电池盖用铝合金板及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种电池盖用铝合金板，在以铝合金板为原材料制造电池壳体用的盖时，不采用退火工序，而是能够以一体地冲压加工得到薄壁的防爆部的电池盖用铝合金板。Fe：1.15～1.35质量％，Mn：0.40～0.60质量％，进一步根据需要，含有Ti：0.005～0.15质量％，或者Ti：0.005～0.15质量％和B：0.0005～0.05质量％，并且剩余部分由Al和杂质构成，作为杂质的Si限制在0.05质量％以下，Cu限制在0.05质量％以下，Mg限制在0.05质量％以下，对具有如上组成的铝合金的组织，通过制造条件的调整，使结晶粒的最大宽度调整到100μm以下，平均宽度调整到25μm以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在电池盖上使用的铝合金板，能得到以冲压加工使该盖成形后即使不 实施退火处理也能够发挥所需要的耐压强度的电池盖的铝合金板及其制造方法。
技术介绍
在移动电话等的移动机器上使用的电池中，从轻量化的观点出发，多使用在铝或 铝合金制的壳体内收容有电解物质的可充放电的密封型电池。但是，这样的可充放电的密封型电池，以往，在过充电的情况下或过日照等的情况 下，存在电池内部的温度上升，电池壳体壁或电池壳体与盖的焊接部等破坏，内部的液体泄 漏的可能性等的问题。然而，例如，移动电话用的锂离子二次电池的壳体是截面为矩形，厚度薄、宽度宽、 深度深的形状。如果表示具体的尺寸，成为内侧尺寸为厚度4 7mmX宽度20 30X深度 40 60mm的形状。因此，这样的电池壳体用的板材，以基于拉深加工或减薄拉深加工(也 称DI加工)的加工性良好为必要条件。另外，在将来的汽车等的大型移动机器上使用的电池，考虑使上述尺寸的各边达 到2 10倍程度的电池若干层叠的使用形态。如此，在电池壳体用的材料方面，要求DI加工容易，并且轻量性、高强度性、加工 性。并且，作为满足这样的性质的材料，例如在专利文献1中提出Mn :0. 8 2. 0质量％， Fe :0. 6质量％以下，Si :0. 3质量％以下，剩余部分Al为由铝构成的A3003系铝合金板的 方案，另外在专利文献2中提出Mn 0. 3 1. 5质量％，狗大于1. 6小于等于1. 8质量％， 剩余部分Al为由铝构成的铝合金板的方案。近年来，提出不仅在原材料上，并且在电池壳体的形状·结构上下功夫，在发生上 述破坏事故之前，在施加一定的内压的情况下破坏电池盖的特定地方，自身能够防患于未 然的具备防爆功能的电池(参照专利文献幻。防爆部在规格上具有多种，以厚度20 μ m左 右、通常3MPa左右为标准决定防爆部的耐压强度，以其附近的压力破坏防爆部的方式构 成。更详细地说，提出通过在电池盖上设置有一定的开口部，并且在该开口部上覆盖 一层与电池壳体相比断裂压力低的铝箔，从而在电池壳体具有防爆功能的电池。并且，根据 上述专利文献3，采用在电池盖的开口部上覆盖作为防爆部的金属薄板的方法，因此具不必 进行该金属薄板的板厚度检查，可以大幅度消减在检查上花费的成本的优越效果。但是，在专利文献3所提出的方案中出现了下述问题由于覆盖作为防爆部的金 属薄板的工序需要其他途径，因此制造工序增加，而且虽然说不需要对该金属薄板的板厚 度进行检查但是必须通过其他途径检查是否适当程度地密接。即，在电池整体的制造上，出现由于制造工序增加，操作性恶化的问题。在此，本专利技术者等，将铝合金板作为原材料通过进行冲压加工，使具备防爆部的电 池用盖一体成形。专利文献1 日本特开2002-1；34069号公报专利文献2 日本特开2003_7沈0号公报专利文献3 日本特开平9-199088号公报
技术实现思路
然而，在想要在覆盖电池壳体的盖上，利用冲压加工一体地形成薄壁的防爆部时， 优选该防爆部以均勻的厚度成形，具有必要的耐压强度。而且，在想要以冷轧冲压加工制造 像电池壳体盖那样的细小的部件时，不仅需要提高各部位的成形精度，而且需要应该使产 品整体均质的品质管理。进一步地，如果想要在加工之后附加退火工序，不仅费事而且在品 质上容易产生不规整。本专利技术就是为了解决这样的问题而提出的，其目的在于提供一种以铝合金板作为 原材料制造电池壳体用的盖时，不是采用退火工序，而是能够以冲压加工整体地得到薄壁 的防爆部的电池盖用铝合金板。为了达到该目的，本专利技术的电池盖用铝合金板，其特征在于，具有Fe为1. 15 1. 35质量％，Mn为0. 40 0. 60质量％，剩余部分由铝和杂质构成，并且作为杂质的Si被 限制为0. 05质量％以下、作为杂质的Cu被限制为0. 05质量％以下、作为杂质的Mg被限制 为0. 05质量％以下的组成，以及在轧制面上，沿与轧制方向成直角的方向上的结晶粒的最 大宽度为100 μ m以下，结晶粒的宽度的平均值为25 μ m以下的组织。另外，本专利技术的电池盖用铝合金板也可以为含有Ti :0. 005 0. 15质量％，或Ti 0. 005 0. 15质量％和B 0. 0005 0. 05质量％的铝合金板。具有这样的细微机构的铝合金板，在以530 620°C Xl小时以上的条件对具有 上述成分组成的铝合金铸块实施均质化处理之后，进行热轧，进一步地，在以40%以上的压 延率进行冷轧之后，以1°C /秒以上的平均升温速度加热到350 550°C的范围内并且不保 持或进行10分钟以下的保持，通过以1°C /秒以上的平均冷却速度的条件实施退火而被制造。退火后，也可以再实施冷轧。由本专利技术提供的电池盖用铝合金板，规定成分组成，同时以没有粗大结晶粒，由微 细的结晶粒构成，因此呈现所希望的耐压强度，同时缩小耐压强度不统一。由此，冲压成形 性优良，即使一体成形也能够使薄壁的防爆部精度良好地成形。而且，因为在冷轧成形之后 也可以不附加退火工序，所以能够以低成本大量生产品质稳定的电池用盖。附图说明图1为模式地说明具备电池盖的电池的截面的概略图。图2为模式地说明具备电池盖的电池的上面的概略图。图3为说明结晶粒宽度的测定部位(退火板)以及测定方法的概略图。图4为说明结晶粒宽度的测定部位(冷轧板)以及测定方法的概略图。具体实施例方式首先，对使用本专利技术提供的铝合金板的电池壳体和其盖进行说明。图1为模式地表示具备盖的电池的截面的概略图，图2为模式地表示电池的盖上 面的概略图。图中，1为密封型电池，2为电池壳体，3为以本专利技术铝合金板作成的盖。4为 收容在电池壳体内的电解物质，例如以锂离子为介质的电解物质，5为电池的+端子，6为包 围+端子5的周围的绝缘体，7为通向+端子的导线，8为通向-端子的导线，由此电池盖3 为-端子。另外，9为电解物质4的注入口，注入电解物质4后被关闭。10为+端子5的安 装孔，11为在本说明书中成为问题的防爆部，12为将电池盖3和电池壳体2周围密封接合 的焊接部。但是，在如最初记载的厚度4 7mmX宽度20 30 X深度40 60mm的形状的电 池中，将约Imm厚度的铝合金板作为原材料进行冲压加工，并且一体成形形成有厚度10 30 μ m的防爆部的盖。在此，本专利技术者等，对即使是具有厚度10 30 μ m的防爆部的盖，也能够进行成形 精度良好地冲压加工，并且即使在冷轧之后不用退火也能够发挥所需的耐压强度的铝合金 板进行热心地研究。其结果，发现了通过成分组成和结晶粒的宽度尺寸特定的铝合金板，能 够解决上述课题。以下，对其详细情况进行说明。首先，作为原材料的铝合金，使用由以下物质组成的铝合金，含有!^e :1. 15 1. 35 质量％，Mn 0. 40 0. 60质量％，并且剩余部分由Al和杂质构成，作为杂质的Si限制为 0. 05质量％以下，Cu限制为0. 05质量％以下，Mg限制为0. 05质量％以下。另外，也可以同时含有Ti :0. 005 0. 15质量％，或Ti :0. 005 0. 5质量％和B 0. 0005 0. 05 质量 ％。Fe :1. 15 1. 35 质量 ％Mn 0. 40 0. 60 质量％这些元素，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种铝合金制电池盖，其特征在于：以电池盖用铝合金板为原料进行冲压加工，冲压成型至预先确定的厚度，使未退火的防爆部一体成型，该电池盖用铝合金板在轧制面上具有沿与轧制方向成直角的方向上的结晶粒的最大宽度为１００μｍ、结晶粒的宽度的平均值为２５μｍ以下的组织。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：藤井孝典，高桥照荣，石井秀彦，
申请(专利权)人：日本轻金属株式会社，
类型：发明
国别省市：JP