[发明专利]电池集电体用铝合金硬质箔

说明书

技术领域

本发明涉及作为锂离子二次电池的正极集电体使用的电池集电体用铝合金硬质箔。

背景技术

近年，作为移动电话和笔记本电脑等的移动设备用电源，使用的是锂离子二次电池。这样的锂离子二次电池的电极材料，由正极材料、间隔件和负极材料形成。而且，正极材料的制造如下进行：在厚15μm左右的集电体用铝箔(或铝合金箔)的两面，涂布厚100μm左右的LiCoO₂等活性物质，为了除去该涂布的活性物质的溶剂而进行干燥，并进行用于增加活性物质的密度的压着，再经过切开、分割工序。还有，用于除去溶剂的干燥工序，以在100～150℃下保持30分钟左右的条件进行。

近年来，随着电池的高容量化的进展，为了实现所使用的铝合金箔的薄壁化，而指向高强度的铝合金箔。因此，例如“2008最新电池技术大全”，株工会社电子杂志，2008年5月1日发行，第8篇第1章第7节，P243所公开的，所使用的是强度比现有的1085、1N30高的3003合金和开发产品，使用了这些的强度230～345MPa的铝合金箔市场有售。

另外，例如在日本特开平11-67220号有提出如下方案。即，在Al-Mn系合金箔中，若由于活性物质的干燥工序而致使铝箔软化，强度降低，则在干燥后的压着工序中，软化了的箔容易延展，在电极合剂的涂覆部与未涂覆部的交界，发生铝箔的起皱等。因此，就提出将0.1％延伸率时的强度提高至168～240MPa左右。

此外，例如在日本特开2008-150651号中提出如下。即，如果使用硬的活性物质，则在将其收纳到电池外壳中时，卷(折叠)成螺旋状的电极材料在半径小的部位有容易断裂的倾向。因此提出，在Al-Mn系合金箔中增加Cu含量，在冷却轧时达到规定板厚时，使用连续退火炉以规定条件进行中间退火，以达到280～380MPa的强度，从而提高抗折痕性。

另外，例如在日本特开2009-64560号中也提出，添加Mg、Co、Zr、W等，达到240～400MPa的强度，以得到延展性和耐腐蚀性。

但是，在现有的铝合金箔中，存在以下问题。

在铝合金箔中，随着强度的上升以及箔厚的减少，可知延伸率(延展性)减少。还有，这在前述的非专利文献中也有明确展示，另外，在日本特开2009-64560号中的实施例中也显示，例如在290MPa的抗拉强度下，停滞在3.1％左右的延伸率。

但是，在电极材料制造线上的压着、切开等工序中，即使是高强度，但若延伸率少，则箔处于脆的状态，存在的问题是，箔在制造线上断裂，发生制造线停止这样的故障。

发明内容

本发明鉴于前述问题而完成的，其课题在于，提供一种高强度，并且具有优异的延伸率的电池集电体用铝合金硬质箔。

为了解决前述课题，本发明者们对于以下的事项进行了研究。

为了箔的高强度化，公知的是添加Mg、Mn、Cu等即可，这也被用于前述现有技术的提案。但是，并不知道使薄壁硬质箔的延展性(轧制性)增加的方法。另一方面，可知在纯铝薄壁箔的制造时，通过材料的制造工序中的固溶、析出控制和箔轧制条件的控制，可使箔终轧前的材料组织成为亚晶粒组织，从而能够制造出气孔少的薄箔。由于该组织状态延伸率也比较高，因此认为，在能够得到高强度的Al-Mn系合金箔中，通过成为亚晶粒组织，并且使亚晶粒微细化，也能够得到高延展性。

通常，可知以透射电子显微镜从表面侧观察箔的材料组织时，亚晶粒有2μm左右的直径，但无法进行厚度15μm左右的箔的截面下的观察。因此，对于影响到硬质箔的延伸率的诸因素进行了认真的研究，结果推测为，厚度方向的晶粒(亚晶粒)与延伸率相互关联，通过重新确立箔的截面的亚晶粒观察条件，从而达成本发明。即发现，无论是哪种状态的硬质箔，尽管从表面观察的亚晶粒直径不变化，均为2μm左右，但截面的亚晶粒直径(厚度)为1.5～3μm左右(厚15μm的箔，厚度方向的亚晶粒数量为5～10个左右)。根据该发现点，本发明者等人员发现，以前是因为厚度方向的亚晶粒数量少，所以有不均匀的变形，成为延伸率低的状态，若将厚度方向的亚晶粒数量控制得多，则可借助拉伸变形等而进行均匀的变形，得到高延伸率，从而完成本发明。还发现，厚度方向的亚晶粒是由中间退火时的晶粒直径受到轧制而变薄的层生长、形成的，还发现，为了使厚度方向形成大量的亚晶粒，控制中间退火时的晶粒数和固溶状态是必要条件。