[发明专利]电池外装用不锈钢箔及其制造方法

说明书

本发明在不进行电晕放电这样的特殊处理的情况下提供了一种在冷热冲击后和电解液浸渍后的树脂附着性优异的电池外装用不锈钢箔。电池外装用不锈钢箔(1)具有氧化层(1a)，所述氧化层(1a)含有35mol％以上的以氢氧化物的形式存在的金属元素，40mol％以下的SiO₂，所述氧化层(1a)的厚度为2nm以上；所述电池外装用不锈钢箔(1)的压延方向的正交方向的算术平均粗糙度Ra为0.02μm以上、小于0.1μm。

技术领域

本发明涉及适合用作例如锂离子二次电池的容器等的电池外装用不锈钢箔。

背景技术

镍-镉电池、镍-氢电池、锂离子二次电池等二次电池用于手机和平板电脑等电子·电气仪器中。特别地，锂离子二次电池的质量能量密度大，适于小型·轻量化，多用于手机或可移动仪器中。并且，近年来，也用于电动工具、电动车、混合动力车、小型卫星等的蓄电池中，在广泛的领域中使用。

在这些领域中，存在小型·轻量化、提高质量能量密度、安全性以及减少成本等需求。作为锂离子二次电池等电池外装用材料，通常使用单面或双面的层压覆盖树脂的金属箔，通过热压接(heat seal)制成电池容器。随着上述需求的提高，电池容器需要不存在无用空间并且高效填充电池元件的形状。因此，作为电池外装用材料，需要一种撑压成型等压力加工性优异的金属箔，薄化且压力加工容易的铝箔或铝合金箔是常用的。例如，专利文献1公开了，在含有0.6％以上的Fe的铝合金箔上层压覆盖聚丙烯(PP)的电池外装用材料能有效实现小型·轻量化。

但是，如果进一步薄化，则铝箔的断裂强度下降，压力加工时容易导致材料的断裂。并且，在对电池外装用材料施加振动、冲击、扎刺等外力时，会发生材料的变形或破坏，存在内部电解液泄露的危险。

并且，已知在现有的锂离子二次电池中，使用在碳酸乙烯酯和碳酸二烷基酯的混合溶液中溶解了LiPF₆的电解液，其与水反应会生成氟化氢。氟化氢的腐蚀性非常强，因此一旦电解液泄露，很可能会对安装了锂离子二次电池的装置造成严重的损害。因此，从安全性的角度而言，需要断裂强度高的材料作为用作电池外装用材料的金属箔。

因此，近年来，开发了使用不锈钢箔作为满足上述所需特性的电池外装用材料的技术。不锈钢箔的拉伸强度等强度通常为接近铝箔的数倍的高强度，是与现有技术相比能够更薄化且安全性高的电池外装用材料。

另外，对于电池外装用材料，在电解液接触面上层压覆盖的树脂与金属箔的附着性是重要的。若树脂与金属箔之间的附着性差，则随着时间经过，当电解液浸透树脂达到金属箔面时，存在树脂与金属箔发生剥离，电解液漏出的危险性。作为提高不锈钢箔自身对树脂的附着性的方法，专利文献2、3公开了通过将不锈钢箔在还原气氛下进行热处理，形成附着性优异的氧化层的技术。

在专利文献2中，通过将具有随机抛光痕或极细抛光痕的不锈钢板在800℃以上进行光辉退火，形成富集了50mol％以上的Si的氧化层，从而提高了与环氧或聚酯系树脂之间的附着性。

在专利文献3中，不锈钢箔经过极细抛光和粗糙的压延辊使算术平均粗糙度Ra达到 0.1μm以上，然后在600～800℃下退火，形成的氧化层含有20mol％以上、60mol％以下的氧以及比Fe多的Cr，从而提高了与聚烯烃系树脂之间的附着性。

并且，在专利文献4中公开了一种技术，其中使由大气压下的电晕放电产生的水蒸气等离子体接触不锈钢板表面，使钢板表面富集金属氢氧化物(氢氧根：-OH)，由此提高了涂覆后的涂膜附着性。该技术利用了钢板表面的氢氧化物与涂膜中的氢氧根、羧基(-COOH)等之间的氢键或脱水缩合反应。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利公报特开平10－208708号公报(1998年8月7日公开)

[专利文献2]日本专利公报特开2005－001245号公报(2005年1月6日公开)