[发明专利]成形性和焊接性优异的电池壳体用铝合金板

说明书

本申请是国际申请号为PCT/JP2011/080130，国际申请日为2011年12月26日的PCT国际申请进入中国阶段后国家申请号为201180055947.7的标题为“成形性和焊接性优异的电池壳体用铝合金板”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及锂离子电池等的二次电池用容器所使用的成形性和激光焊接性优异的铝合金板。

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异，因此逐渐被用作在制造锂离子电池等的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。以与上述3000系合金和现有的3000系合金为基础，还完成了强度和成形性得到提高了的二次电池容器用铝合金板的开发。

例如，在日本专利第4001007号公报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％且少于0.20质量％的Zr、0.05～0.25质量％的Ti、0.0010～0.02质量％的B，其余部分由Al和不可避免的杂质构成，以圆筒容器深拉深成形法相对于轧制方向的45°制耳率(日文：45°耳率)为4～7％。

另一方面，最近，作为电池壳体还开发了下述方型锂离子电池壳体用铝合金板：具有足够的强度和拉深－减薄拉深加工性、蠕变特性，激光焊接性优异，且能够抑制充放电循环时的壳体厚度增加。日本专利特开2010-126804号公报中记载了具有下述组成的方型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，其余部分由Al和不可避免的杂质构成，{001}<100>取向的取向密度C与{123}<634>取向的取向密度S之比(C/S)在0.65以上1.5以下，还有，最终冷轧后的拉伸强度在250MPa以上330MPa以下，伸长率在1％以上。

但是，在以3000系合金为基础并对其组成进行了改良的铝合金板的情况下，已知焊接熔深有时会不足，根据情况会产生异常焊珠(日文：ビード)，在激光焊接性上存在问题。

于是，还开发了以1000系为基础的激光焊接性优异的二次电池容器用铝合金板。日本专利特开2009-127075号公报中记载了通过对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。

还有，作为以3000系合金为基础而改良了高强度、成形性、焊接性的铝合金，在日本专利特开2003-7260号公报中提出了包含0.3～1.5质量％的Mn、超过1.0且在1.8质量％以下的Fe，其余部分由Al和不可避免的杂质构成的二次电池壳体用铝合金板。还可以含有0.1～0.8质量％的Cu和/或超过0.10且在1.0质量％以下的Mg、和/或0.05～0.2质量％的Cr和/或0.05～0.2质量％的Zr。但是，对焊接性没有进行详细的研讨。

发明内容

大多情况下，1000系虽然焊接性稳定(异常焊珠数少)、成形性优异，但存在强度较低的问题。因此，在锂离子电池的大型化的发展过程中，预料还要求高强度特性，在直接使用1000系的铝材方面存在问题。

如上所述，3000系的合金板的情况下，虽然可获得强度和深的熔深，但是与1000系的合金板相比，有成形性较差、异常焊珠数多的倾向。此外，1000系的合金板的情况下，虽然成形性优异、异常焊珠数减少，但有强度不足之虞。

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高强度，且成形性优异、激光焊接性也优异的Al-Fe系铝合金板。