[发明专利]成型性、焊接性优异的电池外壳用铝合金板

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池等二次电池用容器所用的成型性、激光焊接性优异的高强度的铝合金板。

背景技术

Al-Mn系的3000系合金由于强度、成型性及激光焊接性比较优良，因此被用作制造锂离子电池等二次电池用容器时的原材料。在成型为所需形状后通过激光焊接进行密封后用作二次电池用容器。在上述3000系合金的同时，也开始进行以现有的3000系合金为基础，将强度及成型性进一步提升的二次电池容器用铝合金板的开发。

例如，在专利文献1中记载了具有如下特征的矩形剖面电池容器用铝合金板：作为铝合金板的组成，含有Si：0.10～0.60质量％、Fe：0.20～0.60质量％、Cu：0.10～0.70质量％、Mn：0.60～1.50质量％、Mg：0.20～1.20质量％、Zr：超过0.12且小于0.20质量％、Ti：0.05～0.25质量％、B：0.0010～0.02质量％，其余由Al和不可避免的杂质构成，在圆筒容器深拉深成型法中相对于轧制方向的45°制耳率为4～7％。

另一方面，最近，也正在开发具有作为电池外壳的充分的强度和拉深－减薄拉深（しごき）加工性、蠕变特性，激光焊接性优异，能够抑制充放电循环时的外壳厚度的增加的方形锂离子电池外壳用铝合金板。在专利文献2中记载了如下的方形电池容器用铝合金板：其组成是含有Mn：0.8质量％以上且1.8质量％以下、Mg：超过0.6质量％且在1.2质量％以下、Cu：超过0.5质量％且在1.5质量％以下，将作为杂质的Fe限制在0.5质量％以下、Si限制在0.3质量％以下，其余由Al及不可避免的杂质构成；｛001｝＜100＞方位的方位密度C与｛123｝＜634＞方位的方位密度S之比（C/S）为0.65以上1.5以下，而且最终冷轧后的抗拉强度为250MPa以上330MPa以下，延伸率为1％以上。

但是，已知以3000系合金为基础、改进其组成而得的铝合金板有时产生异常焊道，在激光焊接性上存在问题。

因此，也在开发以1000系为基础的激光焊接性优良的二次电池容器用铝合金板。在专利文献3中记载了可以通过脉冲激光焊接将A1000系铝材形成防止产生异常部分、均一良好的焊接部的脉冲激光焊接用铝合金材料及电池外壳。据此，现有为了抑制在铸造过程中的晶粒的粗大化而添加的Ti会给焊接部带来不良影响，为了防止通过脉冲激光焊接将A1000系铝焊接时形成异常部分，宜将纯铝中所含的Ti限制在小于0.01质量％。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特许第4001007号公报

专利文献2：日本专利特开2010－126804号公报

专利文献3：日本专利特开2009－127075号公报

发明内容

的确，1000系由于延伸率的值高，成型性优良，激光焊接中的异常焊道数量变少，因此焊接性稳定。由此，在进行锂离子电池的大型化中，估计也会要求高强度特性，因而也考虑直接应用较壁厚的1000系的铝板材。

近年来，铝合金制的锂离子电池用容器和其盖子一般通过脉冲激光焊接接合。如前所述，较壁厚的1000系的板材成型性优良、异常焊道数量低，但也存在热传导性良好的情况，为了进行脉冲激光焊接，必须增高每1次脉冲的能量等，以更苛酷的条件进行接合。但是，即使是1000系的板材，如果在这样苛酷的条件下进行激光焊接，则会出现在焊道产生被称为咬边、气孔的焊接缺陷的问题。

本发明是为了解决这样的课题而提出的，目的是提供具有可适用于大型锂离子电池容器的厚度，并且成型性也优异，而且激光焊接性也优异的1000系铝合金板。

本发明的成型性、焊接性优异的电池外壳用铝合金板为了达成其目的，其特征是具有含有Si：0.01～0.4质量%、Fe：0.01～0.5质量%、Co：0.003～0.5质量%，其余由Al及不可避免的杂质构成的成分组成，3μm以上的第2相粒子数小于100个/mm²的金属组织。优选具有30%以上的延伸率的值。

本发明的铝合金板具有高热传导性的同时，成型性也优良，而且具备优异的激光焊接性，因此能够低成本地制造密闭性能优异的二次电池用容器。

附图说明

图1为Al-Co-Fe反应图。

图2为Al-Co-Fe三元系状态图（液相面图）。

图3为说明焊接缺陷数的测定/评价方法的概念图。

具体实施方式