 있다. 또한, 융점이 저하되기 때문에, 펄스 레이저 용접에 있어서 용접 균열이 생긴다. 따라서, Si 함유량은 0.05 내지 1.0질량%로 한다.Si has the effect of solid-solution in a mother phase to raise the intensity | strength of an aluminum alloy plate, and the effect improves with Si content increase, and the pressure-resistant strength at the time of using a battery case can be raised. In addition, Si forms Al, Mn, Fe and Al-Fe-Mn-Si-based intermetallic compounds and increases the number of fine intermetallic compounds, thereby contributing to the lubrication effect when forming into a battery case. Therefore, the moldability of an aluminum alloy plate is improved. In addition, since Si precipitates Mg 2 Si in conjunction with Mg, the stress relaxation resistance of the aluminum alloy plate is improved. If the Si content is less than 0.05% by mass, such an effect is insufficient. On the other hand, when Si content exceeds 1.0 mass%, since the said intermetallic compound tends to be coarse and becomes a starting point of the crack at the time of shaping | molding, the moldability of an aluminum alloy plate tends to fall. In addition, Mg 2 Si may be coarsened to reduce the yield strength. In addition, an Al—Cu—Fe—Si based intermetallic compound may be formed to reduce the high capacity of Cu. Moreover, since melting | fusing point falls, a welding crack arises in pulse laser welding. Therefore, Si content is made into 0.05-1.0 mass%.

(Fe: 0.05 내지 1.0질량%)(Fe: 0.05-1.0 mass%)

Fe는 Mn, Si와 같이 Al-Fe-Mn계, Al-Fe-Mn-Si계 금속간 화합물을 형성하여, 미세한 상기 금속간 화합물의 수를 늘림으로써, 전지 케이스로 성형 가공할 때의 윤활 효과에 기여하기 때문에, 알루미늄 합금판의 성형성을 향상시키는 효과가 있다. Fe 함유량이 0.05질량% 미만이면, 1㎛ 이상 11㎛ 미만의 미세한 상기 금속간 화합물의 수가 부족하기 때문에, 상기 효과가 작다. 한편, Fe 함유량이 1.0질량%를 초과하면, 11㎛ 이상의 조대한 상기 금속간 화합물의 수가 늘어나, 성형시의 균열의 기점이 되기 쉽기 때문에, 알루미늄 합금판의 성형성이 저하된다. 또한, Al-Fe-Mn계, Al-Fe-Mn-Si계 금속간 화합물의 형성량이 많아지고, 그 때문에 Mg2Si의 석출이 감소하여, 내응력 완화성이 저하되는 경우가 있다. 또한, Al-Cu-Fe-Si계 금속간 화합물을 형성하여, Cu의 고용량을 감소시키는 경우가 있다. 따라서, Fe 함유량은 0.05 내지 1.0질량%로 한다.Fe forms Al-Fe-Mn-based and Al-Fe-Mn-Si-based intermetallic compounds, such as Mn and Si, and increases the number of fine intermetallic compounds, thereby lubricating the effect of forming the battery case. Since it contributes to this, there exists an effect of improving the moldability of an aluminum alloy plate. When Fe content is less than 0.05 mass%, since the number of the said fine intermetallic compounds of 1 micrometer or more and less than 11 micrometers runs short, the said effect is small. On the other hand, when Fe content exceeds 1.0 mass%, the number of coarse said intermetallic compounds of 11 micrometers or more will increase, and since it will become a starting point of the crack at the time of shaping | molding, the moldability of an aluminum alloy plate will fall. In addition, the Al-Fe-Mn type, getting a lot amount of Al-Fe-Mn-Si-based intermetallic compounds formed of, so reducing the precipitation of Mg 2 Si, there is a case where the stress relaxation property is lowered. In addition, an Al—Cu—Fe—Si based intermetallic compound may be formed to reduce the high capacity of Cu. Therefore, Fe content shall be 0.05-1.0 mass%.

(잔부: Al 및 불가피적 불순물)(Remainder: Al and inevitable impurities)

알루미늄 합금판의 성분은 상기 이외에, 잔부가 Al 및 불가피적 불순물로 이루어진다. 한편, 불가피적 불순물로서, 예컨대, 지금(地金)이나 중간 합금에 포함되어 있는, 보통 알려져 있는 범위 내의 Ga, V, Ni 등은, 본 발명의 효과를 방해하는 것이 아니기 때문에, 이러한 불가피적 불순물의 함유는 허용된다. 또한, 본 발명에 있어서는, 불가피적 불순물 중, Zn, Ti, B를 소정량 이하로 규제한다.In addition to the above components, the balance of the aluminum alloy sheet is made of Al and unavoidable impurities. On the other hand, as inevitable impurities, for example, Ga, V, Ni, and the like within the generally known ranges contained in the present and intermediate alloys do not interfere with the effects of the present invention. The inclusion of is acceptable. In addition, in this invention, Zn, Ti, and B are regulated to predetermined amount or less among inevitable impurities.

(Zn: 0.3질량% 이하)(Zn: 0.3 mass% or less)

Zn은 증기압이 낮기 때문에 펄스 레이저 용접 시에 비산하여 주위를 오염하기 쉽고, 또한 비드 균열도 발생시키기 쉬워, 알루미늄 합금판의 펄스 레이저 용접성을 나쁘게 한다. 따라서, Zn 함유량은 0.3질량% 이하로 규제한다. 또한, 상기 오염성을 양호하게 하기 위한 바람직한 Zn 함유량은 0.10질량% 이하이다.Since Zn has a low vapor pressure, it is likely to scatter during pulse laser welding and contaminate the surroundings, and also to cause bead cracking, thereby deteriorating pulse laser weldability of the aluminum alloy plate. Therefore, Zn content is regulated to 0.3 mass% or less. Moreover, preferable Zn content for making the said contamination good is 0.10 mass% or less.

(Ti: 0.02질량% 미만)(Ti: less than 0.02 mass%)

Ti는, 알루미늄 합금 주조 조직을 미세화, 균질화(안정화)하는 효과가 있어, 압연용 슬래브의 주괴시의 주조 균열 방지를 목적으로, 보통은 0.02질량% 이상 첨가되지만, 지나치게 첨가하면 조대한 금속간 화합물이 정출(晶出)되어 성형시의 균열의 기점이 되기 쉽기 때문에, 0.15질량% 이하의 범위 내로 하는 원소이다. 그러나, 상기한 바와 같이 상용되고 있는 0.02질량% 이상을 첨가하면, 펄스 레이저 용접 조사에 의한 소재의 용융시(660 내지 750℃)에 응고 비드 내에 기포가 잔류하기 쉬워지기 때문에, 다음의 펄스 레이저 용접 조사에 의해, 하나 전의 응고 비드가 재용해할 때에, 용융지 내에서 기포가 빠지기 어렵게 된다. 이것에 의해, 비드에 기공 결함이 잔류하여, 용입이 깊게 형성되어, 이상부가 발생한다. 따라서, Ti 함유량은 0.02질량% 미만으로 규제한다.Ti has an effect of miniaturizing and homogenizing (stabilizing) an aluminum alloy casting structure, and is usually added in an amount of 0.02% by mass or more for the purpose of preventing casting cracks at the time of ingot of a rolling slab. It is an element which falls in the range of 0.15 mass% or less since it is easy to become a starting point of the crack at the time of shaping | molding and shaping | molding. However, when 0.02 mass% or more commonly used as mentioned above is added, since it will become easy to remain a bubble in solidification beads at the time of melting | fusing material (660-750 degreeC) by pulse laser welding irradiation, following pulse laser welding By irradiation, when a coagulation bead of the previous one redissolves, it becomes difficult for a bubble to fall out in a molten paper. As a result, pore defects remain in the beads, the penetration is deeply formed, and abnormal portions are generated. Therefore, Ti content is regulated to less than 0.02 mass%.

(B: 20질량ppm 이하)(B: 20 mass ppm or less)

B는 상기한 바와 같이 알루미늄 합금의 슬래브 주조시의 주조 균열 방지를 목적으로, Ti-B 모합금으로서 Ti와 함께, 적극 첨가되어 상용되고 있는 원소이다. 그러나, B 함유량이 20질량ppm을 초과하면, 상기 Ti 첨가와 마찬가지로, 펄스 레이저 조사부의 응고 비드 내에 기포가 잔류하기 쉽게 되어, 다음의 펄스 레이저 조사에서 전의 응고 비드부가 재용해할 때에, 용융지 내에서 기포가 빠지기 어렵게 된다. 이것에 의해, 비드에 기공 결함이 잔류하여, 용입이 깊게 형성되어, 이상부가 발생한다. 따라서, B 함유량은 20질량ppm 이하로 규제한다.As described above, B is an element that is actively added and commercialized with Ti as the Ti-B master alloy for the purpose of preventing casting cracking during slab casting of an aluminum alloy. However, when the B content is more than 20 mass ppm, similarly to the above Ti addition, bubbles are likely to remain in the coagulation beads of the pulse laser irradiation unit, and when the previous coagulation bead portions are re-dissolved in the next pulse laser irradiation, Bubbles are hard to fall off As a result, pore defects remain in the beads, the penetration is deeply formed, and abnormal portions are generated. Therefore, B content is regulated to 20 mass ppm or less.

본 발명에 따른 알루미늄 합금판은, 추가로 Zr: 0.15질량% 이하, Cr: 0.40질량% 이하 중 1종 이상을 함유할 수도 있다.The aluminum alloy sheet according to the present invention may further contain one or more of Zr: 0.15 mass% or less and Cr: 0.40 mass% or less.

(Zr: 0.15질량% 이하, Cr: 0.40질량% 이하)(Zr: 0.15 mass% or less, Cr: 0.40 mass% or less)

Zr, Cr은, 알루미늄 합금 조직을 미세화, 균질화(안정화)하는 효과가 있다. 또한, 용접시에 재응고했을 때의 재결정립을 미세화할 수 있어, 용접 균열을 회피할 수 있다. 그러나, 각각의 규정 함유량을 초과하면, 조대한 금속간 화합물이 정출되어, 성형시의 균열의 기점이 되기 쉽기 때문에, 알루미늄 합금판의 성형성이 저하된다. 따라서, Zr, Cr을 첨가하는 경우, Zr 함유량은 0.15질량% 이하, Cr 함유량은 0.40질량% 이하로 한다. 한편, 하한값은 특별히 규정되는 것은 아니지만, 상기 효과를 얻기 위해, Zr, Cr은, 각각 0.05질량% 이상 함유하는 것이 바람직하다. 한편, Zr, Cr은, 상기 규정 함유량 이하를 불가피적 불순물로서 함유할 수도 있다.Zr and Cr have an effect which refine | miniaturizes and homogenizes (stabilizes) an aluminum alloy structure. Moreover, recrystallized grain at the time of resolidification at the time of welding can be refined | miniaturized, and welding crack can be avoided. However, when exceeding each prescribed | regulated content, a coarse intermetallic compound will crystallize and it will become a starting point of the crack at the time of shaping | molding, and the moldability of an aluminum alloy plate falls. Therefore, when Zr and Cr are added, Zr content is 0.15 mass% or less, and Cr content shall be 0.40 mass% or less. On the other hand, although a lower limit is not specifically prescribed | regulated, In order to acquire the said effect, it is preferable to contain Zr and Cr 0.05 mass% or more, respectively. On the other hand, Zr and Cr may contain below the said prescribed content as an unavoidable impurity.

(최대 길이가 1㎛ 이상인 금속간 화합물의 면적율: 0.3% 초과 2.1% 미만)(Area ratio of intermetallic compounds having a maximum length of 1 μm or more: more than 0.3% and less than 2.1%)

알루미늄 합금판의 단면의 판 두께 방향 중심부에서의 최대 길이가 1㎛ 이상인 금속간 화합물의 면적율을 0.3% 초과 2.1% 미만으로 한다. 한편, 단면의 판 두께 방향 중심부란, 구체적으로는 판 두께 방향 중심을 중심으로 한 판 두께의 30 내지 50%에서의 영역을 가리킨다.The area ratio of the intermetallic compound whose maximum length in the plate | board thickness direction center part of the cross section of an aluminum alloy plate is 1 micrometer or more shall be more than 0.3% and less than 2.1%. In addition, the sheet thickness direction center part of a cross section specifically refers to the area | region in 30 to 50% of the plate thickness centering on the sheet thickness direction center.

면적율이 0.3% 이하이면, 아이어닝 가공시에 펀치(punch)나 다이스에 응고된 알루미늄 모지(母地)를 제거하는 윤활 효과가 부족하여, 알루미늄 합금판에 눌어붙음 등이 발생하기 때문에, 알루미늄 합금판의 성형성이 저하된다. 한편, 면적율이 2.1% 이상이면, 조대한 금속간 화합물이 많아, 성형 균열의 기점이 되기 쉽기 때문에, 알루미늄 합금판의 성형성이 저하된다.If the area ratio is 0.3% or less, the aluminum alloy lacks a lubricating effect of removing the aluminum mortar solidified on the punch or die during ironing, and the aluminum alloy sheet is pressed, resulting in an aluminum alloy. The formability of the plate is lowered. On the other hand, when the area ratio is 2.1% or more, many coarse intermetallic compounds tend to be a starting point of forming cracks, and thus the moldability of the aluminum alloy plate is lowered.

한편, 상기 범위 내에서, 1㎛ 미만의 화합물이 포함되어 있어도, 이들의 면적율에 관해서는 성형성에 영향을 주는 것이 아니어서, 상기 범위 내에 이들의 금속간 화합물이 포함되어 있어도 좋다. 또한, 최대 길이의 상한에 관해서는 정해지지 않고, 면적율에는, 최대 길이가 11㎛ 이상인 금속간 화합물도 포함되어 있다.On the other hand, even if the compound of less than 1 micrometer is contained within the said range, these intermetallic compounds may be contained in the said range because these area ratios do not affect moldability. The upper limit of the maximum length is not determined, and the intermetallic compound having a maximum length of 11 µm or more is included in the area ratio.

(최대 길이가 11㎛ 이상인 금속간 화합물의 개수: 140개/mm2 이하)(Number of intermetallic compounds with a maximum length of 11 µm or more: 140 pieces / mm 2 or less)

알루미늄 합금판의 단면의 판 두께 방향 중심부에서의 최대 길이가 11㎛ 이상인 금속간 화합물의 개수를 140개/mm2 이하로 한다.The number of intermetallic compounds whose maximum length in the plate thickness direction center part of the cross section of an aluminum alloy plate is 11 micrometers or more shall be 140 pieces / mm <2> or less.

개수가 140개/mm2를 초과하면, 조대한 상기 금속간 화합물의 수가 많아, 성형시의 균열의 기점이 되기 쉽기 때문에, 알루미늄 합금판의 성형성이 저하된다.When the number exceeds 140 pieces / mm 2 , the number of coarse intermetallic compounds is large and tends to be a starting point of cracking during molding, and thus the moldability of the aluminum alloy plate is reduced.

한편, 상기 범위 내에서, 11㎛ 미만의 화합물이 포함되어 있어도, 이들의 개수에 관해서는 성형성에 영향을 주는 것이 아니어서, 상기 범위 내에 이들의 금속간 화합물이 포함되어 있어도 좋다. 또한, 최대 길이의 상한에 관해서는 정함이 없다.On the other hand, even if the compound of less than 11 micrometers is contained within the said range, these intermetallic compounds may be contained in the said range, since the number of these does not affect moldability. In addition, there is no limitation regarding the upper limit of a maximum length.

그리고, 이들 금속간 화합물의 분포는, 상기 Mn, Mg, Si, Fe의 각 함유량, 및 후기의 제조 조건(균질화 열 처리 조건, 중간 소둔 조건)에 의해 제어한다.And distribution of these intermetallic compounds is controlled by said each content of Mn, Mg, Si, Fe, and late manufacturing conditions (homogenization heat processing conditions, intermediate annealing conditions).

금속간 화합물의 검출 수단에는, 주사형 전자 현미경(SEM)의 적용을 일례로서 들 수 있다. 최대 길이가 1㎛ 이상인 금속간 화합물은 SEM의 조성(COMPO) 상에서 모상과의 대비로 식별할 수 있고, Al-Mn-Fe계, Al-Mn-Fe-Si계 금속간 화합물은 Al 모상보다 희게 찍히고, Mg-Si계 금속간 화합물은 Al 모상보다 검게 찍힌다. 알루미늄 합금판의 단면의 판 두께 방향 중심부에서의 금속간 화합물에 있어서는, 알루미늄 합금판을 잘라내어, 압연 방향과 판 두께 방향을 포함하는 절단면을 연마하여 경면(鏡面)으로 마무리하여 관찰면으로 하고, 알루미늄 합금판의 판 두께 방향 중심을 중심으로 한 판 두께의 30 내지 50%에서의 영역을 관찰한다. 이 영역으로부터 바람직하게는 복수의 시야를 합계 1mm2 이상 관찰, 촬영하여, 화상 처리 장치 등을 사용하여 지정 크기의 금속간 화합물에 대한 면적율 및 개수 밀도를 측정한다.As an example, application of a scanning electron microscope (SEM) is mentioned as a detection means of an intermetallic compound. Intermetallic compounds with a maximum length of 1 µm or more can be identified by contrast with the mother phase on the composition of the SEM (COMPO), and Al-Mn-Fe-based and Al-Mn-Fe-Si-based intermetallic compounds are whiter than the Al mother phase. The Mg-Si-based intermetallic compound is blacker than the Al matrix. In the intermetallic compound in the plate thickness direction center part of the cross section of an aluminum alloy plate, an aluminum alloy plate is cut out, the cut surface containing a rolling direction and a plate thickness direction is polished, it is finished to a mirror surface, and it is set as an observation surface, and aluminum The area | region in 30 to 50% of plate | board thickness centering on the plate | board thickness direction center of an alloy plate is observed. From this area, preferably, a plurality of visual fields are observed and photographed in total of 1 mm 2 or more, and the area ratio and the number density of the intermetallic compound of the designated size are measured using an image processing apparatus or the like.

[알루미늄 합금판의 제조방법][Method of Manufacturing Aluminum Alloy Plate]

본 발명에 따른 알루미늄 합금판의 제조방법의 일례에 대하여 설명한다.An example of the manufacturing method of the aluminum alloy plate which concerns on this invention is demonstrated.

우선, 상기 조성을 갖는 알루미늄 합금을 용해, 주조하여 주괴를 제작하고, 이 주괴에 면삭(面削)을 실시한 후에, 480℃ 이상이고 상기 알루미늄 합금의 융점 미만인 온도에서 균질화 열 처리를 실시한다. 다음으로, 이 균질화 열 처리된 주괴를 열간 압연 및 냉간 압연하여 압연판을 제작한다. 그리고, 이 압연판을 100℃/분 이상의 가열 속도로 420℃ 이상이고 상기 알루미늄 합금의 융점 미만인 온도 영역에서 가열하고, 이 온도 영역에서 0 내지 180초 유지한 후, 300℃/분 이상의 냉각 속도로 냉각하는 것에 의해 중간 소둔을 실시한다. 그 후, 중간 소둔된 압연판에 압하율 20 내지 50%로 최종 냉간 압연을 실시하여, 알루미늄 합금판으로 한다. 또, 필요에 따라, 최종 냉간 압연을 실시한 압연 판에, 80 내지 200℃, 0.5 내지 8시간의 최종 소둔을 실시할 수도 있다. 최종 소둔에 의해, 재료가 연화되어, 신도가 향상하기 때문에, 최종 소둔은 성형성을 향상시키기 위해 바람직한 공정이다.First, an aluminum alloy having the composition described above is melted and cast to produce an ingot, and the ingot is subjected to a surface roughening, and then the homogenization heat treatment is performed at a temperature of 480 ° C. or higher and less than the melting point of the aluminum alloy. Next, the homogenized heat treated ingot is hot rolled and cold rolled to produce a rolled plate. And this rolling plate is heated in the temperature range of 420 degreeC or more and below the melting point of the said aluminum alloy at the heating rate of 100 degreeC / min or more, hold | maintaining for 0 to 180 second in this temperature range, and then, at the cooling rate of 300 degreeC / min or more Intermediate annealing is performed by cooling. Then, final cold rolling is performed to the rolling annealing intermediate | middle anneal by 20-50% of reduction ratio, and it is set as an aluminum alloy plate. Moreover, you may perform final annealing for 80 to 200 degreeC and 0.5 to 8 hours to the rolled plate which performed the final cold rolling as needed. Since the material is softened by the final annealing and the elongation is improved, the final annealing is a preferred process for improving the formability.

다음으로, 본 발명에 따른 알루미늄 합금판 중, 특히 상기 금속간 화합물의 면적율 및 개수에 대한 조건을 만족시키는 알루미늄 합금판의 제조방법에 대해 설명한다. 본 발명에 따른 알루미늄 합금판의 제조방법은, 주조 공정, 균질화 열 처리 공정, 열간 압연 공정, 냉간 압연 공정, 중간 소둔 공정 및 최종 냉간 압연 공정을 포함한다. 이하, 각 공정에 대하여 설명한다.Next, the manufacturing method of the aluminum alloy plate which satisfy | fills the conditions regarding the area ratio and number of the said intermetallic compound especially among the aluminum alloy plates which concern on this invention is demonstrated. The manufacturing method of the aluminum alloy plate which concerns on this invention includes a casting process, a homogenization heat processing process, a hot rolling process, a cold rolling process, an intermediate annealing process, and a final cold rolling process. Hereinafter, each process will be described.

<주조 공정><Casting process>

주조 공정은 상기 조성을 갖는 알루미늄 합금을 용해, 주조하여 주괴를 제작하는 공정이다.A casting process is a process of manufacturing an ingot by melt | dissolving and casting the aluminum alloy which has the said composition.

합금을 용해, 주조하는 방법은, 특별히 한정되는 것이 아니라, 종래 공지된 방법을 사용하면 된다. 예컨대, 진공 유도로를 사용하여 용해하고, 연속 주조법이나, 반연속 주조법을 사용하여 주조할 수 있다.The method of melting and casting the alloy is not particularly limited, and a conventionally known method may be used. For example, it can melt | dissolve using a vacuum induction furnace and can cast using the continuous casting method or the semicontinuous casting method.

<균질화 열 처리 공정><Homogenization Heat Treatment Process>

균질화 열 처리 공정은, 상기 주괴를 420℃ 이상이고 상기 알루미늄 합금의 융점 미만인 온도에서 균질화 열 처리를 실시하는 공정이다. 한편, 균질화 열 처리 공정에서는, 상기 주괴에 면삭을 실시한 후에 균질화 열 처리를 실시한다.The homogenization heat treatment step is a step of performing the homogenization heat treatment at the temperature at which the ingot is at least 420 ° C. and below the melting point of the aluminum alloy. On the other hand, in the homogenization heat treatment step, the ingot is subjected to a surface roughening, and then homogenization heat treatment is performed.

(처리 온도: 420℃ 이상, 알루미늄 합금의 융점 미만)(Processing temperature: 420 degreeC or more, less than the melting point of aluminum alloy)

주괴를 압연하기 전에, 소정 온도에서 균질화 열 처리(균열 처리)할 필요가 있다. 균열 처리를 실시함으로써, 주조시에 정출된 금속간 화합물을 확산 고용시켜 조직을 균질화한다. 균열 처리 온도가 420℃ 미만이면, 본 발명에 따른 알루미늄 합금으로 이루어지는 주괴의 균질화가 불충분하다. 즉, 전지 케이스로 성형 가공할 때에 균열의 기점이 되는 조대한 Al-Fe-Mn-Si계 등의 금속간 화합물의 수를 줄이는 효과가 얻어지지 않는다. 한편, 균열 처리 온도가 알루미늄 합금의 융점에 이르면, 주괴가 용융한다. 따라서, 균열 처리 온도는 420℃ 이상, 알루미늄 합금의 융점 미만으로 한다. 한편, 본 발명에 따른 알루미늄 합금의 융점은, 그의 조성에 따라 500 내지 610℃ 정도의 범위로 변화되고, 특히 Cu 함유량이 많으면 낮아진다. 또한, 균열 처리 시간이 1시간 미만이면, 주괴의 균질화가 완료되지 않는 경우가 있기 때문에, 1시간 이상 행하는 것이 바람직하다.Before rolling the ingot, it is necessary to perform homogenization heat treatment (cracking treatment) at a predetermined temperature. By performing a cracking process, the intermetallic compound determined at the time of casting is diffused and dissolved to homogenize the structure. If the cracking treatment temperature is less than 420 ° C, the homogenization of the ingot made of the aluminum alloy according to the present invention is insufficient. That is, when forming into a battery case, the effect of reducing the number of coarse Al-Fe-Mn-Si-based compounds, such as coarse cracks, is not obtained. On the other hand, when the cracking temperature reaches the melting point of the aluminum alloy, the ingot melts. Therefore, the cracking treatment temperature is at least 420 ° C and lower than the melting point of the aluminum alloy. On the other hand, melting | fusing point of the aluminum alloy which concerns on this invention changes in the range of about 500-610 degreeC according to the composition, and especially if there is much Cu content, it will become low. In addition, since the homogenization of ingot may not be completed when a cracking treatment time is less than 1 hour, it is preferable to carry out for 1 hour or more.

<열간 압연 공정 및 냉간 압연 공정><Hot rolling process and cold rolling process>

열간 압연 공정은 상기 균질화 열 처리된 주괴를 열간 압연하는 공정이다.The hot rolling step is a step of hot rolling the homogenized heat treated ingot.

냉간 압연 공정은 상기 열간 압연 공정 후에 냉간 압연하여 압연판을 제작하는 공정이다.The cold rolling step is a step of cold rolling after the hot rolling step to produce a rolled plate.

열간 압연 및 냉간 압연하는 방법은, 특별히 한정되는 것이 아니라, 종래 공지된 방법을 사용하면 된다.The method of hot rolling and cold rolling is not specifically limited, A conventionally well-known method may be used.

<중간 소둔 공정><Intermediate annealing process>

중간 소둔 공정은, 상기 압연판에 중간 소둔을 실시하는 공정이다.The intermediate annealing step is a step of performing an intermediate annealing on the rolled plate.

상기 중간 소둔은, 상기 압연판을 100℃/분 이상의 가열 속도로 420℃ 이상이고 상기 알루미늄 합금의 융점 미만인 온도 영역에서 가열하여, 이 온도 영역에서 0 내지 180초 유지한 후, 300℃/분 이상의 냉각 속도로 냉각한다.The intermediate annealing heats the rolled plate at a temperature range of 420 ° C. or higher and less than the melting point of the aluminum alloy at a heating rate of 100 ° C./min or more, and holds 0 to 180 seconds in this temperature range, and then 300 ° C./min or more. Cool at cooling rate.

(가열 속도: 100℃/분 이상, 유지: 420℃ 이상, 알루미늄 합금의 융점 미만에서 0 내지 180초, 냉각 속도: 300℃/분 이상)(Heating rate: 100 ° C./min or more, holding: 420 ° C. or more, 0 to 180 sec. Below the melting point of the aluminum alloy, cooling rate: 300 ° C./min or more)

최후의 냉간 압연(최종 냉간 압연) 전의 압연판에 중간 소둔을 실시함으로써, 최종 냉간 압연에 있어서, 알루미늄 합금판의 판 두께를 원하는 판 두께로 조정하기 쉬워지고, 또한 가공 경화가 생겨 알루미늄 합금판의 강도가 향상된다. 또한, 중간 소둔을 함으로써, 압연판에 Mg2Si나 미세한 S'(Al2CuMg) 상이 고용된다. 이 고용 강화에 의해, 알루미늄 합금판의 강도가 향상된다. 또한, 조립된 전지가 고온 환경에 노출되는 경우나, 또한 그 고온 환경과 상온 환경에 반복 노출되는 경우에, 가공된 전지 케이스용 알루미늄 합금재에 있어서는, Mg2Si 또는 S'(Al2CuMg)상이 전위의 이동을 억제하여(피닝 효과) 응력 완화 현상을 막아, 알루미늄 합금판의 내압성을 향상시킨다. 또한, 중간 소둔을 함으로써, Cu 등의 용질 원소를 모상 내에 고용시키기 때문에, 각각의 원소의 고용 강화에 의해 알루미늄 합금판의 강도가 향상된다.By performing the intermediate annealing on the rolled sheet before the final cold rolling (final cold rolling), in the final cold rolling, the sheet thickness of the aluminum alloy sheet can be easily adjusted to the desired sheet thickness, and work hardening occurs, and the Strength is improved. In addition, Mg 2 Si or a fine S '(Al 2 CuMg) phase is dissolved in the rolled sheet by performing an intermediate annealing. By this solid solution strengthening, the strength of the aluminum alloy plate is improved. In the case where the assembled battery is exposed to a high temperature environment or repeatedly exposed to the high temperature and room temperature environment, in the processed aluminum alloy material for a battery case, the Mg 2 Si or S '(Al 2 CuMg) phase is formed. The displacement of dislocations is suppressed (pinning effect) to prevent stress relaxation and to improve the pressure resistance of the aluminum alloy plate. In addition, since solute elements such as Cu are dissolved in the mother phase by the intermediate annealing, the strength of the aluminum alloy plate is improved by the solid solution strengthening of each element.

중간 소둔의 처리 온도가 420℃ 미만이면, 결정립이 재결정되지 않기 때문에, 최종 냉간 압연 공정에서, 중간 소둔에서의 재결정 조직과 가공 조직이 혼재하는 판을 압연하는 것이 되어, 성형 가공시에 균열이나 표면 거침이 일어나, 성형성이 저하된다. 한편, 중간 소둔의 처리 온도가 알루미늄 합금의 융점에 이르면, 압연판이 용융한다. 따라서, 중간 소둔의 처리 온도는 420℃ 이상, 알루미늄 합금의 융점 미만으로 한다. 한편, 본 발명에 따른 알루미늄 합금의 융점은, 상기 균열 처리의 상한 온도에서의 것과 마찬가지이기 때문에 생략한다. 또한, 이 중간 소둔의 온도 영역에서 180초를 초과하여 유지해도, 상기 효과는 증대하지 않고, 생산성이 저하되기 때문에, 유지 시간은 180초 이하로 한다.If the treatment temperature of the intermediate annealing is less than 420 ° C., the crystal grains are not recrystallized. Therefore, in the final cold rolling step, a plate in which the recrystallized structure and the processed structure are mixed in the intermediate annealing is rolled, and cracks and surfaces are formed during the forming process. Roughness arises and moldability falls. On the other hand, when the process temperature of intermediate annealing reaches melting | fusing point of an aluminum alloy, a rolled sheet will fuse | melt. Therefore, the processing temperature of intermediate annealing is made into 420 degreeC or more and less than melting | fusing point of an aluminum alloy. In addition, since melting | fusing point of the aluminum alloy which concerns on this invention is the same as that in the upper limit temperature of the said cracking process, it abbreviate | omits. In addition, even if it hold | maintains more than 180 second in this intermediate | middle annealing temperature range, since the said effect does not increase and productivity falls, holding time is made into 180 second or less.

또한, 이 중간 소둔의 온도 영역에서 압연판을 가열하는 가열 속도가 100℃/분 미만이면, 승온 도중의 온도 영역에서 용질 원소가 조대한 석출물이 되어, 이 석출물이 중간 소둔의 처리 온도 영역에서도 고용되지 않는다. 또한, 중간 소둔(유지) 후의 냉각 속도가 300℃/분 미만이면, 고용되어 있던 용질 원소가 강온 도중의 온도 영역에서 석출된다. 또한, 가열 속도나 냉각 속도가 느리면, 결정이 조대화하여 성형성이 저하되는 경우가 있다. 따라서, 중간 소둔의 처리 온도 영역에서 가열하는 가열 속도는 100℃/분 이상으로 하고, 중간 소둔의 처리 온도 영역으로부터는, 냉각 속도는 300℃/분 이상으로, 용질 원소가 석출되지 않는 100℃ 이하까지 냉각하는 것으로 한다.In addition, when the heating rate for heating the rolled plate in the temperature range of the intermediate annealing is less than 100 ° C / min, the solute element becomes a coarse precipitate in the temperature range in the middle of the temperature increase, and the precipitate is dissolved in the treatment temperature range of the intermediate annealing. It doesn't work. Moreover, when the cooling rate after intermediate annealing (holding) is less than 300 degreeC / min, the solute element solid-solution precipitates in the temperature range during temperature-fall. In addition, when the heating rate or the cooling rate is low, the crystals may coarsen and the moldability may decrease. Therefore, the heating rate for heating in the treatment temperature range of intermediate annealing is 100 ° C / min or more, and from the treatment temperature range of intermediate annealing, the cooling rate is 300 ° C / min or more and 100 ° C or less in which solute elements do not precipitate. Cool until

<최종 냉간 압연 공정><Final cold rolling process>

최종 냉간 압연 공정은 상기 중간 소둔된 압연판에 압하율 20 내지 50%로 최종 냉간 압연을 실시하는 공정이다.The final cold rolling process is a process of performing final cold rolling on the intermediate annealing rolled sheet at a reduction ratio of 20 to 50%.

(압하율: 20 내지 50%)(Depression rate: 20 to 50%)

최종 냉간 압연에 있어서의 압하율을 20 내지 50%로 조정함으로써, 응력 완화 현상이 억제되어, 알루미늄 합금판의 내압성이 향상된다. 압하율이 20% 미만이면, 강도가 충분히 얻어지지 않아서, 전지 케이스로서의 강성이 부족해지는 경우가 있다. 한편, 압하율이 50%를 초과하면, 변형의 축적이 많아져서 회복이 진행하기 쉽게 되어, 내응력 완화성이 저하되는 동시에 내압성이 저하된다. 또한, 성형 가공시에 균열이나 표면 거침이 일어나기 때문에, 성형성이 저하된다. 따라서, 최종 냉간 압연의 압하율은 20 내지 50%로 한다.By adjusting the reduction ratio in final cold rolling to 20 to 50%, the stress relaxation phenomenon is suppressed and the pressure resistance of the aluminum alloy plate is improved. If the reduction ratio is less than 20%, the strength may not be sufficiently obtained, and the rigidity as the battery case may be insufficient. On the other hand, when the reduction ratio exceeds 50%, the accumulation of deformation increases, so that recovery is easily progressed, and the stress relaxation resistance decreases and the pressure resistance decreases. In addition, since cracking and surface roughening occur during molding, the moldability is lowered. Therefore, the reduction ratio of final cold rolling is made into 20 to 50%.

한편, 본 발명을 행할 때에, 상기 각 공정에 악영향을 주지 않는 범위에서, 상기 각 공정의 사이 또는 전후에, 예컨대, 변형 교정 처리 공정 등, 추가로 세정 처리 공정 등, 다른 공정을 포함할 수도 있다.On the other hand, in carrying out the present invention, other steps, such as a cleaning treatment step, such as a strain correction treatment step, may be included between or before and after the above steps, within a range that does not adversely affect the above steps. .

[전지 케이스][Battery case]

다음으로, 본 발명에 따른 전지 케이스에 대하여 설명한다. 본 발명에 따른 전지 케이스는 상기 알루미늄 합금판을 사용하여 제작한 것이다.Next, a battery case according to the present invention will be described. The battery case according to the present invention is produced using the aluminum alloy plate.

이하, 본 발명에 따른 알루미늄 합금판으로부터 전지 케이스 및 이차 전지를 제작하는 방법의 일례를 설명한다.Hereinafter, an example of the method of manufacturing a battery case and a secondary battery from the aluminum alloy plate which concerns on this invention is demonstrated.

<전지 케이스 및 이차 전지의 제작 방법><Method of manufacturing a battery case and a secondary battery>

케이스 본체부로 하는 본 발명에 따른 알루미늄 합금판은, 최종 냉간 압연으로 0.3 내지 0.8mm 정도의 판 두께로 한다. 이 알루미늄 합금판을 소정의 형상으로 절단하여, 드로잉(drawing) 가공 또는 아이어닝 가공에 의해 유저통(有底筒) 형상으로 성형한다. 또한, 이 가공을 복수회 반복하여 서서히 측벽면을 높게 하여, 트리밍 등의 가공을 필요에 따라 실시함으로써, 소정의 저면 형상 및 측벽 높이로 성형하여 케이스 본체부로 한다. 전지 케이스의 형상은 특별히 한정되는 것이 아니라, 원통형, 편평형 등의 직육면체 등, 이차 전지의 수단에 따라, 케이스 본체부는 상면이 개방된 유저통 형상으로 한다.The aluminum alloy plate which concerns on this invention used as a case main body part is made into the board thickness of about 0.3-0.8 mm by final cold rolling. The aluminum alloy plate is cut into a predetermined shape and molded into a user cylinder shape by drawing or ironing. In addition, by repeating this process a plurality of times, the side wall surface is gradually raised, and processing such as trimming is carried out as necessary, whereby it is molded into a predetermined bottom shape and side wall height to form a case main body. The shape of the battery case is not particularly limited, and the case main body portion has a shape of a user cylinder having an open upper surface according to the means of a secondary battery such as a rectangular parallelepiped such as a cylindrical shape or a flat shape.

아이어닝 가공 등에 의한 케이스 본체부의 측벽의 판 두께 감소율(아이어닝 가공율)은 30 내지 80%인 것이 바람직하다. 판 두께 감소율이 이 범위 밖이 되는 경우, 성형한 케이스 본체부의 측벽을 원하는 판 두께로 조정하기 어렵게 된다.It is preferable that the plate thickness reduction rate (ironing rate) of the side wall of a case main body part by ironing etc. is 30 to 80%. When the sheet thickness reduction rate is out of this range, it becomes difficult to adjust the side wall of the molded case body portion to a desired sheet thickness.

또한, 케이스 본체부와 같은 알루미늄 합금으로, 0.7 내지 1.5mm 정도의 판 두께로 한 본 발명에 따른 알루미늄 합금판으로 뚜껑부를 제작한다. 이 알루미늄 합금판을 케이스 본체부의 상면에 대응한 형상으로 절단하여, 주입구 등을 형성하여 뚜껑부로 한다. 상기 케이스 본체부에 이차 전지 재료(양극 재료, 음극 재료, 세퍼레이터 등)를 격납하고, 상면에 상기 뚜껑부를 용접한다. 케이스 본체부와 뚜껑부의 용접은, 파형 제어된 펄스 레이저에 의한 용접이 일반적이다. 그리고, 전지 케이스에 주입구로부터 전해액을 주입하고, 주입구를 밀봉하여 이차 전지로 한다.In addition, the lid portion is made of the aluminum alloy sheet according to the present invention, which is made of the same aluminum alloy as the case body portion and has a plate thickness of about 0.7 to 1.5 mm. The aluminum alloy plate is cut into a shape corresponding to the upper surface of the case main body portion to form an injection port or the like to form a lid portion. A secondary battery material (anode material, negative electrode material, separator, etc.) is stored in the case body portion, and the lid portion is welded to the upper surface. As for welding of a case main body part and a lid part, welding with a pulse-controlled pulse laser is common. The electrolyte is injected into the battery case from the injection port, and the injection port is sealed to form a secondary battery.

이상과 같이, 본 발명에 따른 알루미늄 합금판은, 일련의 성형 가공이 순차적으로 실시되는 트랜스퍼 프레스에 의해 원하는 형상으로 성형되는 성형품, 특히 리튬 이온 이차 전지의 전지 케이스에 바람직한 것이다. 즉, 본 발명에 따른 알루미늄 합금판은, 트랜스퍼 프레스에 포함되는 다단계의 드로잉-아이어닝 가공과 같이 특히 가혹한 가공에 대해 우수한 강도 및 성형성(가공성)을 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 알루미늄 합금판은, 예컨대 전지 케이스로 제작할 때의, 케이스 본체부와 뚜껑부를 펄스 레이저로 확실히 밀봉할 수 있는 펄스 레이저 용접성을 갖는다. 또한, 불가피적 불순물에서, Ti, B의 함유량을 소정 이하로 규정함으로써, 펄스 레이저 용접에서의 이상부의 발생을 억제할 수 있어, 펄스 레이저 용접성을 더욱 향상시킬 수 있다.As mentioned above, the aluminum alloy plate which concerns on this invention is suitable for the molded article shape | molded in a desired shape by the transfer press in which a series of shaping | molding processes are performed sequentially, especially the battery case of a lithium ion secondary battery. That is, the aluminum alloy sheet according to the present invention has excellent strength and formability (processability) for particularly severe processing such as multi-stage drawing-ironing processing included in the transfer press. Moreover, the aluminum alloy plate which concerns on this invention has pulse laser welding property which can reliably seal a case main body part and a lid part with a pulse laser, for example, when manufacturing with a battery case. In addition, by defining the content of Ti and B to be predetermined or less in inevitable impurities, occurrence of abnormality in pulse laser welding can be suppressed, and the pulse laser weldability can be further improved.

또한, 본 발명에 따른 알루미늄 합금판으로부터 제작한 전지 케이스는, 상기한 바와 같이 리튬 이온 이차 전지 등으로 충방전이 반복되거나 고온 환경 하에서 사용되거나 하여 전지 케이스 내부의 온도가 상승하고, 그에 따라 내부 압력이 상승한 경우에도, 이 전지 케이스의 팽창의 변형량을 적절히 낮게 억제할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 알루미늄 합금판은 성형성이 우수하고, 또한 강도, 내압성(내팽창성)을 만족한다. 또한, 우수한 펄스 레이저 용접성을 갖고, 내용접균열성, 용접부 강도가 우수함과 동시에, 펄스 레이저 용접에서의 이상부 발생의 억제를 도모할 수 있다.
In addition, the battery case produced from the aluminum alloy plate according to the present invention, as described above, the charge and discharge is repeated in a lithium ion secondary battery or the like, or used in a high temperature environment, the temperature inside the battery case rises, and accordingly the internal pressure Even when this rises, the amount of deformation of the expansion of the battery case can be suppressed to be appropriately low. As described above, the aluminum alloy sheet according to the present invention is excellent in moldability and satisfies strength and pressure resistance (expansion resistance). Moreover, it has excellent pulse laser weldability, is excellent in weld cracking resistance and weld part strength, and can suppress abnormal part generation | occurrence | production in pulse laser welding.

[실시예][Example]

이상, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 기술했지만, 이하에서 본 발명의 효과를 확인한 실시예를 본 발명의 요건을 만족시키지 않는 비교예와 대비하여 구체적으로 설명한다. 한편, 본 발명은 이 실시예로 한정되는 것은 아니다.As mentioned above, although the form for implementing this invention was described, the Example which confirmed the effect of this invention is demonstrated concretely in contrast with the comparative example which does not satisfy the requirements of this invention. In addition, this invention is not limited to this Example.

[공시재 제작][Production materials]

(실시예 No.1 내지 17, 비교예 No.18 내지 35)(Examples No. 1-17, Comparative Examples No. 18-35)

표 1에 나타내는 조성의 알루미늄 합금을 용해, 주조하여 주괴로 하고, 이 주괴에 면삭을 실시한 후에, 500℃에서 4시간의 균질화 열 처리를 실시했다. 이 균질화한 주괴에, 열간 압연, 추가로 냉간 압연을 실시하여, 판 두께 0.7mm 정도의 압연판으로 했다. 그리고, 이 압연판을 500℃/분의 가열 속도로 500℃로 가열하고, 이 온도에서 30초 유지한 후, 500℃/분으로 냉각하여 중간 소둔을 했다. 최후로, 압하율 30%로 최종 냉간 압연을 하여 판 두께 0.5mm의 알루미늄 합금판으로 했다.The aluminum alloy of the composition shown in Table 1 was melt | dissolved, cast, it was made into an ingot, and after this ingot was face-treated, the homogenization heat process was performed at 500 degreeC for 4 hours. Hot-rolling and cold rolling were further given to this homogenized ingot, and it was set as the rolled board of about 0.7 mm in thickness. Then, the rolled plate was heated to 500 ° C. at a heating rate of 500 ° C./min, held at this temperature for 30 seconds, and then cooled to 500 ° C./min to perform an intermediate annealing. Finally, final cold rolling was performed at a reduction ratio of 30% to obtain an aluminum alloy plate having a sheet thickness of 0.5 mm.

(실시예 No.36 내지 44, 비교예 No.45 내지 53)(Examples No. 36-44, Comparative Example Nos. 45-53)

표 2에 나타내는 조성의 알루미늄 합금(실시예 No.5와 같은 조성)을 용해, 주조하여 주괴로 하고, 이 주괴에 면삭을 실시한 후에, 이 주괴에 표 2에 나타내는 온도에서 4시간의 균열 처리를 실시했다. 이 균질화한 주괴에, 열간 압연, 추가로 냉간 압연을 실시하여, 소정의 판 두께의 압연판으로 했다. 그리고, 이 압연판에 표 2에 나타내는 가열 속도, 소둔 온도(30초 유지), 및 냉각 속도로 중간 소둔을 했다. 최후로, 표 2에 나타내는 압하율로 최종 냉간 압연을 하여 판 두께 0.5mm의 알루미늄 합금판으로 했다.After dissolving and casting the aluminum alloy of the composition shown in Table 2 (the same composition as Example No. 5) to make an ingot, and indenting the ingot, the ingot was subjected to cracking for 4 hours at the temperature shown in Table 2. Carried out. Hot-rolling and cold rolling were further given to this homogenized ingot, and it was set as the rolled board of predetermined plate | board thickness. The rolled plate was subjected to intermediate annealing at the heating rate, annealing temperature (30 seconds hold), and cooling rate shown in Table 2. Finally, the final cold rolling was performed at the reduction ratio shown in Table 2 to obtain an aluminum alloy plate having a sheet thickness of 0.5 mm.

성분 조성을 표 1, 2에 나타낸다. 한편, 표에서, 본 발명의 범위를 만족하지 않는 것은 수치에 밑줄을 그어 나타내고, 성분을 함유하지 않은 것은 「-」로 나타낸다. 또한, No.34는 JIS A3003 합금, No.35는 일본 특허 제3867989호의 기재에 근거하는 합금이다.The component compositions are shown in Tables 1 and 2. In addition, in a table | surface, the thing which does not satisfy the range of this invention underlines a numerical value, and the thing which does not contain a component is represented by "-". No. 34 is a JIS A3003 alloy, and No. 35 is an alloy based on Japanese Patent No. 3867989.

Figure 112010020306736-pat00001
Figure 112010020306736-pat00001

Figure 112010020306736-pat00002
Figure 112010020306736-pat00002

[금속간 화합물의 분포][Distribution of Intermetallic Compounds]

다음으로, 금속간 화합물의 분포를 이하의 방법에 의해 측정했다.Next, the distribution of the intermetallic compound was measured by the following method.

우선, 알루미늄 합금판을 잘라내어 수지 매립하고, 압연 방향과 판 두께 방향을 포함하는 면을 관찰면이 되도록 연마하여 경면으로 하고, 이 경면화된 면을 주사형 전자 현미경(SEM)으로, 가속 전압 20KV, 배율 500배의 조성(COMPO) 상으로 20시야(합계 1mm2) 관찰했다. 관찰 시야는, 판 두께 방향 중심을 중심으로 하여 판 두께 방향으로, 두께 방향의 양측(상방향 및 하방향)을 합쳐서 0.19mm의 범위 내로 했다. 모상보다 희게 찍히는 부분을 Al-Mn-Fe계 금속간 화합물 또는 Al-Mn-Fe-Si계 금속간 화합물로 보고, 모상보다 검게 찍히는 부분을 Mg-Si계 금속간 화합물이라고 보아, 화상 처리에 의해 최대 길이가 1㎛ 이상인 금속간 화합물의 면적의 합계를 구하여 면적율을 산출했다. 또한, 최대 길이가 11㎛ 이상인 금속간 화합물의 개수를 카운트하여, 단위면적당 개수(개수 밀도)를 산출했다. 알루미늄 합금판의 단면의 판 두께 중심부에서의 금속간 화합물의 면적율 및 개수 밀도를 표 3, 4에 나타낸다.First, the aluminum alloy plate is cut out and embedded in resin, and the surface including the rolling direction and the plate thickness direction is polished to be the observation surface, and the mirror surface is mirrored, and the mirrored surface is accelerated by a scanning electron microscope (SEM) with an acceleration voltage of 20 KV. , 20 viewing fields (total 1 mm 2 ) were observed on a composition (COMPO) at a magnification of 500 times. Observation visual field was made into the range of 0.19 mm combining the both sides (upward and downward direction) of the thickness direction in the plate | board thickness direction centering on the center of the plate | board thickness direction. The part that is whiter than the mother phase is regarded as an Al-Mn-Fe-based intermetallic compound or an Al-Mn-Fe-Si-based intermetallic compound, and the part that is blacker than the mother phase is regarded as an Mg-Si-based intermetallic compound. The area ratio was computed by calculating the sum total of the area of the intermetallic compound whose largest length is 1 micrometer or more. In addition, the number of intermetallic compounds whose maximum length was 11 micrometers or more was counted, and the number (number density) per unit area was computed. Tables 3 and 4 show the area ratios and number densities of the intermetallic compounds at the center of the plate thickness of the cross section of the aluminum alloy plate.

[평가][evaluation]

수득된 알루미늄 합금판으로 이하의 평가를 하여, 결과를 표 4, 5에 나타낸다.The following evaluation was performed with the obtained aluminum alloy plate, and a result is shown to Tables 4 and 5.

(강도)(burglar)

알루미늄 합금판으로부터, 인장 방향이 압연 방향과 평행이 되도록 JIS 5호에 의한 인장 시험편을 잘라냈다. 이 시험편으로, JIS Z2241에 의한 인장 시험을 실시하여, 인장 강도, 내력(0.2% 내력) 및 신장도를 측정했다. 강도의 합격 기준은, 내력이 220MPa 이상으로 했다.From the aluminum alloy plate, the tensile test piece according to JIS 5 was cut out so that the tensile direction might be parallel to the rolling direction. With this test piece, the tensile test according to JIS Z2241 was performed, and tensile strength, proof strength (0.2% yield strength), and elongation were measured. As for the acceptance criteria of strength, the yield strength was 220 MPa or more.

(성형성)(Moldability)

알루미늄 합금판으로부터, 프레스 가공기를 사용하여, 측벽의 아이어닝 가공율을 50%로 하여, 저면 세로 5mm×가로 30mm, 측벽의 높이 50mm의 상자체의 각형 전지 케이스 본체를 성형했다. 이 때, 성형 가능하고, 성형 후에 표면 거침이 없는 것을 성형성이 우수하다고 하여 「◎」, 성형 가능하고, 약간 표면 거침이 발생한 것을 성형성이 양호하다고 하여 「○」, 성형시에 균열이 발생한 것, 또는 현저한 표면 거침이 발생한 것을 성형성이 불량하다고 하여 「×」라고 평가했다.From the aluminum alloy plate, the ironing process ratio of the side wall was made into 50% using the press work machine, and the rectangular battery case main body of the box body of 5 mm x bottom side 30 mm, and 50 mm of side wall height was shape | molded. At this time, it is possible to mold, and that there is no surface roughness after molding, because of excellent moldability, "◎", and moldability is possible. Or the occurrence of remarkable surface roughness was evaluated as &quot; × &quot;

(펄스 레이저 용접성)(Pulse laser weldability)

도 1에 나타낸 바와 같이, 판 두께 0.5mm의 알루미늄 합금판(10)을 단면끼리를 맞대어 배치하고, 이 맞댐부를 펄스 레이저로 용접했다. 펄스 레이저 용접에 있어서는, 1개의 펄스 레이저에 의해 용융지가 형성되고, 고화된 원상의 용접부(20)가 레이저의 이동에 의해, 연속적으로 용접선을 따라 중첩되면서 형성된다. 용접기는 펄스 발진의 YAG 레이저를 사용하고, 용접 속도는 25mm/초와 35mm/초의 2수준으로 하고, 실드 가스는 질소를 20리터/분의 속도로 공급했다. 또한, No.5에 나타내는 알루미늄 합금판을 용접한 경우에 비드의 용입이 약 200㎛가 되는 조건으로 하여, 주파수와 펄스 레이저 출력을 표 3에 나타낸 바와 같이 선정했다.As shown in FIG. 1, the aluminum alloy plate 10 of 0.5 mm of plate | board thickness was arrange | positioned facing each other, and this abutting part was welded with the pulse laser. In pulsed laser welding, a molten pool is formed by one pulse laser, and the solidified circular weld 20 is continuously formed along the welding line by the movement of the laser. The welding machine used a pulse oscillation YAG laser, the welding speed was 2 levels of 25 mm / sec and 35 mm / sec, and the shield gas supplied nitrogen at 20 liter / min. In addition, when welding the aluminum alloy plate shown in No. 5, the frequency and the pulsed laser output were selected as shown in Table 3 on the conditions which the penetration of a bead will be about 200 micrometers.

Figure 112010020306736-pat00003
Figure 112010020306736-pat00003

평가에 관해서는, 용접 균열의 유무를 육안 및 광학 현미경으로 관찰하여, 균열이 없는 건전한 비드가 수득된 것을 「○」, 균열이 생긴 것을 「×」라고 판정했다.About evaluation, the presence or absence of a weld crack was observed with the naked eye and an optical microscope, and it was determined that "(circle)" and the thing which a crack generate | occur | produced "x" that the healthy bead without a crack was obtained.

또한, 도 1의 X-X선에 의한 단면으로서, 용접 비드 단면을 잘라내어 광학 현미경 관찰함으로써 비드의 용입 깊이를 측정하여, 깊이 180㎛ 이상인 경우에 충분한 이음새 강도가 얻어지는 것을 「○」, 깊이 180㎛ 미만인 경우에 용입 부족에 의해 충분한 이음새 강도가 얻어지지 않는 것을 「×」라고 평가했다(표에서, 「용입」이라고 기재함). 또한, 도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 이상부(21)(도 2(b) 참조)가 생기지 않은 경우를 비드 형상이 양호한 것으로서 「○」, 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 이상부(21)가 생긴 경우를 비드 형상이 불량한 것으로서 「×」라고 평가했다(표에서, 「이상부의 발생」이라고 기재함).In addition, when the weld bead cross section is cut out and observed with an optical microscope as a cross section by the XX line of FIG. Evaluated that "x" was not obtained because sufficient seam strength was not obtained by the insufficiency (it describes as "infiltration" in a table). In addition, as shown in FIG.2 (a), when the abnormality part 21 (refer FIG.2 (b)) does not produce | generate as a bead shape as a good thing as "(circle)" and FIG.2 (b), it is abnormal The case where the part 21 generate | occur | produced was evaluated as "x" as having a bad bead shape (it describes as "the occurrence of an abnormal part" in a table).

한편, 펄스 레이저 용접에 있어서의 돌발적인 비드 이상부의 발생에 대해, 그의 관련이 예상된 기공 결함의 발생 상황에 대해 관찰했다. 기공의 측정 방법은, 기공 직경은 방사선 투과 시험으로 판정할 수 없는 크기라는 점에서, 현미경 관찰에 의해 실시했다. 즉, 도 3에 나타낸 바와 같이, 펄스 레이저 용접 후의 피용접재(10, 10)로부터, 용접 비드(20)를 포함하도록 용접선 방향으로 Ls의 길이의 시험편을 채취하고(도 3의 위 그림의 사각의 테두리로 나타내는 부분),이 시험편을 수지에 매립하여, 용접부의 단면을 용접부의 폭 방향의 중앙부까지 연마했다. 그리고, 연마면을 배율 400 내지 1000배로 현미경 관찰하여, 기공(22)의 크기, 수 및 위치를 측정했다. 이 기공(22)의 크기는, 육안으로, 현미경의 스케일을 사용하여, 최소 직경 2.5㎛에서 7.5㎛까지의 1.25㎛ 피치의 4단계와 7.5㎛ 초과의 1단계의 합계 5단계로 나눠 분류했다. 또한, 기공(22)의 발생 상황에 관해서는, 용접선 방향의 길이가 Ls인 관찰면에서, 발생한 기공(22)의 직경으로부터 그의 면적을 산출하고, 이것에 그 면적의 범위에 포함되는 기공(22)의 수를 곱하고, 이것을 모든 면적 범위에 대해 총계하여 총단면적을 구하고, 이것을 관찰거리 Ls로 나누어, 기공 발생도를 산출했다. 즉, 기공 발생도는 하기 수학식으로 산출했다.On the other hand, about the occurrence of the unexpected bead abnormality in pulse laser welding, the generation | occurrence | production situation of the pore defect in which the connection was anticipated was observed. The method of measuring the pore was carried out by microscopic observation in that the pore diameter was a size which cannot be determined by a radiographic test. That is, as shown in FIG. 3, the test piece of length Ls is taken from the to-be-welded materials 10 and 10 after pulse laser welding so that a welding bead 20 may be included in the welding line direction (square of the figure shown in FIG. 3 above). This test piece was embedded in resin, and the end surface of the weld part was polished to the center part of the width direction of a weld part. Then, the polished surface was observed under a microscope at a magnification of 400 to 1000 times, and the size, number, and position of the pores 22 were measured. The size of the pores 22 was visually divided into five stages of four steps of 1.25 μm pitch from minimum diameter of 2.5 μm to 7.5 μm and one step of greater than 7.5 μm, using a microscope scale. In addition, regarding the generation | occurrence | production situation of the pore 22, the area | region is computed from the diameter of the pore 22 which generate | occur | produced in the observation surface whose length of a weld line direction is Ls, and this is the pore 22 contained in the range of this area. ), Multiplied by the total number, and the total cross-sectional area was calculated for all area ranges, and the pore incidence was calculated by dividing this by the observation distance Ls. That is, porosity generation was calculated by the following equation.

Figure 112010020306736-pat00004
Figure 112010020306736-pat00004

그 결과, 기공 발생도가 3.0㎛2/mm 이하인 경우에, 비드 외관은 양호하고, 기공 발생도가 3.0㎛2/mm를 초과하면, 비드 외관에 어지러움이 발생했다. 그래서, 기공 발생도가 3.0㎛2/mm 이하인 경우는, 비드 형성이 양호(이상 없음)한 것으로서 「○」, 3.0㎛2/mm를 초과하면, 비드 형성이 불량(이상 발생)한 것으로서 「×」라고 평가했다.As a result, when the porosity was 3.0 µm 2 / mm or less, the appearance of the beads was good, and when the porosity exceeded 3.0 µm 2 / mm, dizziness occurred in the appearance of the beads. Therefore, when the porosity is 3.0 µm 2 / mm or less, the bead formation is good (no abnormality), and when "○" and 3.0 µm 2 / mm is exceeded, the bead formation is poor (abnormal occurrence) and it is "x". Evaluated.

(내압성)(Pressure resistance)

상기 성형성의 평가에서 제작한 각형 케이스를 사용하여, 뚜껑재를 거듭 펄스 레이저 용접으로 밀봉한 각형 전지 케이스를, 294kPa(3kg/cm2)의 내압을 작용시킨 상태에서, 100℃로 가열하여 2시간 유지했다. 실온으로 되돌린 후, 전지 케이스의 측면(폭 30mm×높이 50mm의 면)의 팽창의 변위량을 측정했다. 변위량이 0.8mm 이하인 것은 내압성이 우수한 것으로서 「◎」, 0.8mm 초과 1.0mm 이하인 것은 내압성이 양호한 것으로서 「○」, 1.0mm를 초과한 것은 불량한 것으로서 「×」라고 평가했다.The rectangular battery case in which the lid member was sealed by pulse laser welding repeatedly using the rectangular case produced in the evaluation of the formability was heated to 100 ° C. for 2 hours while the internal pressure of 294 kPa (3 kg / cm 2 ) was applied. Maintained. After returning to room temperature, the displacement amount of the expansion of the side surface (surface of width 30mm x height 50mm) of the battery case was measured. The displacement amount of 0.8 mm or less was excellent in pressure resistance, and "◎" and more than 0.8 mm and 1.0 mm or less were good in pressure resistance, and those exceeding "(circle)" and 1.0 mm were evaluated as "x" as bad.

한편, 표에서, 내력이 합격 기준을 만족하지 않는 것은, 수치에 밑줄을 그어 나타내고, 주괴나 압연판이 용융되어 평가할 수 없었던 것은 「-」으로 나타낸다. 또한, 내압성 평가에 있어서, 성형성이 불량하기 때문에 평가를 행하지 않은 것, 펄스 레이저 용접으로 비드에 균열이나 이상부가 생겼기 때문에 평가를 실행하지 않을 것은 「-」으로 나타낸다.In addition, in a table | surface, it is underlined in numerical value that a proof strength does not satisfy | fill an acceptance criterion, and the thing which an ingot and a rolled sheet melted and was unable to evaluate is represented by "-". In the pressure resistance evaluation, the evaluation was not performed because the moldability was poor, and the evaluation was not performed because pulse crack welding caused cracks or abnormalities in the beads.

Figure 112010020306736-pat00005
Figure 112010020306736-pat00005

Figure 112010020306736-pat00006
Figure 112010020306736-pat00006

(알루미늄 합금 조성에 의한 평가)(Evaluation by aluminum alloy composition)

표 4에 나타낸 바와 같이, 실시예인 No.1 내지 17은, 본 발명의 범위를 만족시키기 때문에, 강도, 성형성, 펄스 레이저 용접성, 내압성의 모두가 우수했다.As shown in Table 4, Nos. 1 to 17 which are the examples were excellent in all of the strength, formability, pulse laser weldability, and pressure resistance because they satisfied the scope of the present invention.

한편, 비교예인 No.18 내지 35는, 본 발명의 범위를 만족시키지 않기 때문에, 이하의 결과가 되었다.On the other hand, Nos. 18 to 35, which are comparative examples, did not satisfy the scope of the present invention, resulting in the following results.

No.18은, Mn 함유량이 하한값 미만이기 때문에 내압성이 뒤떨어졌다. 한편, 성형성에 관해서는, Cu 함유량에 의해 내력 저하가 억제된 결과, 성형성은 간신히 확보되었다. 한편, 미세한 금속간 화합물의 수는 감소했지만, 최대 길이가 1㎛ 이상인 금속간 화합물의 면적율은 0.3%를 초과했다.No. 18 was inferior in pressure resistance because the Mn content was less than the lower limit. On the other hand, regarding moldability, as a result of suppressing the decrease in yield strength by the Cu content, the moldability was barely secured. On the other hand, although the number of fine intermetallic compounds decreased, the area ratio of the intermetallic compound whose maximum length is 1 micrometer or more exceeded 0.3%.

No.19는, Mn 함유량이 상한값을 초과하기 때문에, 금속간 화합물이 다발(多發)되고 조대화되어, 성형성이 뒤떨어졌다. No.20은, Cu 함유량이 하한값 미만이기 때문에, 비드가 용입 부족이 되어, 펄스 레이저 용접성이 뒤떨어졌다. 또한, 내압성이 뒤떨어졌다. No.21은, Cu 함유량이 상한값을 초과하기 때문에, 성형성이 뒤떨어졌다. 또한, 비드에 균열이 생겨, 펄스 레이저 용접성이 뒤떨어졌다.In No. 19, since the Mn content exceeded the upper limit, the intermetallic compound was bundled and coarsened, resulting in inferior moldability. In No. 20, since the Cu content was less than the lower limit, the beads were insufficient in penetration, and the pulse laser weldability was inferior. In addition, the pressure resistance was inferior. No. 21 had poor moldability because the Cu content exceeded the upper limit. In addition, cracks occurred in the beads, resulting in inferior pulse laser weldability.

No.22는, Mg 함유량이 하한값 미만이기 때문에, 강도, 내압성이 뒤떨어졌다. No.23은, Mg 함유량이 상한값을 초과하기 때문에, 성형성이 뒤떨어졌다. 또한, 비드에 균열, 이상부가 생겨, 기공 발생도가 높아, 펄스 레이저 용접성이 뒤떨어졌다.No. 22 had poor strength and pressure resistance because the Mg content was less than the lower limit. No. 23 had poor moldability because the Mg content exceeded the upper limit. In addition, cracks and abnormalities occurred in the beads, and the pore generation was high, resulting in inferior pulse laser weldability.

No.24는, Si 함유량이 하한값 미만이기 때문에, 내압성이 뒤떨어졌다. 한편, 성형성에 관해서는, Cu 함유량에 의해 내력 저하가 억제된 결과, 성형성은 간신히 확보되었다. 한편, 미세한 금속간 화합물의 수는 감소했지만, 최대 길이가 1㎛ 이상인 금속간 화합물의 면적율은 0.3%를 넘었다. No.25는, Si 함유량이 상한값을 초과하기 때문에, 비드에 균열이 생겨, 펄스 레이저 용접성이 뒤떨어졌다. 한편, 성형성에 관해서는, Cu 함유량에 의해 내력 저하가 억제된 결과, 성형성은 간신히 확보되었다. 한편, 조대한 금속간 화합물이 생성되었지만, 최대 길이가 11㎛ 이상인 금속간 화합물의 개수 밀도는 140 이하였다.Since No.24 had Si content less than a lower limit, pressure resistance was inferior. On the other hand, regarding moldability, as a result of suppressing the decrease in yield strength by the Cu content, the moldability was barely secured. On the other hand, although the number of fine intermetallic compounds decreased, the area ratio of the intermetallic compound whose maximum length is 1 micrometer or more exceeded 0.3%. In No. 25, since the Si content exceeded the upper limit, cracks occurred in the beads, resulting in inferior pulse laser weldability. On the other hand, regarding moldability, as a result of suppressing the decrease in yield strength by the Cu content, the moldability was barely secured. On the other hand, coarse intermetallic compounds were produced, but the number density of the intermetallic compounds having a maximum length of 11 µm or more was 140 or less.

No.26은, Fe 함유량이 하한값 미만이기 때문에, 금속간 화합물이 부족하여, 성형성이 뒤떨어졌다. No.27은, Fe 함유량이 상한값을 초과하기 때문에, 금속간 화합물이 다발되고 조대화되어, 성형성이 뒤떨어졌다. No.28은, Zn 함유량이 상한값을 초과하기 때문에, 비드에 균열이 생겨, 펄스 레이저 용접성이 뒤떨어졌다.Since No. 26 had Fe content less than a lower limit, the intermetallic compound was insufficient and the moldability was inferior. In No. 27, since the Fe content exceeded the upper limit, the intermetallic compound was bundled and coarsened, resulting in inferior moldability. In No. 28, since the Zn content exceeded the upper limit, cracks occurred in the beads, resulting in inferior pulse laser weldability.

No.29는, Zr 함유량이 상한값을 초과하기 때문에, 성형성이 뒤떨어졌다. No.30은, Cr 함유량이 상한값을 초과하기 때문에, 성형성이 뒤떨어졌다. 한편, No.29, 30에서는, 조대한 금속간 화합물이 생성되었지만, 최대 길이가 11㎛ 이상인 금속간 화합물의 개수 밀도는 140 이하가 되었다. No.31과 No.35는, Ti 함유량이 상한값을 초과하기 때문에, 비드에 이상부가 생겨, 기공 발생도가 높고, 펄스 레이저 용접성이 뒤떨어졌다.No. 29 was inferior in moldability because the Zr content exceeded the upper limit. No. 30 was inferior in moldability because Cr content exceeded the upper limit. On the other hand, in Nos. 29 and 30, coarse intermetallic compounds were produced, but the number density of the intermetallic compounds having a maximum length of 11 µm or more was 140 or less. No. 31 and No. 35 had abnormalities in the beads because the Ti content exceeded the upper limit, resulting in high pore generation and poor pulse laser weldability.

No.32는, B 함유량이 상한값을 초과하기 때문에, 비드에 이상부가 생겨, 기공 발생도가 높고, 펄스 레이저 용접성이 뒤떨어졌다. No.33은, Ti 함유량, B 함유량이 상한값을 초과하기 때문에, 비드에 이상부가 생겨, 기공 발생도가 높고, 펄스 레이저 용접성이 뒤떨어졌다. No.34는, Cu 함유량, Mg 함유량이 하한값 미만이기 때문에, 강도, 내압성이 뒤떨어졌다. 또한, 비드가 용입 부족이 되어, 펄스 레이저 용접성이 뒤떨어졌다.In No. 32, since the B content exceeds the upper limit, abnormalities were formed in the beads, the porosity was high, and the pulse laser weldability was inferior. In No. 33, since the Ti content and the B content exceed the upper limit, abnormalities were formed in the beads, the porosity was high, and the pulse laser weldability was inferior. No. 34 had inferior strength and pressure resistance because Cu content and Mg content were less than the lower limit. In addition, the beads were insufficient in penetration, resulting in poor pulse laser weldability.

(제조방법에 의한 평가)(Evaluation by production method)

표 5에 나타낸 바와 같이, 실시예인 No.36 내지 44는, 본 발명의 범위를 만족하기 때문에, 강도, 성형성, 펄스 레이저 용접성, 내압성의 모두가 우수했다.As shown in Table 5, Nos. 36 to 44 which are the examples were excellent in all of the strength, formability, pulse laser weldability, and pressure resistance because they satisfied the scope of the present invention.

한편, 비교예인 No.45 내지 53은, 본 발명의 범위를 만족하지 않기 때문에, 이하의 결과가 되었다.On the other hand, Nos. 45 to 53 which are comparative examples did not satisfy the scope of the present invention, resulting in the following results.

No.45는, 균열 처리 온도가 하한값 미만이기 때문에, 금속간 화합물이 다발하여, 성형성이 뒤떨어졌다. No.46은, 균열 처리 온도가 상한값을 초과하기 때문에, 주괴가 용융했다.In No. 45, since the cracking temperature was less than the lower limit, the intermetallic compound was bundled, resulting in inferior moldability. In No. 46, the ingot was molten because the cracking treatment temperature exceeded the upper limit.

No.47은, 중간 소둔에서의 가열 속도가 하한값 미만이기 때문에, 금속간 화합물이 다발하여, 성형성이 뒤떨어졌다. No.48은, 중간 소둔에서의 소둔 온도가 하한값 미만이기 때문에, 성형성이 뒤떨어졌다. No.49는, 균열 처리 온도가 하한값 미만이기 때문에, 주괴의 균질화가 불충분하고, 또한 중간 소둔에서의 소둔 온도가 상한값을 초과하기 때문에, 압연판이 용융했다.In No. 47, since the heating rate in the intermediate annealing was less than the lower limit, the intermetallic compound was bundled, and the moldability was inferior. No. 48 was inferior in moldability because the annealing temperature in the intermediate annealing was less than the lower limit. In No. 49, since the cracking temperature was less than the lower limit, the homogenization of the ingot was insufficient, and since the annealing temperature in the intermediate annealing exceeded the upper limit, the rolled plate was molten.

No.50은, 중간 소둔에서의 냉각 온도가 하한값 미만이기 때문에, 금속간 화합물이 다발하여, 성형성이 뒤떨어졌다. No.51은, 중간 소둔에서의 가열 속도, 소둔 온도 및 냉각 속도가 하한값 미만이기 때문에, 금속간 화합물이 다발하여, 성형성이 뒤떨어졌다. No.52는, 최종 냉간 압하율이 하한값 미만이기 때문에, 강도 및 내압성이 뒤떨어졌다. No.53은, 최종 냉간 압하율이 상한값을 초과하기 때문에, 성형성이 뒤떨어졌다.Since the cooling temperature in intermediate | middle annealing is less than a lower limit, No. 50 bundles an intermetallic compound, and was inferior to moldability. In No. 51, since the heating rate, annealing temperature, and cooling rate in the intermediate annealing were less than the lower limit, the intermetallic compound was bundled, resulting in poor moldability. In No. 52, since the final cold reduction ratio was less than the lower limit, the strength and the pressure resistance were inferior. No. 53 had poor moldability because the final cold reduction ratio exceeded the upper limit.

Claims (7)

Mn: 0.4 내지 1.5질량%, Cu: 0.7 내지 4.0질량%, Mg: 0.2 내지 1.5질량%, Si: 0.05 내지 1.0질량%, Fe: 0.05 내지 1.0질량%를 함유하고, 잔부가 Al 및 불가피적 불순물로 이루어지고,
상기 불가피적 불순물 중, Zn: 0.3질량% 이하, Ti: 0.02질량% 미만, B: 5질량ppm 이하로 규제하고 있는 알루미늄 합금판으로서,
상기 알루미늄 합금판의 단면의 판 두께 방향 중심부에서, 최대 길이가 1㎛ 이상인 금속간 화합물의 면적율이 0.3% 초과 2.1% 미만이고, 또한 최대 길이가 11㎛ 이상인 금속간 화합물의 개수가 140개/mm2 이하인 알루미늄 합금판.
Mn: 0.4-1.5 mass%, Cu: 0.7-4.0 mass%, Mg: 0.2-1.5 mass%, Si: 0.05-1.0 mass%, Fe: 0.05-1.0 mass%, and remainder is Al and an unavoidable impurity. Made up of
As an aluminum alloy plate regulated by Zn: 0.3 mass% or less, Ti: less than 0.02 mass%, B: 5 mass ppm or less in the said unavoidable impurity,
At the center of the thickness direction of the cross section of the aluminum alloy plate, the area ratio of the intermetallic compound having a maximum length of 1 μm or more is more than 0.3% and less than 2.1%, and the number of intermetallic compounds having a maximum length of 11 μm or more is 140 pieces / mm 2 or less aluminum alloy plate.
제 1 항에 있어서,
추가로 Zr: 0.15질량% 이하를 함유하는 알루미늄 합금판.
The method of claim 1,
Furthermore, an aluminum alloy plate containing Zr: 0.15 mass% or less.
제 1 항에 있어서,
추가로 Cr: 0.40질량% 이하를 함유하는 알루미늄 합금판.
The method of claim 1,
Furthermore, the aluminum alloy plate containing Cr: 0.40 mass% or less.
삭제delete 제 1 항에 기재된 알루미늄 합금판의 제조방법으로서,
상기 조성을 갖는 알루미늄 합금을 용해, 주조하여 주괴를 제작하는 주조 공정,
상기 주괴를 420℃ 이상이고 상기 알루미늄 합금의 융점 미만인 온도에서 균질화 열 처리를 실시하는 균질화 열 처리 공정,
상기 균질화 열 처리된 주괴를 열간 압연하는 열간 압연 공정,
상기 열간 압연 공정 후에 냉간 압연하여 압연판을 제작하는 냉간 압연 공정,
상기 압연판에 중간 소둔을 실시하는 중간 소둔 공정, 및
상기 중간 소둔된 압연판에 압하율 20 내지 50%로 최종 냉간 압연을 실시하는 최종 냉간 압연 공정을 포함하고,
상기 중간 소둔에서는, 상기 압연판을 100℃/분 이상의 가열 속도로 420℃ 이상이고 상기 알루미늄 합금의 융점 미만인 온도 영역으로 가열하고, 이 온도 영역에서 0 내지 180초 유지한 후, 300℃/분 이상의 냉각 속도로 냉각하는 제조방법.
As a manufacturing method of the aluminum alloy plate of Claim 1,
A casting process of manufacturing an ingot by melting and casting an aluminum alloy having the composition;
A homogenization heat treatment step of performing homogenization heat treatment at a temperature at which the ingot is at least 420 ° C. and below the melting point of the aluminum alloy,
A hot rolling process for hot rolling the homogenized heat treated ingot,
A cold rolling step of cold rolling after the hot rolling step to produce a rolled plate,
An intermediate annealing step of performing an intermediate annealing on the rolled plate, and
A final cold rolling process of performing final cold rolling on the intermediate annealing rolled sheet at a reduction ratio of 20 to 50%,
In the intermediate annealing, the rolled sheet is heated to a temperature range of 420 ° C or higher and less than the melting point of the aluminum alloy at a heating rate of 100 ° C / minute or more, and maintained at this temperature range for 0 to 180 seconds, followed by 300 ° C / minute or more. Method for cooling at a cooling rate.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
전지 케이스에 사용되는 알루미늄 합금판.
The method according to any one of claims 1 to 3,
Aluminum alloy plate used for battery case.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 알루미늄 합금판을 사용한 전지 케이스.The battery case using the aluminum alloy plate in any one of Claims 1-3.
KR1020100028658A 2009-03-31 2010-03-30 Aluminum alloy sheet for battery case and battery case KR101217428B1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009086072A JP5798710B2 (en) 2009-03-31 2009-03-31 Aluminum alloy plate and battery case with excellent irregular and bead prevention properties
JPJP-P-2009-086072 2009-03-31
JPJP-P-2009-219777 2009-09-24
JP2009219777A JP5599588B2 (en) 2009-09-24 2009-09-24 Aluminum alloy plate for battery case, method for producing the same, and battery case

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100109504A KR20100109504A (en) 2010-10-08
KR101217428B1 true KR101217428B1 (en) 2013-01-02

Family

ID=42803394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100028658A KR101217428B1 (en) 2009-03-31 2010-03-30 Aluminum alloy sheet for battery case and battery case

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101217428B1 (en)
CN (1) CN101851715A (en)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101321666B1 (en) * 2011-02-01 2013-10-23 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 Alluminum alloy plate for battery case and battery case
JP5456747B2 (en) * 2011-10-14 2014-04-02 株式会社神戸製鋼所 Aluminum alloy plate for battery case and battery case
JP5656802B2 (en) * 2011-10-28 2015-01-21 株式会社神戸製鋼所 Aluminum can body for secondary battery and manufacturing method thereof
US9748527B2 (en) * 2012-03-23 2017-08-29 Uacj Corporation Aluminum alloy sheet material for lithium-ion battery and method for producing the same
CN103898379B (en) * 2012-12-29 2016-03-09 比亚迪股份有限公司 A kind of lithium ion battery aluminium alloy burst disk
WO2014181544A1 (en) * 2013-05-09 2014-11-13 株式会社Uacj Aluminum alloy sheet for cell case and method for manufacturing said sheet
JP2017078211A (en) * 2015-10-21 2017-04-27 株式会社神戸製鋼所 Aluminum alloy sheet having high moldability
CN106784439A (en) * 2016-12-21 2017-05-31 常熟高嘉能源科技有限公司 A kind of lightweight composite power battery anti-explosion cover plate
CN107937779A (en) * 2017-12-18 2018-04-20 东北轻合金有限责任公司 A kind of high-performance aluminium alloy slab and preparation method thereof
JP6389577B1 (en) * 2018-02-17 2018-09-12 株式会社Uacj Aluminum alloy substrate for magnetic disk, manufacturing method thereof, and magnetic disk using the aluminum alloy substrate for magnetic disk
CN110629075A (en) * 2018-06-25 2019-12-31 宝山钢铁股份有限公司 High-strength high-elongation aluminum alloy plate and manufacturing method thereof
CN113265569B (en) * 2021-05-14 2022-11-11 江苏亚太轻合金科技股份有限公司 Preparation method of 6-series high-strength fine-grain aluminum alloy bar for forging automobile control arm
CN113927973A (en) * 2021-09-30 2022-01-14 江西睿捷新材料科技有限公司 External packing material for high-depth-of-penetration battery device
CN113897524A (en) * 2021-10-09 2022-01-07 山东创新精密科技有限公司 Aluminum alloy with high conductivity uniformity and preparation method and application thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005336540A (en) * 2004-05-26 2005-12-08 Mitsubishi Alum Co Ltd Aluminum alloy sheet for secondary battery case and its production method
JP2007031825A (en) * 2005-06-22 2007-02-08 Sumitomo Light Metal Ind Ltd Aluminum alloy sheet for battery housing and method for producing the same
JP2007211290A (en) * 2006-02-09 2007-08-23 Sumitomo Light Metal Ind Ltd Aluminum alloy sheet for battery case, and its manufacturing method
JP2008127656A (en) * 2006-11-22 2008-06-05 Kobe Steel Ltd Aluminum alloy sheet for battery case and production method therefor

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100590214C (en) * 2006-04-13 2010-02-17 深圳市比克电池有限公司 Aluminum alloy for preparing battery shell
CN101358307A (en) * 2007-08-03 2009-02-04 住友轻金属工业株式会社 Aluminium alloy plate for battery case and manufacturing method thereof
JP5396701B2 (en) * 2007-08-22 2014-01-22 日本軽金属株式会社 Aluminum alloy plate battery case

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005336540A (en) * 2004-05-26 2005-12-08 Mitsubishi Alum Co Ltd Aluminum alloy sheet for secondary battery case and its production method
JP2007031825A (en) * 2005-06-22 2007-02-08 Sumitomo Light Metal Ind Ltd Aluminum alloy sheet for battery housing and method for producing the same
JP2007211290A (en) * 2006-02-09 2007-08-23 Sumitomo Light Metal Ind Ltd Aluminum alloy sheet for battery case, and its manufacturing method
JP2008127656A (en) * 2006-11-22 2008-06-05 Kobe Steel Ltd Aluminum alloy sheet for battery case and production method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100109504A (en) 2010-10-08
CN101851715A (en) 2010-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101217428B1 (en) Aluminum alloy sheet for battery case and battery case
KR101039206B1 (en) Aluminum alloy sheet for battery case and its manufacturing method
KR101321666B1 (en) Alluminum alloy plate for battery case and battery case
KR101460407B1 (en) Aluminum alloy plate for battery case and battery case
KR20150111373A (en) Aluminum alloy sheet for battery case having good moldability and weldability
JPWO2019111970A1 (en) Aluminum alloy plate for battery lid for forming integral explosion-proof valve and method of manufacturing the same
JP2008127656A (en) Aluminum alloy sheet for battery case and production method therefor
WO2014057707A1 (en) Aluminum alloy sheet for electric cell case, having excellent moldability, heat dissipation, and weldability
JP5846032B2 (en) Aluminum alloy sheet for battery cases with excellent formability and weldability
KR101306515B1 (en) Aluminum alloy plate for battery case, and battery case
KR20150116902A (en) Aluminum alloy sheet for battery case having good moldability and weldability
KR101721785B1 (en) Battery-case aluminium alloy plate exhibiting excellent moulding properties, heat-dissipation properties, and welding properties
JP5950497B2 (en) Aluminum alloy plate for battery case and battery case
JPWO2014192256A1 (en) Aluminum alloy plate for battery case and manufacturing method thereof
JP6780680B2 (en) Aluminum alloy plate for battery lid for integrated explosion-proof valve molding and its manufacturing method
JP2011208229A (en) Aluminum alloy sheet for battery case, and battery case
JP5599588B2 (en) Aluminum alloy plate for battery case, method for producing the same, and battery case
KR101370087B1 (en) Aluminum alloy plate for battery case and battery case
JP5798710B2 (en) Aluminum alloy plate and battery case with excellent irregular and bead prevention properties
KR101668173B1 (en) Aluminum alloy plate for battery cases, which has excellent moldability and weldability
KR20200038953A (en) Aluminum alloy plate for battery cover for integral explosion-proof valve molding and its manufacturing method
JP5726554B2 (en) Aluminum alloy plate for battery case body and battery case
JP2012158810A (en) Aluminum alloy sheet for battery case, and battery case
JP5879646B2 (en) Aluminum alloy plate for battery case, method for producing the same, and battery case
JP5943288B2 (en) Aluminum alloy plate and battery case with excellent irregular and bead prevention properties

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151118

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161123

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171117

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181129

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191127

Year of fee payment: 8