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JP6146964B2 - Copper alloy rolled foil for secondary battery current collector and method for producing the same - Google Patents
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Copper alloy rolled foil for secondary battery current collector and method for producing the same Download PDF

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Description

本発明は、二次電池用集電体に適用可能な銅合金圧延箔に関し、特に、圧延方向に対して0°、45°、90°の方向の引張応力に対するヤング率が小さい銅合金圧延箔およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a copper alloy rolled foil applicable to a current collector for a secondary battery, and in particular, a copper alloy rolled foil having a small Young's modulus for tensile stress in directions of 0 °, 45 °, and 90 ° with respect to the rolling direction. And a manufacturing method thereof.

リチウムイオン電池などの二次電池の負極集電体には、銅合金圧延箔が用いられることがある。この場合、銅合金圧延箔は、その表面上に負極活物質を保持して負極集電体として用いられる。
近年の電池容量向上の要求に伴い、この負極活物質について、カーボン系からシリコン(Si)系やスズ(Sn)系への変更が検討されている。これらの新しい活物質は、充・放電の容量が大きい反面、充・放電に伴う体積膨張・収縮量がカーボン系よりも大きい特徴がある。銅合金圧延箔はこの活物質の変形に追従して変形するが、銅箔に強いられる変形量がその弾性限を超えた場合に、永久変形として残ってしまう。その結果、活物質が圧延箔から剥離する問題、圧延箔の折れが生じる問題等があった。活物質の剥離や集電体の折れは電池内部の電気抵抗の上昇を招き、電池の容量を低下させる。
A copper alloy rolled foil may be used for a negative electrode current collector of a secondary battery such as a lithium ion battery. In this case, the copper alloy rolled foil holds the negative electrode active material on the surface thereof and is used as a negative electrode current collector.
With the recent demand for increasing battery capacity, changes in the negative electrode active material from carbon-based to silicon (Si) -based or tin (Sn) -based are being studied. Although these new active materials have a large charge / discharge capacity, they have a feature that the volume expansion / contraction due to charge / discharge is larger than that of carbon. The copper alloy rolled foil deforms following the deformation of the active material, but remains as a permanent deformation when the amount of deformation imposed on the copper foil exceeds its elastic limit. As a result, there were a problem that the active material peeled from the rolled foil, a problem that the rolled foil was broken, and the like. The separation of the active material and the breakage of the current collector lead to an increase in the electric resistance inside the battery, thereby reducing the capacity of the battery.

大きな変形に対しても永久変形しにくくするには、降伏応力が高いことに加えて、ヤング率を低くすることが望まれる。活物質は面内の全ての方向に膨張・収縮するため、圧延箔のヤング率も全ての方向について低減する制御が必要である。
また、電池の組み立て工程において、変形量の大きい活物質を負極集電体に固定するために使用されるポリアミドをイミド化するために350℃の熱処理がなされる。このため、電池用に使用される場合には、上記の処理によっても銅合金圧延箔が軟化しないことが求められる。
In order to make permanent deformation difficult even for large deformation, it is desired to lower Young's modulus in addition to high yield stress. Since the active material expands and contracts in all directions in the plane, it is necessary to control to reduce the Young's modulus of the rolled foil in all directions.
In the battery assembly process, a heat treatment at 350 ° C. is performed to imidize the polyamide used to fix the active material having a large deformation amount to the negative electrode current collector. For this reason, when used for a battery, it is calculated | required that copper alloy rolled foil does not soften also by said process.

銅合金圧延箔のヤング率の制御に関しては、以下のようにいくつか提案がされている。
特許文献1には、純銅の銅板を96%の圧延率で圧延し、250℃において1時間の熱処理を行うと、立方体集合組織が増加することにより、ヤング率が低下することが記載されている。
特許文献2では、300℃で30分間加熱された後の再結晶集合組織を発達させず完全に再結晶させないよう制御することで、引張強度とヤング率を一定範囲に管理して強度と屈曲性の向上を提案している。
特許文献3では、ヤング率の異方性が少なく、300℃で30分間加熱後に400MPa以上の引張強度を有する場合に、二次電池の充放電サイクル寿命が優れることが提案されている。
Several proposals have been made regarding the control of the Young's modulus of a copper alloy rolled foil as follows.
Patent Document 1 describes that when a copper sheet of pure copper is rolled at a rolling rate of 96% and heat-treated at 250 ° C. for one hour, the Young's modulus decreases due to an increase in cube texture. .
In Patent Document 2, the tensile strength and Young's modulus are controlled within a certain range by controlling the tensile strength and Young's modulus within a certain range by controlling the development so that the recrystallization texture after heating at 300 ° C. for 30 minutes does not develop. Propose improvement.
Patent Document 3 proposes that the charge / discharge cycle life of the secondary battery is excellent when the Young's modulus has little anisotropy and has a tensile strength of 400 MPa or more after heating at 300 ° C. for 30 minutes.

特開昭55−054554号公報JP 55-055454 A 特開2009−108376号公報JP 2009-108376 A 特開2011−216463号公報JP 2011-216463 A

上記特許文献1に記載の導体は、銅を圧延するものであるが、銅箔を完全に再結晶軟化させた後であるため降伏応力が著しく低い。また、フレキシブルケーブル用途であるため、圧延方向または圧延垂直方向のヤング率を低めるのみで、圧延方向に対して45°方向も含めたヤング率低減が必要な電池用圧延銅箔には適用が困難な技術である。
同じく上記特許文献2に記載の銅箔もフレキシブルプリント基板(FPC)用途であるため、圧延平行方向のみを制御したにすぎず、電池用圧延銅箔には適用が困難な技術である。
一方、上記特許文献3では、ヤング率に着目しているものの、圧延方向での異方性を低下(圧延方向での異なった方向間のヤング率の比を1.3以下に調整)するものであり、ヤング率そのものを低下させるものではない。
The conductor described in Patent Document 1 is one that rolls copper, but has a significantly low yield stress because it is after the copper foil has been completely recrystallized and softened. In addition, because it is a flexible cable application, it is difficult to apply to rolled copper foil for batteries that require a reduction of the Young's modulus including the 45 ° direction only by reducing the Young's modulus in the rolling direction or the vertical direction of rolling. Technology.
Similarly, since the copper foil described in Patent Document 2 is also used for a flexible printed circuit (FPC), only the rolling parallel direction is controlled, and this technique is difficult to apply to the rolled copper foil for batteries.
On the other hand, in Patent Document 3, the Young's modulus is focused, but the anisotropy in the rolling direction is reduced (the ratio of Young's modulus between different directions in the rolling direction is adjusted to 1.3 or less). It does not decrease the Young's modulus itself.

ここで、上記特許文献2および3では、振動法で測定されたヤング率で評価されているが、この方法は、強制振動を与えて共振周波数(固有振動数)を計測し、この共振周波数からヤング率を計算する測定法である。この測定方法を板厚10ミクロン前後の圧延箔に適用するにあたって幾つか問題があり、正しい評価が困難な場合があった。一つに、小さい変位量による測定のため、供試材のわずかなシワや折れ目によって弾性振動が安定せず、評価結果が大きくばらつく問題があった。二つに、たわみ応力を付与するため、主として変形する箔表層付近の凹凸の影響を強く受け、箔の内部の影響が反映されない問題があった。三つに、銅合金圧延箔が電池として使用される場合は、両面に塗られた活物質によって圧縮・引張の変形をするのに対し、振動法によるたわみ変形は片面が圧縮でもう片面が引張となるため、本質的に使用環境と異なる変形状態を評価することになっていた。
なお、ヤング率の測定は、例えば、(社)日本機械学会,「技術資料 金属材料の弾性係数」,p19(1980),丸善出版、に記載されているように、箔に限らず、振動法を代表とする動的方法と、引張試験を代表とする静的方法とでは、ヤング率の評価結果は異なることが知られている。
Here, in Patent Documents 2 and 3, the Young's modulus measured by the vibration method is evaluated. However, this method measures the resonance frequency (natural frequency) by applying forced vibration, and calculates the resonance frequency from the resonance frequency. This is a measurement method for calculating the Young's modulus. There are some problems in applying this measuring method to a rolled foil having a plate thickness of about 10 microns, and there are cases where correct evaluation is difficult. For one thing, there was a problem that because the measurement was performed with a small amount of displacement, the elastic vibration was not stabilized due to slight wrinkles or creases in the specimen, and the evaluation results varied greatly. Secondly, since bending stress is applied, there is a problem that the influence of the irregularities in the vicinity of the deformed foil surface layer is strongly influenced and the influence inside the foil is not reflected. Third, when a copper alloy rolled foil is used as a battery, it is compressed and tensioned by the active material applied on both sides, whereas the flexural deformation by the vibration method is compressed on one side and pulled on the other. Therefore, the deformation state that is essentially different from the usage environment was to be evaluated.
The Young's modulus is measured by, for example, the vibration method as described in the Japan Society of Mechanical Engineers, “Technical Data, Elastic Modulus of Metallic Materials”, p19 (1980), Maruzen Publishing. It is known that the evaluation result of Young's modulus is different between the dynamic method represented by 静 的 and the static method represented by the tensile test.

本発明は、引張応力に対するヤング率を小さくして、二次電池の電気的特性を向上させることができる二次電池集電体用銅合金圧延箔およびその製造方法を提供することを課題とする。   It is an object of the present invention to provide a copper alloy rolled foil for a secondary battery current collector that can reduce the Young's modulus against tensile stress and improve the electrical characteristics of the secondary battery, and a method for producing the same. .

上記課題は以下の手段により解決された。
(1)Cr、ZrおよびTiのうちの少なくとも一種を合計で0.01〜0.6質量%含有し、残部が銅と不可避不純物からなる銅合金圧延箔であって、
圧延面の結晶方位分布において、方位差が1°以上である方位差境界の境界線の長さが、1μmあたり1μm以上でかつ10μmより短いことを特徴とする二次電池集電体用銅合金圧延箔。
(2)Cr、ZrおよびTiのうちの少なくとも一種を合計で0.01〜0.6質量%含有し、さらにSn0.72質量%以下、Zn0.21質量%以下、Mn0.03質量%以下、Mg0.03質量%以下、Ag0.04質量%以下、Si0.17質量%以下、P0.03質量%以下、Ni0.70質量%以下およびFe0.15質量%以下のうちの少なくとも一種を合計で0.01〜0.95質量%含有し、残部が銅と不可避不純物からなる銅合金圧延箔であって、
圧延面の結晶方位分布において、方位差が1°以上である方位差境界の境界線の長さが、1μmあたり1μm以上でかつ10μmより短いことを特徴とする二次電池集電体用銅合金圧延箔。
(3)350℃で1時間保持する熱処理後、圧延面の結晶方位分布において方位差が1°以上の方位差境界の境界線の長さが、1μmあたり1μm以上であることを特徴とする(1)または(2)に記載の二次電池集電体用銅合金圧延箔。
(4)二次電池集電体用銅合金圧延箔の製造方法であって、
Cr、ZrおよびTiのうちの少なくとも一種を合計で0.01〜0.6質量%含有し、残部が銅と不可避不純物からなる合金組成を有した銅合金素材を溶解(ステップ1)し、鋳造(ステップ2)して得た鋳塊に、900〜1030℃で5分〜4時間の均質化熱処理(ステップ3)を行い、温度700〜1030℃で加工率が60〜95%の高温圧延1(ステップ4)と、冷却速度6〜6000℃/分の中間冷却(ステップ5)と、300〜700℃で加工率が40〜80%の高温圧延2(ステップ6)と、冷却速度6〜6000℃/分の冷却(ステップ7)と、面削(ステップ8)と、0〜150℃で加工率が90〜96%の中間冷間圧延(ステップ9)と、300〜600℃で0.5〜5時間の熱処理(ステップ10)と、0〜150℃で加工率が66〜95%の仕上げ箔圧延(ステップ11)とを施して、
圧延面の結晶方位分布において、方位差が1°以上である方位差境界の境界線の長さが、1μmあたり1μm以上でかつ10μmより短い銅合金圧延箔を得ることを特徴とする二次電池集電体用銅合金圧延箔の製造方法。
(5)二次電池集電体用銅合金圧延箔の製造方法であって、
Cr、ZrおよびTiのうちの少なくとも一種を合計で0.01〜0.6質量%含有し、さらにSn0.72質量%以下、Zn0.21質量%以下、Mn0.03質量%以下、Mg0.03質量%以下、Ag0.04質量%以下、Si0.17質量%以下、P0.03質量%以下、Ni0.70質量%以下およびFe0.15質量%以下のうちの少なくとも一種を合計で0.01〜0.95質量%含有し、残部が銅と不可避不純物からなる合金組成を有した銅合金素材を溶解(ステップ1)し、鋳造(ステップ2)して得た鋳塊に、900〜1030℃で5分〜4時間の均質化熱処理(ステップ3)を行い、温度700〜1030℃で加工率が60〜95%の高温圧延1(ステップ4)と、冷却速度6〜6000℃/分の中間冷却(ステップ5)と、300〜700℃で加工率が40〜80%の高温圧延2(ステップ6)と、冷却速度6〜6000℃/分の冷却(ステップ7)と、面削(ステップ8)と、0〜150℃で加工率が90〜96%の中間冷間圧延(ステップ9)と、300〜600℃で0.5〜5時間の熱処理(ステップ10)と、0〜150℃で加工率が66〜95%の仕上げ箔圧延(ステップ11)とを施して、
圧延面の結晶方位分布において、方位差が1°以上である方位差境界の境界線の長さが、1μmあたり1μm以上でかつ10μmより短い銅合金圧延箔を得ることを特徴とする二次電池集電体用銅合金圧延箔の製造方法。
(6)前記仕上げ箔圧延(ステップ11)の後に、200〜600℃で0.1〜20時間の低温焼鈍(ステップ12)を施すことを特徴とする(4)または(5)に記載の二次電池集電体用銅合金圧延箔の製造方法。
The above problems have been solved by the following means.
(1) A copper alloy rolled foil containing at least one of Cr, Zr and Ti in a total amount of 0.01 to 0.6% by mass, the balance being made of copper and inevitable impurities,
The copper for a secondary battery current collector, characterized in that in the crystal orientation distribution on the rolling surface, the length of the boundary line of the orientation difference boundary having an orientation difference of 1 ° or more is 1 μm 2 or more and less than 10 μm per 1 μm 2 Alloy rolled foil.
(2) Containing at least one of Cr, Zr and Ti in a total amount of 0.01 to 0.6% by mass, Sn 0.72% by mass or less , Zn 0.21% by mass or less , Mn 0.03 % by mass % Or less , Mg 0.03 mass% or less , Ag 0.04 mass% or less , Si 0.17 mass% or less , P 0.03 mass% or less , Ni 0.70 mass% or less, and Fe 0.15 mass% or less It is a copper alloy rolled foil containing 0.01 to 0.95% by mass in total of at least one of the above, with the balance consisting of copper and inevitable impurities,
The copper for a secondary battery current collector, characterized in that in the crystal orientation distribution on the rolling surface, the length of the boundary line of the orientation difference boundary having an orientation difference of 1 ° or more is 1 μm 2 or more and less than 10 μm per 1 μm 2 Alloy rolled foil.
(3) After the heat treatment held at 350 ° C. for 1 hour, the length of the boundary line of the orientation difference boundary having an orientation difference of 1 ° or more in the crystal orientation distribution on the rolled surface is 1 μm or more per 1 μm 2. The copper alloy rolled foil for a secondary battery current collector according to (1) or (2).
(4) A method for producing a copper alloy rolled foil for a secondary battery current collector,
A copper alloy material having an alloy composition of at least one of Cr, Zr and Ti in a total content of 0.01 to 0.6% by mass and the balance consisting of copper and inevitable impurities is melted (step 1) and cast. The ingot obtained by (Step 2) is subjected to a homogenization heat treatment (Step 3) at 900 to 1030 ° C. for 5 minutes to 4 hours, and hot rolling 1 at a temperature of 700 to 1030 ° C. and a processing rate of 60 to 95%. (Step 4), intermediate cooling (Step 5) with a cooling rate of 6 to 6000 ° C./min, high temperature rolling 2 (Step 6) with a processing rate of 40 to 80% at 300 to 700 ° C., and a cooling rate of 6 to 6000 C / min cooling (step 7), chamfering (step 8), intermediate cold rolling (step 9) with a working rate of 90 to 96% at 0 to 150 ° C., and 0.5 at 300 to 600 ° C. Heat treatment (step 10) for 5 hours and 0-150 In machining rate by applying a 66 to 95% of the finishing foil rolling (step 11),
In the crystal orientation distribution of the rolled surface, a secondary copper alloy foil having a length of a boundary line of an orientation difference boundary having an orientation difference of 1 ° or more is 1 μm 2 per 1 μm 2 and shorter than 10 μm is obtained. A method for producing a copper alloy rolled foil for a battery current collector.
(5) A method for producing a copper alloy rolled foil for a secondary battery current collector,
Containing at least one of Cr, Zr and Ti in a total of 0.01 to 0.6 mass%, Sn 0.72 mass% or less , Zn 0.21 mass% or less , Mn 0.03 mass% or less , Mg 0.03% by mass or less , Ag 0.04% by mass or less , Si 0.17% by mass or less , P 0.03% by mass or less , Ni 0.70% by mass or less, and Fe 0.15% by mass or less . Obtained by melting (step 1) and casting (step 2) a copper alloy material having an alloy composition containing at least one kind in total of 0.01 to 0.95% by mass and the balance consisting of copper and inevitable impurities The ingot is subjected to homogenization heat treatment (step 3) at 900 to 1030 ° C. for 5 minutes to 4 hours, high temperature rolling 1 (step 4) with a processing rate of 60 to 95% at a temperature of 700 to 1030 ° C., and a cooling rate. Intercooling at 6 to 6000 ° C / min 5), high temperature rolling 2 (step 6) with a processing rate of 40 to 80% at 300 to 700 ° C., cooling at a cooling rate of 6 to 6000 ° C./min (step 7), and face milling (step 8). Intermediate cold rolling (step 9) with a processing rate of 90 to 96% at 0 to 150 ° C., heat treatment for 0.5 to 5 hours at 300 to 600 ° C. (step 10), and processing at 0 to 150 ° C. Finish foil rolling (step 11) with a rate of 66-95%,
In the crystal orientation distribution of the rolled surface, a secondary copper alloy foil having a length of a boundary line of an orientation difference boundary having an orientation difference of 1 ° or more is 1 μm 2 per 1 μm 2 and shorter than 10 μm is obtained. A method for producing a copper alloy rolled foil for a battery current collector.
(6) After the finish foil rolling (step 11), low temperature annealing (step 12) is performed at 200 to 600 ° C. for 0.1 to 20 hours, (2) according to (4) or (5) Manufacturing method of copper alloy rolled foil for secondary battery current collector.

本発明により、引張応力に対するヤング率を小さくして、二次電池の電気的特性を向上させることができる二次電池集電体用銅合金圧延箔およびその製造方法を提供することができる。
本発明によれば、充・放電時の膨張・収縮量の大きい活物質(例えば、Sn系やSi系など)が等方的に変形するのに伴って、集電体である銅合金圧延箔が変形する際に、集電体の変形は弾性変形となるので、活物質の形状変化に集電体を追従させることができる。従って、活物質の集電体からの離脱を防止して、二次電池の充・放電のサイクル特性を向上させることができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION By this invention, the Young's modulus with respect to a tensile stress can be made small, and the copper alloy rolled foil for secondary battery electrical power collectors which can improve the electrical property of a secondary battery, and its manufacturing method can be provided.
According to the present invention, a copper alloy rolled foil which is a current collector as an active material (for example, Sn-based or Si-based) having a large expansion / contraction amount during charge / discharge isotropically deformed. When the current is deformed, the current collector is elastically deformed, so that the current collector can follow the shape change of the active material. Therefore, the active material can be prevented from being detached from the current collector, and the charge / discharge cycle characteristics of the secondary battery can be improved.

結晶方位を制御するための銅合金圧延箔の製造工程の模式的な工程図である。It is a typical process drawing of the manufacturing process of the copper alloy rolled foil for controlling crystal orientation. 本発明例104をEBSD法で解析し、1°以上の方位差境界を線で示したマップである。It is the map which analyzed Example 104 of this invention by the EBSD method, and showed the orientation difference boundary of 1 degree or more with the line. 比較例303をEBSD法で解析し、1°以上の方位差境界を線で示したマップである。It is the map which analyzed the comparative example 303 with the EBSD method, and showed the orientation difference boundary of 1 degree or more with the line. 単位面積あたりの方位差境界の長さの分布を示すグラフである。It is a graph which shows distribution of the length of the orientation difference boundary per unit area. 本発明例106と比較例204の銅合金圧延箔における加熱温度に対する加熱後の0.2%耐力の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of the 0.2% yield strength after a heating with respect to the heating temperature in the copper alloy rolled foil of this invention example 106 and the comparative example 204.

本発明の好ましい実施形態において、銅合金圧延箔は、圧延面の結晶方位分布において方位差が1°以上である方位差境界の境界線の長さが1μmあたり1μm以上でかつ10μmより短い。
最初に方位差境界について説明する。
In a preferred embodiment of the present invention, in the copper alloy rolled foil, the length of the boundary line of the misorientation boundary where the misorientation is 1 ° or more in the crystal orientation distribution of the rolling surface is 1 μm 2 or more and shorter than 10 μm.
First, the orientation difference boundary will be described.

[方位差境界]
本発明者らは、方位差境界の長さとヤング率の関係について検討した。
方位差境界とは、活動転位の堆積によって形成される転位壁、転位セル境界、結晶粒の分断にともなう滑り系の異なる領域同士の境界、小角粒界、大角粒界など、加工に伴って形成される金属組織の境界を含む意味である。検討の結果、これらの境界が長くなるほど、ヤング率が高くなることを見出し、特定の範囲に設定することで、特定の方向のみならず、圧延方向に対して、0°、45°、90°の方向のヤング率を低減させることが可能であることを見出した。
なお、方位差境界を挟む異なる結晶方位を有する二つの領域はその方位に応じて弾性挙動が異なるため、方位差境界とその近傍では内部応力分布や歪み分布が形成される。圧延銅合金箔は、高い加工率の圧延によって製造されるが、その強い歪みによって内部の金属組織では多くの方位差境界が導入される。従って、圧延銅合金箔が弾性変形する際に内部応力や歪み分布が複雑に多数分布する状態となる。
[Direction difference boundary]
The inventors examined the relationship between the orientation difference boundary length and Young's modulus.
Orientation difference boundaries are formed by processing such as dislocation walls formed by active dislocation deposition, dislocation cell boundaries, boundaries between regions with different slip systems due to crystal fragmentation, small-angle grain boundaries, and large-angle grain boundaries. It means to include the boundary of the metallographic structure. As a result of the study, it has been found that the longer the boundary, the higher the Young's modulus, and by setting it to a specific range, 0 °, 45 °, 90 ° with respect to the rolling direction as well as the specific direction. It has been found that the Young's modulus in the direction can be reduced.
Note that the two regions having different crystal orientations across the orientation difference boundary have different elastic behaviors depending on the orientation, and therefore, an internal stress distribution and a strain distribution are formed at the orientation difference boundary and its vicinity. The rolled copper alloy foil is manufactured by rolling at a high processing rate, but due to the strong strain, many misalignment boundaries are introduced in the internal metal structure. Therefore, when the rolled copper alloy foil is elastically deformed, a large number of internal stresses and strain distributions are distributed in a complicated manner.

本発明においては、圧延後の箔の結晶方位分布において方位差が1°以上の方位差境界の長さが、1μmあたり1μm以上でかつ10μm未満である。この長さは、3μm〜9.5μmが好ましく、4μm〜9.5μmがより好ましい。この範囲を下回ると強度が低下するため、好ましくない。この範囲を上回ると、引張応力によるヤング率が増加するため、好ましくない。方位差境界が長いことは、格子欠陥が多いことに対応し、本規定を上回る場合は350℃で加熱された際の耐熱性を低下させる要因となるため、好ましくない。 In the present invention, the length of the orientation difference boundary having an orientation difference of 1 ° or more in the crystal orientation distribution of the foil after rolling is 1 μm or more and less than 10 μm per 1 μm 2 . This length is preferably 3 μm to 9.5 μm, and more preferably 4 μm to 9.5 μm. If it falls below this range, the strength decreases, which is not preferable. Above this range, the Young's modulus due to tensile stress increases, which is not preferable. A long misorientation boundary corresponds to the fact that there are many lattice defects, and if it exceeds this rule, it becomes a factor of reducing the heat resistance when heated at 350 ° C., which is not preferable.

また、仕上げ箔圧延(ステップ11)後にさらに、350℃で1時間加熱した場合、加熱後の方位差が1°以上の方位差境界の境界線の長さは、1μmあたり1μm以上が好ましく、3μm以上がさらに好ましく、5μm以上がより好ましい。加熱後の方位差境界の境界線の長さの上限は特に限定されるものではないが、10μm以下が好ましい。 In addition, after finishing foil rolling (step 11), when heated at 350 ° C. for 1 hour, the length of the boundary line of the orientation difference boundary where the orientation difference after heating is 1 ° or more is preferably 1 μm or more per 1 μm 2 , 3 μm or more is more preferable, and 5 μm or more is more preferable. The upper limit of the boundary line length of the orientation difference boundary after heating is not particularly limited, but is preferably 10 μm or less.

[解析方法]
本発明における上記結晶方位の解析には、FE−SEM/EBSD法を用いる。EBSD法とは、Electron Back Scatter Diffraction(電子後方散乱回折)の略で、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)内で試料に電子線を照射したときに生じる反射電子菊池線回折(菊池パターン)を利用した結晶方位解析技術のことである。FE−SEMは電界放出電子銃(Field Emission電子銃)を利用しているために電子線が細く、空間分解能が高い特徴がある。銅合金圧延箔のように高い加工率の圧延によって材料が強く歪んでいる場合は組織中に高い方位勾配を有するため、結晶方位を精密に測定する方法としてFE−SEM/EBSD法が有効である。一方、照射電子線の径が大きいタングステンフィラメントの電子銃などを用いた場合は複数方位の回折パターンとなってしまい、方位の特定が困難な場合がある。
本実施形態においては、700平方μm以上の試料面積に対し、0.05μmのステップでスキャンし、結晶方位を解析した。解析ソフトには、TSL(社)のOIM version5(商品名)を用いる。
[analysis method]
The FE-SEM / EBSD method is used for the analysis of the crystal orientation in the present invention. The EBSD method is an abbreviation of Electron Back Scatter Diffraction (Electron Back Scattering Diffraction). Reflected electron Kikuchi line diffraction (Kikuchi pattern) generated when a sample is irradiated with an electron beam in a scanning electron microscope (SEM). ) Is a crystal orientation analysis technique. Since the FE-SEM uses a field emission electron gun, the electron beam is thin and has a high spatial resolution. When a material is strongly distorted by rolling at a high processing rate like a copper alloy rolled foil, the structure has a high orientation gradient, so the FE-SEM / EBSD method is effective as a method for accurately measuring the crystal orientation. . On the other hand, when a tungsten filament electron gun or the like having a large irradiation electron beam diameter is used, a diffraction pattern with a plurality of directions is formed, and it may be difficult to specify the direction.
In this embodiment, a sample area of 700 square μm or more was scanned in steps of 0.05 μm, and the crystal orientation was analyzed. As analysis software, OSL version 5 (trade name) of TSL (Company) is used.

本発明においては、0.05μmの間隔で方位を測定し、隣接測定点の間のなす角度が1°以上である場合、その境界を「結晶方位分布における方位差が1°以上の方位差境界」として定義する。そして、700平方μm以上の測定面積内の方位差境界の全長(境界線の全ての長さの合計)を求め、これを測定面積で割り、面積1μmあたりの方位差境界の長さを算出する。
なお、EBSD法による方位解析において得られる情報は、電子線が試料に侵入する数10nmの深さまでの方位情報を含んでいるが、測定している広さに対して充分に小さいため、本発明では平面情報として組み込まれている。
In the present invention, when the orientation is measured at an interval of 0.05 μm and the angle formed between adjacent measurement points is 1 ° or more, the boundary is defined as “the orientation difference boundary where the orientation difference in the crystal orientation distribution is 1 ° or more. ". Then, the total length of the misalignment boundary within the measurement area of 700 square μm or more (the total of all the lengths of the boundary line) is obtained, and this is divided by the measurement area to calculate the misalignment boundary length per 1 μm 2 area. To do.
Note that the information obtained in the azimuth analysis by the EBSD method includes azimuth information up to a depth of several tens of nanometers at which the electron beam penetrates the sample, but is sufficiently small with respect to the measured width. Then, it is incorporated as plane information.

方位差解析の対象となる2つの結晶方位をx、yとすると、両者の方位関係は下記の回転行列aで表される。   Assuming that the two crystal orientations to be subjected to orientation difference analysis are x and y, the orientation relationship between them is represented by the following rotation matrix a.

Figure 0006146964
Figure 0006146964

方位差である回転角θxyは下記の式によって求めることができる。(例えば、幾原 雄一 編著「セラミック材料の物理−結晶と界面−」,日刊工業新聞社,1999年 参照。)通常は、解析ソフト内でこのような計算が行われる。 The rotation angle θ xy that is an azimuth difference can be obtained by the following equation. (For example, see Yuichi Ikuhara, “Physics of Ceramic Materials-Crystals and Interfaces”, Nikkan Kogyo Shimbun, 1999.) Normally, such calculation is performed in analysis software.

θxy=cos−1{(a11+a22+a33−1)/2} θ xy = cos −1 {(a 11 + a 22 + a 33 −1) / 2}

なお、FE−SEM/EBSD法の他には、TEM/Kikuchi線解析の方法を用いても良い。この方法は、TEM(Transmission Electron Microscope:透過型電子顕微鏡)内で回折図形を解析して結晶方位マップを作成するものである。このマップから同様に結晶方位分布における方位差が1°以上の方位差境界の長さを求めてもよい。   In addition to the FE-SEM / EBSD method, a TEM / Kikuchi line analysis method may be used. This method creates a crystal orientation map by analyzing a diffraction pattern in a TEM (Transmission Electron Microscope). Similarly, the length of the orientation difference boundary having an orientation difference of 1 ° or more in the crystal orientation distribution may be obtained from this map.

1°以上の方位差境界マップの代表例として、本発明例104の結果を図2に、比較例303の結果を図3に示す。本発明例では、方位差境界が短く制御されていることが解る。
また、方位差に対する分布を図4に示す。低角度から高角度の全ての角度範囲で、本発明例104(太線)は、比較例303(細線)よりも1°以上の方位差境界が短く抑えられていることが解る。
As a representative example of the orientation difference boundary map of 1 ° or more, FIG. 2 shows the result of the present invention example 104, and FIG. 3 shows the result of the comparative example 303. In the example of the present invention, it can be seen that the orientation difference boundary is controlled to be short.
Moreover, the distribution with respect to the azimuth difference is shown in FIG. It can be seen that the azimuth difference boundary of 1 ° or more is suppressed to be shorter than that of the comparative example 303 (thin line) in the present invention example 104 (thick line) in all angle ranges from the low angle to the high angle.

[合金成分と組成]
本発明の二次電池集電体用銅合金圧延箔は、銅合金中の主成分として、Cr、ZrおよびTiのうちの少なくとも一種を合計で0.01〜0.6質量%含有し、残部が銅と不可避不純物からなる。ここで、不可避不純物とは、おおむね金属製品において、原料中に存在するものや、製造工程において不可避的に混入するもので、本来は不要なものであるが、微量であり、金属製品の特性に影響を及ぼさないため許容されている不純物である。
Cr、ZrおよびTiのうちの少なくとも一種の含有量は、好ましくは、0.01〜0.35質量%であり、さらに好ましくは、0.01〜0.25質量%である。
[Alloy composition and composition]
The copper alloy rolled foil for the secondary battery current collector of the present invention contains 0.01 to 0.6% by mass in total of at least one of Cr, Zr and Ti as a main component in the copper alloy, and the balance Consists of copper and inevitable impurities. Here, inevitable impurities are generally present in raw materials in metal products and inevitably mixed in the manufacturing process, and are essentially unnecessary, but are in very small quantities and are characteristic of metal products. It is an acceptable impurity because it has no effect.
The content of at least one of Cr, Zr, and Ti is preferably 0.01 to 0.35% by mass, and more preferably 0.01 to 0.25% by mass.

本発明の銅合金圧延箔は、さらに副添加元素としてSn、Zn、Mn、Mg、Ag、Si、P、NiおよびFeのうちの少なくとも一種を合計で0.01〜0.95質量%含有してもよく、これらの合計の含有量は、より好ましくは0.01〜0.55質量%、さらに好ましくは、0.01〜0.19質量%である。   The copper alloy rolled foil of the present invention further contains 0.01 to 0.95 mass% in total of at least one of Sn, Zn, Mn, Mg, Ag, Si, P, Ni and Fe as sub-addition elements. The total content thereof is more preferably 0.01 to 0.55% by mass, and still more preferably 0.01 to 0.19% by mass.

本発明の二次電池集電体用銅合金圧延箔は、Cr、ZrおよびTiのうちの少なくとも一種を0.01〜0.6質量%含有することによって、導電性を大きく低下させることなく、強度や耐熱性を向上させる効果がある。
上記の各々で規定した成分の上限を超えて添加した場合に、酸化物、析出物、晶出物などの形態で粗大な第2相として分散し、15μm以下の箔厚(板厚)までの圧延の際に、ピンホールや板切れの原因となる。また、これに加えて導電性が著しく低下させる。
逆に、Cr、ZrおよびTiの合計量について上記で規定した成分の下限を下回って添加した場合に、耐熱性が低下し、好ましくない。
The copper alloy rolled foil for the secondary battery current collector of the present invention contains 0.01 to 0.6% by mass of at least one of Cr, Zr and Ti, without greatly reducing the conductivity. It has the effect of improving strength and heat resistance.
When added in excess of the upper limit of the components defined in each of the above, it is dispersed as a coarse second phase in the form of oxide, precipitate, crystallized product, etc., up to a foil thickness (plate thickness) of 15 μm or less When rolling, it causes pinholes and plate breakage. In addition to this, the conductivity is significantly reduced.
On the other hand, when the total amount of Cr, Zr and Ti is added below the lower limit of the components defined above, the heat resistance is lowered, which is not preferable.

[引張応力に対するヤング率]
本発明において、引張応力に対するヤング率は、カメラ式非接触伸び計により、短軸引張試験中の標点間距離を測定し、歪みを測定し、応力−歪み曲線における弾性領域の直線部分の傾きを測定し、これを「引張応力に対するヤング率」とする。カメラ式非接触伸び計は(株)島津製作所製DVE―201(商品名)を使用する。CCDカメラ画像により標線マークを自動追尾して伸びを計測するものである。試験片は、幅13mmの短冊状とする。
圧延方向に対して、0°、45°、90°の3方向に試験片を採取して引張応力に対するヤング率を測定し、3つの平均値を求める(Eaveと表記)。
[Young's modulus against tensile stress]
In the present invention, the Young's modulus with respect to tensile stress is measured by measuring the distance between gauge points during a short-axis tensile test with a camera-type non-contact extensometer, measuring strain, and the slope of the linear portion of the elastic region in the stress-strain curve. Is measured and is defined as “Young's modulus against tensile stress”. The camera-type non-contact extensometer uses DVE-201 (trade name) manufactured by Shimadzu Corporation. The elongation is measured by automatically tracking the mark mark from the CCD camera image. The test piece has a strip shape with a width of 13 mm.
Test specimens are taken in three directions of 0 °, 45 °, and 90 ° with respect to the rolling direction, and Young's modulus with respect to tensile stress is measured to obtain three average values (denoted as Eave).

本発明の銅合金圧延箔が有する引張応力に対するヤング率(平均値)の好ましい範囲は、127GPa以下であり、より好ましくは120GPa以下であり、更に好ましくは113GPa以下であり、最も好ましくは108GPa以下である。なお、引張応力に対するヤング率(平均値)の下限は特に限定されるものではないが、70GPa以上が好ましく、80GPa以上がより好ましい。   The preferred range of Young's modulus (average value) for the tensile stress of the copper alloy rolled foil of the present invention is 127 GPa or less, more preferably 120 GPa or less, still more preferably 113 GPa or less, and most preferably 108 GPa or less. is there. The lower limit of the Young's modulus (average value) with respect to tensile stress is not particularly limited, but is preferably 70 GPa or more, and more preferably 80 GPa or more.

[350℃で1時間保持された後の0.2%耐力]
本発明では、350℃で1時間保持された後の0.2%耐力は、400MPa以上が好ましく、より好ましくは440MPa以上、更に好ましくは510MPa以上である。上限は特に限定されるものではないが、好ましくは700MPa以下、より好ましくは650MPa以下である。
[0.2% yield strength after holding at 350 ° C. for 1 hour]
In the present invention, the 0.2% proof stress after being held at 350 ° C. for 1 hour is preferably 400 MPa or more, more preferably 440 MPa or more, and further preferably 510 MPa or more. Although an upper limit is not specifically limited, Preferably it is 700 MPa or less, More preferably, it is 650 MPa or less.

[方位差境界を制御する製造方法]
本発明の実施形態において有効性が見出された方位差境界の条件に制御するための製造方法を説明する。なお、上述したように、圧延後の箔において、方位差が1°以上である方位差境界の境界線の長さが1μmあたり1μm以上でかつ10μm未満であることを満足すれば、その製造方法は特に制限されるものではない。
[Manufacturing method for controlling misalignment boundaries]
The manufacturing method for controlling to the condition of the misalignment boundary found to be effective in the embodiment of the present invention will be described. As described above, in the foil after rolling, if the length of the boundary line of the misorientation boundary having an misorientation of 1 ° or more is 1 μm 2 per 1 μm 2 and less than 10 μm, the production thereof The method is not particularly limited.

本発明の製造方法は、Cr、ZrおよびTiのうちの少なくとも一種を0.01〜0.6質量%含有し、残部が銅と不可避不純物からなる合金組成を有するか、または前記副成分を含有する場合は、Cr、ZrおよびTiのうちの少なくとも一種を0.01〜0.6質量%含有し、さらにSn、Zn、Mn、Mg、Ag、Si、P、NiおよびFeのうちの少なくとも一種を0.01〜0.95質量%含有し、残部が銅と不可避不純物からなる合金組成を有した銅合金を溶解(ステップ1)し、鋳造(ステップ2)して得た鋳塊に、900〜1030℃で5分〜4時間の均質化熱処理(ステップ3)を行い、温度700〜1030℃で加工率が60〜95%の高温圧延1(ステップ4)と、冷却速度6℃/分〜6000℃/分の中間冷却(ステップ5)と、300〜700℃で加工率が40〜80%の高温圧延2(ステップ6)と、冷却速度6℃/分〜6000℃/分の冷却(ステップ7)と、面削(ステップ8)と、0〜150℃で加工率90〜96%とする中間冷間圧延(ステップ9)と、300〜600℃で0.5〜5時間の熱処理(ステップ10)と、0〜150℃で加工率が66〜95%の仕上げ箔圧延(ステップ11)からなる。
このようなステップを経る製造方法により、圧延面の結晶方位分布における方位差が1°以上である方位差境界の境界線の長さを、1μmあたり1μmでかつ10μmより短くすることが可能となる。
The production method of the present invention contains 0.01 to 0.6% by mass of at least one of Cr, Zr and Ti, and the balance has an alloy composition consisting of copper and inevitable impurities, or contains the subcomponents. In the case of containing 0.01 to 0.6% by mass of at least one of Cr, Zr and Ti, and at least one of Sn, Zn, Mn, Mg, Ag, Si, P, Ni and Fe. In an ingot obtained by melting (step 1) and casting (step 2) a copper alloy having an alloy composition of 0.01 to 0.95% by mass with the balance being copper and inevitable impurities. Homogenization heat treatment (step 3) at 10-30 ° C. for 5 minutes to 4 hours, high temperature rolling 1 (step 4) with a processing rate of 60-95% at a temperature of 700-1030 ° C., and a cooling rate of 6 ° C./min. Intermediate cooling (6000 ° C / min) 5), high temperature rolling 2 (step 6) with a processing rate of 40 to 80% at 300 to 700 ° C., cooling at a cooling rate of 6 ° C./min to 6000 ° C./min (step 7), and face milling (step 7). Step 8), intermediate cold rolling (Step 9) at a processing rate of 90 to 96% at 0 to 150 ° C., heat treatment at 300 to 600 ° C. for 0.5 to 5 hours (Step 10), and 0 to 150 It consists of finish foil rolling (step 11) at a processing rate of 66 to 95% at ° C.
With the manufacturing method through such steps, the length of the boundary line of the misorientation boundary where the misorientation in the crystal orientation distribution of the rolled surface is 1 ° or more can be 1 μm per 1 μm 2 and shorter than 10 μm. Become.

方位差境界を制御するための銅合金圧延箔の好ましい製造方法は、図1に図示する工程に示すように、ステップ1からステップ11が基本工程である。
以下に、図1に基づくステップ1〜11を順に説明する。
なお、ステップ6とステップ10の条件およびこれらの条件の組合せが重要である。
As a preferred method for producing a copper alloy rolled foil for controlling the misalignment boundary, steps 1 to 11 are basic steps as shown in the process illustrated in FIG.
Below, step 1-11 based on FIG. 1 is demonstrated in order.
Note that the conditions of Step 6 and Step 10 and combinations of these conditions are important.

<ステップ1>
ステップ1は所定の合金組成を有する銅合金を溶解する工程である。母材の銅と、銅合金中に含有されるCr、ZrおよびTiのうちの少なくとも一種を0.01〜0.6質量%含有するよう銅合金素材を用意し、溶解する。必要により、さらにSn、Zn、Mn、Mg、Ag、Si、P、NiおよびFeのうちの少なくとも一種を合計で0.01〜0.95質量%含有するように添加して溶解する。
具体的には、上記の各成分を原料として、真空溶解炉により、温度1100〜1300℃で、1〜10時間かけて溶解する。
<Step 1>
Step 1 is a process of melting a copper alloy having a predetermined alloy composition. A copper alloy material is prepared and melted so as to contain 0.01 to 0.6% by mass of copper as a base material and at least one of Cr, Zr and Ti contained in the copper alloy. If necessary, further, at least one of Sn, Zn, Mn, Mg, Ag, Si, P, Ni and Fe is added and dissolved so as to contain 0.01 to 0.95 mass% in total.
Specifically, the above components are used as raw materials and melted in a vacuum melting furnace at a temperature of 1100 to 1300 ° C. over 1 to 10 hours.

<ステップ2>
ステップ2は鋳造する工程である。溶解した原料を例えば、0.1〜100℃/秒の冷却速度で冷却して鋳造し、鋳塊(形状は問わない)を得る工程である。これによって、銅合金中の成分が最終的に確定する。
<Step 2>
Step 2 is a casting process. In this process, the melted raw material is cooled and cast at a cooling rate of 0.1 to 100 ° C./second, for example, to obtain an ingot (regardless of shape). Thereby, the components in the copper alloy are finally determined.

<ステップ3>
ステップ3は均質化熱処理する工程である。900〜1030℃で5分〜4時間保持する工程である。銅合金母相中に添加成分を十分に均質分散させて、鋳造工程における偏析を緩和する。
<Step 3>
Step 3 is a homogenization heat treatment step. This is a step of holding at 900 to 1030 ° C. for 5 minutes to 4 hours. Additive components are sufficiently homogeneously dispersed in the copper alloy matrix to reduce segregation in the casting process.

<ステップ4>
ステップ4は第一回目の高温圧延(高温圧延1)を行う工程である。上記ステップ3で均質化熱処理したものを、そのまま、ステップ4で加工率が特定の値、例えば60〜95%となる高温圧延1を行なう工程である。ここで、高温圧延とは、温度700〜1030℃で圧延することを意味する。
<Step 4>
Step 4 is a process of performing the first high temperature rolling (high temperature rolling 1). In this step, the material subjected to the homogenization heat treatment in Step 3 is subjected to the high temperature rolling 1 in which the processing rate becomes a specific value, for example, 60 to 95%, in Step 4. Here, high temperature rolling means rolling at a temperature of 700 to 1030 ° C.

<ステップ5>
ステップ5は中間冷却を行う工程である。冷却方法は水冷、空冷、ガス冷却などが挙げられる。冷却速度は6℃/分〜6000℃/分とすることが好ましい。冷却は、ステップ6の加工温度まで冷却すればよい。
<Step 5>
Step 5 is a process of performing intermediate cooling. Cooling methods include water cooling, air cooling, gas cooling and the like. The cooling rate is preferably 6 ° C./min to 6000 ° C./min. What is necessary is just to cool to the processing temperature of step 6.

<ステップ6>
ステップ6は第二回目の高温圧延(高温圧延2)を行う工程である。
加工温度は300℃〜700℃、好ましくは350℃〜650℃である。この温度帯での総加工率を40〜80%で行う。加工温度はパス前後における材料上面の温度を放射温度計によって測定する。動的再結晶頻度が下がる温度帯で加工することによって、結晶方位のランダム化を防止する。
これより高温では方位のランダム化が起き、また、これより低温ではコバ割れが発生し、好ましくない。この総加工率より少なければ効果が不十分であり、高ければ圧延面割れが発生し、好ましくない。
<Step 6>
Step 6 is a process of performing the second high temperature rolling (high temperature rolling 2).
The processing temperature is 300 ° C to 700 ° C, preferably 350 ° C to 650 ° C. The total processing rate in this temperature range is 40 to 80%. The processing temperature is measured with a radiation thermometer on the upper surface of the material before and after the pass. By processing in a temperature range where the frequency of dynamic recrystallization decreases, randomization of crystal orientation is prevented.
When the temperature is higher than this, the orientation is randomized, and when the temperature is lower than this, edge cracks occur, which is not preferable. If it is less than this total processing rate, the effect is insufficient, and if it is high, cracks on the rolling surface occur, which is not preferable.

<ステップ7>
ステップ7は冷却する工程である。冷却方法は水冷、空冷、ガス冷却などが挙げられる。冷却速度は6℃/分〜6000℃/分とすることが好ましい。冷却速度は、さらに好ましくは60℃/分〜4500℃/分、より好ましくは120℃/分〜3000℃/分である。
<Step 7>
Step 7 is a cooling process. Cooling methods include water cooling, air cooling, gas cooling and the like. The cooling rate is preferably 6 ° C./min to 6000 ° C./min. The cooling rate is more preferably 60 ° C./min to 4500 ° C./min, more preferably 120 ° C./min to 3000 ° C./min.

<ステップ8>
ステップ8は面削を行う工程である。酸化スケール除去のために面削を行う一般的な工程である。具体的には、表面の酸化物、表面の荒れ等を削除するため、通常の面削機で面削する。片側表面の面削率は特に制限はないが、通常、0.1〜3.0mmとする。
<Step 8>
Step 8 is a process for chamfering. This is a general process for chamfering to remove oxide scale. Specifically, in order to remove oxides on the surface, surface roughness, etc., the surface is chamfered with a normal chamfering machine. Although there is no restriction | limiting in particular in the surface cutting rate of the one-side surface, Usually, it shall be 0.1-3.0 mm.

<ステップ9>
ステップ9は中間冷間圧延する工程である。加工率は、特に制限するものではないが、例えば90〜96%とする。この冷間圧延工程の加工時の温度は通常0℃〜150℃であり、好ましくは5℃〜100℃である。
<Step 9>
Step 9 is an intermediate cold rolling process. The processing rate is not particularly limited, but is, for example, 90 to 96%. The temperature at the time of the cold rolling step is usually 0 ° C to 150 ° C, preferably 5 ° C to 100 ° C.

<ステップ10>
ステップ10は熱処理する工程である。
熱処理温度は300〜600℃、好ましくは310〜550℃、より好ましくは350〜550℃、さらに好ましくは350以上500℃未満である。熱処理時間は、好ましくは0.5〜5時間である。この熱処理はバッチ焼鈍方式で行うことが好ましい。
300℃より低温、もしくは、保持が0.5時間未満では再結晶が不十分なため好ましくない。600℃を超える、もしくは、保持が5時間以上の場合は結晶粒が粗大化して強度を低下させるため、好ましくない。
なお、熱処理温度が300℃の場合、処理時間は1〜5時間が好ましい。
上記ステップ6の効果と相まって、この熱処理中に形成する再結晶集合組織は、箔圧延中の方位差境界の形成を少なく抑制することが可能となる。
<Step 10>
Step 10 is a heat treatment process.
The heat treatment temperature is 300 to 600 ° C, preferably 310 to 550 ° C, more preferably 350 to 550 ° C, and still more preferably 350 to 500 ° C. The heat treatment time is preferably 0.5 to 5 hours. This heat treatment is preferably performed by a batch annealing method.
A temperature lower than 300 ° C. or a holding time of less than 0.5 hours is not preferable because recrystallization is insufficient. If the temperature exceeds 600 ° C. or the holding time is 5 hours or longer, the crystal grains are coarsened and the strength is lowered.
When the heat treatment temperature is 300 ° C., the treatment time is preferably 1 to 5 hours.
Coupled with the effect of step 6 above, the recrystallized texture formed during the heat treatment can suppress the formation of misorientation boundaries during foil rolling.

<ステップ11>
ステップ11は仕上げ箔圧延工程であり、最終冷間圧延工程である。加工率は、特に制限するものではないが、例えば66〜95%とする。この冷間圧延工程の加工時の温度は通常0℃〜150℃であり、好ましくは5℃〜100℃である。
この工程で箔の最終厚みを調節する。
<Step 11>
Step 11 is a finish foil rolling process, which is a final cold rolling process. The processing rate is not particularly limited, but is set to 66 to 95%, for example. The temperature at the time of the cold rolling step is usually 0 ° C to 150 ° C, preferably 5 ° C to 100 ° C.
In this step, the final thickness of the foil is adjusted.

本発明においては、前記仕上げ箔圧延(ステップ11)の後に、低温焼鈍(ステップ12)を施してもよい。
低温焼鈍(ステップ12)は、温度200〜600℃で0.1〜20時間の範囲で行うことが好ましい。この熱処理条件を外れると、特に高温及び/又は長時間の熱履歴とした場合には、これ以前のステップ11までに得られていた所望の金属組織から変わってしまい、所定の金属組織と物性が得られなくなることがある。
In the present invention, low temperature annealing (step 12) may be performed after the finish foil rolling (step 11).
The low temperature annealing (step 12) is preferably performed at a temperature of 200 to 600 ° C. for 0.1 to 20 hours. If the heat treatment conditions are not satisfied, particularly when the heat history is high and / or long, the desired metal structure obtained up to the previous step 11 is changed, and the predetermined metal structure and physical properties are changed. It may not be obtained.

[箔厚]
本発明の銅合金圧延箔は二次電池集積体に用いられ、電池のエネルギー密度向上の目的のために、特に15μm以下の厚さの銅箔が対象であるが、15μmよりも厚い銅箔に適用することも可能である。具体的には、本発明の銅箔は5〜25μm程度のものに適用することもできる。なお、厚さの下限は特に限定されるものではないが、好ましくは1μm以上であり、5μm以上がより好ましい。
[Foil thickness]
The copper alloy rolled foil of the present invention is used for a secondary battery assembly, and for the purpose of improving the energy density of the battery, a copper foil having a thickness of 15 μm or less is particularly targeted, but a copper foil thicker than 15 μm is used. It is also possible to apply. Specifically, the copper foil of the present invention can be applied to those having a thickness of about 5 to 25 μm. In addition, although the minimum of thickness is not specifically limited, Preferably it is 1 micrometer or more, and 5 micrometers or more are more preferable.

以下に、本発明を実施例に基づき、さらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited thereto.

[銅合金圧延箔の製造方法]
本実施形態に係る二次電池集電体用銅合金圧延箔の製造方法の実施例について、図1を参照して説明する。本発明はこれに限定されるものではない。
[Manufacturing method of copper alloy rolled foil]
The Example of the manufacturing method of the copper alloy rolled foil for secondary battery collectors concerning this embodiment is demonstrated with reference to FIG. The present invention is not limited to this.

ステップ1において、原料を真空溶解炉により溶解し、ステップ2において、溶解した原料を0.1〜100℃/秒の冷却速度で冷却して鋳造し、鋳塊を得た。鋳塊は、下記表2に示す合金成分を含有し、残部が不可避不純物により形成された。   In Step 1, the raw material was melted in a vacuum melting furnace, and in Step 2, the melted raw material was cooled and cast at a cooling rate of 0.1 to 100 ° C./second to obtain an ingot. The ingot contained the alloy components shown in Table 2 below, and the remainder was formed of inevitable impurities.

ステップ3で900〜1030℃で5分から4時間保持する均質化熱処理を行い、そのまま、ステップ4で加工率が60〜95%の高温圧延1を行った。次に、ステップ5でステップ6の加工温度まで冷却した後に、下記表1に示した条件でステップ6の高温圧延2を行った。次にステップ7で水冷し、ステップ8で酸化スケール除去のために面削を行い、ステップ9で加工率が90〜96%の中間冷間圧延を順に行った。
このステップ9の後に、下記表1に示した製造条件で、ステップ10の熱処理を行った。なお、この熱処理温度が300℃の場合は、1時間〜5時間の範囲で時間調節した。
次に、ステップ11で加工率が66〜95%の最終冷間圧延を行って8〜15μmの厚さの銅合金圧延箔の供試材を作製した。
これらの銅合金圧延箔の内、本発明例112、113、比較例305については、さらにステップ11として温度200〜600℃で0.1〜20時間の条件で低温焼鈍を行った。
In step 3, homogenization heat treatment was performed at 900 to 1030 ° C. for 5 minutes to 4 hours, and in step 4, high temperature rolling 1 with a processing rate of 60 to 95% was performed. Next, after cooling to the processing temperature of step 6 in step 5, high-temperature rolling 2 of step 6 was performed under the conditions shown in Table 1 below. Next, water cooling was performed in Step 7, chamfering was performed for removing oxide scale in Step 8, and intermediate cold rolling with a processing rate of 90 to 96% was sequentially performed in Step 9.
After Step 9, the heat treatment of Step 10 was performed under the manufacturing conditions shown in Table 1 below. In addition, when this heat processing temperature was 300 degreeC, time adjustment was carried out in the range of 1 hour-5 hours.
Next, in step 11, final cold rolling with a processing rate of 66 to 95% was performed to prepare a test material of copper alloy rolled foil having a thickness of 8 to 15 μm.
Among these rolled copper alloy foils, Examples 112 and 113 of the present invention and Comparative Example 305 were further subjected to low temperature annealing at a temperature of 200 to 600 ° C. for 0.1 to 20 hours as Step 11.

これらの本発明例101〜113および比較例201〜204、301〜305のそれぞれの組成および特性については、表2に示す通りである。
なお、各熱処理や圧延の後に、材料表面の酸化や粗度の状態に応じて酸洗浄や表面研磨を行い、また形状に応じてテンションレベラーによる矯正を行った。また、高温圧延1(ステップ4)と高温圧延2(ステップ6)での加工温度は、圧延機の入り側と出側に設置した放射温度計により測定した。
The compositions and properties of these inventive examples 101 to 113 and comparative examples 201 to 204 and 301 to 305 are as shown in Table 2.
After each heat treatment and rolling, acid cleaning and surface polishing were performed according to the state of oxidation and roughness of the material surface, and correction with a tension leveler was performed according to the shape. Moreover, the processing temperature in high temperature rolling 1 (step 4) and high temperature rolling 2 (step 6) was measured with the radiation thermometer installed in the entrance side and exit side of a rolling mill.

Figure 0006146964
Figure 0006146964

前記の通り、表2に示したように、本発明例101〜113と比較例201〜204では、前記表1に記載の製造条件Aに従って高温圧延1(ステップ6)と熱処理(ステップ10)を行って銅合金圧延箔の供試材を作製した。一方、比較例301〜305では、前記表1に記載の製造条件H〜Lとした以外は、各本発明例と同様にして銅合金圧延箔の供試材を作製した。
得られた各銅合金圧延箔について、下記の評価を行った。
As described above, as shown in Table 2, in the inventive examples 101 to 113 and the comparative examples 201 to 204, the high temperature rolling 1 (step 6) and the heat treatment (step 10) are performed according to the manufacturing condition A described in the table 1. It went and produced the test material of copper alloy rolled foil. On the other hand, in Comparative Examples 301 to 305, copper alloy rolled foil specimens were produced in the same manner as the inventive examples except that the production conditions H to L described in Table 1 were used.
The following evaluation was performed about each obtained copper alloy rolled foil.

[方位差境界の境界線の長さ:(加熱前のMBL(Misorientation Boundary Length))]
FE−SEM/EBSD法により、箔圧延後の700平方μmの試料の圧延面積に対し、圧延表面から0.05μmのステップでスキャンして測定し、方位差境界を解析した。そして観測試料の単位面積(1μm)当たりの方位差境界の境界線の長さを求めた。
すなわち、箔圧延後の状態で、EBSD法により、前述した方法によって圧延表面から測定した。方位差が1°以上の方位差を有する方位差境界の境界線の長さを測定し、測定面積で割り戻して単位面積あたりに換算した。圧延表面の加工変質層が厚いためにパターンが鮮明でない場合は、電解研磨の時間を長くして表層の1μm厚前後を溶解した後に測定した。
[Length of boundary line of misorientation boundary: (MBL (Missional Boundary Length) before heating))]
By using the FE-SEM / EBSD method, the rolling area of the 700 square μm sample after foil rolling was measured by scanning from the rolling surface in steps of 0.05 μm, and the orientation difference boundary was analyzed. Then, the length of the boundary line of the misorientation boundary per unit area (1 μm 2 ) of the observation sample was obtained.
That is, in the state after foil rolling, it measured from the rolling surface by the method mentioned above by EBSD method. The length of the boundary line of the misalignment boundary having a misorientation of 1 ° or more was measured, and it was divided by the measurement area and converted per unit area. In the case where the pattern was not clear because the work-affected layer on the rolled surface was thick, the measurement was performed after the electropolishing time was lengthened and the surface layer was melted around 1 μm thick.

解析ソフトには、TSL(社)のOIM version5(商品名)を使用した。電子線が方位差境界(例えば、結晶粒界)上を走査した場合に、その境界(粒界)の両隣の領域(結晶)から回折が起き、二つの結晶方位が混在した状態に対応する回折パターンとなる。その場合、従来のEBSD法ではその両者とは全く異なった方位と誤認識する場合がある。本発明のような方位差境界の密度が高い場合は、特にこの影響に注意が必要である。本測定では、このような信頼性の低い走査点の結晶方位は、隣接する信頼性の高い走査点の方位と置き換えることを行った。信頼性が充分である閾値として、上記ソフトのCI値(Confidence Index)が0.05以上であることとした。   The analysis software used was OSL version 5 (trade name) of TSL. When an electron beam scans on a misorientation boundary (for example, a grain boundary), diffraction occurs from the regions (crystals) on both sides of the boundary (grain boundary), and diffraction corresponding to a state where two crystal orientations coexist. It becomes a pattern. In that case, the conventional EBSD method may misrecognize a completely different azimuth. When the density of misorientation boundaries is high as in the present invention, special attention should be paid to this effect. In this measurement, the crystal orientation of such a scanning point with low reliability was replaced with the orientation of the adjacent scanning point with high reliability. As a threshold value with sufficient reliability, the CI value (Confidence Index) of the software is 0.05 or more.

1°以上の方位差境界マップについて、本発明例104の結果を図2に、比較例303の結果を図3に示す。マップにおける黒線が方位差境界を表している。なお、このような境界が六角形状に現れているのは、FE−SEM/EBSD法での解析を0.05μmのステップによるスキャンで行い、1ピクセルを六角形で表示していることに拠る。図2および図3を比較すると、本発明例104を示した図2の結果では、方位差境界が短く形成されていることがわかる。
また、本発明例104と比較例303について、単位面積当たりの方位差境界の長さの分布を図4に示す。低角度から高角度の全ての角度範囲で、本発明例104(太線)は、比較例303(細線)よりも1°以上の方位差境界が短く抑えられていることがわかる。
FIG. 2 shows the results of Example 104 of the present invention and FIG. 3 shows the results of Comparative Example 303 for the orientation difference boundary map of 1 ° or more. The black line in the map represents the misalignment boundary. Such a boundary appears in a hexagonal shape because analysis by the FE-SEM / EBSD method is performed by scanning with a step of 0.05 μm and one pixel is displayed in a hexagonal shape. Comparing FIG. 2 and FIG. 3, it can be seen that the orientation difference boundary is formed short in the result of FIG.
FIG. 4 shows the distribution of the length of the orientation difference boundary per unit area for the inventive example 104 and the comparative example 303. It can be seen that the azimuth difference boundary of 1 ° or more is suppressed to be shorter than that of the comparative example 303 (thin line) in the present invention example 104 (thick line) in all angle ranges from the low angle to the high angle.

[引張応力に対するヤング率の平均値:(加熱前のEave)]
カメラ式非接触伸び計により、単軸引張試験中の標点間距離を測定し、歪みを測定した。採取した応力−歪み曲線における弾性領域の直線部分の傾きを測定し、引張応力に対するヤング率とした。カメラ式非接触伸び計は(株)島津製作所製DVE―201(商品名)を使用した。CCDカメラ画像により標線マークを自動追尾して伸びを計測するものである。試験片は、幅13mmの短冊状とした。
圧延方向に対して、0°、45°、90°の3つの方向に試験片を採取して引張応力に対するヤング率を測定し、これらの平均値を求めた。
なお、合格レベルは127GPa以下である。
[Average value of Young's modulus against tensile stress: (Eave before heating)]
Using a camera-type non-contact extensometer, the distance between the gauge points during the uniaxial tensile test was measured, and the strain was measured. The slope of the linear portion of the elastic region in the collected stress-strain curve was measured and taken as the Young's modulus for the tensile stress. As the camera-type non-contact extensometer, DVE-201 (trade name) manufactured by Shimadzu Corporation was used. The elongation is measured by automatically tracking the mark mark from the CCD camera image. The test piece was strip-shaped with a width of 13 mm.
Test pieces were sampled in three directions of 0 °, 45 °, and 90 ° with respect to the rolling direction, and the Young's modulus with respect to the tensile stress was measured, and an average value thereof was obtained.
In addition, a pass level is 127 GPa or less.

[圧延後の導電率:(加熱前のEC)]
箔圧延後の各銅合金箔の導電率(%IACS)を、室温にて四端子法によって測定した。
[Conductivity after rolling: (EC before heating)]
The electrical conductivity (% IACS) of each copper alloy foil after foil rolling was measured by a four-terminal method at room temperature.

[350℃に加熱後の方位差境界の境界線の長さ:(加熱後のMBL)]
上記圧延後の試料を、アルゴン(Ar)雰囲気中で350℃にて1時間保持する熱処理を行った後に、加熱前と同様の方法でFE−SEM/EBSD法によって測定した。
なお、合格レベルは1μmあたり1μm以上である。
[Length of misalignment boundary after heating to 350 ° C .: (MBL after heating)]
The sample after rolling was subjected to a heat treatment that was held at 350 ° C. for 1 hour in an argon (Ar) atmosphere, and then measured by the FE-SEM / EBSD method in the same manner as before heating.
Incidentally, pass level is 1 [mu] m or more per 1 [mu] m 2.

[350℃に加熱後の0.2%耐力:(加熱後のYS)]
Ar雰囲気中で350℃にて1時間保持する熱処理を行った後に、JIS Z2241に準じて圧延平行方向の引張試験により測定した。
弾性変形と塑性変形の境界を便宜上つけるために、降伏応力に相当する応力を耐力とし、鋼の降伏時の永久歪みが約0.2%(0.002)であることから、荷重の除荷時の永久歪みが0.2%になる応力を0.2%耐力という。
なお、合格レベルは400MPa以上である。
[0.2% yield strength after heating to 350 ° C .: (YS after heating)]
After performing a heat treatment held at 350 ° C. for 1 hour in an Ar atmosphere, it was measured by a tensile test in the rolling parallel direction according to JIS Z2241.
In order to set the boundary between elastic deformation and plastic deformation for the sake of convenience, the stress corresponding to the yield stress is taken as the proof stress, and the permanent strain at yield of steel is about 0.2% (0.002). The stress at which the permanent set is 0.2% is called 0.2% proof stress.
In addition, a pass level is 400 Mpa or more.

図5に耐熱性(軟化カーブ)の関係を示す。図5では、加熱温度に対する0.2%耐力の関係をプロットしたものであり、本発明例106と比較例204の銅合金圧延箔について併せて示した。   FIG. 5 shows the relationship of heat resistance (softening curve). In FIG. 5, the relationship of 0.2% yield strength with respect to heating temperature is plotted, and it showed together about the copper alloy rolled foil of this invention example 106 and the comparative example 204. FIG.

[電池評価、放電容量の維持率]
(i)正極
出発原料として、LiCOおよびCoCOを用いて、Li:Coの原子比が1:1となるように秤量して乳鉢で混合し、これを金型でプレスし加圧成形した後、空気中において800℃で24時間焼成し、LiCoOの焼成体を得た。これを乳鉢で粉砕し、平均粒径20μmに調製した。
得られたLiCoO粉末90質量部と、導電剤として人工黒鉛粉末5質量部を、結着剤としてポリフッ化ビニリデン5質量部を含む5質量%のN−メチルピロリドン溶液に混合し、正極合剤スラリーとした。
この正極合剤スラリーを、集電体であるアルミニウム箔の上に塗布し、乾燥した後、圧延した。得られたものを切り抜き、正極とした。
[Battery evaluation, discharge capacity maintenance rate]
(I) Positive electrode Using Li 2 CO 3 and CoCO 3 as starting materials, weigh them so that the atomic ratio of Li: Co is 1: 1, mix in a mortar, press this with a mold and pressurize After molding, it was fired in air at 800 ° C. for 24 hours to obtain a LiCoO 2 fired body. This was pulverized in a mortar to prepare an average particle size of 20 μm.
90 parts by mass of the obtained LiCoO 2 powder, 5 parts by mass of artificial graphite powder as a conductive agent, and a 5% by mass N-methylpyrrolidone solution containing 5 parts by mass of polyvinylidene fluoride as a binder were mixed, and a positive electrode mixture A slurry was obtained.
This positive electrode mixture slurry was applied onto an aluminum foil as a current collector, dried and then rolled. The obtained product was cut out to obtain a positive electrode.

(ii)負極
活物質としての平均粒径3μmのケイ素粉末(純度99.9%)80.2質量部を、バインダーとしてのポリアミド酸19.8質量部を含む8.6質量%のN−メチルピロリドン溶液に混合し、負極合剤スラリーとした。
この負極合剤スラリーを、集電体である前記の各実施例、比較例で作製した銅合金圧延箔に塗布し、乾燥した後、これを圧延した。これをアルゴン雰囲気下で400℃、30時間熱処理し、焼結して負極とした。
(Ii) Negative electrode 8.6% by mass of N-methyl containing 80.2 parts by mass of silicon powder (purity 99.9%) having an average particle diameter of 3 μm as an active material and 19.8 parts by mass of polyamic acid as a binder. It mixed with the pyrrolidone solution and it was set as the negative mix slurry.
This negative electrode mixture slurry was applied to the copper alloy rolled foils produced in the respective Examples and Comparative Examples which were current collectors, dried, and then rolled. This was heat-treated at 400 ° C. for 30 hours in an argon atmosphere and sintered to obtain a negative electrode.

(iii)電池の組み立て
電解液として、エチレンカーボネートとジエチレンカーボネートとの等体積混合溶媒に、LiPFを1モル/リットル溶解したものを作製した。上記正極、負極、および市販の電解液を用いて、リチウム二次電池を作製した。
正極および負極は、セパレータを介して対向させた。
(Iii) Battery assembly As an electrolytic solution, a solution obtained by dissolving 1 mol / liter of LiPF 6 in an equal volume mixed solvent of ethylene carbonate and diethylene carbonate was prepared. A lithium secondary battery was produced using the positive electrode, the negative electrode, and a commercially available electrolyte solution.
The positive electrode and the negative electrode were opposed via a separator.

(iv)電池特性の評価
上記で作成したリチウム二次電池の充放電サイクル特性を評価した。各電池を25℃において、電流値1mAで4.2Vまで充電した後、電流値1mAで2.75Vまで放電し、これを1サイクルの充放電とした。1サイクル目の放電容量に対して、50サイクル後の放電容量を、放電容量維持率として測定した。
(Iv) Evaluation of battery characteristics The charge / discharge cycle characteristics of the lithium secondary battery prepared above were evaluated. Each battery was charged to 4.2 V at a current value of 1 mA at 25 ° C., and then discharged to 2.75 V at a current value of 1 mA. The discharge capacity after 50 cycles was measured as the discharge capacity retention rate with respect to the discharge capacity at the first cycle.

表2に測定結果を示す。   Table 2 shows the measurement results.

Figure 0006146964
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表2に示すように、Crの含有量が0.01質量%より少ない比較例201や、Cr、ZrまたはTiを含有しない比較例204は、加熱前の方位差境界の境界線の長さ(MBL)はそれぞれ5.2μm/μm、7.5μm/μmであり、本発明の範囲内であるが、いずれも加熱後の方位差境界の境界線の長さ(MBL)が短く、0.2%耐力(YS)に劣り、電池評価における維持率も低い。一方、CrとZrの合計含有質量%が0.6質量%を超えた比較例202や、副成分のSnが0.97質量%と多い比較例203では、板切れが発生したため、加工を中止した。 As shown in Table 2, the comparative example 201 having a Cr content of less than 0.01% by mass and the comparative example 204 not containing Cr, Zr or Ti have the length of the boundary line of the misalignment boundary before heating ( MBL) each 5.2 .mu.m / [mu] m 2, was 7.5 [mu] m / [mu] m 2, although within the scope of the present invention, any short length of the border of misorientation boundary after heating (MBL) is 0 .2% yield strength (YS) is inferior and maintenance rate in battery evaluation is low. On the other hand, in Comparative Example 202 in which the total content% of Cr and Zr exceeds 0.6% by mass, and in Comparative Example 203 in which the subcomponent Sn is as high as 0.97% by mass, the plate was cut, so the processing was stopped. did.

一方、比較例301〜305は合金組成と各成分の含有量は、本発明の範囲を満たすが、比較例301〜304は、いずれも加熱前の方位差境界の長さ(MBL)が10μm/μm以上であり、比較例305は1μm/μm未満であり、加熱前の方位差境界の長さ(MBL)を1μm/μm以上かつ10μm/μm未満に調節するために、ステップ6とステップ10の工程条件の組合せが重要であることがわかる。 On the other hand, in Comparative Examples 301 to 305, the alloy composition and the content of each component satisfy the scope of the present invention, but in each of Comparative Examples 301 to 304, the length of the misalignment boundary before the heating (MBL) is 10 μm / and the [mu] m 2 or more, Comparative example 305 was less than 1 [mu] m / [mu] m 2, in order to adjust the length of the misorientation boundary before heating (MBL) 1μm / μm 2 or more and less than 10 [mu] m / [mu] m 2, step 6 It can be seen that the combination of the process conditions of step 10 and step 10 is important.

比較例301〜304は加熱前の引張応力に対するヤング率の平均値(Eave)が劣った。また、比較例301と305は加熱後の方位差境界の境界線の長さ(MBL)が短く、比較例303と304は加熱後も方位差境界の境界線の長さ(MBL)が長く、この内で、比較例303と305は加熱後の0.2%耐力(YS)に劣った。しかも、比較例301〜305は、いずれも電池評価における維持率が低かった。   Comparative Examples 301 to 304 were inferior in average value (Eave) of Young's modulus with respect to tensile stress before heating. Further, Comparative Examples 301 and 305 have a short boundary line length (MBL) after heating, and Comparative Examples 303 and 304 have a long boundary line boundary (MBL) after heating. Of these, Comparative Examples 303 and 305 were inferior in 0.2% yield strength (YS) after heating. Moreover, all of Comparative Examples 301 to 305 had a low maintenance rate in battery evaluation.

これに対し、本発明の実施例101〜113は、いずれも加熱前の引張応力に対するヤング率の平均値(Eave)や加熱後の0.2%耐力(YS)に優れ、また、導電率はいずれも50%IACS以上であった。しかも電池特性である50サイクル経過後の放電容量維持率がいずれも30%以上と高かった。   On the other hand, Examples 101 to 113 of the present invention are all excellent in average value (Eave) of Young's modulus with respect to tensile stress before heating and 0.2% proof stress (YS) after heating, and the conductivity is All were 50% IACS or more. Moreover, the discharge capacity retention rate after 50 cycles, which is battery characteristics, was as high as 30% or more.

Claims (6)

Cr、ZrおよびTiのうちの少なくとも一種を合計で0.01〜0.6質量%含有し、残部が銅と不可避不純物からなる銅合金圧延箔であって、
圧延面の結晶方位分布において、方位差が1°以上である方位差境界の境界線の長さが、1μmあたり1μm以上でかつ10μmより短いことを特徴とする二次電池集電体用銅合金圧延箔。
It is a copper alloy rolled foil containing at least one of Cr, Zr and Ti in a total amount of 0.01 to 0.6% by mass, and the balance consisting of copper and inevitable impurities,
The copper for a secondary battery current collector, characterized in that in the crystal orientation distribution on the rolling surface, the length of the boundary line of the orientation difference boundary having an orientation difference of 1 ° or more is 1 μm 2 or more and less than 10 μm per 1 μm 2 Alloy rolled foil.
Cr、ZrおよびTiのうちの少なくとも一種を合計で0.01〜0.6質量%含有し、さらにSn0.72質量%以下、Zn0.21質量%以下、Mn0.03質量%以下、Mg0.03質量%以下、Ag0.04質量%以下、Si0.17質量%以下、P0.03質量%以下、Ni0.70質量%以下およびFe0.15質量%以下のうちの少なくとも一種を合計で0.01〜0.95質量%含有し、残部が銅と不可避不純物からなる銅合金圧延箔であって、
圧延面の結晶方位分布において、方位差が1°以上である方位差境界の境界線の長さが、1μmあたり1μm以上でかつ10μmより短いことを特徴とする二次電池集電体用銅合金圧延箔。
Containing at least one of Cr, Zr and Ti in a total of 0.01 to 0.6 mass%, Sn 0.72 mass% or less , Zn 0.21 mass% or less , Mn 0.03 mass% or less , Mg 0.03% by mass or less , Ag 0.04% by mass or less , Si 0.17% by mass or less , P 0.03% by mass or less , Ni 0.70% by mass or less, and Fe 0.15% by mass or less . It is a copper alloy rolled foil containing at least one kind in a total of 0.01 to 0.95 mass%, with the balance being made of copper and inevitable impurities,
The copper for a secondary battery current collector, characterized in that in the crystal orientation distribution on the rolling surface, the length of the boundary line of the orientation difference boundary having an orientation difference of 1 ° or more is 1 μm 2 or more and less than 10 μm per 1 μm 2 Alloy rolled foil.
350℃で1時間保持する熱処理後、圧延面の結晶方位分布において方位差が1°以上の方位差境界の境界線の長さが、1μmあたり1μm以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の二次電池集電体用銅合金圧延箔。 The length of the boundary line of the misorientation boundary having an orientation difference of 1 ° or more in the crystal orientation distribution of the rolled surface after the heat treatment held at 350 ° C for 1 hour is 1 µm or more per 1 µm 2. Or a copper alloy rolled foil for a secondary battery current collector according to 2; 二次電池集電体用銅合金圧延箔の製造方法であって、
Cr、ZrおよびTiのうちの少なくとも一種を合計で0.01〜0.6質量%含有し、残部が銅と不可避不純物からなる合金組成を有した銅合金素材を溶解(ステップ1)し、鋳造(ステップ2)して得た鋳塊に、900〜1030℃で5分〜4時間の均質化熱処理(ステップ3)を行い、温度700〜1030℃で加工率が60〜95%の高温圧延1(ステップ4)と、冷却速度6〜6000℃/分の中間冷却(ステップ5)と、300〜700℃で加工率が40〜80%の高温圧延2(ステップ6)と、冷却速度6〜6000℃/分の冷却(ステップ7)と、面削(ステップ8)と、0〜150℃で加工率が90〜96%の中間冷間圧延(ステップ9)と、300〜600℃で0.5〜5時間の熱処理(ステップ10)と、0〜150℃で加工率が66〜95%の仕上げ箔圧延(ステップ11)とを施して、
圧延面の結晶方位分布において、方位差が1°以上である方位差境界の境界線の長さが、1μmあたり1μm以上でかつ10μmより短い銅合金圧延箔を得ることを特徴とする二次電池集電体用銅合金圧延箔の製造方法。
A method for producing a copper alloy rolled foil for a secondary battery current collector, comprising:
A copper alloy material having an alloy composition of at least one of Cr, Zr and Ti in a total content of 0.01 to 0.6% by mass and the balance consisting of copper and inevitable impurities is melted (step 1) and cast. The ingot obtained by (Step 2) is subjected to a homogenization heat treatment (Step 3) at 900 to 1030 ° C. for 5 minutes to 4 hours, and hot rolling 1 at a temperature of 700 to 1030 ° C. and a processing rate of 60 to 95%. (Step 4), intermediate cooling (Step 5) with a cooling rate of 6 to 6000 ° C./min, high temperature rolling 2 (Step 6) with a processing rate of 40 to 80% at 300 to 700 ° C., and a cooling rate of 6 to 6000 C / min cooling (step 7), chamfering (step 8), intermediate cold rolling (step 9) with a working rate of 90 to 96% at 0 to 150 ° C., and 0.5 at 300 to 600 ° C. Heat treatment (step 10) for 5 hours and 0-150 In machining rate by applying a 66 to 95% of the finishing foil rolling (step 11),
In the crystal orientation distribution of the rolled surface, a secondary copper alloy foil having a length of a boundary line of an orientation difference boundary having an orientation difference of 1 ° or more is 1 μm 2 per 1 μm 2 and shorter than 10 μm is obtained. A method for producing a copper alloy rolled foil for a battery current collector.
二次電池集電体用銅合金圧延箔の製造方法であって、
Cr、ZrおよびTiのうちの少なくとも一種を合計で0.01〜0.6質量%含有し、さらにSn0.72質量%以下、Zn0.21質量%以下、Mn0.03質量%以下、Mg0.03質量%以下、Ag0.04質量%以下、Si0.17質量%以下、P0.03質量%以下、Ni0.70質量%以下およびFe0.15質量%以下のうちの少なくとも一種を合計で0.01〜0.95質量%含有し、残部が銅と不可避不純物からなる合金組成を有した銅合金素材を溶解(ステップ1)し、鋳造(ステップ2)して得た鋳塊に、900〜1030℃で5分〜4時間の均質化熱処理(ステップ3)を行い、温度700〜1030℃で加工率が60〜95%の高温圧延1(ステップ4)と、冷却速度6〜6000℃/分の中間冷却(ステップ5)と、300〜700℃で加工率が40〜80%の高温圧延2(ステップ6)と、冷却速度6〜6000℃/分の冷却(ステップ7)と、面削(ステップ8)と、0〜150℃で加工率が90〜96%の中間冷間圧延(ステップ9)と、300〜600℃で0.5〜5時間の熱処理(ステップ10)と、0〜150℃で加工率が66〜95%の仕上げ箔圧延(ステップ11)とを施して、
圧延面の結晶方位分布において、方位差が1°以上である方位差境界の境界線の長さが、1μmあたり1μm以上でかつ10μmより短い銅合金圧延箔を得ることを特徴とする二次電池集電体用銅合金圧延箔の製造方法。
A method for producing a copper alloy rolled foil for a secondary battery current collector, comprising:
Containing at least one of Cr, Zr and Ti in a total of 0.01 to 0.6 mass%, Sn 0.72 mass% or less , Zn 0.21 mass% or less , Mn 0.03 mass% or less , Mg 0.03% by mass or less , Ag 0.04% by mass or less , Si 0.17% by mass or less , P 0.03% by mass or less , Ni 0.70% by mass or less, and Fe 0.15% by mass or less . Obtained by melting (step 1) and casting (step 2) a copper alloy material having an alloy composition containing at least one kind in total of 0.01 to 0.95% by mass and the balance consisting of copper and inevitable impurities The ingot is subjected to homogenization heat treatment (step 3) at 900 to 1030 ° C. for 5 minutes to 4 hours, high temperature rolling 1 (step 4) with a processing rate of 60 to 95% at a temperature of 700 to 1030 ° C., and a cooling rate. Intercooling at 6 to 6000 ° C / min 5), high temperature rolling 2 (step 6) with a processing rate of 40 to 80% at 300 to 700 ° C., cooling at a cooling rate of 6 to 6000 ° C./min (step 7), and face milling (step 8). Intermediate cold rolling (step 9) with a processing rate of 90 to 96% at 0 to 150 ° C., heat treatment for 0.5 to 5 hours at 300 to 600 ° C. (step 10), and processing at 0 to 150 ° C. Finish foil rolling (step 11) with a rate of 66-95%,
In the crystal orientation distribution of the rolled surface, a secondary copper alloy foil having a length of a boundary line of an orientation difference boundary having an orientation difference of 1 ° or more is 1 μm 2 per 1 μm 2 and shorter than 10 μm is obtained. A method for producing a copper alloy rolled foil for a battery current collector.
前記仕上げ箔圧延(ステップ11)の後に、200〜600℃で0.1〜20時間の低温焼鈍(ステップ12)を施すことを特徴とする請求項4または5に記載の二次電池集電体用銅合金圧延箔の製造方法。
6. The secondary battery current collector according to claim 4, wherein low-temperature annealing (step 12) is performed at 200 to 600 ° C. for 0.1 to 20 hours after the finish foil rolling (step 11). 7. Method for producing copper alloy rolled foil.
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