[发明专利]锂离子电池壳体用铝合金板材

说明书

技术领域

本发明涉及适宜作为在汽车、移动电话、数码相机等中利用的锂离子电池的壳体材料的、激光焊接性优异且可降低防爆阀驱动压力的锂离子电池壳体用铝合金板材。

背景技术

锂离子电池用壳体是将铝板或者铁板拉深成形而成的罐体材料、和铝板冲压成形而成的密封材料组合，并封入电极等内部结构体后，通过对罐体材料和密封材料的接合部周围进行激光焊接而制得。

为了提高壳体的强度，对于密封材料提出了冲压加工后的强度高、激光焊接时熔深大、可得到高接合强度的要求，但在另一方面，由于过充电等导致锂离子电池热失控时，出于在电池破裂前减低内部压力的目的而配置有防爆阀（板材厚度局部变薄的部位）。

作为该防爆阀的形成方法，有从密封材料利用冲压加工来一体成形的方法、在经打孔加工的密封材料上通过激光焊接等粘贴箔材的方法，但后者在成本、安全性方面存在不利因素，因此，通常是将前者的形成方法作为优选的方法。

作为密封材料的材质，目前为止主要使用的是A1050或A3003。A1050虽然加工性能优异，但存在加工后的强度低、且激光焊接性差的缺点，另一方面，A3003虽然加工后的强度高、激光焊接性优异，但防爆阀部在冲压加工中会加工硬化，因此为了调节防爆阀的驱动压力而需要进行热处理，从而其成本成为了突出的问题。

为了解决这些问题，作为密封材料用的铝材，提出了对防爆阀部的裂纹扩展性进行了改善的Al-Mn-Si-Fe类合金、或提高了激光焊接性和降低了加工硬化性的（去除了冲压加工后的热处理工序）Al-Fe-Mn类合金等。然而，与A3003相比，上述的合金材料虽然裂纹扩展性得以提高，加工硬化性得以降低，且不需要冲压加工后的热处理，但由于存在因加工硬化而导致防爆阀部的硬度增大、防爆阀的驱动压力超过设计压力而变高的问题，因此无法满足所要求的特性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-037129号公报

专利文献2：日本专利4281727号公报

发明内容

发明要解决的问题

在为了得到能够克服密封材料的上述现有问题点的铝材而进行探讨的过程中，本发明人发现，因冷加工导致位错的积累量增大时，与母相不相容的微细的金属间化合物成为位错的湮灭位点，从而能够使得在防爆阀加工区域以外产生加工硬化，而仅在防爆阀加工区域展现软化的状态。

本发明是基于上述的认识进一步反复试验、探讨的结果而获得的，其目的在于，提供可降低防爆阀驱动压力、同时激光焊接性优异的锂离子电池壳体用铝合金板材。

解决问题的方法

为了实现上述的目的，根据本发明1的锂离子电池壳体用铝合金板材，其特征在于，按质量%计，含有Fe：0.5～2.0%、Si：0.03～0.3%，将作为杂质的Cu、Mn、Mg、Zn分别控制在0.10%以下，余量由Al及不可避免的杂质构成，且在基质中分布有1000个/μm³以上的当量圆直径为5～30nm的Al-Fe类金属间化合物，并且，将冷冲压加工前的原有板材的厚度设为T0、冷冲压加工后的厚度设为T1、且冷冲压加工度R（%）=[(T0-T1)/T0]×100时，对R为70%时的拉伸强度TS70（MPa）和R为90%时的拉伸强度TS90（MPa）进行比较时，（TS70-TS90）超过5MPa。此外，在以下的说明中，合金成分全部都用质量%来表示。

根据本发明2的锂离子电池壳体用铝合金板材，其特征在于，在本发明1的所述铝合金板材中，还含有Ti：0.20%以下、Zr：0.20%以下、Cr：0.30%以下中的1种或2种以上的元素。

根据本发明3的锂离子电池壳体用铝合金板材，其特征在于，在本发明1或2的所述铝合金板材中，还含有B：5～100ppm。

发明的效果

根据本发明，虽然至约70%的冷加工度为止会发生加工硬化而变硬，但由于防爆阀加工区域在90%以上的冷加工度下材料发生加工硬化变难，从而可以提供能够兼顾接合后壳体的高强度化、和防爆阀驱动压力降低的锂离子电池壳体用铝合金板材，尤其是适于作为锂离子电池的密封材料的铝合金板材。

具体实施方式

以下，对本发明的锂离子电池壳体用铝合金板材的合金成分的意义及其限定理由进行说明。