(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と、負極と、電解液と、これらを収納する容器とを備える電力貯蔵デバイスに用いられるリード導体であって、
Ｓｉを０．１質量％以上１．２質量％以下含有すると共に、
Ｍｇを、質量比でＭｇ／Ｓｉが０．８以上２．７以下、かつ１．５質量％未満を満たす範囲で含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物であるアルミニウム合金から構成され、
引張強さが１００ＭＰａ以上２２０ＭＰａ以下であり、
導電率が５０％ＩＡＣＳ以上であるリード導体。
【請求項２】
０．２％耐力が４０ＭＰａ以上である請求項１に記載のリード導体。
【請求項３】
厚さが０．０３ｍｍ以上０．１ｍｍ以下、幅が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である請求項１又は請求項２に記載のリード導体。
【請求項４】
拡散抵抗値が５×１０５Ω・ｃｍ−２以上である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のリード導体。
【請求項５】
前記リード導体の表面の少なくとも一部に化成処理、ベーマイト処理、アルマイト処理、及びエッチングから選択される１種が施された表面処理部を備える請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のリード導体。
【請求項６】
前記アルミニウム合金は、Ｃｕ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ａｇ，及びＺｒから選択される１種以上の元素を合計で０．００５質量％以上１質量％以下含有する請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のリード導体。
【請求項７】
前記アルミニウム合金は、Ｔｉを０．０１質量％以上０．０５質量％以下及びＢを０．００１質量％以上０．００８質量％以下の少なくとも一方を含有する請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のリード導体。
【請求項８】
前記リード導体における前記容器との固定領域に接合される被覆樹脂層を備え、
前記被覆樹脂層は、異なる樹脂からなる多層構造であり、
前記被覆樹脂層の合計厚さが２０μｍ以上３００μｍ以下である請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のリード導体。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のリード導体を備える電力貯蔵デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水電解質電池などの電力貯蔵デバイスに用いられるリード導体、及び電力貯蔵デバイスに関する。特に、薄く細幅であっても破断し難いリード導体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォンなどの携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータなどといった携帯用電子・電気機器や小型電子・電気機器（以下、携帯機器類と呼ぶことがある）などの電源にリチウムイオン二次電池が利用されている。携帯機器類の電源用途のリチウムイオン二次電池は、袋状の容器に電池要素が収納され、この容器の内部から外部に亘ってリード導体が配置された構成が代表的である（特許文献１の図１，２参照）。
【０００３】
リード導体は、電池と外部の部材との間で電力の授受を行う金属の帯材を主体とする。上述の携帯機器類の電源用途では、正極のリード導体には純アルミニウム、負極のリード導体には純ニッケルや純ニッケルめっき純銅が利用されている。
【０００４】
上述の袋状の容器は、代表的には金属層を備える。この金属層と金属のリード導体とを絶縁するために、両者は樹脂層を介して接合される。容器はこの樹脂層を介して封止される。金属の帯材に樹脂層が形成された樹脂付きリード導体も利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−０１７１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
リチウムイオン二次電池などの電力貯蔵デバイスに用いられるリード導体に対して、薄く細幅であっても破断し難いことが望まれている。
【０００７】
昨今、携帯用電子・電気機器や小型電子・電気機器のハイスペック化によって、携帯機器類の消費電力が増加している。そのため、携帯機器類の電源に利用されるリチウムイオン二次電池などには、薄型、小型でありながら、電池容量（エネルギー密度）を増大することが要求され、リード導体についても、従来よりも厚さを薄く、幅を細くすることが望まれている。
【０００８】
しかし、上述の純アルミニウムや純ニッケルなどの純金属からなり、薄く細幅、例えば厚さが０．１ｍｍ以下で幅が１０ｍｍ以下のリード導体では、製造過程や携帯機器類に組み付けられた状態で破断する恐れがある。
【０００９】
製造過程では、例えば、リード導体を所定の形状に屈曲して、携帯機器類に備える回路基板などの部材に接続することがある。リード導体を屈曲することで、携帯機器類の筐体が薄かったり、小さかったりする場合でも収納可能になる。直角曲げや二つ折れのように曲げ半径を小さくすれば、リード導体の収納容積を更に小さくできる。しかし、薄く細幅の純金属のリード導体では、破断荷重が小さいため、薄い筐体などに収納できるように曲げ半径が小さい屈曲を行うと破断する可能性があり、組付け前の搬送時に落下するなどの衝撃が加わっただけでも破断する可能性がある。
【００１０】
携帯機器類に組み付けられた後にも、携帯機器類を落下するなどして衝撃が加わった場合に、薄く細幅の純金属のリード導体では破断する可能性がある。上述のように折り曲げられた状態で落下などの衝撃が加わると、屈曲部分に許容応力を超えるような過度の曲げが加えられて、破断に至る可能性もあると考えられる。
【００１１】
更に、電力貯蔵デバイスに備えるリード導体は、電力の授受に用いられることから、導電性に優れることも望まれる。
【００１２】
本発明は上述の事情を鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、薄く細幅であっても破断し難い電力貯蔵デバイス用のリード導体を提供することにある。また、本発明の他の目的は、薄く細幅であっても破断し難いリード導体を備える電力貯蔵デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様に係るリード導体は、正極と、負極と、電解液と、これらを収納する容器とを備える電力貯蔵デバイスに用いられるものである。
このリード導体は、Ｓｉを０．１質量％以上１．２質量％以下含有すると共に、Ｍｇを、質量比でＭｇ／Ｓｉが０．８以上２．７以下、かつ１．５質量％未満を満たす範囲で含有するアルミニウム合金から構成される。
このリード導体の引張強さが１００ＭＰａ以上２２０ＭＰａ以下である。
このリード導体の導電率が５０％ＩＡＣＳ以上である。
【００１４】
本発明の一態様に係る電力貯蔵デバイスは、上記のリード導体を備える。
【発明の効果】
【００１５】
上記のリード導体は、薄く細幅であっても破断し難い。上記の電力貯蔵デバイスは、リード導体が破断し難い。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態の電力貯蔵デバイスの一例である非水電解質電池の概略を示す斜視図である。
【図２】実施形態の非水電解質電池を図１に示す（ＩＩ）−（ＩＩ）切断線で切断した断面図である。
【図３】折り曲げ試験の試験方法を説明する説明図である。
【図４】衝撃試験の試験方法を説明する説明図である。
【図５】拡散抵抗値の測定に用いる電気化学測定セルの一例を示す概略構成図である。
【図６】拡散抵抗値の算出に用いる等価回路図である。
【図７】ピール強度試験に用いる試料の概略図である。
【図８】ピール強度試験において、ピール強度測定前の試料と、ピール強度を測定する状態とを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明者らは、特定の組成の金属で構成されて、引張強さ及び導電率が特定の範囲を満たせば、薄く細幅なリード導体であっても屈曲や衝撃などによって破断し難いとの知見を得た。本発明は、上記知見に基づくものである。
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
【００１８】
（１）本発明の一態様に係るリード導体は、正極と、負極と、電解液と、これらを収納する容器とを備える電力貯蔵デバイスに用いられるものである。
このリード導体は、Ｓｉを０．１質量％以上１．２質量％以下含有すると共に、Ｍｇを、質量比でＭｇ／Ｓｉが０．８以上２．７以下、かつ１．５質量％未満を満たす範囲で含有するアルミニウム合金から構成される。
このリード導体の引張強さが１００ＭＰａ以上２２０ＭＰａ以下である。
このリード導体の導電率が５０％ＩＡＣＳ以上である。
【００１９】
上記のリード導体は、引張強さが特定の範囲を満たしており、強度が高いものの高過ぎず（硬過ぎず）、靭性（例えば破断伸び）にも優れる。このような高強度で高靭性な上記のリード導体は、薄く細幅であっても、例えば厚さが０．１ｍｍ以下、幅が１０ｍｍ以下であっても、屈曲や衝撃に対する耐性（例えば０．２％耐力）に優れ、所定の屈曲を行ったり、衝撃が加えられたりするなどしても破断し難い。好ましくは、上記のリード導体は、所定の形状に屈曲された状態で衝撃を受けた場合でも破断し難い。
【００２０】
かつ、上記のリード導体は、導電率が特定の範囲を満たしており、導電性にも優れる。ここで、リード導体の構成金属における添加元素の含有量を多くしたり、高い加工度で塑性加工を行って十分に加工硬化させたりするなどすれば強度を高められる。しかし、添加元素の過剰添加や、加工硬化による過度の歪導入などは、導電率の低下を招く。上記のリード導体は、導電率が上述の特定の範囲を満たす範囲で添加元素の含有量が調整されたり、塑性加工や熱処理などの製造条件が調整されたりすることで導電性に優れる。
【００２１】
上記のリード導体は、薄く細幅であっても破断し難い上に、導電性に優れるため、携帯機器類の電源に用いられるリチウムイオン二次電池などの非水電解質電池やその他の電力貯蔵デバイスの構成部材として好適に利用できる。
【００２２】
更に、上記のリード導体は、Ａｌよりも電解液に溶出し易いと考えられるＭｇを含むものの、Ｓｉと共に特定の範囲で含有することでＳｉとの化合物（Ｍｇ２Ｓｉ）として存在し、電力貯蔵デバイスに組み付けられた場合に電解液に対する耐性にも優れるとの知見を得た。上記のリード導体と電力貯蔵デバイスの容器との間に樹脂層が介在することも、リード導体の構成成分を溶出し難くして、電解液に対する耐性の向上に寄与すると期待される。これらの点からも上記のリード導体は、非水電解質電池などの電力貯蔵デバイスの構成部材として好適に利用できる。
【００２３】
（２）上記のリード導体の一例として、０．２％耐力が４０ＭＰａ以上である形態が挙げられる。
【００２４】
上記形態は、０．２％耐力が特定の範囲を満たしており、耐力が十分に高く、薄く細幅であっても破断し難い。
【００２５】
（３）上記のリード導体の一例として、厚さが０．０３ｍｍ以上０．１ｍｍ以下、幅が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である形態が挙げられる。
【００２６】
上記形態は、薄く細幅であるものの薄過ぎたり幅が狭過ぎたりせず、破断し難い。また、上記形態は、薄く細幅であるため、電力貯蔵デバイスの薄型化、小型化の要求に対応できる。
【００２７】
（４）上記のリード導体の一例として、拡散抵抗値が５×１０５Ω・ｃｍ−２以上である形態が挙げられる。上記拡散抵抗値は、以下のように測定する。
リード導体の一部を所定の樹脂で覆ったものを試料とし、上記電力貯蔵デバイスに用いられる電解液に上記試料における上記樹脂の形成箇所と対極とを接触させ、この電解液を６０℃に保持した状態を１週間維持する。１週間経過後、上記試料の交流インピーダンススペクトルを測定し、測定した交流インピーダンススペクトルに基づいて上記試料の抵抗値を求める。求めた抵抗値を拡散抵抗値とする。後述する被覆樹脂層を備える樹脂付きリード導体では、被覆樹脂層を上記所定の樹脂とみなして、拡散抵抗値を測定するとよい。
【００２８】
上記形態は、上記所定の樹脂を介して高温の電解液に長時間接触しても拡散抵抗値が高いため、リード導体の構成成分が経時的に電解液に溶出し難いといえる。従って、上記形態は、薄く細幅であっても破断し難い上に、電解液に対する耐性に優れる。
【００２９】
（５）上記のリード導体の一例として、上記リード導体の表面の少なくとも一部に化成処理、ベーマイト処理、アルマイト処理、及びエッチングから選択される１種が施された表面処理部を備える形態が挙げられる。
【００３０】
表面処理部は微細な凹凸を有して樹脂層との密着性に優れ、リード導体における樹脂層の形成領域が曲げられたり、衝撃を受けたりしてもリード導体と樹脂層とが剥離し難い。上記形態は、薄く細幅であっても破断し難い上に、樹脂層が密着する点で上述の拡散抵抗値をより高められて電解液に対する耐性により優れる。
【００３１】
（６）上記のリード導体の一例として、上記アルミニウム合金がＣｕ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ａｇ，及びＺｒから選択される１種以上の元素を合計で０．００５質量％以上１質量％以下含有する形態が挙げられる。
【００３２】
上記形態は、Ｓｉ及びＭｇに加えて、上述の列挙した元素を特定の範囲で含有することで、高い導電率を有しつつ強度がより高くなり易く破断し難い。
【００３３】
（７）上記のリード導体の一例として、上記アルミニウム合金がＴｉを０．０１質量％以上０．０５質量％以下及びＢを０．００１質量％以上０．００８質量％以下の少なくとも一方を含有する形態が挙げられる。
【００３４】
Ｔｉ及びＢはいずれも、鋳造時にアルミニウム合金の結晶を微細にする効果がある。上記形態は、Ｓｉ及びＭｇに加えて、ＴｉやＢを特定の範囲で含有することで、リード導体の構成金属を、微細な結晶組織を有するアルミニウム合金とすることができ、強度がより高くなり易く破断し難い。
【００３５】
（８）上記のリード導体の一例として、上記リード導体における上記容器との固定領域に接合される被覆樹脂層を備え、上記被覆樹脂層が異なる樹脂からなる多層構造であり、上記被覆樹脂層の合計厚さが２０μｍ以上３００μｍ以下である形態が挙げられる。
【００３６】
被覆樹脂層は、リード導体と電力貯蔵デバイスの容器との間に介在されて絶縁体として機能する。被覆樹脂層が多層構造であれば、種々の材質の樹脂、特に密着性に優れる樹脂を含むことができる。多層構造であっても、その厚さが上述の特定の範囲であれば、薄い樹脂付きリード導体とすることができる。従って、上記形態は、容器との絶縁を確保できる上に電力貯蔵デバイスの薄型化に寄与する。この被覆樹脂層は、上記（５）の表面処理部に備えると、上述のようにリード導体との密着性に優れて好ましい。
【００３７】
（９）本発明の一態様に係る電力貯蔵デバイスは、上記（１）〜（８）のいずれか１つに記載のリード導体を備える。
【００３８】
上記の電力貯蔵デバイスに備えるリード導体が薄く細幅であっても、製造過程で曲げられたり、任意のときに落下などして衝撃を受けたりするなどした際にリード導体が破断し難い。従って、上記の電力貯蔵デバイスは、携帯機器類の電源に利用される際に、リード導体の破断に起因する歩留りの低下を低減したり、導電性に優れる上記のリード導体を長期に亘り維持でき、外部との電力の授受を良好に行えたりできる。
【００３９】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態に係るリード導体、本発明の実施形態に係る電力貯蔵デバイスを説明する。図中、同一符号は同一名称物を示す。
【００４０】
（リード導体）
実施形態のリード導体１（図１，図２）は、電力貯蔵デバイス（図１では非水電解質電池１０）に用いられる導電部材であり、容器１１内に収納された正極１４，負極１５（図２）と、外部の部材（図示せず）とを電気的に接続して電力の授受に利用される。リード導体１は、代表的には、長方形状の金属の帯材であり、その表面のうち少なくとも容器１１との固定領域に樹脂層が接触した状態、好ましくは密着した状態で利用される。樹脂層は、後述の被覆樹脂層２２、容器１１自体に備える内側樹脂層１１２（図２）、リード導体１と容器１１との間に別途接合された接合樹脂層（図示せず）の少なくとも一つが挙げられる（以下、単に樹脂層と呼ぶことがある）。
【００４１】
実施形態のリード導体１は、Ｍｇ，Ｓｉを特定の範囲で含む特定の組成のアルミニウム合金で構成されていることを特徴の一つとする。以下、このアルミニウム合金の組成をまず説明し、次に、リード導体１の特性や構造などについて説明する。
【００４２】
・組成
実施形態のリード導体１を構成するアルミニウム合金は、Ｓｉを０．１質量％以上１．２質量％以下含有すると共に、Ｍｇを、質量比でＭｇ／Ｓｉが０．８以上２．７以下、かつ１．５質量％未満を満たす範囲で含有し、残部がＡｌ（アルミニウム）及び不可避不純物であるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金である。Ｍｇ／Ｓｉから換算して、Ｍｇの含有量の下限は０．０８質量％以上である。
又は、実施形態のリード導体１を構成するアルミニウム合金は、Ｓｉ及びＭｇを上述の特定の範囲で含有すると共に、Ｃｕ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ａｇ，及びＺｒから選択される１種以上の元素（以下、特定の元素と呼ぶことがある）を合計で０．００５質量％以上１質量％以下含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物であるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金である。
以下、元素の含有量は、質量％を示す。
【００４３】
・・Ｓｉ（珪素）及びＭｇ（マグネシウム）
Ｓｉを０．１％以上とＭｇを０．０８％以上含有するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金は、引張強さや０．２％耐力が高く、強度や耐力に優れる。製造過程で時効処理を行った場合には時効硬化による強度や耐力の更なる向上を望める。自然時効によって経時的に強度が向上する場合がある。このように高強度なＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金は、例えば、塑性加工後に軟化処理を行って靭性や導電率を高めた場合でも高い強度を維持できる。この場合、高強度、高靭性、高導電性を有することができる。このようなＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金で構成されるリード導体１は、薄く細幅であっても、所定の曲げを行ったり、衝撃を受けたりした際に破断し難い。
【００４４】
Ｍｇ，Ｓｉの含有量が高いほど、高強度になり易い。例えば、Ｓｉの含有量を０．２％以上、更に０．３％以上、０．３５％以上、Ｍｇの含有量を０．１％以上、０．２％以上、更に０．３％以上とすることができる。
【００４５】
Ｍｇ，Ｓｉの含有量が多過ぎると、導電率が低下したり（特にＭｇ過剰の場合）、ＭｇとＳｉとを含む析出物が多過ぎたり粗大になったりして、析出物を起点とする破断が生じ易くなったりする。そのため、Ｓｉの含有量を０．９％以下、更に０．８％以下、０．７％以下、Ｍｇの含有量を１．４％以下、１．２％以下、更に１．０％以下とすることができる。
【００４６】
Ｓｉに対するＭｇの質量比をＭｇ／Ｓｉとし、このＭｇ／Ｓｉが０．８以上であるため、金属成分が多く導電率が高くなり易い。Ｍｇ／Ｓｉの下限を０．９以上、更に０．９５以上、１以上とすることができる。Ｍｇ／Ｓｉが２．７以下であるため、ＭｇとＳｉとを含む析出物などが適切に存在できて強度が高くなり易い。Ｍｇ／Ｓｉの上限を２．６以下、更に２．５以下、２．０以下とすることができる。
【００４７】
Ｍｇ単体では、Ａｌよりも電解液に溶出し易いと考えられる。Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金は、Ｍｇを含むものの、ＭｇをＳｉに対して特定の範囲で含有すると共に１．５％未満の範囲で含有することで、ＭｇはＳｉとの化合物（Ｍｇ２Ｓｉ）を形成して存在できる。Ｍｇ２Ｓｉは電気を流し難いため、Ｍｇの溶出に起因する短絡などを防止できると考えられる。なお、本発明者らは、種々の組成のアルミニウム合金や純アルミニウムからなる作用電極と、プラチナからなる対極との２極の電気化学セルを構成し、両極を電解液に浸漬して所定の電圧を印加した際に流れる電流量を測定した。その結果、Ｓｉを上述の特定の範囲で含有すると共にＭｇ／Ｓｉが２．７を超え、かつＭｇが１．５質量％以上であるＭｇが過剰な場合には電流量が非常に大きく、Ｍｇ／Ｓｉが２．７以下であり、かつＭｇが１．５質量％未満の場合（例えば、Ａｌ−０．６５％Ｓｉ−０．９％Ｍｇ、Ｍｇ／Ｓｉ≒１．４）には、上記のＭｇが過剰な場合の１／１０以下程度と電流量が非常に少なく、純アルミニウムと同程度であることを確認している。電解液に対する耐性をも考慮して、実施形態のリード導体１では、Ｓｉの含有量，Ｍｇの含有量及びＭｇ／Ｓｉを規定する。
【００４８】
・・その他の添加元素
Ｍｇ及びＳｉに加えて、上述の特定の元素を特定の範囲で含有すると強度が高くなり易い。上述の特定の元素のうち、Ｃｕは導電率の低下が少なく、強度を向上できる。Ｆｅ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｚｒは導電率の低下がある程度大きいものの、強度の向上効果が高い。Ｚｎ，Ａｇは、導電率の低下が少なく、強度の向上効果をある程度有する。これらの元素を１種のみ含有する形態、２種以上含有する形態のいずれも利用できる。
【００４９】
上記特定の元素の合計含有量が０．００５％以上であれば、強度が高められて破断し難い。上記合計含有量が多いほど強度を高められ、下限を０．０１％以上、更に０．０５％以上、０．１％以上とすることができる。
【００５０】
上記合計含有量が１％以下であれば、導電率の低下を低減して導電性に優れる。ここで、リード導体１の構成成分が電解液に溶出すると、溶出した成分によって正極１４と負極１５とが短絡したり、電力貯蔵デバイスの特性が低下したりする可能性がある。上記合計含有量が１％以下であれば、上記構成成分の溶出を十分に低減できる。上述のように樹脂層が密着した状態であれば、上記構成成分の溶出をより効果的に低減できる。上記合計含有量の上限を０．９％以下、更に０．８％以下、０．７％以下とすることができる。
各元素の含有量は、例えば以下が挙げられる。
Ｃｕ  ０．０１％以上０．９％以下、更に０．０３％以上０．８％以下
Ｆｅ  ０．００５％以上０．９％以下、更に０．０１％以上０．５％以下
Ｃｒ  ０．００５％以上０．８％以下、更に０．０１％以上０．７％以下
Ｍｎ  ０．００５％以上０．８％以下、更に０．０１％以上０．７％以下
Ｚｎ，Ｎｉ，Ａｇ，Ｚｒ  合計で０．００５％以上０．２％以下、更に合計で０．００５％以上０．１５％以下
【００５１】
・・Ｔｉ（チタン）、Ｂ（ホウ素）
Ｍｇ及びＳｉに加えて、又はＭｇ及びＳｉと上記特定の元素とに加えて、Ｔｉ及びＢの少なくとも一方を特定の範囲で含有すると強度を高め易い。ＴｉやＢは、鋳造時のアルミニウム合金の結晶を微細にする効果があり、微細な結晶組織を有すると強度が高められるからである。Ｂを含有する形態でもよいが、Ｔｉを含有する形態、更にＴｉ及びＢの双方を含有する形態であると、結晶の微細化効果をより得易い。
【００５２】
ＴｉやＢの含有量が多いほど、結晶の微細化効果を得易いものの、多過ぎると導電率の低下を招く。また、結晶の微細化効果は、ＴｉやＢの含有量が以下の上限値程度で飽和すると考えられる。このことから、Ｔｉの含有量は０．０１％以上０．０５％以下が挙げられ、０．０１５％以上０．０４５％以下、更に０．０２％以上０．０４％以下とすることができる。Ｂの含有量は０．００１％以上０．００８％以下が挙げられ、０．００３％以上０．００７％以下、更に０．００４％以上０．００６％以下とすることができる。
【００５３】
・組織
リード導体１を構成するアルミニウム合金の組織として、上述の微細な結晶組織が挙げられる。例えば、平均結晶粒径が１μｍ以上５０μｍ以下、更に２μｍ以上４０μｍ以下更には３０μｍ以下を満たすことが挙げられる。リード導体１がこのような微細な結晶組織を有すると、強度に優れて、薄く細幅であっても破断し難い上に、リード導体１の内部に電解液が浸透し難く、リード導体１の構成成分が電解液に溶出する量を低減して、電解液に対する耐性を高め易いと期待される。結晶粒径は、上述の添加元素の含有量、製造過程での塑性加工の条件や熱処理条件などを調整して、所定の大きさに制御するとよい。
【００５４】
・機械的特性
・・引張強さ
実施形態のリード導体１は、引張強さが１００ＭＰａ以上２２０ＭＰａ以下であることを特徴の一つとする。リード導体１は、引張強さが十分に高いことで薄く細幅であっても破断し難い。引張強さが高いほど強度に優れて破断し難くなることから、下限を１１０ＭＰａ以上、更に１２０ＭＰａ以上、１２５ＭＰａ以上とすることができる。引張強さが高過ぎないことで、塑性加工時に導入された歪に起因する導電率の低下が少なく導電性に優れたり、伸びなどの靭性にも優れたりする。そのため、引張強さは２１０ＭＰａ以下、更に２００ＭＰａ以下、１９０ＭＰａ以下とすることができる。
【００５５】
・・耐力
実施形態のリード導体１は引張強さが高い上に、代表的には耐力にも優れており、薄く細幅であっても破断し難い。具体的には０．２％耐力が４０ＭＰａ以上を満たすリード導体１が挙げられる。耐力が高いほど破断し難い傾向にあり、０．２％耐力を４５ＭＰａ以上、更に５０ＭＰａ以上、５５ＭＰａ以上とすることができる。０．２％耐力が高過ぎる場合、引張強さも高過ぎる傾向にあり、上述の導電率の低下や靭性の低下が懸念される。０．２％耐力の上限は１００ＭＰａ程度以下が挙げられる。
【００５６】
・・伸び
実施形態のリード導体１は引張強さや耐力といった強度に優れる上に、代表的には伸びといった靭性にも優れており、薄く細幅であっても破断し難い。具体的には破断伸びが５％以上を満たすリード導体１が挙げられる。伸びが高いほど破断し難い傾向にあり、破断伸びを６％以上、更に７％以上、８％以上とすることができる。破断伸びが高過ぎる場合、引張強さや０．２％耐力が低くなり過ぎる傾向にあり、強度の低下が懸念される。破断伸びの上限は４０％程度以下が挙げられる。
【００５７】
・導電率
実施形態のリード導体１は、強度や靭性に優れる上に、導電性にも優れており、導電率が５０％ＩＡＣＳ以上を満たすことを特徴の一つとする。導電率が高いほど好ましく、導電率を５１％ＩＡＣＳ以上、更に５２％ＩＡＣＳ以上、５３％ＩＡＣＳ以上とすることができる。
【００５８】
・大きさ
実施形態のリード導体１の大きさ（厚さ、幅、長さ）は適宜選択できる。厚さが薄く、幅が細いリード導体１であれば、薄型化、小型化が望まれている電力貯蔵デバイスの構成部材に好適に利用できる。薄肉で細幅のリード導体１として、厚さが０．０３ｍｍ以上０．１ｍｍ以下、幅が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下を満たすものが挙げられる。リード導体１の長さは、電力貯蔵デバイスに組み付け前に、適宜切断して調整するとよい。
【００５９】
厚さが０．０３ｍｍ以上であれば幅が１ｍｍ程度と細くても破断し難い。厚さを０．０３５ｍｍ以上、更に０．０４ｍｍ以上とすることができる。厚さが０．１ｍｍ以下であれば、電力貯蔵デバイスの薄型化、小型化に寄与できる。厚さを０．０８ｍｍ以下、更に０．０７ｍｍ以下、０．０５ｍｍ以下とすることができる。
【００６０】
幅が１ｍｍ以上であれば、厚さが０．０３ｍｍ程度と薄くても破断し難い。幅を２ｍｍ以上、更に３ｍｍ以上とすることができる。幅が１０ｍｍ以下であれば、電力貯蔵デバイスの小型化に寄与できる。幅を９ｍｍ以下、更に８ｍｍ以下、７ｍｍ以下とすることができる。
【００６１】
・電解液に対する耐性
実施形態のリード導体１は、電解液に対する耐性にも優れており、リード導体１の構成成分が電解液に溶出し難い。この特性を示すパラメータとして、上述の拡散抵抗値（特許文献１も参照）を用いると、実施形態のリード導体１は、拡散抵抗値が高く、５×１０５Ω・ｃｍ−２（＝５×１０５Ω／ｃｍ２）以上を満たすものが挙げられる。拡散抵抗値が高いほど、上記構成成分の電解液への溶出量が少なく、電解液に対する耐性に優れると考えられ、拡散抵抗値は６×１０５Ω・ｃｍ−２以上、更に７×１０５Ω・ｃｍ−２以上、７．５×１０５Ω・ｃｍ−２以上を満たすことが好ましい。拡散抵抗値を高めるには、樹脂層との接触領域に後述の特定の表面処理部を備えることが好ましい。
【００６２】
・表面処理部
実施形態のリード導体１は、その表面の少なくとも一部、好ましくは表裏の両面における少なくとも容器１１との固定領域に後述の表面処理が施された表面処理部を備えると、樹脂層との密着性を高められる。密着した樹脂層によってリード導体１における容器１１内の電解液との接触面積が小さくなり、リード導体１の構成成分が電解液に溶出することを低減できる。このようなリード導体１は上述の拡散抵抗値が高い。また、リード導体１と樹脂層とが密着すると、電力貯蔵デバイスの容器１１の封止状態を良好に維持でき、電解液の容器１１外への漏出、容器１１内への外部からの水分の浸入などを防止できる。
【００６３】
リード導体１の表面における容器１１との固定領域にのみ表面処理部を備える形態（固定領域にのみ表面処理が施された形態）、リード導体１の表裏面全体に表面処理部を備える形態（表裏面を繋ぐ端面・側面に表面処理が施されていない形態）、リード導体１の外面全体に表面処理部を備える形態（表裏面、及び表裏面を繋ぐ端面・側面の全てに表面処理が施された形態）のいずれも利用できる。
【００６４】
表面処理は、例えば、化成処理、ベーマイト処理、アルマイト処理、エッチング、ブラスト処理、ブラシ研磨などが挙げられる。各処理の条件は、従来のリード導体に対して行われている公知条件を利用できる。
【００６５】
特に、化成処理、ベーマイト処理、アルマイト処理、及びエッチングから選択される１種が施された表面処理部を備えると、処理条件にもよるが、樹脂層との密着性により優れるリード導体１になり易い。化成処理又はエッチングが施された表面処理部を備えると、樹脂層との密着性に更に優れる。リード導体１と樹脂層との密着性により優れることで、構成成分の溶出量の低減、拡散抵抗値の増大、良好な封止状態の維持などを図ることができる。この表面処理部の表面粗さは、例えば、算術平均粗さＲａで０．１μｍ以上０．５μｍ以下が挙げられる。
【００６６】
・被覆樹脂層
実施形態のリード導体１の一例として、上述の特定の組成のアルミニウム合金から構成されるリード導体本体１と、本体１における容器１１との固定領域に接合される被覆樹脂層２２とを備える樹脂付きリード導体２０が挙げられる。被覆樹脂層２２は、電力貯蔵デバイスの容器１１が金属層１１０を備える場合に本体１と金属層１１０との間の絶縁体として機能する。被覆樹脂層２２の形成には、公知の樹脂付きリード導体の製造条件を利用できる。
【００６７】
被覆樹脂層２２の構成材料は、代表的には、熱可塑性ポリオレフィンが挙げられる。具体的には、ポリエチレン、酸変性ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、酸変性ポリプロピレン（例えば無水マレイン酸変性ポリプロピレン）、アイオノマーなどのイオン性高分子、マレイン酸変性ポリオレフィン（例えば、マレイン酸変性低密度ポリエチレン）、又はこれらの混合物が挙げられる。
上記アイオノマーは、エチレンとメタクリル酸などの共重合体をＮａ，Ｍｇ，Ｋ，Ｃａ，Ｚｒなどの金属イオン、又は金属錯体、又はアンモニウム塩などのカチオンなどで架橋させたものが挙げられる。
【００６８】
被覆樹脂層２２は、単層構造、成分や架橋状態などが異なる樹脂からなる多層構造のいずれも利用できる。多層構造の被覆樹脂層２２として、接着層と表面層とを備える二層構造のものが挙げられる。例えば、接着層は上述の熱可塑性ポリオレフィン、表面層は上述の熱可塑性ポリオレフィンを架橋したもの（例えば、接着層の構成樹脂と同じ樹脂であって架橋したもの）が挙げられる。
【００６９】
多層構造の被覆樹脂層２２では、成分や架橋状態などを選択することで、例えば、リード導体（本体）１と被覆樹脂層２２との密着性、容器１１と被覆樹脂層２２との密着性の双方を高められる。その結果、樹脂付きリード導体２０における被覆樹脂層２２を有する部分が曲げられたり、衝撃を受けたりしても、本体１と被覆樹脂層２２との間や容器１１と被覆樹脂層２２との間での被覆樹脂層２２が剥離し難い。このような樹脂付きリード導体２０を備える電力貯蔵デバイスは、本体１に密着する被覆樹脂層２２によって、本体１の構成成分における電解液への溶出量を低減できる上に、容器１１の封止状態を良好に維持できる。本体１が上述の表面処理部を備える場合、この表面処理部に被覆樹脂層２２を備えると、被覆樹脂層２２の密着性により優れて好ましい。
【００７０】
被覆樹脂層２２の厚さがある程度厚いと、樹脂付きリード導体２０が曲げられたり衝撃を受けたりした場合に被覆樹脂層２２が破損し難く、厚過ぎないことで樹脂付きリード導体２０を薄くできる。被覆樹脂層２２の厚さは、例えば２０μｍ以上３００μｍ以下が挙げられ、３０μｍ以上２９０μｍ以下、更に４０μｍ以上２８０μｍ以下、５０μｍ以上２００μｍ以下とすることができる。この厚さは、リード導体（本体）１の表裏面にそれぞれ被覆樹脂層２２，２２を備える場合には本体１の一面に設けられた被覆樹脂層２２の厚さとし、一面に設けられた被覆樹脂層２２が多層構造であれば合計厚さとする。
【００７１】
・用途
実施形態のリード導体１や樹脂付きリード導体２０は、電力貯蔵デバイスの正極、負極のいずれにも利用できるが、正極用リード導体に好適である。
【００７２】
・製造方法
上述の特定の組成を有し、かつ高強度で導電性にも優れるリード導体１、更には伸びにも優れるリード導体１は、特定の組成のアルミニウム合金を用意し、圧延などの塑性加工と熱処理とを施すことで製造できる。
塑性加工に供する素材は、連続鋳造材やビレット鋳造材、その他連続鋳造圧延材を押し出した押出材などが挙げられる。
熱処理は、軟化処理を含み、軟化処理の前後に塑性加工を行うことができる。このようなリード導体１は、軟材、１／２硬材などが挙げられる。１／２硬材は、軟化処理後にある程度塑性加工を行ったり、塑性加工後に強度が低下し過ぎない程度に軟化処理を施したりすることで製造できる。少なくとも、引張強さ及び導電率が上述の特定の範囲を満たすように、熱処理条件や塑性加工の加工度などを調整する。
【００７３】
被覆樹脂層２２を備える樹脂付きのリード導体２０は、例えば、以下の製造方法（Ａ）又は（Ｂ）などによって製造すると、被覆樹脂層２２の密着性に優れて好ましい。
（Ａ）鋳造板を作製する⇒鋳造板に圧延を施す⇒圧延板に熱処理（軟化処理）を施す⇒
表面処理を行う⇒処理板を帯状に切り離す⇒被覆樹脂層を形成する
（Ｂ）連続鋳造圧延材（ワイヤロッド）を作製する⇒
ワイヤロッドをコンフォーム押出によって板状に押し出す⇒押出板に圧延を施す⇒
圧延板に熱処理（軟化処理）を施す⇒表面処理を行う⇒処理板を帯状に切り離す⇒
被覆樹脂層を形成する
【００７４】
表面処理の詳細は、上述の表面処理部の項を参照するとよい。被覆樹脂層２２の詳細は、上述の被覆樹脂層２２の項を参照するとよい。
【００７５】
軟化処理前の任意の時期に時効処理を行うことができる。時効処理を行う場合、時効処理前の任意の時期に溶体化処理を行うことができる。連続鋳造を行う場合には溶体化処理を省略することができる。時効処理によって、ＭｇとＳｉとを含む化合物を析出させて、この析出物などによる分散強化による強度の向上と、ＡｌへのＭｇ及びＳｉの固溶量の低減による導電率の向上とを図ることができる。
【００７６】
・・圧延以前の工程
（Ａ）の鋳造板は、連続鋳造材とすると、急冷によって結晶を微細化し易い、長尺材が得られる、急冷によって過飽和固溶体を得易い、といった利点を有する。
（Ｂ）の連続鋳造圧延材にコンフォーム押出を施すことで所望の形状、大きさの押出板を容易に形成できる上に、微細な結晶組織を有する押出板が得られる。
圧延に供する素材が微細組織を有することで塑性加工性に優れ、圧延を良好に行える。
【００７７】
・・圧延工程
所望の厚さの圧延板（リード導体１の厚さである場合がある）が得られるように圧下率を調整して、熱間圧延や冷間圧延を行う。冷間圧延を施すことで、結晶をより一層微細にでき、適宜な時期に熱処理を行った場合でも微細な結晶組織を有するリード導体１を得易い。圧延途中で中間熱処理を行うことができる。中間熱処理を行うと、塑性加工性を高められる。
【００７８】
・・熱処理工程
軟化処理や時効処理、溶体化処理といった熱処理は、長尺な素材に対して連続して行う連続処理、素材を雰囲気炉などの加熱用容器に封入した状態で行うバッチ処理のいずれも利用できる。連続処理は、直接通電方式、間接通電方式、炉式などが挙げられる。引張強さ及び導電率が所望の値となるように、連続処理方法に応じた制御パラメータ、例えば保持温度、保持時間、素材の供給速度、電流値、炉内温度などを調整する。
【００７９】
バッチ処理による溶体化処理、時効処理、軟化処理の条件の一例を以下に示す。
溶体化処理  保持温度：５００℃以上５８０℃以下、保持時間：０．０１時間以上１０時間以下
時効処理  保持温度：１００℃以上２５０℃以下、保持時間：２時間以上２０時間以下
軟化処理  保持温度：２５０℃以上５００℃以下、保持時間：０．５時間以上６時間以下
【００８０】
熱処理の雰囲気は、酸素含有量が少ない雰囲気とすると、酸化膜の生成を抑制できる。具体的な雰囲気は、大気雰囲気、非酸化性雰囲気が挙げられる。非酸化性雰囲気は、減圧雰囲気（真空雰囲気）、窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気、水素や炭酸ガスなどを含む還元ガス雰囲気などが挙げられる。
【００８１】
・・切り離し工程
作製した所定の厚さのアルミニウム合金板をリード導体１の所定の幅に応じて切断して帯材とする。ここで、作製したアルミニウム合金板が例えば０．１ｍｍ以下といった薄板であっても、幅広の薄板の断面積はある程度大きいため、破断などし難く取り扱い易い。この幅広の薄板を例えば幅１０ｍｍ以下に切断して細幅の帯材にすると断面積が小さくなる。しかし、この薄く細幅の帯材は、上述の特定の組成のアルミニウム合金で構成されて、引張強さ及び導電率が特定の範囲を満たすため、破断荷重が大きく破断し難い。従って、この薄く細幅の帯材（実施形態のリード導体１の一例）は、リード導体１自体の製造過程において破断し難く取り扱い易い上に、電力貯蔵デバイスの製造過程において屈曲されたり、衝撃を受けたりした場合にも破断し難い。帯材が長尺であれば、所定の長さに適宜切断するとよい。
【００８２】
（電力貯蔵デバイス）
実施形態の電力貯蔵デバイスは、正極と、負極と、電解液と、これらを収納する容器と、正極と外部の部材との間、負極と外部の部材との間をそれぞれ電気的に接続する２つのリード導体とを備える。実施形態の電力貯蔵デバイスは、２つのリード導体のうち、１つ又は２つが上述の実施形態のリード導体１（樹脂付きリード部材２０の場合もある）である。
【００８３】
各リード導体は、上記容器の内部から外部に亘って配置されて、一端側に正極又は負極が接続され、他端側に回路基板などの外部の部材が半田付けなどによって接続され、中間部に容器との固定領域を備える。リード導体の固定領域と容器との間には、樹脂層（上述の被覆樹脂層２２、内側樹脂層１１２、及び接合樹脂層の少なくとも一つ）が介在する。
【００８４】
実施形態の電力貯蔵デバイスのより具体的な形態は、非水電解液を用いる非水電解質電池や電気二重層キャパシタ、電解液の主溶媒を水とする水系電解質電池が挙げられる。非水電解質電池や電気二重層キャパシタ、水系電解質電池の基本的な構成、各構成要素の材質などは、公知技術を適用できる。
【００８５】
図１，図２は非水電解質電池１０の一例を示す。
この非水電解質電池１０は、正極１４と、負極１５と、電解液（ここでは非水電解液）が含浸されたセパレータ１３と、これらの電池要素を収納する袋状の容器１１と、容器１１に固定された二つの樹脂付きリード導体２０とを備える。少なくとも一方の樹脂付きリード導体２０（例えば、正極）は、上述の特定の組成のアルミニウム合金からなるリード導体本体１と、本体１の表裏面に接合された被覆樹脂層２２とを備える。負極用リード導体（本体）として、例えば純ニッケルや純銅、純ニッケルめっき純銅などから構成されるものを利用できる。
図２に示す被覆樹脂層２２は、本体１に接する接着層２２０と、容器１１の内面に接する表面層２２２とを備える二重構造である。
【００８６】
非水電解質電池１０の正極１４及び負極１５は、代表的には、活物質を含む粉末成形体などから構成される活物質層であり、金属箔から構成される集電体１６，１７上にそれぞれ形成される。集電体１６（又は１７）とリード導体本体１とは、例えばリード線１９によって接続される（図２）。
電気二重層キャパシタの正極及び負極はそれぞれ、固体活性炭が挙げられる。
【００８７】
容器１１は、金属層と樹脂層とを備えるものが代表的である。図２の容器１１は、内側から順に内側樹脂層１１２、金属層１１０、外側樹脂層１１４を備える両面多層フィルムから構成された例を示す。容器１１は、両面多層フィルムの周縁部分を熱融着することで密閉されて、図１に示すような袋状に形成される。容器１１におけるリード導体１の固定領域では、容器１１の内側樹脂層１１２と、樹脂付きリード導体２０の被覆樹脂層２２（ここでは表面層２２２）とを熱融着することで、樹脂付きリード導体２０を容器１１に固定すると共に容器１１を密閉する。
【００８８】
［試験例１］
種々の組成のアルミニウム合金板から細幅の帯材を作製して、機械的特性、導電率を調べた。
【００８９】
各試料の帯材は、以下のように製造した。
表１に示す組成（残部Ａｌ及び不可避不純物）の原料を用意して、以下の工程（Ｉ）又は（ＩＩ）によって、厚さ０．０５ｍｍのアルミニウム合金板を作製する。得られた各アルミニウム合金板を幅５ｍｍ又は幅４ｍｍに切断して、細幅の帯材とする。
（Ｉ）連続鋳造⇒コンフォーム押出⇒冷間圧延⇒軟化処理
（ＩＩ）ビレット鋳造⇒溶体化処理⇒冷間圧延⇒軟化処理
【００９０】
一部の試料には、冷間圧延の途中の適宜な時期に時効処理を行う。時効処理の条件は、保持温度が１８０℃、保持時間が１６時間、表１では「１８０℃×１６Ｈ」と示す。
圧延後に軟化処理（この試験では最終熱処理）を施す。軟化処理の条件（軟化温度、雰囲気）を表１に示す。この試験では軟化処理をバッチ処理で行い、軟化温度の保持時間は、主として引張強さを指標として調整した。
試料Ｎｏ．１−１０３には軟化処理を行っていない。
【００９１】
作製した各試料の帯材のうち、幅５ｍｍの帯材を用いて引張試験（室温）を行い、引張強さ（ＭＰａ）、０．２％耐力（ＭＰａ）、破断伸び（％）を調べた。その結果を表２に示す。引張試験は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１（２０１１年）に基づいて行う。
【００９２】
作製した各試料の帯材のうち、幅５ｍｍの帯材を用いて四端子法で導電率（ＩＡＣＳ％）を調べた。その結果を表２に示す。
【００９３】
作製した各試料の帯材のうち、幅４ｍｍの帯材を用いて、折り曲げ試験、衝撃試験を行い、破断するまでの折り曲げ回数（回）、衝撃によって破断する際のエネルギー（Ｊ／ｍ）を調べた。その結果を表２に示す。
【００９４】
折り曲げ試験は、以下のように行う。図３に示すように、評点間距離Ｌが３０ｍｍの試料Ｓ（帯材）を二つ折れにする（黒塗り矢印参照）。二つ折れによって近接した試料Ｓの端部間の間隔Ｃが試料Ｓの厚さ０．０５ｍｍの２倍（ここでは０．１ｍｍ）と等しくなるように折り曲げる。二つ折れにした試料Ｓを開いて元に戻す（白抜き矢印参照）。この二つ折れと戻しとの一連の操作を１回とし、破断するまでの回数を調べる。回数が多いほど破断し難いといえる。
【００９５】
衝撃試験は、以下のように行う。図４に示すように、評点間距離Ｌが１ｍの試料Ｓの先端に錘ｗを取り付け（図４の左図）、錘ｗを１ｍ上方に持ち上げた後（図４の中図）、自由落下させる（図４の右図）。この操作で試料Ｓが断線しない最大の錘ｗの重量（ｋｇ）を測定し、この重量に重力加速度（９．８ｍ／ｓ２）と落下距離１ｍとをかけた積値を落下距離で割った値（Ｊ／ｍ又は（Ｎ・ｍ）／ｍ）の大小で耐衝撃性を評価する。衝撃値が大きいほど、耐衝撃性に優れて破断し難いといえる。
【００９６】
【表１】
0006025078.tif 000002
【００９７】
【表２】
0006025078.tif 000003
【００９８】
表２に示すようにＭｇ及びＳｉを特定の範囲で含有する特定の組成のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金で構成された試料Ｎｏ．１−１〜Ｎｏ．１−１１はいずれも、引張強さが１００ＭＰａ以上２２０ＭＰａ以下を満たし、かつ導電率が５０％ＩＡＣＳ以上であり、高強度で導電性にも優れることが分かる。試料Ｎｏ．１−１〜Ｎｏ．１−１１はいずれも引張強さが１２０ＭＰａ以上であり、多くの試料が１３０ＭＰａ以上である。また、試料Ｎｏ．１−１〜Ｎｏ．１−１１のうち多くの試料は、導電率が５５％ＩＡＣＳ以上、更に５６％ＩＡＣＳ以上である。そして、これらの試料Ｎｏ．１−１〜Ｎｏ．１−１１はいずれも、薄く細幅な帯材であるものの、屈曲したり衝撃を受けたりした場合に破断し難いことが分かる。Ｍｇが多過ぎる試料Ｎｏ．１−１０１は、導電率が非常に低い上に（４５％ＩＡＣＳ未満）、破断し易いことが分かる。Ｓｉが少な過ぎる試料Ｎｏ．１−１０２は、引張強さが低過ぎ（ここでは１００ＭＰａ未満、更に９０ＭＰａ以下）、破断し易いことが分かる。軟化処理を行っていない試料Ｎｏ．１−１０３は引張強さが高過ぎ（ここでは２２０ＭＰａ超、更には３００ＭＰａ以上）、破断し易いことが分かる。添加元素が少な過ぎる試料Ｎｏ．１−１０４は引張強さが低過ぎ（ここでは１００ＭＰａ未満、更に９０ＭＰａ以下）、破断し易いことが分かる。
【００９９】
この試験では、厚さ０．１ｍｍ以下、幅１０ｍｍ以下の薄く細幅な帯材に対して、曲げ半径が試料の厚さ以下である曲げを行っているものの、更には繰り返し曲げを行っているものの、試料Ｎｏ．１−１〜Ｎｏ．１−１１はいずれも折り曲げ回数が５回以上であり、破断し難いことが分かる。ここで、例えば、リチウムイオン二次電池などの電力貯蔵デバイスに備えるリード導体を所定の形状に折り曲げて外部の部材に固定した場合、その後の製造過程で、この折り曲げ部分を開くような操作を行うことは通常無い。しかし、上記電力貯蔵デバイスを備える携帯機器類を落下するなどして、リード導体が衝撃を受けた場合に上記折り曲げ部分を開くような力が加わる可能性がある。試料Ｎｏ．１−１〜Ｎｏ．１−１１の薄く細幅の帯材はいずれも、繰り返しの曲げによっても破断し難いため、リチウムイオン二次電池などの電力貯蔵デバイスのリード導体に利用されて落下などの衝撃を受けた場合でも、破断せず、所定の折り曲げ形状を良好に維持できると期待される。
【０１００】
また、この試験では、厚さ０．１ｍｍ以下、幅１０ｍｍ以下の薄く細幅な帯材に対して、２．０Ｊ／ｍ以上といった大きな衝撃荷重を受けた場合でも破断し難いことが分かる。このような耐衝撃性に優れる試料Ｎｏ．１−１〜Ｎｏ．１−１１の薄く細幅の帯材はいずれも、リチウムイオン二次電池などの電力貯蔵デバイスのリード導体に利用されて落下などの衝撃を受けた場合でも、破断し難いと期待される。更には上述のような所定の形状に折り曲げられた状態で衝撃を受けた場合にも破断し難いと期待される。
【０１０１】
このような結果が得られた理由の一つとして、試料Ｎｏ．１−１〜Ｎｏ．１−１１はいずれも、引張強さが特定の範囲を満たすことに加えて、耐力が高く、更には伸びにも優れることが考えられる。具体的には、試料Ｎｏ．１−１〜Ｎｏ．１−１１はいずれも、０．２％耐力が４０ＭＰａ以上、更には５０ＭＰａ以上であり、多くの試料は６０ＭＰａ以上であり、破断伸びが５％以上、更には６％以上である。別の理由の一つとして、試料Ｎｏ．１−１〜Ｎｏ．１−１１はいずれも、微細な結晶組織を有していること、特にＴｉ及びＢの少なくとも一方を特定の範囲で含有する試料は、より微細な結晶組織を有していることが考えられる。試料Ｎｏ．１−１〜Ｎｏ．１−１１の断面を光学顕微鏡で観察して結晶粒径を調べたところ、いずれの試料も平均結晶粒径が５０μｍ以下であり、ＴｉやＢを含有する試料では更に微細な結晶であった。平均結晶粒径は、ＪＩＳ  Ｇ  ０５５１（鋼−結晶粒度の顕微鏡試験方法、２００５年）に準拠して切断法によって求める。
【０１０２】
その他、この試験から以下のことが分かる。
・ＭｇやＳｉの含有量を特定の範囲内で多くしたり、又はＣｕなどの特定の添加元素を特定の範囲で含有したりすることで、引張強さや耐力をより高め易い。
・薄く細幅であっても、高強度で破断し難く、導電性にも優れる帯材は、特定の成分とすると共に塑性加工と熱処理との条件を制御することで製造できる。
例えば、同じ組成である試料Ｎｏ．１−４と試料Ｎｏ．１−１０３とを比較すれば、塑性加工材に軟化処理を行うことで、高強度で伸びにも優れるものが得られることが分かる。同じ組成である試料Ｎｏ．１−４と試料Ｎｏ．１−５とを比較すれば、適宜な時期に時効処理を行うことで強度により優れるものが得られることが分かる。
【０１０３】
［試験例２］
試験例１で作製した試料Ｎｏ．１−１１の組成のアルミニウム合金からなる帯材を用いて樹脂付きリード導体の模擬試料を作製し、拡散抵抗値と樹脂の接合強度とを調べた。
【０１０４】
樹脂付きリード導体の模擬試料は、以下のように作製した。
表１に示す試料Ｎｏ．１−１１の組成のアルミニウム合金板（Ｍｇ：０．４８質量％、Ｓｉ：０．１９質量％、Ｔｉ：０．０２質量％、Ｂ：０．００５質量％、厚さ０．０５ｍｍ）を幅１０ｍｍ、長さ４５ｍｍに切断して薄く細幅の帯材を作製し、表３に示す表面処理を施してから又は表面処理を行わず、樹脂を接合する。
【０１０５】
表面処理を施す試料は、帯材の表裏面の全面に表面処理を施し（表裏面全面が表面処理部である）、帯材の端面及び側面には表面処理を施していない。なお、切断前のアルミニウム合金板の表裏面に表面処理を施した後、帯材に切断してもよい。
【０１０６】
表３に示す表面処理の詳細は以下の通りである。
・化成処理Ｉ，ＩＩＩ，ＩＶは、アイオノマーを形成可能な市販の化成処理液を用いた化成処理とし、化成膜の平均厚さが表３に示す値（１０ｎｍ，３０ｎｍ，３００ｎｍ）となるように化成処理液の浸漬時間を調整する。
・化成処理ＩＩは、市販の処理液を用いたクロメート処理である。
・粗面化Ｉ，ＩＩは、市販のアルカリ系エッチング液を用いたエッチング処理とし、平均ピット深さが表３に示す値（１μｍ，０．５μｍ）となるようにエッチング時間を調整する。
・ベーマイトＩ，ＩＩは、９５℃の純水を用いたベーマイト処理とし、表３に示すように処理時間が異なる（１５分間、２０秒間）。
・アルマイトＩ，ＩＩは、硫酸水溶液を用いた陽極酸化処理とし、アルマイト層の平均厚さが０．５μｍとなるように処理時間を調整する。アルマイトＩでは、陽極酸化後に封孔処理を行わず、アルマイトＩＩでは、陽極酸化後に封孔処理を行う。
・ブラストは、市販の空気式ブラスト装置を用いて、表３に示す条件（ショット材：＃１２０のアルミナ粒子、圧力：０．３ＭＰａ）で行うブラスト処理である。
【０１０７】
上述の表面処理を施した各試料Ｎｏ．２−１１〜Ｎｏ．２−１８，Ｎｏ．２−１１２〜Ｎｏ．２−１１４の帯材、及び表面処理を施していない試料Ｎｏ．２−１１１の帯材の表裏面に樹脂を接合する。
各試料における接合する樹脂は、酸変性ポリプロピレンからなる接着層（厚さ２５μｍ）と、酸変性ポリプロピレンを架橋した表面層とを備える二重構造の樹脂フィルムを用いる。各試料の帯材の表裏面を挟むように、試料ごとに２枚の樹脂フィルムを用いる。
各試料に用いる樹脂フィルムごとの表面層の厚さは、接着層と表面層との合計厚さが表３の「樹脂厚さ」となるように調整する。
【０１０８】
各試料の帯材の表裏面における所定の領域を除いて、２枚の樹脂フィルムで帯材を挟み、熱プレスによって樹脂フィルムを帯材の表裏面に接合する。接合条件は、加熱温度：２６０℃、圧力：０．２ＭＰａ、加熱時間：１０秒である。この工程によって、帯材の一部が樹脂から露出した樹脂付きリード導体の模擬試料が得られる。
拡散抵抗値の測定に用いる模擬試料では、帯材においてリード線を接続する一縁側の領域（図５では上端縁側の領域で１０ｍｍ×長さ１０ｍｍ）を樹脂フィルムから露出させる。各樹脂フィルムは、２５ｍｍ×長さ４５ｍｍである。
樹脂の接合強度の測定に用いる模擬試料では、帯材において、両縁側の領域を樹脂フィルムから露出させる（図７では左右縁側の領域）。各樹脂フィルムは、５ｍｍ×長さ６０ｍｍである。
【０１０９】
（拡散抵抗値）
図５に示すように、リード導体本体を模擬した帯材Ｓ１と樹脂層Ｓ２２とを備える模擬試料ＳＳ１と、対極３０２と、電解液３０４とを用いて電気化学測定セル３００を構築し、電解液３０４に模擬試料ＳＳ１を所定時間浸漬した後に交流インピーダンススペクトルを用いて、拡散抵抗値を算出する（特許文献１も参照）。その結果を表３に示す。
【０１１０】
いずれの試料についても、対極３０２は、Ａｌを９９．９９９質量％含む純アルミニウムからなる線材（直径０．５ｍｍ×長さ５０ｍｍ）とする。対極３０２には、電解液に対する耐性を十分に有し、かつ電位安定性に優れる種々のものを適宜利用できる。
いずれの試料についても、電解液３０４は、リチウムイオン二次電池の電解液に利用されているものとする。ここでは、電解質がＬｉＰＦ６（電解質のモル濃度：１ｍｏｌ／Ｌ）、溶媒がＥＣ：ＤＭＣ：ＤＥＣ＝１：１：１（Ｖ／Ｖ％）の混合有機溶媒であるもの（キシダ化学株式会社製電解液）とする。ＥＣはエチレンカーボネート、ＤＭＣはジメチルカーボネート、ＤＥＣはジエチルカーボネート、Ｖ／Ｖ％は、体積比を意味する。
【０１１１】
図５に示すように模擬試料ＳＳ１及び対極３０２にそれぞれリード線を接続し、両リード線を更に交流インピーダンススペクトルの測定装置３１０に接続する。有底筒状の容器に電解液３０４を充填し、各模擬試料ＳＳ１の樹脂層Ｓ２２のみが電解液３０４に接触し、帯材Ｓ１におけるリード線の接続箇所が電解液３０４に接触しないように、各模擬試料ＳＳ１を電解液３０４に浸漬すると共に対極３０２を電解液３０４に浸漬する。こうすることで、電気化学測定セル３００を構築する。
上述の電気化学測定セル３００を恒温槽（図示せず）に装入して、電解液３０４の温度を６０℃に維持し、この浸漬状態を１週間（１Ｗ、１６８時間）保持する。
１週間後、各模擬試料ＳＳ１の交流インピーダンススペクトルを電解液３０４中で測定し、測定した交流インピーダンススペクトルから拡散抵抗値を算出する。
拡散抵抗値（ワールブルグインピーダンス）は、図６に示す等価回路を用いたシミュレーションによる解析を利用して算出する。等価回路は、拡散抵抗値をＷとするとき、拡散抵抗値Ｗに直列な電荷移動抵抗Ｒｐと、拡散抵抗値Ｗと電荷移動抵抗Ｒｐとに並列する静電容量Ｃと、この並列回路に直列する電解液抵抗Ｒｓとによって表わされる。
【０１１２】
交流インピーダンススペクトルの測定条件は、振幅：２５ｍＶ、測定周波数範囲：１００ｋＨｚ〜１００ｍＨｚである。
測定周波数（＝交流インピーダンススペクトルの測定点）は、周波数の変化量が１０倍になるごとに１０点とし、対数スケールで周波数を変えて、交流インピーダンススペクトルを測定する。この例では、交流インピーダンススペクトルの測定点数は、１００ｋＨｚ〜１０ｋＨｚで１０点、全体で６０点である。各測定周波数における交流インピーダンススペクトルの各データを、上述の等価回路を用いたシミュレーションによって再現して、図６に示す等価回路の各パラメータを見積もる。このシミュレーションの結果を利用して拡散抵抗値を算出する。
交流インピーダンススペクトルの測定装置、交流インピーダンススペクトルの測定ソフトウェア、解析ソフトウェアには、市販のものを利用して、自動的に測定、解析を行うことができる。
例えば、測定装置は、ＶｅｒｓａＳＴＡＴ４−４００＋ＶｅｒｓａＳＴＡＴ  ＬＣ（プリンストンアプライドリサーチ社）、測定ソフトウェアはＶｅｒｓａＳｔｕｄｉｏ（プリンストンアプライドリサーチ社）、解析ソフトウェアはＺｖｉｅｗ（Ｓｃｒｉｂｎｅｒ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ  Ｉｎｃ．）などが利用できる。
【０１１３】
（樹脂の接合強度）
図７に示すリード導体本体を模擬した帯材Ｓ１と、その表裏面にそれぞれ接合された樹脂フィルムＳ２２ａ，Ｓ２２ｂとを備える模擬試料ＳＳ２の全体を電解液に所定時間浸漬した後、以下のようにしてピール強度を測定する。その結果を表３に示す。
【０１１４】
電解液は、拡散抵抗値の測定に用いたものと同様のもの（キシダ化学株式会社製電解液）を用いる。恒温槽を利用して、電解液の温度を８０℃に維持し、この浸漬状態を１週間（１Ｗ＝１６８時間）、４週間（４Ｗ）、８週間（８Ｗ）保持する。
所定の浸漬時間経過後（ここでは１Ｗ後又は４Ｗ後又は８Ｗ後）、電解液から模擬試料ＳＳ２を取り出し、図８の左図に示すように一方の樹脂フィルムＳ２２ａと帯材Ｓ１とを切断して、二つに分割する（分割片Ｓ１ｓ，Ｓ１ｌ、フィルム片ｌａ，ｓａ）。一方の分割片Ｓ１ｓの長さよりも、他方の分割片Ｓ１ｌの長さが十分に長くなるように分割する。
分割された両片Ｓ１ｌ，Ｓ１ｓは、他方の樹脂フィルムＳ２２ｂに接合されている。この他方の樹脂フィルムＳ２２ｂを図８の右図に示すように、長い分割片Ｓ１ｌから短い分割片Ｓ１ｓが離れるように折り返す。
長い分割片Ｓ１ｌと短い分割片Ｓ１ｓとを市販の引張試験装置（図示せず）に把持させて、図８の右図の黒矢印に示すように両片Ｓ１ｌ，Ｓ１ｓが離れる方向（図８の右図では上下方向）に引っ張る。引っ張る力が大きくなるにつれて、他方の樹脂フィルムＳ２２ｂは、長い分割片Ｓ１ｌから剥がされる。
この試験では、他方の樹脂フィルムＳ２２ｂが長い分割片Ｓ１ｌから完全に剥がされるまでの最大の引張力をピール強度（Ｎ）とし、ｎ＝３の平均値を表３に示す。ピール強度（Ｎ）が大きいほど、帯材Ｓ１と樹脂フィルムＳ２２ｂとの密着性に優れるといえる。
【０１１５】
【表３】
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【０１１６】
表３に示すように、Ｍｇ及びＳｉを特定の範囲で含有する特定の組成のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金で構成された帯材に表面処理を行うことで、特に化成処理、ベーマイト処理、アルマイト処理、及びエッチングから選択される１種の表面処理を行ったり、その処理条件を調整したりすることで、樹脂層との密着性に優れ、拡散抵抗値が大きいことが分かる。
【０１１７】
この試験では、試料Ｎｏ．２−１１〜Ｎｏ．２−１８はいずれも、拡散抵抗値が５×１０５Ω／ｃｍ２以上であり、多くの試料は１０×１０５Ω／ｃｍ２以上である。また、試料Ｎｏ．２−１１〜Ｎｏ．２−１８はいずれも、８Ｗ後のピール強度が３Ｎ以上であり、多くの試料は４Ｎ以上であり、更には５Ｎ以上の試料も多く、長期に亘り、樹脂層が剥離し難いことが分かる。このことから、拡散抵抗値が大きい理由の一つとして、樹脂層が剥離せず密着しており、各試料の帯材における電解液との接触面積を低減できたことが考えられる。
【０１１８】
拡散抵抗値が大きい試料Ｎｏ．２−１１〜Ｎｏ．２−１８の帯材を電力貯蔵デバイスのリード導体に利用した場合、帯材の構成成分が電解液に溶出することを低減でき、電解液に対する耐性にも優れると期待される。また、適切な表面処理方法や処理条件を選択することで、このような電解液に対する耐性にも優れるリード導体が得られるといえる。
【０１１９】
試料Ｎｏ．２−１１〜Ｎｏ．２−１８の帯材について表面処理部の算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１、２００１年）を市販の粗さ測定機によって測定したところ（評価長さ３μｍ、ｎ＝９の平均値）、０．１μｍ以上０．５μｍ以下である。このように適切に粗面化されていることで、樹脂との密着性に優れると考えられる。
【０１２０】
本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。例えば、試験例１，２のアルミニウム合金の組成、帯材の幅及び厚さ、表面処理方法、処理条件、被覆樹脂層の材質・厚さなどを適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明のリード導体は、非水電解質電池や電気二重層キャパシタなどの電力貯蔵デバイスの構成部材に利用できる。特に、本発明のリード導体は、携帯用電子・電気機器や小型電子・電気機器といった電子・電気機器の電源に利用される非水電解質電池の構成部材に利用できる。具体的な電子・電気機器として、スマートフォンや折り畳み式携帯電話などの携帯電話、携帯音楽プレーヤー、携帯ゲーム機、タブレットなどの携帯情報端末、ウェアラブルデバイス、ノート型パーソナルコンピュータ、その他のモバイル機器などが挙げられる。本発明の電力貯蔵デバイスは、電力貯蔵に利用できる。
【符号の説明】
【０１２２】
１  リード導体（本体）  １０  非水電解質電池
１１  容器  １１０  金属層  １１２  内側樹脂層  １１４  外側樹脂層
１３  セパレータ  １４  正極  １５  負極  １６，１７  集電体
１９  リード線
２０  樹脂付きリード導体  ２２  被覆樹脂層  ２２０  接着層  ２２２  表面層
３００  電気化学測定セル  ３０２  対極  ３０４  電解液  ３１０  測定装置
Ｓ  試料  ｗ  錘  ＳＳ１，ＳＳ２  模擬試料  Ｓ１  帯材  Ｓ２２  樹脂層
Ｓ１ｌ，Ｓ１ｓ  分割片  Ｓ２２ａ，Ｓ２２ｂ  樹脂フィルム
１ａ，ｓａ  フィルム片
【要約】
【課題】薄く細幅であっても破断し難い電力貯蔵デバイス用のリード導体、このリード導体を備える電力貯蔵デバイスを提供する。
【解決手段】正極と、負極と、電解液と、これらを収納する容器とを備える電力貯蔵デバイスに用いられるリード導体であって、Ｓｉを０．１質量％以上１．２質量％以下含有すると共に、Ｍｇを、質量比でＭｇ／Ｓｉが０．８以上２．７以下、かつ１．５質量％未満を満たす範囲で含有するアルミニウム合金から構成され、引張強さが１００ＭＰａ以上２２０ＭＰａ以下であり、導電率が５０％ＩＡＣＳ以上であるリード導体。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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