DE112013005772T5 - Aluminum alloy foil - Google Patents
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Abstract
Eine Aluminiumlegierungsfolie enthält Si: 0,1 Massen-% oder mehr und 0,6 Massen-% oder weniger, Fe: 0,2 Massen-% oder mehr und 1,5 Massen-% oder weniger und als Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen als chemische Komponenten. Die Summe des Si-Gehalts und des Fe-Gehalts beträgt 0,48 Massen-% oder mehr. Die Aluminiumlegierungsfolie weist eine Foliendicke von 20 μm oder weniger, eine Menge von Si in fester Lösung von 700 Massen-ppm oder mehr und eine Menge von Fe in fester Lösung von 150 Massen-ppm oder mehr, eine Zugfestigkeit von 220 MPa oder mehr und einen in flüssigem Stickstoff gemessenen spezifischen Widerstand von 0,45 μΩ·cm oder mehr und 0,7 μΩ·cm oder weniger auf.An aluminum alloy foil contains Si: 0.1 mass% or more and 0.6 mass% or less, Fe: 0.2 mass% or more and 1.5 mass% or less, and the balance of Al and unavoidable impurities chemical components. The sum of Si content and Fe content is 0.48 mass% or more. The aluminum alloy foil has a film thickness of 20 μm or less, a solid solution amount of Si of 700 mass ppm or more and a solid solution Fe of 150 mass ppm or more, a tensile strength of 220 MPa or more and a measured in liquid nitrogen resistivity of 0.45 μΩ · cm or more and 0.7 μΩ · cm or less.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aluminiumlegierungsfolie.The present invention relates to an aluminum alloy foil.
Stand der TechnikState of the art
Eine Aluminiumlegierungsfolie wurde herkömmlich in verschiedenen Gebieten verwendet. In den letzten Jahren wurde eine Aluminiumlegierungsfolie z. B. als Elektrodenstromkollektor für eine Energiespeichervorrichtung, wie z. B. eine Lithiumionenbatterie, einen elektrischen Doppelschichtkondensator oder einen Lithiumionenkondensator, im Hinblick auf eine verminderte Dicke und Leitfähigkeit oder dergleichen der Aluminiumlegierungsfolie verwendet. Insbesondere offenbaren z. B. die Patentdokumente 1 und 2 eine positive Elektrode einer Lithiumionenbatterie als Energiespeichervorrichtung, die durch das folgende Herstellungsverfahren hergestellt wird. Eine Oberfläche einer Aluminiumlegierungsfolie als Stromkollektor wird mit einer Schicht beschichtet, die ein aktives Material für eine positive Elektrode und ein Bindemittel enthält, und die Schicht wird getrocknet. Dann wird ein Walzen zur Verbesserung der Dichte des aktiven Materials für eine positive Elektrode und des Haftvermögens der Schicht an der Folie durchgeführt, so dass eine positive Elektrode bereitgestellt wird.An aluminum alloy foil has been conventionally used in various fields. In recent years, an aluminum alloy foil z. B. as an electrode current collector for an energy storage device such. As a lithium-ion battery, an electric double-layer capacitor or a lithium-ion capacitor, used in view of a reduced thickness and conductivity or the like of the aluminum alloy foil. In particular, z. For example,
Als Aluminiumlegierungsfolie ist z. B. eine Aluminiumlegierungsfolie für eine Lithiumionenbatterie in dem Patentdokument 3 offenbart. Die Aluminiumlegierungsfolie enthält 0,01 bis 0,60 Massen-% Si, 0,2 bis 1,0 Massen-% Fe, 0,05 bis 0,50 Massen-% Cu und 0,5 bis 1,5 Massen-% Mn und als Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen, und sie weist eine Zugfestigkeit von 240 MPa oder mehr und einen n-Wert von 0,1 oder mehr auf.As aluminum alloy foil is z. For example, an aluminum alloy foil for a lithium-ion battery is disclosed in Patent Document 3. The aluminum alloy foil contains 0.01 to 0.60 mass% Si, 0.2 to 1.0 mass% Fe, 0.05 to 0.50 mass% Cu and 0.5 to 1.5 mass% Mn and as the balance, Al and unavoidable impurities, and has a tensile strength of 240 MPa or more and an N value of 0.1 or more.
Es gibt zwei andere Dokumente des Standes der Technik, die der vorliegenden Anmeldung vorausgehen. Das Patentdokument 4 betrifft keine Aluminiumlegierungsfolie für eine Lithiumionenbatterie. In dem Dokument ist eine Aluminiumlegierungsfolie für eine poröse Verarbeitung offenbart. Die Aluminiumlegierungsfolie für eine poröse Verarbeitung enthält 0,05 bis 0,30 Massen-% Si, 0,15 bis 0,60 Massen-% Fe, 0,01 bis 0,20 Massen-% Cu und als Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen, und sie weist eine Zugfestigkeit von etwa 186 bis etwa 212 N/mm2 und eine Foliendicke von etwa 30 μm bis etwa 100 μm auf.There are two other prior art documents that precede the present application. Patent Document 4 does not relate to an aluminum alloy foil for a lithium ion battery. In the document, an aluminum alloy foil for porous processing is disclosed. The aluminum alloy foil for porous processing contains 0.05 to 0.30 mass% of Si, 0.15 to 0.60 mass% of Fe, 0.01 to 0.20 mass% of Cu, and the balance of Al and unavoidable impurities, and it has a tensile strength of about 186 to about 212 N / mm 2 and a film thickness of about 30 μm to about 100 μm.
Das Patentdokument 5 offenbart ein Aluminiumlegierungsblech, das für ein Folienmaterial verwendet werden kann. Das Aluminiumlegierungsblech enthält 0,1 bis 2,5 Massen-% Fe, 0,01 bis 0,5 Massen-% Si und als Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen. Das Aluminiumlegierungsblech weist eine Menge von Fe in fester Lösung von 200 ppm oder mehr auf. Das Aluminiumlegierungsblech wird kaltgewalzt, ohne warmgewalzt zu werden.Patent Document 5 discloses an aluminum alloy sheet which can be used for a sheet material. The aluminum alloy sheet contains 0.1 to 2.5 mass% of Fe, 0.01 to 0.5 mass% of Si, and the balance of Al and unavoidable impurities. The aluminum alloy sheet has an amount of Fe in solid solution of 200 ppm or more. The aluminum alloy sheet is cold rolled without being hot rolled.
Dokumente des Standes der TechnikDocuments of the prior art
PatentdokumentePatent documents
-
Patentdokument 1:
JP-A-2007-234277 JP-A-2007-234277 -
Patentdokument 2:
JP-A-H11-67220 JP-A-H11-67220 -
Patentdokument 3:
JP-A-2011-26656 JP-A-2,011 to 26,656 -
Patentdokument 4:
JP-A-2006-283114 JP-A-2006-283114 -
Patentdokument 5:
JP-A-2008-223075 JP-A-2008-223075
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Durch die Erfindung zu lösendes ProblemProblem to be solved by the invention
Die herkömmliche Aluminiumlegierungsfolie weist jedoch das folgende Problem auf. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird die Aluminiumlegierungsfolie einer Druckkraft aufgrund eines Walzens oder dergleichen ausgesetzt, wenn ein Bauteil, das die Folie umfasst, wie z. B. eine Elektrode einer Energiespeichervorrichtung, hergestellt wird. Daher ist für die Aluminiumlegierungsfolie eine ausreichende Festigkeit erforderlich, so dass eine unnötige Verformung oder Beschädigung, die durch die Druckkraft verursacht wird, verhindert wird. In den letzten Jahren war eine weitere Verminderung der Dicke der Folie erforderlich.However, the conventional aluminum alloy foil has the following problem. As has been described above, the aluminum alloy foil is subjected to a pressing force due to rolling or the like when a member comprising the foil such as e.g. B. an electrode of an energy storage device is produced. Therefore, sufficient strength is required for the aluminum alloy foil, so that unnecessary deformation or damage caused by the pressing force is prevented. In recent years, a further reduction in the thickness of the film has been required.
Eine weitere Verbesserung der Festigkeit der Folie ist auch erwünscht, um diese Anforderung zu erfüllen. Further improvement in the strength of the film is also desired to meet this requirement.
Typische Beispiele für eine Technik zur Verbesserung der Festigkeit der Folie umfassen ein Verfahren zum Einstellen der chemischen Zusammensetzung einer Aluminiumlegierung. Selbst wenn lediglich die chemische Zusammensetzung der Legierung eingestellt wird, wird jedoch der spezifische Widerstand der Folie durch Zusetzen eines von Al verschiedenen Legierungselements erhöht, so dass die Leitfähigkeit vermindert wird. Es besteht daher das Problem, dass es bei der herkömmlichen Aluminiumlegierungsfolie schwierig ist, eine Verbesserung der Festigkeit zu erreichen, ohne die Leitfähigkeit signifikant zu beeinträchtigen.Typical examples of a technique for improving the strength of the film include a method of adjusting the chemical composition of an aluminum alloy. However, even if only the chemical composition of the alloy is adjusted, the specific resistance of the film is increased by adding an alloying element different from Al, so that the conductivity is lowered. Therefore, there is a problem that it is difficult for the conventional aluminum alloy foil to achieve an improvement in strength without significantly affecting the conductivity.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf diese Umstände gemacht. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Aluminiumlegierungsfolie, die eine Verbesserung der Festigkeit erreichen kann, ohne dass die Leitfähigkeit signifikant beeinträchtigt wird.The present invention has been made in view of these circumstances. An object of the present invention is to provide an aluminum alloy foil which can achieve an improvement in strength without significantly affecting conductivity.
Mittel zum Lösen des ProblemsMeans of solving the problem
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Aluminiumlegierungsfolie, die
Si: 0,1 Massen-% oder mehr und 0,6 Massen-% oder weniger,
Fe: 0,2 Massen-% oder mehr und 1,5 Massen-% oder weniger und
als Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen als chemische Komponenten umfasst, wobei
die Summe des Si-Gehalts und des Fe-Gehalts 0,48 Massen-% oder mehr beträgt,
die Foliendicke 20 μm oder weniger beträgt,
die Menge von Si in fester Lösung 700 Massen-ppm oder mehr beträgt und die Menge von Fe in fester Lösung 150 Massen-ppm oder mehr beträgt,
die Zugfestigkeit 220 MPa oder mehr beträgt und
der in flüssigem Stickstoff gemessene spezifische Widerstand 0,45 μΩ·cm oder mehr und 0,7 μΩ·cm oder weniger beträgt.One aspect of the present invention relates to an aluminum alloy foil which
Si: 0.1 mass% or more and 0.6 mass% or less,
Fe: 0.2 mass% or more and 1.5 mass% or less and
as the remainder comprises Al and unavoidable impurities as chemical components, wherein
the sum of Si content and Fe content is 0.48 mass% or more,
the film thickness is 20 μm or less,
the amount of Si in solid solution is 700 mass ppm or more, and the amount of Fe in solid solution is 150 mass ppm or more,
the tensile strength is 220 MPa or more and
the specific resistance measured in liquid nitrogen is 0.45 μΩ · cm or more and 0.7 μΩ · cm or less.
Wirkungen der ErfindungEffects of the invention
Da die Aluminiumlegierungsfolie die vorstehend genannten spezifischen Merkmale aufweist, kann die Aluminiumlegierungsfolie eine Verbesserung der Festigkeit erreichen, ohne die Leitfähigkeit signifikant zu beeinträchtigen. Daher kann bei der Aluminiumlegierungsfolie z. B. selbst dann, wenn durch Walzen oder dergleichen eine Druckkraft ausgeübt wird, wenn ein Bauteil, das die Folie umfasst, wie z. B. eine Elektrode einer Energiespeichervorrichtung, hergestellt wird, eine unnötige plastische Verformung unterdrückt werden und es ist davon auszugehen, dass eine Verminderung der Dicke der Folie erreicht wird. Die Verbesserung der Festigkeit der Aluminiumlegierungsfolie kann eine gute Leitfähigkeit sicherstellen, ohne die Leitfähigkeit signifikant zu beeinträchtigen. Wenn die Aluminiumlegierungsfolie z. B. als Stromkollektor einer Elektrode in einer Energiespeichervorrichtung, wie z. B. einer Lithiumionenbatterie, verwendet wird, kann die Aluminiumlegierungsfolie daher zu einer Erhöhung der Dichte und einer Zunahme der Energie der Energiespeichervorrichtung beitragen.Since the aluminum alloy foil has the above-mentioned specific features, the aluminum alloy foil can achieve an improvement in strength without significantly affecting the conductivity. Therefore, in the aluminum alloy foil, for. B. even if a compressive force is exerted by rollers or the like, when a component comprising the film, such as. For example, an electrode of an energy storage device is manufactured, unnecessary plastic deformation is suppressed, and it is considered that a reduction in the thickness of the film is achieved. The improvement in the strength of the aluminum alloy foil can ensure good conductivity without significantly affecting the conductivity. If the aluminum alloy foil z. As a current collector of an electrode in an energy storage device such. As a lithium ion battery is used, the aluminum alloy foil can therefore contribute to an increase in the density and an increase in the energy of the energy storage device.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die
Modus zur Ausführung der ErfindungMode for carrying out the invention
Die Bedeutung der Beschränkung und der Grund für die Beschränkung der spezifischen chemischen Zusammensetzung (die Einheit ist Massen-%, die in der Beschreibung der folgenden chemischen Zusammensetzung lediglich als „%” abgekürzt wird) in der Aluminiumlegierungsfolie werden nachstehend beschrieben.The meaning of the restriction and the reason for restricting the specific chemical composition (the unit is mass%, which will be abbreviated to "%" in the description of the following chemical composition) in the aluminum alloy foil will be described below.
Si: 0,1% oder mehr und 0,6% oder wenigerSi: 0.1% or more and 0.6% or less
Si ist ein Element, das zum Erreichen einer Verbesserung der Festigkeit einer Folie erforderlich ist. Wenn die Temperatur einer Aluminiumlegierung während der Folienherstellung höher als 350°C ist, ist es wahrscheinlich, dass Si und Fe in fester Lösung als Verbindung auf Al-Fe-Si-Basis ausgeschieden werden, so dass die Kaltverfestigung während des Kaltwalzens verschlechtert wird und es wahrscheinlich ist, dass die Festigkeit der Folie abnimmt. Folglich wird ein Warmwalzen vorzugsweise bei 350°C oder niedriger durchgeführt, ohne eine Homogenisierungsbehandlung bei einer hohen Temperatur, die höher als 350°C ist, während der Folienherstellung durchzuführen. Zur Verbesserung der Festigkeit der Folie und zum Sicherstellen der Leitfähigkeit durch Vermindern des spezifischen Widerstands der Folie bei den vorstehend genannten Bedingungen ist es erforderlich, den Si-Gehalt auf 0,1% oder mehr und 0,6% oder weniger einzustellen. Wenn der Si-Gehalt weniger als 0,1% beträgt, wird der spezifische Widerstand der Folie vermindert, jedoch wird die Festigkeit der Folie nicht verbessert. Ein Si-Gehalt von mehr als 0,6% macht es schwierig, die Festigkeit der Folie weiter zu verbessern und grobe einphasige Si-Teilchen werden gebildet und eine Folie mit einer Dicke von 20 μm oder weniger kann Probleme von kleinen Löchern und eines Reißens der Folie aufweisen. Der Si-Gehalt beträgt vorzugsweise 0,12% oder mehr. Der Si-Gehalt beträgt vorzugsweise 0,4 % oder weniger.Si is an element required for achieving improvement in the strength of a film. When the temperature of an aluminum alloy during film production is higher than 350 ° C, it is likely that Si and Fe are precipitated in solid solution as an Al-Fe-Si based compound, so that cold work hardening during cold rolling is deteriorated it is likely that the strength of the film decreases. Consequently, hot rolling is preferably carried out at 350 ° C or lower without a homogenizing treatment at a high temperature higher than 350 ° C. during the film production. In order to improve the strength of the film and to ensure the conductivity by lowering the resistivity of the film under the above conditions, it is necessary to adjust the Si content to 0.1% or more and 0.6% or less. If the Si content is less than 0.1%, the specific resistance of the film is lowered, but the strength of the film is not improved. An Si content of more than 0.6% makes it difficult to further improve the strength of the film and coarse single-phase Si particles are formed, and a film having a thickness of 20 μm or less can cause problems of pinholes and cracking Have foil. The Si content is preferably 0.12% or more. The Si content is preferably 0.4% or less.
Fe: 0,2% oder mehr und 1,5% oder wenigerFe: 0.2% or more and 1.5% or less
Fe ist so wie Si ein notwendiges Element zum Erreichen einer Verbesserung der Festigkeit einer Folie. Wenn die Temperatur einer Aluminiumlegierung während der Folienherstellung höher als 350°C ist, ist es wahrscheinlich, dass Si und Fe in fester Lösung als Verbindung auf Al-Fe-Si-Basis ausgeschieden werden, so dass die Kaltverfestigung während des Kaltwalzens verschlechtert wird und es wahrscheinlich ist, dass die Festigkeit der Folie abnimmt. Folglich wird ein Warmwalzen vorzugsweise bei 350°C oder niedriger durchgeführt, ohne eine Homogenisierungsbehandlung bei einer hohen Temperatur von mehr als 350°C während der Folienherstellung durchzuführen. Zur Verbesserung der Festigkeit der Folie und zum Sicherstellen der Leitfähigkeit durch Vermindern des spezifischen Widerstands der Folie bei den vorstehend genannten Bedingungen ist es erforderlich, den Fe-Gehalt auf 0,2% oder mehr und 1,5% oder weniger einzustellen. Wenn der Fe-Gehalt weniger als 0,2% beträgt, wird der spezifische Widerstand der Folie vermindert, jedoch wird die Festigkeit der Folie nicht verbessert. Ein Fe-Gehalt von mehr als 1,5% macht es schwierig, die Festigkeit der Folie weiter zu verbessern. Dann wird während des Gießens eine grobe kristallisierte Substanz auf der Basis von Al-Fe gebildet. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, verbleibt dann, wenn ein Aluminiumlegierungsblock nicht einer Homogenisierungsbehandlung bei einer hohen Temperatur von mehr als 350°C unterzogen wird, die während des Gießens gebildete kristallisierte Substanz auf Al-Fe-Basis in einem groben Zustand, bis die Folienenddicke gebildet wird. Demgemäß kann eine Folie mit einer Dicke von 20 μm oder weniger Probleme von kleinen Löchern und eines Reißens der Folie aufweisen. Ein übermäßiger Fe-Zusatz kann eine Zunahme der Herstellungskosten verursachen. Der Fe-Gehalt beträgt vorzugsweise 0,30% oder mehr. Der Fe-Gehalt beträgt vorzugsweise 1,2% oder weniger, mehr bevorzugt 1,0% oder weniger und noch mehr bevorzugt 0,80% oder weniger.Fe, like Si, is a necessary element for achieving improvement in the strength of a film. When the temperature of an aluminum alloy during film production is higher than 350 ° C, it is likely that Si and Fe are precipitated in solid solution as an Al-Fe-Si based compound, so that cold work hardening during cold rolling is deteriorated it is likely that the strength of the film decreases. Consequently, hot rolling is preferably carried out at 350 ° C or lower without performing a homogenizing treatment at a high temperature of more than 350 ° C during the film production. In order to improve the strength of the film and to ensure conductivity by lowering the resistivity of the film under the above conditions, it is necessary to adjust the Fe content to 0.2% or more and 1.5% or less. If the Fe content is less than 0.2%, the specific resistance of the film is lowered, but the strength of the film is not improved. An Fe content of more than 1.5% makes it difficult to further improve the strength of the film. Then, a coarse crystallized substance based on Al-Fe is formed during casting. As described above, when an aluminum alloy ingot is not subjected to a homogenizing treatment at a high temperature of more than 350 ° C, the Al-Fe-based crystallized substance formed during the casting remains in a coarse state until the final foil thickness is formed. Accordingly, a film having a thickness of 20 μm or less may have problems of pinholes and tearing of the film. Excessive Fe addition can cause an increase in manufacturing cost. The Fe content is preferably 0.30% or more. The Fe content is preferably 1.2% or less, more preferably 1.0% or less, and still more preferably 0.80% or less.
Summe des Si-Gehalts und des Fe-Gehalts: 0,48% oder mehrSum of Si content and Fe content: 0.48% or more
Die Summe des Si-Gehalts und des Fe-Gehalts (kann nachstehend als „Menge von Si + Fe” bezeichnet werden) ist wichtig, um eine Zugfestigkeit von 220 MPa oder mehr sicherzustellen. Wenn die Menge von Si + Fe weniger als 0,48% beträgt, wird eine Zugfestigkeit von 220 MPa oder mehr nicht erhalten, was es schwierig macht, eine Zunahme der Festigkeit zu erreichen. Die Menge von Si + Fe beträgt im Hinblick darauf, eine Zugfestigkeit von 220 MPa oder mehr sicherzustellen, vorzugsweise 0,49% oder mehr, mehr bevorzugt 0,5% oder mehr und noch mehr bevorzugt 0,52% oder mehr. Die Menge von Si + Fe beträgt im Hinblick auf die Obergrenzen oder dergleichen des Si-Gehalts und des Fe-Gehalts 1,6% oder weniger, vorzugsweise 1,4% oder weniger und mehr bevorzugt 1,2% oder weniger.The sum of the Si content and the Fe content (hereinafter may be referred to as "amount of Si + Fe") is important to ensure a tensile strength of 220 MPa or more. When the amount of Si + Fe is less than 0.48%, a tensile strength of 220 MPa or more is not obtained, which makes it difficult to achieve an increase in strength. The amount of Si + Fe is from the viewpoint of ensuring a tensile strength of 220 MPa or more, preferably 0.49% or more, more preferably 0.5% or more, and still more preferably 0.52% or more. The amount of Si + Fe is 1.6% or less, preferably 1.4% or less, and more preferably 1.2% or less, in view of the upper limit or the like of the Si content and the Fe content.
Als chemische Komponente können ferner 0,01 Massen-% oder mehr und 0,25 Massen-% oder weniger Cu enthalten sein. Die Bedeutung der Beschränkung und der Grund für die Beschränkung in diesem Fall werden nachstehend beschrieben.As the chemical component, 0.01 mass% or more and 0.25 mass% or less Cu may further be contained. The meaning of the restriction and the reason for the restriction in this case will be described below.
Cu: 0,01% oder mehr und 0,25% oder wenigerCu: 0.01% or more and 0.25% or less
Cu ist ein Element, das zur Verbesserung der Festigkeit einer Folie beiträgt. Zum Erhalten der Wirkung beträgt der Cu-Gehalt vorzugsweise 0,01% oder mehr. Weniger als 0,01% Cu können als unvermeidbare Verunreinigungen enthalten sein. Wenn andererseits der Cu-Gehalt übermäßig ist, wird die Festigkeit der Folie verbessert, jedoch wird auch der spezifische Widerstand erhöht. Daher beträgt der Cu-Gehalt vorzugsweise 0,25% oder weniger. Der Cu-Gehalt beträgt vorzugsweise 0,02% oder mehr. Der Cu-Gehalt beträgt vorzugsweise 0,18% oder weniger.Cu is an element that contributes to the improvement of the strength of a film. For obtaining the effect, the Cu content is preferably 0.01% or more. Less than 0.01% Cu may be included as unavoidable impurities. On the other hand, if the Cu content is excessive, the strength of the film is improved, but also the resistivity is increased. Therefore, the Cu content is preferably 0.25% or less. The Cu content is preferably 0.02% or more. The Cu content is preferably 0.18% or less.
Als chemische Komponenten können Elemente wie z. B. Mn, Mg, Cr, Zn, Ni, Ga, V und Ti als unvermeidbare Verunreinigungen enthalten sein. Übermäßig enthaltenes Mn und Mg können jedoch den spezifischen Widerstand der Folie erhöhen und die Leitfähigkeit verschlechtern. Daher beträgt der Mn-Gehalt vorzugsweise 0,01% oder weniger und der Mg-Gehalt beträgt vorzugsweise 0,01% oder weniger. Da die anderen Elemente, wie z. B. Cr, Zn, Ni, Ga, V und Ti, vergleichsweise nicht zu einer Zunahme des spezifischen Widerstands beitragen, beträgt der Gehalt jedes Elements vorzugsweise 0,05% oder weniger. Ein Gesamtgehalt der unvermeidbaren Verunreinigungen von 0,15% oder weniger hat keinen wesentlichen Einfluss auf die Leitfähigkeit und eine Verbesserung der Festigkeit, was zulässig ist.As chemical components, elements such as. For example, Mn, Mg, Cr, Zn, Ni, Ga, V and Ti may be contained as unavoidable impurities. However, excessively contained Mn and Mg may increase the resistivity of the film and deteriorate the conductivity. Therefore, the Mn content is preferably 0.01% or less, and the Mg content is preferably 0.01% or less. Because the other elements, such as For example, if Cr, Zn, Ni, Ga, V, and Ti do not contribute comparatively to an increase in the specific resistance, the content of each element is preferably 0.05% or less. A total content of unavoidable impurities of 0.15% or less has no significant influence on conductivity and strength improvement, which is allowable.
Die Aluminiumlegierungsfolie weist eine Foliendicke von 20 μm oder weniger auf. Eine Foliendicke von mehr als 20 μm kann die Anforderung der Verminderung der Dicke der Folie (Verminderung der Foliendicke), die in den letzten Jahren häufig erforderlich war, nicht erfüllen. Die Aluminiumlegierungsfolie weist eine Foliendicke von 20 μm oder weniger auf und ist beispielsweise besonders für eine Anwendung als Stromkollektor für eine Elektrode einer Energiespeichervorrichtung geeignet, bei der eine Verminderung der Dicke der Folie erforderlich ist. Die Dicke der Aluminiumlegierungsfolie kann im Hinblick auf die Verminderung der Dicke und den Beitrag zu einer Miniaturisierung der Energiespeichervorrichtung auf vorzugsweise weniger als 20 μm, mehr bevorzugt 19 μm oder weniger, noch mehr bevorzugt 18 μm oder weniger und noch mehr bevorzugt 17 μm oder weniger eingestellt werden. Andererseits kann die Foliendicke im Hinblick auf die Handhabbarkeit oder dergleichen in dem Fall, bei dem ein Bauteil, das die Folie umfasst, wie z. B. eine Elektrode für eine Energiespeichervorrichtung, hergestellt wird, vorzugsweise auf 8 μm oder mehr, mehr bevorzugt 9 μm oder mehr und noch mehr bevorzugt 10 μm oder mehr eingestellt werden.The aluminum alloy foil has a film thickness of 20 μm or less. A film thickness of more than 20 μm can not meet the requirement of reducing the thickness of the film (reduction in film thickness) which has been required frequently in recent years. The aluminum alloy foil has a film thickness of 20 μm or less, and is particularly suitable for use as a current collector for an electrode of an energy storage device, for example, in which a reduction in the thickness of the film is required. The thickness of the aluminum alloy foil may be set to preferably less than 20 μm, more preferably 19 μm or less, still more preferably 18 μm or less, and even more preferably 17 μm or less in view of reducing the thickness and contributing to miniaturization of the energy storage device become. On the other hand, in view of the handleability or the like, in the case where a member including the film, such as, for example, the film thickness, may be used. For example, an electrode for an energy storage device is manufactured, preferably set to 8 μm or more, more preferably 9 μm or more, and still more preferably 10 μm or more.
In der Aluminiumlegierungsfolie beträgt die Menge von Si in fester Lösung 700 Massen-ppm oder mehr und die Menge von Fe in fester Lösung beträgt 150 Massen-ppm oder mehr. Wenn die Menge von Si in fester Lösung weniger als 700 Massen-ppm beträgt und die Menge von Fe in fester Lösung weniger als 150 Massen-ppm beträgt, kann eine Zunahme der Festigkeit zur Bereitstellung einer Zugfestigkeit von 220 MPa oder mehr nicht erreicht werden. Die Menge von Si in fester Lösung beträgt im Hinblick auf die Sicherstellung der Zunahme der Festigkeit vorzugsweise 720 Massen-ppm oder mehr, mehr bevorzugt 740 Massen-ppm oder mehr und noch mehr bevorzugt 760 Massen-ppm oder mehr. Die Menge von Si in fester Lösung ist vorzugsweise höher. Die Obergrenze der Menge von Si in fester Lösung kann jedoch im Hinblick auf die Abkühlungsrate oder dergleichen während des Gießens eines Blocks bei der tatsächlichen Herstellung auf 1000 Massen-ppm oder weniger eingestellt werden. Andererseits beträgt die Menge von Fe in fester Lösung im Hinblick auf die Sicherstellung der Zunahme der Festigkeit vorzugsweise 170 Massen-ppm oder mehr, mehr bevorzugt 190 Massen-ppm oder mehr und noch mehr bevorzugt 200 Massen-ppm oder mehr. Die Menge von Fe in fester Lösung ist vorzugsweise höher. Die Obergrenze der Menge von Fe in fester Lösung kann jedoch im Hinblick auf die Abkühlungsrate oder dergleichen während des Gießens eines Blocks bei der tatsächlichen Herstellung auf 500 Massen-ppm oder weniger eingestellt werden.In the aluminum alloy foil, the amount of Si in solid solution is 700 mass ppm or more, and the amount of Fe in solid solution is 150 mass ppm or more. When the amount of Si in solid solution is less than 700 mass ppm and the amount of Fe in solid solution is less than 150 mass ppm, an increase in strength to provide a tensile strength of 220 MPa or more can not be achieved. The amount of solid-solution Si is preferably 720 mass ppm or more, more preferably 740 mass ppm or more, and more preferably 760 mass ppm or more from the viewpoint of ensuring the increase in strength. The amount of solid solution Si is preferably higher. However, the upper limit of the amount of solid solution Si may be set to 1000 mass ppm or less in view of the cooling rate or the like during the casting of a block in the actual production. On the other hand, in order to secure the increase in strength, the amount of Fe in solid solution is preferably 170 mass ppm or more, more preferably 190 mass ppm or more, and even more preferably 200 mass ppm or more. The amount of Fe in solid solution is preferably higher. However, the upper limit of the amount of Fe in solid solution may be set to 500 mass ppm or less in view of the cooling rate or the like during the casting of a block in actual production.
Die Menge von Si in fester Lösung und die Menge von Fe in fester Lösung können im Wesentlichen mit dem folgenden Verfahren gemessen werden. Insbesondere werden eine Verbindung auf Al-Fe-Basis und eine Verbindung auf Al-Fe-Si-Basis, die in einem Prüfkörper enthalten sind, der von der Aluminiumlegierungsfolie entnommen worden ist, durch die Verwendung eines thermischen Phenollösungsextraktionsverfahrens als Restsubstanz erhalten. Si und Fe werden aus der Restsubstanz durch das thermische Phenollösungsextraktionsverfahren herausgelöst und eine quantitative Analyse wird durch induktiv gekoppelte Plasmaemissionsspektroskopie (ICP) durchgeführt, so dass die Ausscheidungsmenge von Si und die Ausscheidungsmenge von Fe, die als Verbindung ausgeschieden worden sind, erhalten werden. Einphasige Si-Teilchen, die in dem Prüfkörper enthalten sind, der von der Aluminiumlegierungsfolie entnommen worden ist, werden bei der Verwendung eines Chlorwasserstoffsäurelösungsextraktionsverfahrens als Restsubstanz erhalten. Die Restsubstanz, die durch das Chlorwasserstoffsäurelösungsextraktionsverfahren erhalten worden ist, wird gelöst und eine quantitative Analyse wird mittels ICP durchgeführt, so dass die Ausscheidungsmenge von Si erhalten wird, das als einphasige Si-Teilchen ausgeschieden worden ist. Die Summe der Ausscheidungsmenge von Si, die durch das thermische Phenollösungsextraktionsverfahren erhalten worden ist, und der Ausscheidungsmenge von Si, die durch das Chlorwasserstoffsäurelösungsextraktionsverfahren erhalten worden ist, ist als die Gesamtausscheidungsmenge von Si festgelegt. Die Ausscheidungsmenge von Fe, die durch das thermische Phenollösungsextraktionsverfahren erhalten worden ist, ist als die Gesamtausscheidungsmenge von Fe festgelegt. Der Wert, der durch Subtrahieren der Gesamtausscheidungsmenge von Si von einem Si-Komponentenanalysewert der Aluminiumlegierungsfolie erhalten wird, ist als die Menge von Si in fester Lösung festgelegt. Der Wert, der durch Subtrahieren der Gesamtausscheidungsmenge von Fe von einem Fe-Komponentenanalysewert der Aluminiumlegierungsfolie erhalten wird, ist als die Menge von Fe in fester Lösung festgelegt.The amount of solid solution Si and the amount of solid solution Fe can be measured substantially by the following method. More specifically, an Al-Fe-based compound and an Al-Fe-Si-based compound contained in a specimen taken from the aluminum alloy foil are obtained by using a phenol solution extraction thermal process as a residual substance. Si and Fe are dissolved out from the residual substance by the phenol solution thermal extraction method, and quantitative analysis is performed by Inductively Coupled Plasma Emission Spectroscopy (ICP) so that the precipitation amount of Si and the precipitation amount of Fe precipitated as a compound are obtained. Single-phase Si particles contained in the specimen taken from the aluminum alloy foil are obtained by using a hydrochloric acid solution extraction method as a residual substance. The residual substance obtained by the hydrochloric acid solution extraction method is dissolved, and quantitative analysis is carried out by ICP to obtain the precipitation amount of Si precipitated as single-phase Si particles. The sum of the precipitation amount of Si obtained by the phenol solution thermal extraction method and the precipitation amount of Si obtained by the hydrochloric acid solution extraction method is set as the total precipitation amount of Si. The precipitation amount of Fe obtained by the phenol solution thermal extraction method is set as the total precipitation amount of Fe. The value obtained by subtracting the total precipitation amount of Si from a Si component analysis value of the aluminum alloy foil is set as the amount of solid solution Si. The value obtained by subtracting the total precipitation amount of Fe from an Fe component analysis value of the aluminum alloy foil is set as the amount of Fe in solid solution.
Die Aluminiumlegierungsfolie weist eine Zugfestigkeit von 220 MPa oder mehr auf. Eine Zugfestigkeit von weniger als 220 MPa ist in der vorliegenden Anmeldung keine hohe Festigkeit. Die Zugfestigkeit beträgt vorzugsweise 223 MPa oder mehr, mehr bevorzugt 225 MPa oder mehr und noch mehr bevorzugt 230 MPa oder mehr. Die Obergrenze der Zugfestigkeit kann so festgelegt werden, dass sie im Hinblick auf eine Ausgewogenheit mit dem spezifischen Widerstand oder dergleichen in einem optimalen Bereich liegt. Die Zugfestigkeit kann z. B. auf etwa 340 MPa oder weniger eingestellt werden. Die Zugfestigkeit ist ein Wert, der auf der Basis von JIS Z2241 gemessen wird.The aluminum alloy foil has a tensile strength of 220 MPa or more. A tensile strength of less than 220 MPa is not high strength in the present application. The tensile strength is preferably 223 MPa or more, more preferably 225 MPa or more, and still more preferably 230 MPa or more. The upper limit of the tensile strength can be set so that it is with regard to Balance with the resistivity or the like is in an optimum range. The tensile strength can z. B. be set to about 340 MPa or less. The tensile strength is a value measured on the basis of JIS Z2241.
Die Aluminiumlegierungsfolie weist einen spezifischen Widerstand von 0,45 μΩ·cm oder mehr und 0,7 μΩ·cm oder weniger auf. Der spezifische Widerstand ist ein Wert, der in flüssigem Stickstoff gemessen wird. Der spezifische Widerstand wird in flüssigem Stickstoff gemessen, um den Einfluss der Temperatur der Messatmosphäre zu beseitigen.The aluminum alloy foil has a resistivity of 0.45 μΩ · cm or more and 0.7 μΩ · cm or less. The resistivity is a value measured in liquid nitrogen. The resistivity is measured in liquid nitrogen to eliminate the influence of the temperature of the measurement atmosphere.
Der spezifische Widerstand weist eine Korrelation mit den Mengen von Si und Fe in fester Lösung als Legierungselemente auf. Wenn der spezifische Widerstand innerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegt, kann eine Verbesserung der Festigkeit erreicht werden, ohne die Leitfähigkeit signifikant zu beeinträchtigen. Wenn der spezifische Widerstand weniger als 0,45 μΩ·cm beträgt, kann die Folie während der Folienherstellung nicht in einfacher Weise kaltverfestigt werden und die Zugfestigkeit kann kaum auf 220 MPa oder mehr eingestellt werden. Der spezifische Widerstand kann vorzugsweise auf 0,50 μΩ·cm oder mehr und mehr bevorzugt auf 0,55 μΩ·cm oder mehr eingestellt werden. Wenn andererseits der spezifische Widerstand erhöht wird, ist es wahrscheinlich, dass die Folie während der Folienherstellung kaltverfestigt wird, wodurch es wahrscheinlich ist, dass eine Verbesserung der Festigkeit erreicht wird. Die Leitfähigkeit neigt jedoch dazu, abzunehmen. Daher kann der spezifische Widerstand etwa 0,7 μΩ·cm betragen, was etwa 60% des spezifischen Widerstands einer Aluminiumlegierungsfolie des 3003-Typs ist, bei der davon ausgegangen wird, dass es sich um eine Aluminiumlegierungsfolie mit einer vergleichsweise hohen Festigkeit handelt. Der spezifische Widerstand kann vorzugsweise auf 0,69 μΩ·cm oder weniger und mehr bevorzugt auf 0,68 μΩ·cm oder weniger eingestellt werden. Der spezifische Widerstand kann durch ein Doppelbrückenverfahren gemäß JIS H0505 gemessen werden.The resistivity has a correlation with the amounts of Si and Fe in solid solution as alloying elements. When the specific resistance is within the above-mentioned range, improvement in strength can be achieved without significantly affecting the conductivity. When the specific resistance is less than 0.45 μΩ · cm, the film can not be easily work-hardened during film production, and the tensile strength can hardly be set to 220 MPa or more. The specific resistance may be preferably set to 0.50 μΩ · cm or more, and more preferably 0.55 μΩ · cm or more. On the other hand, if the resistivity is increased, it is likely that the film is work-hardened during the film-making, whereby it is likely that an improvement in strength is achieved. However, conductivity tends to decrease. Therefore, the resistivity may be about 0.7 μΩ · cm, which is about 60% of the specific resistance of a 3003 type aluminum alloy foil, which is considered to be an aluminum alloy foil having a comparatively high strength. The specific resistance may preferably be set to 0.69 μΩ · cm or less, and more preferably 0.68 μΩ · cm or less. The resistivity can be measured by a double-bridge method according to JIS H0505.
Die Aluminiumlegierungsfolie kann als Stromkollektor für eine Elektrode einer Energiespeichervorrichtung verwendet werden. In diesem Fall wird ein aktives Elektrodenmaterial auf die Oberfläche der Aluminiumlegierungsfolie als Stromkollektor aufgebracht. Insbesondere wird in diesem Fall die Oberfläche der Aluminiumlegierungsfolie mit einer Schicht beschichtet, die ein aktives Elektrodenmaterial enthält. Die mit der Schicht beschichtete Aluminiumlegierungsfolie wird getrocknet und dann wird durch Walzen oder dergleichen eine Druckkraft auf die Aluminiumlegierungsfolie ausgeübt. Selbst in einem derartigen Fall wird durch die Druckkraft kaum eine unnötige plastische Verformung in der Aluminiumlegierungsfolie verursacht, so dass das aktive Elektrodenmaterial kaum abgelöst wird, und die Aluminiumlegierungsfolie kann auch eine gute Leitfähigkeit sicherstellen. Ferner weist die Aluminiumlegierungsfolie eine hervorragende Folienfestigkeit auf und es wird davon ausgegangen, dass sie die Anforderung der Verminderung der Dicke der Folie erfüllt. Daher kann die Aluminiumlegierungsfolie in diesem Fall zu einer Zunahme der Dichte und zu einer Zunahme der Energie in einer Energiespeichervorrichtung, wie z. B. einer Lithiumionenbatterie, beitragen.The aluminum alloy foil may be used as a current collector for an electrode of an energy storage device. In this case, an active electrode material is applied to the surface of the aluminum alloy foil as a current collector. In particular, in this case, the surface of the aluminum alloy foil is coated with a layer containing an active electrode material. The layered aluminum alloy foil is dried, and then a pressure force is applied to the aluminum alloy foil by rolling or the like. Even in such a case, the compressive force hardly causes unnecessary plastic deformation in the aluminum alloy foil, so that the active electrode material is hardly peeled off, and the aluminum alloy foil can also ensure good conductivity. Further, the aluminum alloy foil has excellent film strength and is expected to meet the requirement of reducing the thickness of the foil. Therefore, in this case, the aluminum alloy foil may increase the density and increase the energy in an energy storage device, such as the like. As a lithium ion battery contribute.
Die Aluminiumlegierungsfolie kann z. B. in der folgenden Weise hergestellt werden. Insbesondere kann die Aluminiumlegierungsfolie durch Warmwalzen eines Aluminiumlegierungsblocks, der die spezifische chemische Zusammensetzung enthält, und danach Durchführen eines Kaltwalzens, einschließlich eines Folienwalzens, erhalten werden.The aluminum alloy foil may, for. B. be prepared in the following manner. In particular, the aluminum alloy foil can be obtained by hot rolling an aluminum alloy ingot containing the specific chemical composition and then performing cold rolling including foil rolling.
In diesem Fall kann der Aluminiumlegierungsblock warmgewalzt werden, ohne dass er einer Homogenisierungsbehandlung bei einer hohen Temperatur von mehr als 350°C unterzogen wird. Der Aluminiumlegierungsblock wird auf eine Temperatur von 350°C oder niedriger erwärmt und dann wird mit dem Warmwalzen begonnen. Die Temperaturen zu Beginn des Warmwalzens, in der Mitte des Warmwalzens und am Ende des Warmwalzens können auf 350°C oder niedriger eingestellt werden. Die Haltezeit nach dem Erreichen der Anfangstemperatur des Warmwalzens kann im Hinblick auf eine wahrscheinliche Unterdrückung des Ausscheidens einer Verbindung auf Al-Fe-Si-Basis auf innerhalb von 12 Stunden eingestellt werden. Das Warmwalzen kann einmal durchgeführt werden oder es kann in einer Mehrzahl von Schritten des Durchführens eines Fertigwalzens nach einem Vorwalzen und dergleichen durchgeführt werden.In this case, the aluminum alloy ingot can be hot rolled without being subjected to a homogenizing treatment at a high temperature of more than 350 ° C. The aluminum alloy ingot is heated to a temperature of 350 ° C or lower, and then hot rolling is started. The temperatures at the start of hot rolling, in the middle of hot rolling and at the end of hot rolling can be set to 350 ° C or lower. The holding time after reaching the initial temperature of hot rolling may be set to within 12 hours in view of a probable suppression of the precipitation of an Al-Fe-Si-based compound. The hot rolling may be performed once or it may be performed in a plurality of steps of performing finish rolling after rough rolling and the like.
Das Kaltwalzen wird ohne Durchführen eines Zwischenglühens durchgeführt, so dass die Foliendicke 20 μm oder weniger beträgt. Dies ist darin begründet, dass die Ausscheidung der Verbindung auf Al-Fe-Si-Basis gefördert wird, wenn das Zwischenglühen durchgeführt wird, und die Kaltverfestigung während des Kaltwalzens vermindert wird, was eine Verminderung der Folienfestigkeit verursacht. Es ist bevorzugt, dass das Fertigglühen nach dem Ende des Kaltwalzens nicht durchgeführt wird, und zwar aus dem gleichen Grund wie bei dem Zwischenglühen. Die Fertigwalzreduktionsrate beim Kaltwalzen kann im Hinblick auf eine Verbesserung der Festigkeit zur Bereitstellung einer Zugfestigkeit von 220 MPa oder mehr vorzugsweise auf 95% oder mehr, mehr bevorzugt auf 96% oder mehr und noch mehr bevorzugt auf 97% oder mehr eingestellt werden. Die Fertigwalzreduktionsrate ist ein Wert, der aus 100 × (Blechdicke des warmgewalzten Blechs vor dem Kaltwalzen – Foliendicke der Aluminiumlegierungsfolie nach dem Fertigkaltwalzen)/(Blechdicke des warmgewalzten Blechs vor dem Kaltwalzen) berechnet wird.The cold rolling is performed without performing intermediate annealing so that the film thickness is 20 μm or less. This is because the precipitation of the Al-Fe-Si-based compound is promoted when the intermediate annealing is performed, and the strain hardening during cold rolling is reduced, causing a reduction in film strength. It is preferable that the finish annealing is not performed after the end of cold rolling, for the same reason as in the intermediate annealing. The finish rolling reduction rate in cold rolling may preferably be 95% or more in view of improving the strength to provide a tensile strength of 220 MPa or more more, more preferably 96% or more and even more preferably 97% or more. The finish rolling reduction rate is a value calculated from 100 × (sheet thickness of the hot rolled sheet before cold rolling - sheet thickness of the aluminum alloy sheet after finish cold rolling) / (sheet thickness of the hot rolled sheet before cold rolling).
BeispieleExamples
Nachstehend werden Aluminiumlegierungsfolien gemäß Beispielen beschrieben.Hereinafter, aluminum alloy foils will be described according to Examples.
(Beispiel 1)(Example 1)
Aluminiumlegierungen mit den in der Tabelle 1 gezeigten chemischen Komponenten wurden mittels eines halbkontinuierlichen Gießverfahrens zu Blöcken gegossen und die erhaltenen gegossenen Blockprodukte wurden spanabhebend bearbeitet und Aluminiumlegierungsblöcke wurden hergestellt. Von den Aluminiumlegierungen, welche die in der Tabelle 1 gezeigten chemischen Komponenten aufweisen, waren die Legierungen A bis H Aluminiumlegierungen mit chemischen Komponenten, die für Beispiele geeignet sind, und die Legierungen I bis O waren Aluminiumlegierungen mit chemischen Komponenten als Vergleichsbeispiele.Aluminum alloys having the chemical components shown in Table 1 were cast into blocks by a semi-continuous casting method, and the obtained cast block products were machined and aluminum alloy ingots were prepared. Of the aluminum alloys having the chemical components shown in Table 1, the alloys A to H were aluminum alloys having chemical components suitable for examples, and the alloys I to O were aluminum alloys having chemical components as comparative examples.
[Tabelle 1] 
Der hergestellte Aluminiumlegierungsblock wurde warmgewalzt, ohne einer Homogenisierungsbehandlung unterzogen zu werden, so dass ein warmgewalztes Blech mit einer Dicke von 2 mm erhalten wurde. In diesem Fall wurden bei dem Warmwalzen das Vorwalzen und das Fertigwalzen kontinuierlich durchgeführt. Beim Warmwalzen wurde die Anfangstemperatur des Vorwalzens (die Anfangstemperatur des Warmwalzens) für den Aluminiumlegierungsblock vor dem Vorwalzen durch Erwärmen des Aluminiumlegierungsblocks auf 330°C und Halten des Aluminiumlegierungsblocks bei der Temperatur für 6 Stunden auf 330°C eingestellt. Die Endtemperatur des Vorwalzens (die Zwischentemperatur des Warmwalzens) wurde auf 310°C eingestellt. Die Endtemperatur des Fertigwalzens (die Endtemperatur des Warmwalzens) wurde auf 270°C eingestellt. Folglich wurden in dem vorliegenden Beispiel nicht nur die Anfangstemperatur und die Endtemperatur des Warmwalzens, sondern auch die Endtemperatur des Vorwalzens als Zwischentemperatur des Warmwalzens, d. h., die Anfangstemperatur des Fertigwalzens, auf 330°C oder weniger eingestellt.The produced aluminum alloy ingot was hot-rolled without being subjected to a homogenizing treatment, so that a hot-rolled sheet having a thickness of 2 mm was obtained. In this case, in the hot rolling, the rough rolling and the finish rolling were continuously performed. In hot rolling, the initial temperature of pre-rolling (the initial temperature of hot rolling) for the aluminum alloy ingot was adjusted by pre-rolling the aluminum alloy ingot to 330 ° C and holding the aluminum alloy ingot at 330 ° C for 6 hours. The final temperature of pre-rolling (the intermediate temperature of hot rolling) was set at 310 ° C. The final temperature of finish rolling (the final temperature of hot rolling) was set to 270 ° C. Thus, in the present example, not only the initial temperature and the final temperature of hot rolling, but also the final temperature of rough rolling were determined as the intermediate temperature of hot rolling, that is, the hot rolling. h., the initial temperature of finish rolling, set to 330 ° C or less.
Dann wurde, nachdem die Temperatur wieder auf Raumtemperatur gesunken ist, eine Aluminiumlegierungsfolie mit einer Foliendicke von 12 μm durch wiederholtes Durchführen eines Kaltwalzens, einschließlich eines Folienwalzens, ohne Durchführen eines Zwischenglühens erhalten. Die Fertigwalzreduktionsrate beim Kaltwalzen betrug 100 × (Blechdicke des warmgewalzten Blechs vor dem Kaltwalzen 2000 μm – Foliendicke der Aluminiumlegierungsfolie nach dem Fertigkaltwalzen 12 μm)/(Blechdicke des warmgewalzten Blechs vor dem Kaltwalzen 2000 μm) = 99,4%.Then, after the temperature returned to room temperature, an aluminum alloy foil having a film thickness of 12 μm was obtained by repeatedly performing cold rolling including film rolling without performing intermediate annealing. The finish rolling reduction rate in cold rolling was 100 × (sheet thickness of hot rolled sheet before cold rolling 2000 μm - film thickness of aluminum alloy sheet after finish cold rolling 12 μm) / (sheet thickness of hot rolled sheet before cold rolling 2000 μm) = 99.4%.
Als nächstes wurden die Zugfestigkeit, die Dehngrenze und die Dehnung, der spezifische Widerstand (spezifischer elektrischer Widerstand), die Menge von Si in fester Lösung und die Menge von Fe in fester Lösung unter Verwendung der erhaltenen Aluminiumlegierungsfolie als Testmaterial gemessen. Insbesondere wurde ein JIS Nr. 5-Prüfkörper aus dem Testmaterial entnommen und die Zugfestigkeit, die Dehngrenze und die Dehnung des Prüfkörpers wurden bei n = 2 auf der Basis von JIS Z2241 gemessen. Der spezifische Widerstand wurde durch ein Doppelbrückenverfahren auf der Basis von JIS H0505 gemessen. Zur Beseitigung des Einflusses der Atmosphärentemperatur wurde der spezifische Widerstand in flüssigem Stickstoff gemessen.Next, tensile strength, yield strength and elongation, resistivity (resistivity), solid solution amount of Si and the amount of Fe in solid solution were measured by using the obtained aluminum alloy foil as a test material. More specifically, a JIS No. 5 test piece was taken out from the test material and the tensile strength, yield strength and elongation of the test piece were measured at n = 2 based on JIS Z2241. The specific one Resistance was measured by a double-bridge method based on JIS H0505. To eliminate the influence of the atmospheric temperature, the resistivity in liquid nitrogen was measured.
Die Menge von Si in fester Lösung und die Menge von Fe in fester Lösung wurden gemäß dem folgenden Verfahren gemessen. Das Verfahren wird unter Bezugnahme auf die
Als erstes wird das thermische Phenollösungsextraktionsverfahren beschrieben. 2 g eines Prüfkörpers wurden von einer Aluminiumlegierungsfolie entnommen (S10). Kleine Stücke des Prüfkörpers wurden aus der Aluminiumlegierungsfolie herausgeschnitten und abgewogen, so dass die Menge der kleinen Stücke insgesamt 2 g betrug. Dann wurde ein Becher, der 50 ml Phenol enthielt, auf einer Heizplatte angeordnet, so dass das Phenol auf 170°C bis 180°C erwärmt wurde, und der Prüfkörper wurde dann in den Becher eingebracht, so dass der Prüfkörper gelöst wurde (S11). Dann wurde der Becher, der die Lösung enthielt, von der Heizplatte entfernt und abgekühlt (S12). Dann wurde der abgekühlten Lösung Benzylalkohol zugesetzt, um eine Verfestigung zu verhindern (S13). Dann wurde die Lösung, der Benzylalkohol zugesetzt worden ist, mit einem Membranfilter filtriert, der aus Polytetrafluorethylen hergestellt war (Porendurchmesser: 0,1 μm) (S14), so dass eine Verbindung auf Al-Fe-Basis und eine Verbindung auf Al-Fe-Si-Basis als Restsubstanz erhalten wurden (S15). Dann wurde Si in einer 10%igen NaOH-Lösung aus der Restsubstanz herausgelöst, die durch das thermische Phenollösungsextraktionsverfahren erhalten worden ist, und Fe wurde dann in Königswasser (konzentrierte Chlorwasserstoffsäure:konzentrierte Salpetersäure = 3:1 als Volumenverhältnis) gelöst, so dass eine Mischlösung erhalten wurde, die das gelöste Si und Fe enthielt. Dann wurde die Mischlösung einer quantitativen Analyse mittels induktiv gekoppelter Plasmaemissionsspektrometrie (ICP) unterzogen (S16). Dadurch wurden die Ausscheidungsmenge von Si und die Ausscheidungsmenge von Fe, die als die Verbindung auf Al-Fe-Basis und die Verbindung auf Al-Fe-Si-Basis ausgeschieden worden sind, erhalten.First, the thermal phenol solution extraction method will be described. 2 g of a specimen was taken out from an aluminum alloy foil (S10). Small pieces of the test piece were cut out of the aluminum alloy sheet and weighed so that the amount of the small pieces was 2 g in total. Then, a beaker containing 50 ml of phenol was placed on a hot plate so that the phenol was heated to 170 ° C to 180 ° C, and the test piece was then placed in the beaker so that the test piece was dissolved (S11). , Then, the beaker containing the solution was removed from the hot plate and cooled (S12). Then, benzyl alcohol was added to the cooled solution to prevent solidification (S13). Then, the solution to which benzyl alcohol had been added was filtered with a membrane filter made of polytetrafluoroethylene (pore diameter: 0.1 μm) (S14), so that an Al-Fe-based compound and a compound on Al-Fe -Si base were obtained as residual substance (S15). Then, Si was dissolved out in a 10% NaOH solution of the residual substance obtained by the phenol solution thermal extraction method, and Fe was then dissolved in aqua regia (concentrated hydrochloric acid: concentrated nitric acid = 3: 1 by volume ratio) to obtain a mixed solution which contained the dissolved Si and Fe. Then, the mixed solution was subjected to quantitative analysis by inductively coupled plasma emission spectrometry (ICP) (S16). Thereby, the precipitation amount of Si and the precipitation amount of Fe precipitated as the Al-Fe-based compound and the Al-Fe-Si-based compound were obtained.
Als nächstes wird das Chlorwasserstoffsäurelösungsextraktionsverfahren beschrieben. 2 g eines Prüfkörpers wurden aus einer Aluminiumlegierungsfolie entnommen (S20). Der Prüfkörper wurde in der vorstehend beschriebenen Weise entnommen. Dann wurde der Prüfkörper in einen Becher eingebracht, der 120 ml HCl (konzentrierte Chlorwasserstoffsäure:Wasser = 1:1 als Volumenverhältnis) enthielt, und bei Raumtemperatur gelöst. Ferner wurden zwei oder drei Tropfen wässriges Wasserstoffperoxid H2O2 zugesetzt (S21). Dann wurde die Lösung mit einem Membranfilter filtriert, der aus Polytetrafluorethylen hergestellt war (Porendurchmesser: 0,1 μm) (S24), so dass einphasige Si-Teilchen als Restsubstanz erhalten wurden (S25). Dann wurde die Restsubstanz, die durch das Chlorwasserstofflösungsextraktionsverfahren erhalten worden ist, in einer 10%igen NaOH-Lösung gelöst und dann wurde das Königswasser zugemischt, so dass der pH-Wert der Lösung auf 1 bis 2 eingestellt wurde. Dann wurde die Lösung einer quantitativen Analyse mittels induktiv gekoppelter Plasmaemissionsspektrometrie (ICP) unterzogen (S26). Dadurch wurde die Ausscheidungsmenge von Si, das als einphasige Si-Teilchen ausgeschieden worden ist, erhalten.Next, the hydrochloric acid solution extraction method will be described. 2 g of a specimen was taken out from an aluminum alloy foil (S20). The test piece was removed in the manner described above. Then, the test piece was placed in a beaker containing 120 ml of HCl (concentrated hydrochloric acid: water = 1: 1 by volume) and dissolved at room temperature. Further, two or three drops of aqueous hydrogen peroxide H 2 O 2 were added (S21). Then, the solution was filtered with a membrane filter made of polytetrafluoroethylene (pore diameter: 0.1 μm) (S24) to obtain single-phase Si particles as a residual substance (S25). Then, the residual substance obtained by the hydrogen chloride solution extraction method was dissolved in a 10% NaOH solution and then the aqua regia was mixed so that the pH of the solution was adjusted to 1 to 2. Then, the solution was subjected to quantitative analysis by inductively coupled plasma emission spectrometry (ICP) (S26). Thereby, the precipitation amount of Si precipitated as single-phase Si particles was obtained.
Als nächstes wurde die Summe der Ausscheidungsmenge von Si, die aus dem thermischen Phenollösungsextraktionsverfahren erhalten worden ist, und der Ausscheidungsmenge von Si, die aus dem Chlorwasserstofflösungsextraktionsverfahren erhalten worden ist, als Gesamtausscheidungsmenge von Si festgelegt. Die Ausscheidungsmenge von Fe, die aus dem thermischen Phenollösungsextraktionsverfahren erhalten worden ist, wurde als Gesamtausscheidungsmenge von Fe festgelegt. Ein Wert, der durch Subtrahieren der Gesamtausscheidungsmenge von Si von einem Si-Komponentenanalysewert der Aluminiumlegierungsfolie erhalten worden ist, wurde als Menge von Si in fester Lösung festgelegt. Ein Wert, der durch Subtrahieren der Gesamtausscheidungsmenge von Fe von einem Fe-Komponentenanalysewert der Aluminiumlegierungsfolie erhalten worden ist, wurde als Menge von Fe in fester Lösung festgelegt.Next, the sum of the precipitation amount of Si obtained from the phenol solution thermal extraction method and the precipitation amount of Si obtained from the hydrogen chloride solution extraction method was set as the total precipitation amount of Si. The precipitate amount of Fe obtained from the phenol solution thermal extraction method was determined to be the total precipitation amount of Fe. A value obtained by subtracting the total precipitation amount of Si from a Si component analysis value of the aluminum alloy foil was set as the amount of solid solution Si. A value obtained by subtracting the total precipitation amount of Fe from an Fe component analysis value of the aluminum alloy foil was set as the amount of Fe in solid solution.
Zur Untersuchung der Folienwalzsituation wurde das Testmaterial von der Rückseite her beleuchtet und der Erzeugungszustand von kleinen Löchern wurde gleichzeitig gemäß dem Vorliegen oder dem Fehlen des Hindurchtretens von Licht untersucht. Die Ergebnisse des Vorstehenden sind zusammen in der Tabelle 2 gezeigt. [Tabelle 2] 
Wie es in diesen Ergebnissen gezeigt ist, war das Testmaterial C1 aus einer Legierung I hergestellt, bei der die Menge von Si + Fe 0,47% betrug, und es wies eine niedrige Zugfestigkeit von weniger als 220 MPa auf.As shown in these results, the test material C1 was made of an alloy I in which the amount of Si + Fe was 0.47%, and had a low tensile strength of less than 220 MPa.
Das Testmaterial C2 war aus einer Legierung J hergestellt, die einen Si-Gehalt von weniger als 0,1% und einen Fe-Gehalt von weniger als 0,2% aufwies, und es wies eine Menge von Si in fester Lösung von weniger als 700 Massen-ppm und eine Menge von Fe in fester Lösung von weniger als 150 Massen-ppm auf. Daher wies das Testmaterial C2 eine niedrige Zugfestigkeit von weniger als 220 MPa auf.The test material C2 was made of an alloy J having an Si content of less than 0.1% and an Fe content of less than 0.2%, and had a solid solution amount of Si less than 700 Mass ppm and an amount of Fe in solid solution of less than 150 ppm by mass. Therefore, the test material C2 had a low tensile strength of less than 220 MPa.
Da das Testmaterial C3 aus einer Legierung K hergestellt war, die einen Si-Gehalt von mehr als 0,6% aufwies, wurden grobe einphasige Si-Teilchen gebildet, welche die Erzeugung von kleinen Löchern verursachten.Since the test material C3 was made of an alloy K having an Si content of more than 0.6%, coarse single-phase Si particles were formed, which caused the generation of small holes.
Das Testmaterial C4 war aus einer Legierung L hergestellt, die einen Fe-Gehalt von weniger als 0,2% aufwies, und es wies eine Menge von Fe in fester Lösung von weniger als 150 Massen-ppm auf. Daher wies das Testmaterial C4 eine niedrige Zugfestigkeit von weniger als 220 MPa auf.The test material C4 was made of an alloy L having an Fe content of less than 0.2%, and had a solid solution Fe of less than 150 mass ppm. Therefore, the test material C4 had a low tensile strength of less than 220 MPa.
Da das Testmaterial C5 aus einer Legierung M hergestellt war, die einen Fe-Gehalt von mehr als 1,5% aufwies, wurden grobe Teilchen auf Al-Fe-Basis gebildet, welche die Erzeugung von kleinen Löchern verursachten.Since the test material C5 was made of an alloy M having an Fe content of more than 1.5%, coarse particles based on Al-Fe were formed, which caused the generation of small holes.
Andererseits waren alle Testmaterialien E1 bis E8 aus Legierungen A bis H hergestellt, welche die spezifische chemische Zusammensetzung aufwiesen, und sie wiesen eine Foliendicke von 20 μm oder weniger, eine Menge von Si in fester Lösung von 700 Massen-ppm oder mehr und eine Menge von Fe in fester Lösung von 150 Massen-ppm oder mehr sowie eine Zugfestigkeit von 220 MPa oder mehr auf. Die spezifischen Widerstände aller Testmaterialien E1 bis E8, die in flüssigem Stickstoff gemessen worden sind, betrugen 0,45 μΩ·cm oder mehr und 0,7 μΩ·cm oder weniger. Aufgrund dieses Ergebnisses wurde gefunden, dass die Leitfähigkeiten der Testmaterialien E1 bis E8 nicht signifikant vermindert waren, obwohl die Zugfestigkeiten der Testmaterialien E1 bis E8 auf 220 MPa oder mehr erhöht waren.On the other hand, all the test materials E1 to E8 were made of alloys A to H having the specific chemical composition, and had a film thickness of 20 μm or less, a solid solution amount of Si of 700 mass ppm or more, and an amount of Fe in solid solution of 150 mass ppm or more and a tensile strength of 220 MPa or more. The resistivities of all test materials E1 to E8 measured in liquid nitrogen were 0.45 μΩ · cm or more and 0.7 μΩ · cm or less. From this result, it was found that the conductivities of the test materials E1 to E8 were not significantly reduced although the tensile strengths of the test materials E1 to E8 were increased to 220 MPa or more.
Daher kann das vorliegende Beispiel eine Aluminiumlegierungsfolie bereitstellen, die eine Verbesserung der Festigkeit ohne signifikante Beeinträchtigung der Leitfähigkeit erreichen kann. Selbst wenn die Dicke der Aluminiumlegierungsfolie vermindert war, wies die Aluminiumlegierungsfolie eine hohe Festigkeit auf und konnte daher auch Probleme wie z. B. kleine Löcher und ein Reißen der Folie vermeiden.Therefore, the present example can provide an aluminum alloy foil that can achieve an improvement in strength without significantly affecting the conductivity. Even if the thickness of the aluminum alloy foil was decreased, the aluminum alloy foil had a high strength and therefore could also cause problems such as the like. B. avoid small holes and tearing of the film.
(Beispiel 2)(Example 2)
Eine Aluminiumlegierung A, die in der Tabelle 1 gezeigte chemische Komponenten enthielt, wurde mittels eines halbkontinuierlichen Gießverfahrens zu einem Block gegossen und das erhaltene gegossene Blockprodukt wurde spanabhebend bearbeitet und ein Aluminiumlegierungsblock wurde hergestellt. Eine 1050-Legierung (Legierung N) und eine 3003-Legierung (Legierung O) als herkömmliche Legierungen, die in der Tabelle 1 gezeigt sind, wurden mittels eines halbkontinuierlichen Gießverfahrens zu Blöcken gegossen und die erhaltenen gegossenen Blockprodukte wurden spanabhebend bearbeitet und es wurden auch Vergleichsaluminiumlegierungsblöcke hergestellt.An aluminum alloy A containing chemical components shown in Table 1 was cast into a block by a semi-continuous casting method, and the resulting cast block product was machined and an aluminum alloy ingot was prepared. A 1050 alloy (alloy N) and a 3003 alloy (alloy O) as conventional alloys shown in Table 1 were cast into blocks by a semicontinuous casting method, and the cast block products obtained were machined and comparative aluminum alloy blocks were also prepared.
Eine Aluminiumlegierungsfolie mit einer Foliendicke von 12 μm wurde bei den in der Tabelle 3 gezeigten Herstellungsbedingungen unter Verwendung des hergestellten Aluminiumlegierungsblocks hergestellt. Mit dem Kaltwalzen gemäß der Tabelle 3 wurde begonnen, nachdem die Temperatur wieder Raumtemperatur erreicht hatte. Die Zugfestigkeit, die Dehngrenze und die Dehnung, der spezifische Widerstand (spezifischer elektrischer Widerstand) und die Menge von Si in fester Lösung und die Menge von Fe in fester Lösung für die erhaltene Aluminiumlegierungsfolie wurden gemessen und die Folienwalzsituation (Vorliegen oder Fehlen der Erzeugung kleiner Löcher) wurde untersucht, und zwar in der gleichen Weise wie im Beispiel 1. Die Ergebnisse sind zusammen in der Tabelle 4 gezeigt. [Tabelle 3] 
Da die Anfangstemperaturen des Warmwalzens bei den Testmaterialien C6 bis C8 während des Warmwalzens höher waren als 350°C, wie es in der Tabelle 4 gezeigt ist, wurde die Ausscheidung der Verbindung auf Al-Fe-Si-Basis gefördert. Die Testmaterialien C6 bis C8 wiesen eine Menge von Si in fester Lösung von weniger als 700 Massen-ppm und eine Menge von Fe in fester Lösung von weniger als 150 Massen-ppm auf und sie wiesen eine niedrige Zugfestigkeit von weniger als 220 MPa auf.Since the start temperatures of hot rolling in the test materials C6 to C8 during hot rolling were higher than 350 ° C as shown in Table 4, the precipitation of the Al-Fe-Si based compound was promoted. The test materials C6 to C8 had a solid solution amount of Si less than 700 mass ppm and a solid solution Fe less than 150 mass ppm, and had a low tensile strength of less than 220 MPa.
Das Testmaterial C9 wurde durch Durchführen einer Homogenisierungsbehandlung bei 520°C vor dem Beginn des Warmwalzens hergestellt. Daher wurde in dem Testmaterial C9 die Ausscheidung der Verbindung auf Al-Fe-Si-Basis gefördert. Das Testmaterial C9 wies eine Menge von Si in fester Lösung von weniger als 700 Massen-ppm und eine Menge von Fe in fester Lösung von weniger als 150 Massen-ppm auf und es wies eine niedrige Zugfestigkeit von weniger als 220 MPa auf.The test material C9 was prepared by performing a homogenizing treatment at 520 ° C before the start of hot rolling. Therefore, in the test material C9, the precipitation of the Al-Fe-Si based compound was promoted. The test material C9 had a solid solution amount of Si less than 700 mass ppm and a solid solution Fe less than 150 mass ppm, and had a low tensile strength of less than 220 MPa.
Die Anfangstemperatur des Warmwalzens des Testmaterials C10 betrug 340°C. Das Testmaterial C10 wurde jedoch durch Durchführen eines Zwischenglühens bei 380°C in der Mitte des Kaltwalzens, als die Blechdicke 1 mm betrug, hergestellt. Daher wurde in dem Testmaterial C10 die Ausscheidung der Verbindung auf Al-Fe-Si-Basis gefördert. Das Testmaterial C10 wies eine Menge von Si in fester Lösung von weniger als 700 Massen-ppm und eine Menge von Fe in fester Lösung von weniger als 150 Massen-ppm auf und es wies eine niedrige Zugfestigkeit von weniger als 220 MPa auf.The initial temperature of hot rolling the test material C10 was 340 ° C. However, the test material C10 was prepared by performing intermediate annealing at 380 ° C in the middle of cold rolling when the sheet thickness was 1 mm. Therefore, in the test material C10, the precipitation of the Al-Fe-Si based compound was promoted. The test material C10 had a solid solution amount of Si less than 700 mass ppm and a solid solution Fe less than 150 mass ppm, and had a low tensile strength of less than 220 MPa.
Die Testmaterialien C11 und C12 wurden unter Verwendung einer 1050-Legierung (Legierung N) und einer 3003-Legierung (Legierung O) als herkömmliche Legierungen und ferner Durchführen einer Homogenisierungsbehandlung bei einer hohen Temperatur von 520°C, die höher war als 350°C, vor dem Beginn des Warmwalzens hergestellt. Da das Testmaterial C11 die gleichen chemischen Komponenten wie die 1050-Legierung (Legierung N) als herkömmliche Legierung enthielt, wies das Testmaterial C11 eine niedrige Zugfestigkeit von weniger als 220 MPa auf. Da das Testmaterial C12 die gleichen chemischen Komponenten wie die 3003-Legierung (Legierung O) als herkömmliche Legierung enthielt, wies das Testmaterial C12 einen extrem hohen spezifischen Widerstand von 1,2 μΩ·cm oder mehr und eine schlechte Leitfähigkeit auf.The test materials C11 and C12 were prepared by using a 1050 alloy (alloy N) and a 3003 alloy (alloy O) as conventional alloys and further performing a homogenization treatment at a high temperature of 520 ° C. higher than 350 ° C. made before the start of hot rolling. Since the test material C11 contained the same chemical components as the 1050 alloy (alloy N) as a conventional alloy, the test material C11 had a low tensile strength of less than 220 MPa. Since the test material C12 contained the same chemical components as the 3003 alloy (alloy O) as a conventional alloy, the test material C12 had an extremely high resistivity of 1.2 μΩ · cm or more and poor conductivity.
Andererseits waren beide Testmaterialien E9 und E10 aus der Legierung A mit der spezifischen chemischen Zusammensetzung hergestellt und wiesen eine Foliendicke von 20 μm oder weniger sowie eine Zugfestigkeit von 220 MPa oder mehr auf. Die Testmaterialien E9 und E10 wiesen eine Menge von Si in fester Lösung von 700 Massen-ppm oder mehr und eine Menge von Fe in fester Lösung von 150 Massen-ppm oder mehr auf. Beide Testmaterialien E9 und E10 wiesen in flüssigem Stickstoffgemessene spezifische Widerstände von 0,45 μΩ cm oder mehr und 0,7 μΩ·cm oder weniger auf. Gemäß dieses Ergebnisses wurde gefunden, dass die Leitfähigkeiten der Testmaterialien E9 und E10 nicht signifikant vermindert waren, obwohl die Zugfestigkeiten der Testmaterialien E9 und E10 auf 220 MPa oder mehr erhöht waren.On the other hand, both test materials E9 and E10 were made of the alloy A having the specific chemical composition and had a film thickness of 20 μm or less and a tensile strength of 220 MPa or more. The test materials E9 and E10 had a solid solution amount of Si of 700 mass ppm or more and a solid solution Fe of 150 mass ppm or more. Both test materials E9 and E10 had resistivities measured in liquid nitrogen of 0.45 μΩ cm or more and 0.7 μΩ · cm or less. According to this result, it was found that the conductivities of the test materials E9 and E10 were not significantly reduced although the tensile strengths of the test materials E9 and E10 were increased to 220 MPa or more.
Daher kann das vorliegende Beispiel eine Aluminiumlegierungsfolie bereitstellen, die eine Verbesserung der Festigkeit ohne signifikante Beeinträchtigung der Leitfähigkeit erreichen kann.Therefore, the present example can provide an aluminum alloy foil that can achieve an improvement in strength without significantly affecting the conductivity.
Vorstehend sind Beispiele beschrieben worden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehend beschriebenen Beispiele beschränkt und verschiedene Änderungen können durchgeführt werden, ohne vom Wesen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.In the above, examples have been described. However, the present invention is not limited to the examples described above, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
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