JP6791402B2 - 電池集電体用クラッド材および電池集電体用クラッド材の製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、電池集電体用クラッド材およびその電池集電体用クラッド材の製造方法に関する。

従来、Ａｌから構成される第１層を含むクラッド材を電池集電体に用いるバイポーラ型二次電池が知られている。そのようなパイポーラ型二次電池が、たとえば、特許第５２０５７１３号公報に開示されている。

特許第５２０５７１３号公報には、バイポーラ型二次電池において正極活物質層と負極活物質層の間に、Ａｌから構成される第１層と、ＣｕまたはＮｉから構成される第２層とを備える電池集電体用クラッド材が開示されている。

特許第５２０５７１３号公報

しかしながら、特許第５２０５７１３号公報に記載の電池集電体用クラッド材において第２層をＣｕによって構成すると、たとえば、圧延によって電池集電体に好適な厚みにまでクラッド材を薄肉化しようとした場合には、第２層を構成するＣｕが破れてピンホールが形成されやすいという不都合があった。したがって、本願発明者は、電池集電体用クラッド材の第２層に対して、軟質なＣｕに替えて、より硬質であり機械的強度の大きいＮｉまたはＦｅを用いることを検討した。

また、本願発明者は、ＮｉまたはＦｅを用いた第２層が硬質になって破れにくくなると考えられるために、電池集電体用クラッド材の厚みをより薄肉化（たとえば５０μｍ以下）することを検討した。ここで、圧延を行うにおいては非常に小さな厚みと考えられる、たとえば５０μｍ以下に薄肉化されたクラッド材を作製する場合には、一旦ある程度の厚みを有するクラッド材（中間クラッド材）を作製し、その後、さらに圧延を行うことによって、クラッド材の厚みを５０μｍ以下にすることが一般的である。また、一般的にＮｉおよびＦｅは、Ａｌと比べて塑性変形しにくいので、５０μｍ以下にまで圧延する前に、中間クラッド材に対してＮｉまたはＦｅの再結晶温度以上の焼鈍温度で焼鈍を行うことにより、ＮｉまたはＦｅを軟化させて圧延を行うのがよいと考えられる。

しかしながら、電池集電体用クラッド材の厚みをたとえば５０μｍ以下に薄肉化するために焼鈍後にさらに圧延を行った場合には、焼鈍時に形成されるＡｌおよびＮｉを含有する金属間化合物、またはＡｌおよびＦｅを含有する金属間化合物が、機械的強度の小さいＡｌから構成され、厚みが薄肉化される第１層の外表面に露出して脱落することによってピンホールが形成されることがある。こうして形成されたピンホールにより、ＮｉまたはＦｅから構成される第２層が第１層の外表面側に露出する虞があることを見出した。この場合、たとえば、電池集電体用クラッド材の両外表面にバイポーラ型二次電池に相応の正極活物質層および負極活物質層を配置した場合において、露出した第２層が正極活物質層および負極活物質層の双方に直接接触することに起因して、電池の充放電時に第２層を構成するＮｉまたはＦｅが溶解する虞があると考えられる。

また、ピンホールの形成を抑制する観点では、ＡｌおよびＮｉを含有する金属間化合物、またはＡｌおよびＦｅを含有する金属間化合物の形成を抑制するために、Ａｌと、ＮｉまたはＦｅとの間にＳＵＳまたはＴｉなどの別の金属層を別個設ける構成にすることも考えられる。しかしながら、クラッド材を薄肉化する観点では、別の金属層がＡｌと、ＮｉまたはＦｅの間に挿入された分だけ、Ａｌと、ＮｉまたはＦｅとの一層の薄肉化が必要になるだけでなく、別の金属層自体の薄肉化も必要となるため、５０μｍ以下の薄肉化は容易ではない。

そこで、本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の１つの目的は、たとえ電池集電体用クラッド材を５０μｍ以下の厚みに薄肉化した場合であっても、相応な機械的強度を有しているとともに、ＡｌおよびＮｉを含有する金属間化合物、またはＡｌおよびＦｅを含有する金属間化合物が第１層の外表面から脱落してピンホールが形成されるのを抑制することが可能な電池集電体用クラッド材およびその電池集電体用クラッド材の製造方法を提供することである。

本発明の第１の局面による電池集電体用クラッド材は、ＡｌまたはＡｌ合金から構成される第１層と、Ｎｉ、Ｎｉ合金、ＦｅおよびＦｅ合金のうちのいずれか１つから構成される第２層とが圧延により接合された、５０μｍ以下の厚みを有するクラッド材からなり、クラッド材では、第１層と第２層との間に、０．１μｍ以上１μｍ以下の厚みを有し、ＡｌおよびＮｉを含有する金属間化合物、またはＡｌおよびＦｅを含有する金属間化合物から構成される金属間化合物層が形成され、断面視において、金属間化合物が形成される第１層と第２層との界面において無作為に選択された圧延方向に沿う３００μｍの長さである単位長さ内の金属間化合物の圧延方向の長さの合計が単位長さの５０％以下である。なお、「Ａｌ合金」は、Ａｌ（アルミニウム）を５０質量％以上含有することにより、Ａｌから主に構成される合金を意味する。また、「Ｎｉ合金」は、Ｎｉ（ニッケル）を５０質量％以上含有することにより、Ｎｉから主に構成される合金を意味する。また、「Ｆｅ合金」は、Ｆｅ（鉄）を５０質量％以上含有することにより、Ｆｅから主に構成される合金を意味する。また、本明細書に記載される元素の含有割合は、特段の断りがない限り、質量％で記載されている。また、「圧延方向における単位長さ」とは、電池集電用クラッド材（被検体）の接合界面を含む鏡面研磨後の断面をマイクロスコープ（株式会社キーエンス製ＶＨＸ−５０００、拡大率１０００倍）を用いて観察像を取得し、取得された観察像（写真を含む）上において、無作為に選択された圧延方向に沿う３００μｍの長さを意味する。

本発明の第１の局面による電池集電体用クラッド材では、上記のように、金属間化合物から構成される金属間化合物層の厚みを１μｍ以下にする。これにより、電池集電体用クラッド材が５０μｍ以下の厚みのクラッド材からなることにより、ＡｌまたはＡｌ合金から構成される第１層の厚みが薄肉化された場合であっても、金属間化合物層の厚みが１μｍ以下で十分に小さいので、硬質の金属間化合物が外表面に露出するのを抑制することができる。この結果、相応の機械的強度を有するＮｉ、Ｎｉ合金、ＦｅおよびＦｅ合金のうちのいずれか１つから構成される第２層を用いた電池集電体用クラッド材において、厚みを５０μｍ以下の厚みに薄肉化した場合であっても、金属間化合物が外表面から脱落して第１層にピンホールが形成されるのを抑制することができる。したがって、Ｎｉ、Ｎｉ合金、ＦｅおよびＦｅ合金のうちのいずれか１つから構成される第２層が、こうしたピンホールによって第１層の外表面側に露出するのを抑制することができるので、たとえば、両外表面にバイポーラ型二次電池に相応の正極活物質層および負極活物質層を配置することによって、電池集電体用クラッド材を電極に用いた場合であっても、露出した第２層が正極活物質層および負極活物質層の双方に直接接触するのを抑制することができる。この結果、電池の充放電時に発生する虞がある第２層を構成する金属（Ｎｉ、Ｎｉ合金、ＦｅまたはＦｅ合金）の溶解を防止することができる。また、電池集電体用クラッド材において、金属間化合物が形成されている部分の割合を小さくして、第１層と第２層とが直接的に接合される部分の割合を大きくすることができる。これにより、第１層と第２層との間に金属間化合物が介在することに起因する電気伝導性の低下（電気抵抗の増大）を効果的に抑制することができる。

また、本発明の第１の局面による電池集電体用クラッド材では、上記のように、金属間化合物から構成される金属間化合物層の厚みを０．１μｍ以上にすることによって、金属間化合物層の形成量が不十分であることに起因して第１層と第２層との間の接合強度が過度に低下するのを抑制することができる。

上記第１の局面による電池集電体用クラッド材において、好ましくは、金属間化合物層は、断面視において、圧延方向に沿って不連続状に形成されている金属間化合物から構成される。このように構成すれば、電池集電体用クラッド材において、金属間化合物が形成されていない部分、すなわち第１層と第２層とが直接接触している部分を形成することができる。これにより、第１層と第２層との間に金属間化合物が介在することに起因する電気伝導性の低下（電気抵抗の増大）を抑制することができる。なお、「不連続状」とは、複数の箇所において圧延方向に分断されることによって、圧延方向に互いに離間した複数の金属間化合物が圧延方向に並んでいる状態を意味する。また、「不連続状に形成される金属間化合物層の厚み」とは、圧延方向の所定の長さ（たとえば、後述するマイクロスコープを用いて得られる圧延方向における単位長さ）の範囲において、分断されている複数の金属間化合物のうちの圧延方向の長さが大きいものから少なくとも１０個を選択し、選択した個々の金属間化合物のクラッド方向（クラッド材の厚み方向）の最大厚みを測定し、得られた個々の測定値（最大厚み）に基づいて求められる平均値（平均最大厚み）を意味する。

この場合、好ましくは、断面視において、単位長さ内の金属間化合物の圧延方向の長さの合計が単位長さの１０％以上３０％以下である。このように構成すれば、金属間化合物の圧延方向の長さの合計が単位長さの１０％以上であることによって、金属間化合物が形成されている割合が過度に小さくなるのを抑制することができるので、第１層と第２層との間の接合強度が過度に低下するのを抑制することができる。また、金属間化合物の圧延方向の長さの合計が単位長さの３０％以下であることによって、第１層と第２層との間に金属間化合物が介在することに起因する電気抵抗の増大をより効果的に抑制することができる。

上記第１の局面による電池集電体用クラッド材において、好ましくは、クラッド材の厚みは、１０μｍ以上３０μｍ以下である。このように構成すれば、電池集電体用クラッド材の薄肉化をさらに図ることができる。なお、上記のように、クラッド材の厚みが１０μｍ以上３０μｍ以下の厚みｔ１にさらに薄肉化されることにより、ＡｌまたはＡｌ合金から構成される第１層の厚みがさらに小さくなった場合であっても、金属間化合物層の厚みを１μｍ以下にすることによって、硬質の金属間化合物が第１層の外表面に露出して脱落することにより、ピンホールが形成されるのを抑制することができる。

上記第１の局面による電池集電体用クラッド材において、好ましくは、第１層の厚みは、第２層の厚み以下で、かつ、金属間化合物層の厚みよりも大きい。このように構成すれば、第１層の厚みが第２層の厚み以下であることによって、塑性変形しやすいＡｌまたはＡｌ合金から構成される第１層の割合が大きくなるのを抑制することができるので、圧延時に第１層の圧延に第２層が追随できなくなって発生する変形や破断などの不具合を確実に抑制することができる。また、第１層の厚みが金属間化合物層の厚みよりも大きいことにより、金属間化合物が第１層の外表面に露出して脱落するのを確実に抑制することができる。

本発明の第２の局面による電池集電体用クラッド材の製造方法は、ＡｌまたはＡｌ合金から構成される第１板材と、Ｎｉ、Ｎｉ合金、ＦｅおよびＦｅ合金のうちのいずれか１つから構成される第２板材とを積層させた状態で圧延することによって、第１板材と、第２板材とを接合し、圧延後に、３５０℃以上５５０℃以下の温度条件下で焼鈍し、さらに圧延するとともに、３５０℃以上５５０℃以下の温度条件下で焼鈍することにより第１板材と第２板材との間にＡｌおよびＮｉを含有する金属間化合物、またはＡｌおよびＦｅを含有する金属間化合物を形成して、ＡｌまたはＡｌ合金から構成される第１層と、Ｎｉ、Ｎｉ合金、ＦｅおよびＦｅ合金のうちのいずれか１つから構成される第２層と、断面視において、金属間化合物が形成される第１層と第２層との界面において無作為に選択された圧延方向に沿う３００μｍの長さである単位長さ内の金属間化合物の圧延方向の長さの合計が単位長さの５０％以下であり、かつ０．１μｍ以上１μｍ以下の厚みを有する金属間化合物から構成される金属間化合物層とを有し、５０μｍ以下の厚みを有するクラッド材を作製する。

本発明の第２の局面による電池集電体用クラッド材の製造方法では、上記のように、３５０℃以上５５０℃以下の温度条件下で焼鈍を行うことによって、金属間化合物から構成される金属間化合物層の厚みを１μｍ以下に制御することができる。これにより、相応の機械的強度を有するＮｉ、Ｎｉ合金、ＦｅおよびＦｅ合金のうちのいずれか１つから構成される第２層を用い、５０μｍ以下の厚みを有するクラッド材を、たとえ焼鈍後にさらに圧延することによって作製した場合であっても、硬質の金属間化合物がＡｌまたはＡｌ合金から構成される第１層の外表面に露出するのを抑制することができる。この結果、金属間化合物が第１層の外表面から脱落することによってピンホールが形成されるのを抑制することができるので、こうして第１層に形成されたピンホールからＮｉ、Ｎｉ合金、ＦｅおよびＦｅ合金のうちのいずれか１つから構成される第２層が第１層の外表面側に露出するのを抑制することができる。

本発明によれば、上記のように、たとえ電池集電体用クラッド材を５０μｍ以下の厚みに薄肉化した場合であっても、相応な機械的強度を有しているとともに、ＡｌおよびＮｉを含有する金属間化合物、またはＡｌおよびＦｅを含有する金属間化合物が第１層の外表面から脱落することによってピンホールが形成されるのを抑制することが可能な電池集電体用クラッド材およびその電池集電体用クラッド材の製造方法を提供することができる。

本発明の一実施形態による電池集電体用クラッド材の断面構成例を示した図である。 本発明の一実施形態による電池集電体用クラッド材を用いたバイポーラ型二次電池の構成例を示した模式図である。 参考例１として断面視で示す、金属間化合物が不連続状に形成されたクラッド材の図（写真）である。 参考例２として平面視で示す、金属間化合物が不連続状（網状）に形成されたクラッド材の図（写真）である。 本発明の一実施形態による電池集電体用クラッド材の製造方法を説明するための模式図である。 本発明の実施例１の断面を示した写真である。 比較例１の断面を示した写真である。 本発明の実施例２の断面を示した写真である。 比較例２の断面を示した写真である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、図１および図２を参照して、本発明の一実施形態による電池集電体用クラッド材１の構成について説明する。

本発明の一実施形態による図１に示す電池集電体用クラッド材１（以降、クラッド材１と称する）は、図２に示す充放電可能なバイポーラ型二次電池１００（以降、電池１００と称する）の集電体として用いられる。具体的には、図１および図２に示すように、クラッド材１は、厚み方向（Ｚ方向）の一方側（Ｚ１側）の表面上に正極活物質層１０１が形成されるとともに、他方側（Ｚ２側）の表面上に負極活物質層１０２が形成されるように構成されている。これにより、クラッド材１は、正極活物質層１０１および負極活物質層１０２が形成された状態で、電池１００のバイポーラ型電極１０３（集電体）として用いられる。

このバイポーラ型電極１０３は、図２に示すような電池１００の中間電極として用いられるように構成されている。具体的には、電池１００においては、複数のバイポーラ型電極１０３は、電解質層１０４を介して厚み方向に積層されている。この際、バイポーラ型電極１０３同士は、電解質層１０４を介して、互いに異なる極が厚み方向に対向するように配置されている。そして、最外層に配置された電極１０５および１０６から、放電時において電池１００の外部に電気（電力）が取り出されるとともに、充電時において電池１００の外部から電気（電力）が取り込まれるように構成されている。

クラッド材１は、図１に示すように、クラッド方向（Ｚ方向）において５０μｍ以下の長さ（厚み）ｔ１を有する箔状の部材である。なお、クラッド材１の厚みｔ１は、バイポーラ型電極１０３の厚みおよびそれを用いた電池１００の厚みを小さくするために、３０μｍ以下であるのが好ましい。また、クラッド材１の厚みｔ１は、クラッド材１の作製が容易でなくなるのを抑制するため、かつ、クラッド材１の取扱時の破損を抑制するために、１０μｍ以上であるのが好ましく、２０μｍ以上であるのがより好ましい。

また、クラッド材１は、ＡｌまたはＡｌ合金から構成される第１層１１と、Ｎｉ、Ｎｉ合金、ＦｅおよびＦｅ合金のうちのいずれか１つから構成される第２層１２とがクラッド方向（Ｚ方向）に積層された状態で圧延により接合されている。つまり、クラッド材１は、第１層１１と第２層１２を有する２層構造のクラッド材からなる。なお、第１層１１は、電池１００の厚み方向の一方側（Ｚ１側、正極活物質層１０１側）に配置されているとともに、第２層１２は、電池１００の厚み方向の他方側（Ｚ２側、負極活物質層１０２側）に配置されている。

また、第１層１１を構成するＡｌ（純アルミニウム）としては、約９９質量％以上のＡｌを含むＡ１０００系（たとえばＡ１０５０、ＪＩＳ規格）を用いることが可能である。また、第１層１１を構成するＡｌ合金としては、Ａ３００３（ＪＩＳ規格）などのＡｌ−Ｍｎ合金、Ａ５０５２（ＪＩＳ規格）などのＡｌ−Ｍｇ合金、Ａ６０６１（ＪＩＳ規格）などのＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金などを用いることが可能である。

また、第２層１２を構成するＮｉ（純ニッケル）としては、約９９質量％以上のＮｉを含むＮＷ２２００系（たとえばＮＷ２２００、ＪＩＳ規格）を用いることが可能である。また、第２層１２を構成するＮｉ合金としては、ＮＷ４４００系（たとえばＮＷ４４００、ＪＩＳ規格）のＮｉ−Ｃｕ合金などを用いることが可能である。

また、第２層１２を構成するＦｅ（純鉄）としては、Ｃ（炭素）および他の不純物元素（Ｓｉ（珪素）、Ｍｎ（マンガン）、Ｐ（リン）、Ｓ（硫黄）など）をほとんど含まない、たとえば電解鉄（Ｃが０．００５質量％以下、他の不純物元素の合計が０．０２質量％以下）およびアームコ鉄（Ｃが０．０１質量％以下、他の不純物元素の合計が０．０３質量％以下）の他、ＪＩＳ規格の冷間圧延鋼板および鋼帯（たとえばＳＰＣＣ、ＳＰＣＤ、ＳＰＣＥなど）などを用いることが可能である。また、第２層１２を構成するＦｅ合金としては、フェライト系ステンレス鋼（たとえばＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０など）のＦｅ−Ｃｒ合金、オーステナイト系ステンレス鋼（たとえばＪＩＳ規格のＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６Ｌなど）、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金などを用いることが可能である。

また、第２層１２を構成するＮｉ、Ｎｉ合金、ＦｅまたはＦｅ合金は、一般的にＣｕよりも機械的強度が大きいため、たとえばＣｕによって構成するよりもクラッド材１の機械的強度を向上させることができる。

また、第１層１１の厚みｔ２は、第２層１２の厚みｔ３以下である。なお、第１層１１の厚みｔ２は、第１層１１の厚みｔ２および第２層１２の厚みｔ３を合計したクラッド材１の厚みｔ１の３０％以下であるのが好ましい。

また、クラッド材１では、第１層１１と第２層１２との間（界面）に、ＡｌおよびＮｉを含有する金属間化合物、またはＡｌおよびＦｅを含有する金属間化合物（単に金属間化合物１３ａという）から構成される金属間化合物層１３が形成されている。この金属間化合物１３ａは、第１層１１の一部と第２層１２の一部とが焼鈍時の熱により互いに結合して合金化したものである。金属間化合物１３ａを構成する化合物としては、第２層１２がＮｉまたはＮｉ合金から構成される場合はＡｌ−Ｎｉ合金（たとえばＡｌ_３ＮｉやＡｌ_３Ｎｉ_２など）が挙げられ、第２層１２がＦｅまたはＦｅ合金から構成される場合はＡｌ−Ｆｅ合金（たとえばＡｌ_３Ｆｅ、Ａｌ_５Ｆｅ_２、Ａｌ_２Ｆｅ、ＡｌＦｅ、ＡｌＦｅ_３など）が挙げられる。この金属間化合物１３ａから構成される金属間化合物層１３は、第１層１１と第２層１２との接合強度を大きくする機能を有している。また、金属間化合物１３ａを構成するＡｌ−Ｎｉ合金またはＡｌ−Ｆｅ合金は、第１層１１を構成するＡｌまたはＡｌ合金、および、第２層１２を構成するＮｉ、Ｎｉ合金、ＦｅまたはＦｅ合金よりも硬さが十分に大きく、塑性変形しにくく、そして脆い。

ここで、本実施形態のクラッド材１では、クラッド方向（Ｚ方向）における金属間化合物層１３の長さ（厚み）ｔ４は、０．１μｍ以上１μｍ以下でありクラッド材１の厚みｔ１、第１層１１の厚みｔ２および第２層１２の厚みｔ３のいずれと比べても非常に小さい。なお、金属間化合物層１３の厚みｔ４は、０．４μｍ以下であるのが好ましい。これにより、金属間化合物層１３の厚みが１μｍ以下で十分に小さいことにより、金属間化合物１３ａが機械的強度の小さい第１層１１を突き破って第１層１１側の外表面１ａに露出することが抑制される。

また、本実施形態では、図１に示すように、クラッド材１において、金属間化合物層１３は、断面視において、圧延方向に沿って不連続状に形成されている金属間化合物１３ａから構成される。つまり、金属間化合物層１３では、圧延方向において互いに離間した複数の金属間化合物１３ａが圧延方向に沿って並んでいる。ここで、金属間化合物層１３は、圧延方向における単位長さＬ内で確認することができる個々の金属間化合物１３ａの圧延方向の長さｄの合計が、単位長さＬの５０％以下になるように形成されているのが好ましい。つまり、単位長さＬ内において、第１層１１と第２層１２とが５０％を超える範囲で直接接触しているのが好ましい。これにより、第１層１１や第２層１２よりも電気抵抗が大きい金属間化合物１３ａが過度に形成されていることに起因して、クラッド材１の電気伝導性が低下するのを抑制することができる。なお、金属間化合物層１３は、単位長さＬ内で確認することができる個々の金属間化合物１３ａの圧延方向の長さｄの合計が、単位長さＬの３０％以下になるように形成されているのがより好ましい。一方、第１層１１と第２層１２との接合強度が過度に低下するのを抑制するために、金属間化合物層１３は、単位長さＬ内で確認することができる個々の金属間化合物１３ａの圧延方向の長さｄの合計が、１０％以上になるように形成されているのが好ましい。

また、金属間化合物層１３において、金属間化合物１３ａが形成されている箇所では、第１層１１と金属間化合物１３ａとの界面と、第２層１２と金属間化合物１３ａとの界面との２個の界面が存在している。一方、第１層１１と第２層１２とが直接接触している箇所（金属間化合物１３ａが形成されていない箇所）では、第１層１１と第２層１２との界面の１個の界面が存在している。この結果、金属間化合物１３ａが形成されている箇所は、界面が多いことに起因して、第１層１１と第２層１２とが直接接触している箇所よりも電気伝導性が劣る。

ここで、参考例として、不連続状に形成されている金属間化合物から構成された金属間化合物層を確認しやすいクラッド材の写真を示す。図３は、参考例１として示す、Ａｌから構成されている第１層（Ａｌ層）と、Ｎｉから構成されている第２層（Ｎｉ層）と、１μｍよりも大きな厚みの金属間化合物層を有するクラッド材の一例としての写真（断面視）である。なお、図３の写真では、クラッド材の断面を観察しやすくするために複数枚のクラッド材（１枚のクラッド材の厚みは２５μｍ）を積層させた状態で、クラッド材の断面を観察している。この参考例１と同様に、本実施形態のクラッド材１は、不連続状に形成されている金属間化合物１３ａから構成される、０．１μｍ以上１μｍ以下の厚みを有する金属間化合物層１３を有している。

また、図４は、参考例２として示す、参考例１と同様に、Ａｌから構成されている第１層（Ａｌ層）と、Ｎｉから構成されている第２層（Ｎｉ層）と、不連続状に形成されている金属間化合物から構成される金属間化合物層を有するクラッド材（クラッド材の厚みは２５μｍ）の一例としての写真（平面視）である。図４に示す写真では、黒色部分（明度が低い部分）が金属間化合物であり、白色部分（明度が高い部分）が第２層（Ｎｉ層）である。なお、クラッド材に有する金属間化合物層（金属間化合物）は、たとえば、被検体（クラッド材）を水酸化ナトリウム２０ｍａｓｓ％の水溶液へ浸漬（たとえば１０分間）し、ＡｌまたはＡｌ合金から構成される第１層（たとえば上記のＡｌ層）を溶解除去して接合界面を露出させることによって観察することができる。図４に示す写真を得る際にも、上記の方法により、第１層（Ａｌ層）を溶解させて金属間化合物が位置する接合界面を露出させている。

この図４に示す参考例２では、金属間化合物層は、金属間化合物同士が平面的に網目のように繋がることによって、その網目の内部に金属間化合物が形成されていない不連続状の形態（このような形態を網状と呼ぶ）に形成されている。なお、金属間化合物がより少ない場合は、金属間化合物同士が平面視において網状に繋がるまでには至らない離間した形態（このような形態を島状と呼ぶ）に形成されると考えられる。また、上記のように平面視において網状や島状の形態を有する金属間化合物によって形成されている金属間化合物層は、断面視において圧延方向に沿って不連続状に並んでいる金属間化合物によって形成されていると考えられる。

図３に示した参考例１と同様に、本実施形態の金属間化合物層１３は、断面視において、金属間化合物１３ａが大きく偏った状態で形成されておらず、圧延方向に概ね均等的に分散した状態で形成されている金属間化合物１３ａから構成されている。また、図４に示した参考例２と同様に、本実施形態の金属間化合物層１３は、第１層１１を除いた状態におけるクラッド方向（Ｚ２方向）または第２層１２を除いた状態におけるクラッド方向（Ｚ１方向）からの平面視において、金属間化合物１３ａが大きく偏った状態で形成されておらず、島状または網状に形成されている金属間化合物１３ａから構成されている。

また、第１層１１の厚みｔ２および第２層１２の厚みｔ３は、金属間化合物層１３の厚みｔ４よりも大きい。

次に、図１、図２および図５を参照して、一実施形態におけるクラッド材１の製造プロセスについて説明する。

まず、図５に示すように、ＡｌまたはＡｌ合金から構成される長尺の第１板材１１１と、Ｎｉ、Ｎｉ合金、ＦｅおよびＦｅ合金のうちのいずれか１つから構成される長尺の第２板材１１２とを準備する。なお、第１板材１１１および第２板材１１２は、共に焼鈍により適度に軟化されている。なお、第１板材１１１をある程度加工硬化させることによって、第１板材１１１の機械的強度を、第２板材１１２の機械的強度に近づけることもできる。また、第１板材１１１および第２板材１１２の厚みの調整は、第１板材１１１の厚みと第２板材１１２の厚みとの比率が最終製品（後述する最終圧延後）となるクラッド材１における第１層１１の厚みｔ２と第２層１２の厚みｔ３との比率と略一致するように行う。なお、一例として、第１板材１１１の厚みを０．４ｍｍとし、第２板材１１２の厚みを０．８ｍｍとする。

そして、長尺の第１板材１１１と第２板材１１２とを板厚方向（Ｚ方向）に積層した状態で、第１板材１１１および第２板材１１２の延びる方向に沿って所定の圧下率で圧延（クラッド圧延）を行う。この際、圧延ローラ２０１を用いて常温下で冷間圧延を行うことができる。これにより、第１板材１１１ａと第２板材１１２ａとが板厚方向（クラッド方向、Ｚ方向）に積層された状態で接合された長尺の接合材１０１ａが作製される。なお、クラッド圧延時の圧下率は、第１板材１１１ａと第２板材１１２ａとを確実に接合させるために、５０％以上であるのが好ましい。一例として、０．４ｍｍの厚みの第１板材１１１と、０．８ｍｍの厚みの第２板材１１２を５０％の圧下率でクラッド圧延を行った場合、第１板材１１１ａの厚みおよび第２板材１１２ａの厚みは、それぞれ、０．２ｍｍおよび０．４ｍｍになるとともに、接合材１０１ａの厚みｔ１１ａは、０．６ｍｍになる。

その後、焼鈍炉２０２を用いて、接合材１０１ａに対して３５０℃以上５５０℃以下の温度条件下で焼鈍（第１の焼鈍）を行うことによって、接合材１０１ａと同じ厚みの長尺のクラッド材１０１ｂを作製する。この際、非酸化雰囲気下で焼鈍（第１の焼鈍）を行うのが好ましいとともに、焼鈍時間は数分（１０分未満）であるのが好ましい。なお、第２板材１１２ａがＮｉまたはＮｉ合金から構成されている場合は通常のＮｉまたはＮｉ合金の焼鈍と比べて、また、第２板材１１２ａがＦｅまたはＦｅ合金から構成されている場合は通常のＦｅまたはＦｅ合金の焼鈍と比べて、本実施形態の焼鈍（第１の焼鈍）の焼鈍温度（３５０℃以上５５０℃以下）は低く、かつ、短時間（数分）で行われる。これにより、ＡｌまたはＡｌ合金から構成される第１層と比べて、再結晶温度が高いＮｉ、Ｎｉ合金、ＦｅまたはＦｅ合金のうちのいずれか１つから構成されている第２層は、再結晶が起こらない一方、回復が起こり、ある程度圧延が容易になる。また、再結晶温度が低いＡｌまたはＡｌ合金から構成されている第１層は、ある程度焼鈍される。

この焼鈍炉２０２を用いた焼鈍（第１の焼鈍）の際に、第１板材１１１ａのＡｌと第２板材１１２ａのＮｉとが反応することによって、または第１板材１１１ａのＡｌと第２板材１１２ａのＦｅとが反応することによって、クラッド材１０１ｂにおいて、第１板材１１１ａを用いた第１層１１１ｂと第２板材１１２ａを用いた第２層１１２ｂとの間に、ＡｌおよびＮｉを含有する金属間化合物、またはＡｌおよびＦｅを含有する金属間化合物（金属間化合物１３ａ）から構成される金属間化合物層１１３ａが形成される。ここで、金属間化合物層１１３ａは、焼鈍後（後述する中間圧延前）において、連続状に形成されている。なお、「連続状」とは、「不連続状」とは異なり、金属間化合物層が、圧延方向に略分断されることなく繋がっており、圧延方向に沿って層状に延びている状態を意味する。また、焼鈍後（後述する中間圧延前）において、金属間化合物層１１３ａの厚みｔ１４ａは１μｍ未満であり、最終製品（後述する最終圧延後）となるクラッド材１における金属間化合物層１３の厚みｔ４（図１参照）よりも小さい。

そして、クラッド材１０１ｂに対して、所定の圧下率で圧延（中間圧延）を行うことにより、長尺のクラッド材１０１ｃを作製する。この際、圧延ローラ２０３を用いて常温下で冷間圧延を行うことができる。この中間圧延により、クラッド材１０１ｃの厚みｔ１１ｂがクラッド材１０１ｂの厚みｔ１１ａよりも小さくされる。ここで、金属間化合物層１１３ａを構成する金属間化合物１３ａは、第１層１１１ｂを構成するＡｌまたはＡｌ合金および第２層１１２ｂを構成するＮｉ、Ｎｉ合金、ＦｅまたはＦｅ合金と比べて、硬さが十分に大きく、塑性変形しにくく、そして脆い。これにより、中間圧延において、第１層１１１ｂおよび第２層１１２ｂは、圧延方向に優先的に延ばされるとともに厚みが小さくなる一方、硬質の金属間化合物１３ａから構成される金属間化合物層１１３ａは圧延方向にほとんど延ばされずに、厚みｔ１４ａはほとんど小さくならない。この結果、金属間化合物層１１３ａを構成する金属間化合物１３ａが脆さに起因して圧延に追随できずに圧延方向の複数の位置で分断されることによって、圧延方向において個々の金属間化合物１３ａが分散している形態の金属間化合物層１１３ｂ、すなわち不連続状に形成されている金属間化合物１３ａから構成される金属間化合物層１１３ｂが形成される。

ここで、金属間化合物層１１３ａを構成する金属間化合物１３ａが圧延方向にほとんど延ばされない点を考慮すると、中間圧延時の圧下率をＲ１（％）とした場合に、金属間化合物層１１３ｂでは、断面視において、圧延方向における単位長さＬ（図１参照）内の金属間化合物１３ａの圧延方向の長さｄの合計が、（Ｌ×（１００−Ｒ１）／１００）の近傍の値になると考えられる。

一例として、０．４ｍｍの厚みの第１板材１１１および０．８ｍｍの厚みの第２板材１１２を用いて圧延（クラッド圧延）された０．６ｍｍの厚みｔ１１ａのクラッド材１０１ｂを、さらに５０％の圧下率Ｒ１で中間圧延を行った場合、第１層１１１ｃの厚みおよび第２層１１２ｃの厚みは、それぞれ、０．１ｍｍおよび０．２ｍｍになるとともに、クラッド材１０１ｃの厚みｔ１１ｂは、０．３ｍｍになる。また、この場合、金属間化合物層１１３ｂでは、断面視において、圧延方向における単位長さＬ内の金属間化合物１３ａの圧延方向の長さｄの合計は、０．５Ｌ（単位長さＬの５０％）の近傍の値になると考えられる。

その後、焼鈍炉２０４を用いて、クラッド材１０１ｃに対して３５０℃以上５５０℃以下の温度条件下で焼鈍（第２の焼鈍）を行うことによって、長尺のクラッド材１０１ｄを作製する。この焼鈍炉２０４を用いる焼鈍（第２の焼鈍）では、焼鈍炉２０２を用いた焼鈍（第１の焼鈍）と同様に、非酸化雰囲気下で焼鈍を行うのが好ましいとともに、焼鈍時間は数分（１０分未満）であるのが好ましい。

この焼鈍（第２の焼鈍）の際においても、焼鈍炉２０２を用いた焼鈍（第１の焼鈍）の際と同様に、第１層１１１ｃのＡｌと第２層１１２ｃのＮｉ（またはＦｅ）とが反応する。これにより、クラッド材１０１ｄにおいて、先の焼鈍（第１の焼鈍）時に金属間化合物１３ａが形成されていない箇所では、第１層１１１ｄと第２層１１２ｄとの間（界面）に、ＡｌおよびＮｉを含有する金属間化合物、またはＡｌおよびＦｅを含有する金属間化合物（金属間化合物１３ａ）が形成され、先の焼鈍（第１の焼鈍）時に金属間化合物１３ａが形成されている箇所では、隣接する第１層１１１ｃまたは第２層１１２ｃとさらに反応して、金属間化合物１３ａが若干大きくなる。これにより、第１層１１１ｄと第２層１１２ｄとの間に、金属間化合物層１１３ｃを有するクラッド材１０１ｄが作製される。ここで、中間圧延によって不連続状に分断されていた金属間化合物１３ａが焼鈍炉２０４を用いた焼鈍（第２の焼鈍）によって連続状に形成されるため、焼鈍炉２０４を用いた焼鈍後（後述する最終圧延前）において、金属間化合物層１１３ｃは、連続状に形成されている金属間化合物１３ａから構成される。また、金属間化合物層１１３ｃの厚みｔ１４ｂは、０．１μｍ以上１．０μｍ以下である。

そして、クラッド材１０１ｄに対して、所定の圧下率で圧延（最終圧延）を行うことにより、最終製品としての長尺のクラッド材１（図１参照）を作製する。この際、圧延ローラ２０５を用いて常温下で冷間圧延を行うことができる。この最終圧延により、クラッド材１の厚みｔ１がクラッド材１０１ｄの厚みｔ１１ｂよりも小さくされる。ここで、最終圧延においても、中間圧延と同様に、第１層１１１ｄおよび第２層１１２ｄは、圧延方向に優先的に延ばされるとともに厚みが小さくなる一方、硬質の金属間化合物層１１３ｃは圧延方向にほとんど延ばされずに、厚みｔ１４ｂはほとんど小さくならない。この結果、金属間化合物１３ａから構成された金属間化合物層１１３ｃが脆さに起因して圧延に追随できずに圧延方向の複数の位置で分断されることによって、圧延方向において個々の金属間化合物１３ａが分散している形態の金属間化合物層１３、すなわち不連続状に形成されている金属間化合物１３ａから構成された金属間化合物層１３が形成される。

この際、金属間化合物層１１３ｃの厚みｔ１４ｂが０．１μｍ以上１．０μｍ以下で十分に小さいので、第１層１１１ｄの厚みが第１層１１の厚みｔ２（図１参照）になるまで小さくされたとしても、硬質の金属間化合物１３ａが第１層１１１ｄの外表面（第１層１１の外表面１ａ）に露出するのが抑制される。この結果、硬質の金属間化合物１３ａが第１層１１の外表面１ａに露出して脱落することに起因して、第１層１１の外表面１ａにピンホールが形成されるのが抑制されるので、第２層１２が第１層１１の外表面１ａ側に露出するのが抑制される。

ここで、最終圧延時の圧下率をＲ２（％）とした場合に、中間圧延時と同様に、金属間化合物層１３では、断面視において、圧延方向における単位長さＬ（図１参照）内の金属間化合物１３ａの圧延方向の長さｄの合計が、（Ｌ×（１００−Ｒ２）／１００）の近傍の値になると考えられる。

一例として、０．４ｍｍの厚みの第１板材１１１および０．８ｍｍの厚みの第２板材１１２を用いて上記のように圧延（クラッド圧延）された０．３ｍｍの厚みｔ１１ｂのクラッド材１０１ｄを、さらに略８０％（８３．３％）の圧下率で最終圧延を行った場合、第１層１１の厚みｔ２および第２層１２の厚みｔ３は、それぞれ、０．０１５ｍｍ（すなわち１５μｍ）および０．０３５ｍｍ（すなわち３５μｍ）になるとともに、クラッド材１の厚みｔ１は、０．０５０ｍｍ（すなわち５０μｍ）になる。また、金属間化合物層１３では、圧延方向における単位長さＬ内の金属間化合物１３ａの圧延方向の長さｄの合計は、０．２Ｌ（単位長さＬの２０％）の近傍の値になると考えられる。つまり、金属間化合物層１３が、断面視において、単位長さＬ内の金属間化合物１３ａの圧延方向の長さｄの合計が単位長さＬの５０％以下で、かつ、１０％以上３０％以下（おおよそ２０％）になるように、不連続状に形成されている金属間化合物１３ａから構成される。したがって、最終製品のクラッド材１において、金属間化合物層１３の単位長さＬに対する上記割合（不連続状の度合い）は、最終圧延における圧下率をＲ２（％）として、１００−Ｒ２（％）に略一致する。

また、本実施形態では、図５に示すように、クラッド圧延、焼鈍（第１の焼鈍）、中間圧延、焼鈍（第２の焼鈍）および最終圧延は、搬送方向に搬送されながら、連続的に行われる。これにより、長尺のクラッド材１が連続的に作製される。

その後、図１に示すように、クラッド材１の表面上に、正極活物質層１０１および負極活物質層１０２が配置されることによって、バイポーラ型電極１０３が作製される。この際、第２層１２が第１層１１の外表面１ａ側に露出するのが抑制されているので、露出した第２層１２が正極活物質層１０１および負極活物質層１０２の双方に直接接触するのが抑制される。そして、作製されたバイポーラ型電極１０３は、図２に示すように、電池１００に用いられる。

本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、金属間化合物１３ａから構成される金属間化合物層１３の厚みを１μｍ以下にする。これにより、クラッド材１が５０μｍ以下の厚みに薄肉化されることにより、ＡｌまたはＡｌ合金から構成される第１層１１の厚みが小さくなった場合であっても、金属間化合物層１３の厚みｔ４が１μｍ以下で十分に小さいので、硬質の金属間化合物１３ａが第１層１１の外表面１ａに露出するのを抑制することができる。この結果、相応の機械的強度を有するＮｉ、Ｎｉ合金、ＦｅおよびＦｅ合金のうちのいずれか１つから構成される第２層１２を用いたクラッド材１において、厚みｔ１を５０μｍ以下の厚みに薄肉化した場合であっても、金属間化合物１３ａが第１層１１の外表面１ａに露出して脱落することにより、第１層１１の外表面１ａにピンホールが形成されるのを抑制することができる。したがって、こうしたピンホールにより、Ｎｉ、Ｎｉ合金、ＦｅまたはＦｅ合金から構成される第２層１２が第１層１１の外表面１ａ側に露出するのを抑制することができるので、両外表面に相応の正極活物質層１０１および負極活物質層１０２を配置することによってクラッド材１を電池１００の電極（バイポーラ型電極１０３）に用いた場合に、露出した第２層１２が正極活物質層１０１および負極活物質層１０２の双方に直接接触するのを抑制することができる。この結果、電池１００の充放電時に発生する虞がある第２層１２を構成するＮｉ、Ｎｉ合金、ＦｅまたはＦｅ合金の溶解を防止することができる。

また、本実施形態では、金属間化合物１３ａから構成される金属間化合物層１３の厚みを０．１μｍ以上にすることによって、金属間化合物層１３の形成量が不十分であることに起因して第１層１１と第２層１２との間の接合強度が過度に低下するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、金属間化合物層１３を、断面視において、圧延方向に沿って不連続状に形成されている金属間化合物１３ａから構成する。これにより、クラッド材１において、金属間化合物１３ａが形成されていない部分、すなわち第１層１１と第２層１２とが直接接触している部分を形成することができる。この結果、第１層１１と第２層１２との間に金属間化合物１３ａが介在することに起因する電気伝導性の低下（電気抵抗の増大）を抑制することができる。また、金属間化合物層１３が不連続状に形成されている金属間化合物１３ａから構成されていることにより、金属間化合物１３ａが第１層１１の外表面１ａに露出した際に脱落しやすい場合であっても、金属間化合物層１３の厚みｔ４が１μｍ以下で十分に小さいので、金属間化合物１３ａが第１層１１の外表面１ａに露出すること自体を抑制することができる。これにより、金属間化合物１３ａが第１層１１の外表面１ａから露出して脱落するのを確実に抑制することができる。

また、本実施形態では、好ましくは、金属間化合物層１３を、断面視において、圧延方向における単位長さＬ内の金属間化合物１３ａの圧延方向の長さｄの合計が単位長さＬの５０％以下（より好ましくは、３０％以下）になるように、不連続状に形成されている金属間化合物１３ａから構成する。このよう構成すれば、クラッド材１において、金属間化合物１３ａが形成されている部分の割合を小さくして、第１層１１と第２層１２とが直接接触している部分の割合を大きくすることができる。これにより、第１層１１と第２層１２との間に金属間化合物１３ａが介在することに起因する電気伝導性の低下（電気抵抗の増大）を効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、好ましくは、金属間化合物層１３を、断面視において、圧延方向における単位長さＬ内の金属間化合物１３ａの圧延方向の長さｄの合計が単位長さＬの１０％以上になるように形成されている金属間化合物１３ａから構成する。これにより、金属間化合物１３ａが形成されている割合が過度に小さくなるのを抑制することができるので、第１層１１と第２層１２との間の接合強度が過度に低下するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、クラッド材１の厚みｔ１を１０μｍ以上３０μｍ以下にすることによって、クラッド材１の薄肉化をさらに図ることができる。なお、クラッド材１が１０μｍ以上３０μｍ以下の厚みｔ１にさらに薄肉化されることにより、第１層１１の厚みｔ２がさらに小さくなった場合（たとえば、１５μｍ）であっても、金属間化合物層１３の厚みを１μｍ以下にすることによって、硬質の金属間化合物１３ａが第１層１１の外表面１ａに露出して脱落することにより、第１層１１の外表面１ａにピンホールが形成されるのを抑制することができる。

また、本実施形態では、第１層１１の厚みｔ２が第２層１２の厚みｔ３以下であることによって、塑性変形しやすいＡｌまたはＡｌ合金から構成される第１層１１の割合が大きくなるのを抑制することができるので、圧延時に第１層１１の圧延に第２層１２が追随できなくなるのを確実に抑制することができる。

また、本実施形態では、第１層１１の厚みｔ２が金属間化合物層１３の厚みｔ４よりも大きいことにより、金属間化合物１３ａが第１層１１の外表面１ａに露出して脱落するのを確実に抑制することができる。

また、本実施形態の製造方法では、３５０℃以上５５０℃以下の温度条件下で焼鈍（上記の第１の焼鈍および第２の焼鈍）を行うことによって、金属間化合物１３ａから構成される金属間化合物層１３の厚みを１μｍ以下に制御することができる。

(実施例)
図６、図７、図８および図９を参照して、本発明の効果を確認するために行った実験を説明する。

〈実施例１〉
実施例１では、第１板材１１１として厚み０．３ｍｍのＡｌ板を用いるとともに、第２板材１１２として厚み０．６ｍｍのＮｉ板を用いてクラッド材を作製した。

まず、第１板材１１１と第２板材１１２とを板厚方向（Ｚ方向）に積層した状態で、第１板材１１１および第２板材１１２の延びる方向に沿って、常温下で約６１％の圧下率でクラッド圧延を行い、接合材１０１ａを作製した。作製した接合材１０１ａの全体厚みは、０．３５ｍｍとなった。

クラッド圧延後、焼鈍炉２０２を用いて、非酸素雰囲気下において接合材１０１ａに対して４５０℃で３分間の焼鈍（第１の焼鈍）を行い、クラッド材１０１ｂを作製した。

焼鈍（第１の焼鈍）後、クラッド材１０１ｂに対して、常温下で約８６％の圧下率で中間圧延をさらに行い、クラッド材１０１ｃを作製した。この中間圧延により、クラッド材１０１ｃの全体厚みは５０μｍとなった。

中間圧延後、焼鈍炉２０４を用いて、クラッド材１０１ｃに対して４５０℃で３分間の焼鈍（第２の焼鈍）を行い、クラッド材１０１ｄを作製した。

そして、焼鈍（第２の焼鈍）後、クラッド材１０１ｄに対して、圧下率５４％で最終圧延を行い、クラッド材１を作製した。作製したクラッド材１は、第１層（Ａｌ層）の厚みと第２層（Ｎｉ層）の厚みとの比が１：２であり、全体厚みが２３μｍとなった。

図６は、実施例１のクラッド材の写真（断面視）である。実施例１の完成したクラッド材のＡｌ層およびＮｉ層の厚みをそれぞれ５箇所測定し、平均値を求めた。その結果を表１に示す。

表１に示すように、測定した５箇所の第１層（Ａｌ層）の厚みは、それぞれ１０．６μｍ、１０．９μｍ、７．２μｍ、６．３μｍおよび６．８μｍと６μｍ以上１１μｍ以下の範囲となった。また、第１層（Ａｌ層）の５箇所の厚みの平均は８．４μｍであった。

また、測定した５箇所の第２層（Ｎｉ層）の厚みは、それぞれ１２．０μｍ、１２．５μｍ、１５．８μｍ、１６．２μｍおよび１５．９μｍと１２μｍ以上１６．５μｍ以下の範囲となった。また、第２層（Ｎｉ層）の５箇所の厚みの平均は１４．５μｍであった。

また、実施例１では、図６に示すように、金属間化合物層が圧延方向において複数に分断されていた。金属間化合物層を構成する個々の金属間化合物のクラッド材の厚み方向における大きさ（厚み）が約０．６μｍ以上０．７μｍ以下（１μｍ未満）であったため、金属間化合物層の厚みは約０．７μｍ（１μｍ未満）となった。また、個々の金属間化合物の圧延（長手）方向の長さは１５μｍ以下となった。

〈比較例１〉
比較例１は、第２の焼鈍温を５８０℃に変更した以外は実施例１と同じ材料および同じ方法でクラッド材を作製した。

図７は、比較例１のクラッド材１の写真（断面視）である。比較例１の完成したクラッド材の第１層（Ａｌ層）および第２層（Ｎｉ層）の厚みをそれぞれ５箇所測定し、平均値を求めた。その結果を表２に示す。

表２に示すように、測定した５箇所の第１層（Ａｌ層）の厚みは、それぞれ８．７μｍ、７．７μｍ、６．３μｍ、１１．９μｍおよび８．９μｍと６μｍ以上１２μｍ以下の範囲となった。また、第１層（Ａｌ層）の５箇所の厚みの平均は８．７μｍであった。

また、測定した５箇所の第２層（Ｎｉ層）の厚みは、それぞれ１４．５μｍ、１４．９μｍ、１６．８μｍ、１３．３μｍおよび１４．９μｍと１３μｍ以上１７μｍ以下の範囲となった。また、第２層（Ｎｉ層）の５箇所の厚みの平均は１４．９μｍであった。

また、比較例１では、図７に示すように、金属間化合物層が圧延（長手）方向において複数に分断されていた。金属間化合物層を構成する個々の金属間化合物のクラッド材の厚み方向における大きさ（厚み）が約６μｍであったため、金属間化合物層の厚みは約６μｍとなった。また、比較例１では、図７に示すように、金属間化合物にひび割れ（クラック）が発生していた。

実施例１および比較例１において形成された金属間化合物層を構成する金属間化合物（たとえば、Ａｌ−Ｎｉ合金）は、第１層を構成するＡｌおよび第２層を構成するＮｉよりも硬さが十分大きい。そのため、圧延したとしても金属間化合物層は厚みが小さくならなかったと考えられる。一方で、金属間化合物は脆いため、金属間化合物層が圧延に追従できず、金属間化合物層が分断されて不連続状に形成されたと考えられる。

また、圧延によって金属間化合物層の厚みが小さくなりにくいことから、第１の焼鈍または第２の焼鈍によって、完成したクラッド材の金属間化合物層の厚みが決定されると考えられる。いいかえれば、焼鈍によって金属間化合物がどれだけ成長するかにより完成したクラッド材の金属間化合物層の厚みが決まると考えられる。

そのため、第２の焼鈍の温度が比較例１よりも低い実施例１は、第２の焼鈍の温度が低いことにより金属間化合物の成長が抑制されたため、金属間化合物層の厚みが１μｍ未満になったと考えられる。一方、比較例１は、第２の焼鈍によって金属間化合物が成長したため、金属間化合物層の厚みが１μｍよりも大きくなったと考えられる。このことから、本発明者は、第２の焼鈍の温度を５８０℃未満（たとえば５５０℃以下）にすることにより、第１の焼鈍後に第２の焼鈍を行ったとしても金属間化合物層の厚みを１μｍ以下にすることができることを見出した。

〈実施例２〉
実施例２では、第１板材１１１として厚み０．３ｍｍのＡｌ板と、第２板材１１２として厚み０．６ｍｍのＦｅ板を用意し、クラッド材を作製した。

まず、用意した第１板材１１１と第２板材１１２とを板厚方向（Ｚ方向）に積層した状態で、第１板材１１１および第２板材１１２の延びる方向に沿って、常温下で７２．２％の圧下率でクラッド圧延を行い、接合材１０１ａを作製した。作製した接合材１０１ａの全体厚みは、０．２５ｍｍとなった。

クラッド圧延後、焼鈍炉２０２を用いて、非酸素雰囲気下において接合材１０１ａに対して３５０℃で３分間の焼鈍（第１の焼鈍）を行うことによって、クラッド材１０１ｂを作製した。

焼鈍（第１の焼鈍）後、クラッド材１０１ｂに対して、常温下で８０％の圧下率で中間圧延を行い、クラッド材１０１ｃを作製した。この中間圧延により、クラッド材１０１ｃの全体厚みは５０μｍとなった。

中間圧延後、焼鈍炉２０４を用いて、クラッド材１０１ｃに対して３５０℃で３分間の焼鈍（第２の焼鈍）を行った。

そして、焼鈍（第２の焼鈍）後、クラッド材１０１ｄに対して、圧下率５０％で最終圧延を行い、全体厚みが２５μｍのクラッド材を作製した。

図８は、実施例２のクラッド材の写真（断面視）である。完成したクラッド材の第１層（Ａｌ層）および第２層（Ｆｅ層）の厚みをそれぞれ５箇所測定し、平均値を求めた。その結果を表３に示す。

表３に示すように、測定した５箇所の第１層（Ａｌ層）の厚みは、それぞれ８．１μｍ、８．３μｍ、８．６μｍ、６．０μｍおよび９．０μｍと６μｍ以上９μｍ以下の範囲となった。また、第１層（Ａｌ層）の５箇所の厚みの平均は８．０μｍであった。

また、測定した５箇所の第２層（Ｆｅ層）の厚みは、それぞれ１７．３μｍ、１６．６μｍ、１６．４μｍ、１６．９μｍおよび１６．４μｍと１６μｍ以上１７．５μｍの範囲となった。また、第２層（Ｆｅ層）の５箇所の厚みの平均は１６．７μｍであった。

また、実施例２では、図８に示すように、金属間化合物層が圧延（長手）方向において連続状に形成されており、破断が見られなかった。金属間化合物から構成される金属間化合物層の厚みは約０．３μｍ（１μｍ未満）となった。

〈比較例２〉
比較例２は、第２の焼鈍を５８０℃で１分間に変更した以外は実施例２と同じ材料および同じ方法でクラッド材を作製した。

図９は、比較例２のクラッド材の写真（断面視）である。完成したクラッド材の５箇所の第１層（Ａｌ層）および第２層（Ｆｅ層）の厚みを測定し、平均値を求めた。その結果を表４に示す。

表４に示すように、測定した５箇所の第１層（Ａｌ層）の厚みは、それぞれ６．０μｍ、６．６μｍ、７．９μｍ、７．６μｍおよび６．６μｍと６μｍ以上８μｍ以下の範囲となった。また、第１層（Ａｌ層）の５箇所の厚みの平均は６．９μｍであった。これは、実施例２の第１層（Ａｌ層）よりも厚みが小さくなったことを示す。

また、測定した５箇所の第２層（Ｆｅ層）の厚みは、それぞれ１９．３μｍ、１８．０μｍ、１８．３μｍ、１６．４μｍおよび１８．０μｍと１６μｍ以上１９．５μｍ以下の範囲となった。また、第２層（Ｆｅ層）の５箇所の厚みの平均は１８．０μｍであった。

また、比較例２では、図９に示すように、金属間化合物層が圧延（長手）方向において複数に分断されており、金属間化合物が第１層（Ａｌ層）を突き破り露出している部分もあった。金属間化合物層を構成する個々の金属間化合物のクラッド材の厚み方向における大きさ（厚み）が約７μｍであったため、金属間化合物層の厚みは約７μｍとなった。また、個々の金属間化合物の圧延（長手）方向の長さは１５μｍとなった。

実施例２および比較例２において形成された金属間化合物層を構成する金属間化合物（たとえば、Ａｌ−Ｆｅ合金）は、第１層を構成するＡｌおよび第２層を構成するＦｅよりも硬さが十分大きい。そのため、圧延したとしても金属間化合物層は厚みが小さくならなかったと考えられる。また、比較例２では、金属間化合物は脆いため、金属間化合物層が圧延に追従できず、分断されて不連続状に形成されたと考えられる。

また、圧延によって金属間化合物層の厚みが小さくなりにくいことから、第１の焼鈍または第２の焼鈍によって、完成したクラッド材の金属間化合物層の厚みが決定されると考えられる。いいかえれば、焼鈍によって金属間化合物がどれだけ成長するかにより完成したクラッド材の金属間化合物層の厚みが決まると考えられる。

そのため、第２の焼鈍の温度が比較例２よりも低い実施例２は、第２の焼鈍の温度が低いことにより金属間化合物の成長が抑制されたため、金属間化合物層の厚みが１μｍ未満になったと考えられる。一方、比較例２は、第２の焼鈍によって金属間化合物が成長し、金属間化合物層の厚みが１μｍよりも大きくなったと考えられる。このことから、本発明者は、第２の焼鈍の温度を５８０℃未満（たとえば５５０℃以下）にすることにより、第１の焼鈍後に第２の焼鈍を行ったとしても金属間化合物層の厚みを１μｍ以下にすることができることを見出した。

また、比較例２では、第１の焼鈍の温度を比較例１よりも低くするとともに、第２の焼鈍を同じ温度で短い時間行ったが、第２比較例の金属間化合物は大きく成長し第１層（Ａｌ層）を突き破っていた。このことから、第２層がＦｅで構成される場合は、第２層がＮｉ層で構成されるよりも焼鈍の温度の影響を受け易く、成長が促進されることを本発明者は見出した。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、本発明の電池集電体用クラッド材１をバイポーラ型二次電池のバイポーラ型電極１０３に用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明の電池集電体用クラッド材を、モノポーラ型二次電池のモノポーラ型電極として用いてもよい。つまり、第１層または第２層のいずれか一方にのみ、正極活物質層または負極活物質層が配置されてもよい。本発明の電池集電体用クラッド材を、液体の電解質を用いるリチウムイオン二次電池などに用いてもよい。本発明の電池集電体用クラッド材を、表面上に正極活物質層（または負極活物質層）を形成することによって正極（または負極）に用いてもよい。本発明の電池集電体用クラッド材を、電池端子用として、電池の正極（または負極）と正極端子（または負極端子）との接続に用いてもよい。

また、上記実施形態では、電池集電体用クラッド材１の製造方法として、クラッド圧延、焼鈍（第１の焼鈍）、中間圧延、焼鈍（第２の焼鈍）および最終圧延の順に行われる例（図５参照）を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、電池集電体用クラッド材の製造方法としては、少なくともクラッド圧延、焼鈍（第１の焼鈍）およびその焼鈍後の圧延（最終圧延）がこの順で行われればよい。つまり、焼鈍（第１の焼鈍）と最終圧延との間において、中間圧延および焼鈍（第２の焼鈍）は行われなくてもよい。また、焼鈍（第１の焼鈍）と最終圧延との間において、中間圧延および焼鈍（第２の焼鈍）を交互に複数回行ってもよい。また、最終圧延後に最終の焼鈍（第３の焼鈍）を行ってもよい。この場合、０．１μｍ以上１．０μｍ以下の厚みを有する金属間化合物層が、第１層および第２層の間に、不連続状ではなく連続状に形成されている金属間化合物から構成される、電池集電体用クラッド材を作製することも可能である。

１ 電池集電体用クラッド材
１１ 第１層
１２ 第２層
１３ 金属間化合物層
１３ａ 金属間化合物
１１１、１１１ａ 第１板材
１１２、１１２ａ 第２板材
Ｌ 単位長さ

Claims (6)

1. ＡｌまたはＡｌ合金から構成される第１層と、Ｎｉ、Ｎｉ合金、ＦｅおよびＦｅ合金のうちのいずれか１つから構成される第２層とが圧延により接合された、５０μｍ以下の厚みを有するクラッド材からなり、
   前記クラッド材では、前記第１層と前記第２層との間に、０．１μｍ以上１μｍ以下の厚みを有し、ＡｌおよびＮｉを含有する金属間化合物、またはＡｌおよびＦｅを含有する金属間化合物から構成される金属間化合物層が形成され、
   断面視において、前記金属間化合物が形成される前記第１層と前記第２層との界面において無作為に選択された圧延方向に沿う３００μｍの長さである単位長さ内の前記金属間化合物の圧延方向の長さの合計が前記単位長さの５０％以下である、電池集電体用クラッド材。
2. 前記金属間化合物層は、断面視において、圧延方向に沿って不連続状に形成されている金属間化合物から構成される、請求項１に記載の電池集電体用クラッド材。
3. 断面視において、前記単位長さ内の前記金属間化合物の圧延方向の長さの合計が前記単位長さの１０％以上３０％以下である、請求項１に記載の電池集電体用クラッド材。
4. 前記クラッド材の厚みは、１０μｍ以上３０μｍ以下である、請求項１に記載の電池集電体用クラッド材。
5. 前記第１層の厚みは、前記第２層の厚み以下で、かつ、前記金属間化合物層の厚みよりも大きい、請求項１に記載の電池集電体用クラッド材。
6. ＡｌまたはＡｌ合金から構成される第１板材と、Ｎｉ、Ｎｉ合金、ＦｅおよびＦｅ合金のうちのいずれか１つから構成される第２板材とを積層させた状態で圧延することによって、前記第１板材と、前記第２板材とを接合し、
   圧延後に、３５０℃以上５５０℃以下の温度条件下で焼鈍し、さらに圧延するとともに、３５０℃以上５５０℃以下の温度条件下で焼鈍することにより前記第１板材と前記第２板材との間にＡｌおよびＮｉを含有する金属間化合物、またはＡｌおよびＦｅを含有する金属間化合物を形成して、ＡｌまたはＡｌ合金から構成される第１層と、Ｎｉ、Ｎｉ合金、ＦｅおよびＦｅ合金のうちのいずれか１つから構成される第２層と、断面視において、前記金属間化合物が形成される前記第１層と前記第２層との界面において無作為に選択された圧延方向に沿う３００μｍの長さである単位長さ内の前記金属間化合物の圧延方向の長さの合計が前記単位長さの５０％以下であり、かつ０．１μｍ以上１μｍ以下の厚みを有する前記金属間化合物から構成される金属間化合物層とを有し、５０μｍ以下の厚みを有するクラッド材を作製する、電池集電体用クラッド材の製造方法。

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