[发明专利]成形性、焊接性优良的电池壳体用铝合金板

说明书

技术领域

本发明涉及用于锂离子电池等二次电池用容器的成形性、激光焊接性优良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、成形性和激光焊接性比较优良，因此逐渐被用作制造锂离子电池等二次电池用容器时的原材料。在成形为所需形状后通过激光焊接进行密封，作为二次电池用容器使用。以上述3000系合金和现有的3000系合金为基础，还进一步开发了提高了强度和成形性的二次电池容器用铝合金板。

例如，在专利文献1中记载了具有下述特征的矩形截面电池容器用铝合金板：作为铝合金板的组成，含有0.10～0.60质量％的Si、0.20～0.60质量％的Fe、0.10～0.70质量％的Cu、0.60～1.50质量％的Mn、0.20～1.20质量％的Mg、超过0.12质量％且低于0.20质量％的Zr、0.05～0.25质量％的Ti、0.0010～0.02质量％的B，还包括余分的Al和不可避免的杂质，以圆筒容器深拉深成形法相对于轧制方向的45°制耳率为4～7％。

另一方面，最近还开发了下述方形锂离子电池壳体用铝合金板：作为电池壳体具有足够的强度和拉深-减薄拉深加工性、蠕变特性，激光焊接性优良，且能够抑制充放电循环时的壳体厚度增加。专利文献2中记载了具有下述组成的方形电池容器用铝合金板：含有0.8质量％以上且在1.8质量％以下的Mn、超过0.6质量％且在1.2质量％以下的Mg、超过0.5质量％且在1.5质量％以下的Cu，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，还包括余分的Al和不可避免的杂质，{001}<100>晶向的取向密度C与{123}<634>晶向的取向密度S之比(C/S)在0.65以上1.5以下，进一步，最终冷轧后的拉伸强度在250MPa以上330MPa以下，伸长率在1％以上。

然而，已知以3000系合金为基础对其组成进行了改良的铝合金板有时会产生异常焊珠，在激光焊接性上有问题。

于是，还开发了以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。专利文献3中记载了通过对A1000系铝材进行脉冲激光焊接，异常部的产生得到防止，能够均匀地形成良好的焊接部的脉冲激光焊接用铝合金材和电池壳体。由此，以往在铸造过程中用于抑制晶粒的粗大化而添加的Ti对焊接部产生不良影响，为了通过脉冲激光焊接来防止焊接A1000系铝时的异常部的形成，只要将纯铝中所含的Ti限定为少于0.01质量％即可。

专利文献4中还记载了一种在激光焊接A1000系铝材时，不产生特别参差不齐的焊珠的激光焊接性优良的铝合金板。由此，可使铝合金板中含有0.02～0.10质量％的Si，Fe含量限制在0.30质量％以下，还包括余分的Al及不可避免的杂质，圆当量直径1.5～6.5μm的金属间化合物粒子的个数限制为1000～2400个/mm²。

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

专利文献4：日本专利特开2009-256754号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

确实，1000系由于伸长率的值高，成形性优良，激光焊接中的异常焊珠数少而焊接性稳定。在锂离子电池的大型化的过程中，预计还要求高强度特性，因此还考虑直接使用较厚的1000系的铝板材。

然而，近年来，铝合金制的锂离子电池用容器和它的盖子通常通过脉冲激光焊接进行接合。如前所述，虽然较厚的1000系的板材成形性优良、异常焊珠数下降，但由于还是热传导性良好的材料，因此为了进行脉冲激光焊接，需要提高每个脉冲的能量，在更严酷的条件下进行接合。然而，即使是1000系的板材，如果在这样严苛的条件下进行激光焊接，也会存在在焊接焊珠上产生称为切口、气孔的焊接缺陷的问题。

本发明是为了解决上述问题而提出的发明，其目的是提供一种具有能够用于大型锂离子电池容器的厚度，且成形性优异、激光焊接性也优异的1000系铝合金板。

解决技术问题所采用的技术方案