[发明专利]电池外壳用铝合金板和由该铝合金板制成的电池外壳

说明书

技术领域

本发明涉及用于制造锂离子二次电池外壳等的耐压性(withstand pressure)良好的电池外壳用铝合金板，以及由该合金板制成的电池外 壳。

背景技术

为了减轻重量，通过广泛使用具有优异成型性和高强度的A3003 合金制造安装在移动电话、PC等中的锂离子二次电池的外壳。通过压 制厚度为0.6mm左右的铝合金板来制造电池外壳(battery case)。已知 的外壳通常是尺寸(内部尺寸)为厚度4-7mm、宽度20-30mm且高 度40-60mm的拉制拉深(ironed)容器。电池部件置于外壳内，然后 通过提供有电解质溶液倾倒口的铝箔盖(aluminum lid)遮盖外壳的开 口，并采用激光焊接法通过焊接将周边密封。铝箔盖可以由与外壳相 同的材料制成，可以是组成不同的铝合金材料，或者可以是基于JIS A1000的材料。有时盖中还提供有防爆部件(explosion proofing part)。

最近的PC、移动电话和其他电子装置在容量上越来越大。安装的 锂离子二次电池在性能上也变得越来越高。而且，环境利用(usage environment)也变得越来越严格。因此，电池外壳也需要具有越来越 高的耐压性。即，锂离子二次电池在短时间内充电。而且，它们要释 放出与电池尺寸成正比例的大电流。因此，根据充电环境的不同，有 时电池外壳本身的温度会升高至60-90℃。而且，根据对移动电话的操 作，例如如果在炎热的天气下将该装置置于车内，则温度也会超出许 多。

当电池外壳达到如上所述的高温时，外壳内部的压力升高，电池 外壳的壳体会膨胀。为了防止这种膨胀的发生，外壳侧壁的板厚度可 以制成较大，但从使用铝合金减少重量的角度考虑，这就不合乎初衷 了。因此，为了在不增加板厚度的情况下防止膨胀，考虑使铝合金板 本身的耐压性变得更高。

而且，在电池外壳的制造过程中，要考虑高生产率，因此同时也 要考虑能够提供保证高速激光焊接的优异的可焊性。

日本专利公开(A)第2006-169574号提出了耐压性(耐膨胀性) 较佳的含有Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Zr、Ti和B的铝合金板。

即，日本专利公开(A)第2006-169574号中公开的技术是用于二 次电池的高强度铝合金板的制造方法，该方法包括对含有Cu：超过 1.0-2.0％、Mn：0.2-1.0％、Mg：0.1-0.9％和根据需要的Zr：0.05-0.2％和 Cr：0.05-0.2％和余量的Al和不可避免的杂质的铝合金板进行处理，上 述处理通过如下过程进行：在480-560℃下保持20-180秒，然后以 20-200℃/秒的冷却速率退火，然后自然老化7天对其进行老化或在退 火后对其进行冷轧，即通过10-60％的最终冷轧变形量(final cold rolling reduction)进行最终冷轧和/或将其在100-220℃下保持2-24小时进行 老化。

但在日本专利公开(A)第2006-169574号中公开的技术的缺点是 Cu含量很大，因此不能获得很高的可焊性，且不能采用高速激光焊接。

另一方面，日本专利公开(A)第2005-336540号公开了激光可焊 性和耐压性(耐膨胀性)较佳的含有Mn、Cu、Mg、Zr和Cr的铝合 金板。

即，在日本专利公开(A)第2005-336540号中公开的技术是用于 二次电池外壳的高强度铝板的制造方法，该方法包括对含有Mn： 0.6-1.5％、Cu：0.51-1.0％、Mg：0.21-0.7％、Si：小于0.2％、Zr：0.05-0.2％ 和Cr：0.05-0.2％和余量Al和不可避免的杂质的铝合金板进行冷轧， 期间以10-250℃/秒的升温速率、在420-550℃下5-60秒的保留时间和 20-200℃/秒的冷却速率进行中间退火(process annealing)至少一次， 并以10-60％的最终辊轧变形量进行冷轧。

但在日本专利公开(A)第2005-336540号中公开的技术的缺点是 Mg含量太低，因此铝板在耐压性方而较差。

这样，在日本专利公开(A)第2006-169574号和日本专利公开(A) 第2005-336540号中公开的技术中，耐压性和激光可焊性两者不能同时 被满足。

发明内容