新型方形铝壳电池宽面包膜机装置及方法

新型方形铝壳电池宽面包膜机装置及方法

李建强

深圳市泽诚自动化设备有限公司518105

摘要：宽带太阳能电池是一种新型的能源，其具有重量轻、效率高和成本低等优点。在当今社会中被广泛应用于手机、电脑等电子产品行业。宽带材料主要有铝以及硅粉，它们密度小且导电率大，价格便宜而且性能稳定而稳定性好，使用寿命长而不容易损坏且可循环利用性强等等特点使它成为了目前太阳能电池的最佳选择之一。由于其结构简单且易于制造而成，而且对环境污染小并且可回收利用性强，因此得到了人们越来越多关注并开始应用到各个方面上宽带太阳能电池是一种绿色的能源。宽带太阳能电池是以硅基材料的阳极，碳纤维增强金属构成，通过电解液将太阳能转化为电能。其具有高效率、低污染等特点。电池手工包膜的成本较高，精确度和质量难以控制，容易出现质量参差不齐的问题，用到电子产品上会影响到电子产品的稳定性与使用寿命，斌企鹅人工的效率相对较低。在此基础上，文章提出了一种能够克服上述问题的实验装置，也就是新型的方形铝壳电池宽面包膜机，包括控制装置，定位组件和包膜组件，能够更为高效的开展工作。

关键词：铝壳电池;方形离子电池;包膜手段

一、引言

宽型铝壳电池具有重量轻、体积小，寿命长等优点，广泛应用于军事领域和航空工业上。本设计采用了三电极结构形式的硅微粉作为负极材料，在电源电路中加入一个电容来补偿输出电流差产生的电火花对短路保护电路进行供电并通过稳压管将电压保持到5V左右，使用直流电源为交流电使其工作温度维持稳定以满足宽型铝壳电池所需能量，并且具有耐高温、高稳定性等特性。在本设计中，宽型铝壳电池采用的是三电极结构，这种类型的硅微粉作为负极材料。

二、包膜机装置原理

文章介绍的一种方形的铝壳电池宽面包膜装置也就是对方形的铝电池进行绝缘的包裹，确保包裹的紧密型和绝缘性，其特征和原理如下[1]。包膜机的朱啊哟组成是包膜机的主体，主体包括有压膜条、拉膜辊以及包膜辊组件等等。压膜条应该放置在包膜机主体的绝缘膜出口处，拉膜辊设置在所述的压膜条下方，包膜辊的组件应该放置在与压膜条原理的定位组件的一侧。如上设置时候，装置开始运行时，就能够通过控制装置的控制，将定位组件与电池进行位置上的调整，调整到包膜辊组件相对应的位置，然后将压膜条压下，与绝缘膜的粘面重合。所述的膜辊可以将绝缘膜拉出，然后预设距离，这样相关的组件就能够将电池从定位组件中移动到绝缘膜的粘面上，包膜辊组件就能够通过绝缘膜的光面，向定位组件移动，从而将绝缘膜包裹在组件上，完成包裹，原理示意图如下图一所示。

图1 包膜机装置原理图

三、方形铝壳电池宽面包膜机装置的机械部分

转盘在包膜机的工作中，转鼓是一个重要部件。它能将液体从包膜箱上排出，使整个机器具有良好性能。由于其结构简单、紧凑灵活等优点被广泛采用，但同时也存在着一些缺点：如滑片与轮轴间有一定间隙会影响到传送带和聚乙烯塑料薄膜之间接触面积大小，以及输送装置在使用过程中的阻力损失较大问题。其次，支撑件本设计为由电机带动转鼓转动，转鼓在转动时需要的力大。因此，电机和导轴之间必须有足够好接触面积。传送带为包膜机提供动力保障。由于输送装置是由皮带带动工作轮进行牵引运动从而使机器具有良好性能，同时也可以通过调节轴承来调整其位置以达到不同角度上所需张力大小等要求。最后，转鼓与聚乙烯塑料薄膜间的配合间隙要恰当，否则会产生应力集中现象导致断裂、变形甚至损坏设备和伤筋事故发生。

四、装置的具体设计

本次试验中，在宽粉铝壳电池的工艺参数下，将机架用焊接头连接。为了使实验能够顺利进行下去并得到结果。首先对所要设计好的宽度方案进行试验。确定出矩形支架长度、长束直径以及短管间距尺寸后通过调整完成，然后再利用UG软件绘制宽度-厚度曲线及相关图件等数据与实测值作对比分析来验证宽粉铝壳电池包在实际中机架和连接螺栓数量是否满足要求，并最终确定出矩形支架的最佳宽度。最后利用实测数据对机架和连接螺栓数量进行调整，使其符合试验要求。在实验中，由于所需调节参数多、且测量误差大以及铝壳电池宽粉体厚度时温度不稳定等因素影响了机架与机身之间的相对位置关系，而且本次试验为电动成型工艺及生产设备下料加工方法研究提供参考方案较少。

当宽带罩与电源电极相连时，我们需要先将整个机身的宽度调成一个大概5mm，因为这个尺寸是由硅胶材料制成[2]。然后再对其进行厚度调整。在调节好参数之后可以得到宽带上所装电路板的宽度值和包层之间距离。由于MgP/C=0可以很容易地计算出宽带罩与电源电极间连接时需要满足的条件，所以我们将其近似为5×10mm左右，但如果我们不方便地调节MgP/C，那么在这个宽度值下,我们可以得到宽带罩与电源电极间的距离，此时也是一个理想化的范围。我们先将宽带罩与电源电极间的距离调成5~8mm。然后再对包层宽度进行调节，此时也是一个理想化范围，因为如果MgP/C=3的话会导致其厚度不均匀。我们可以通过调节MgP的大小来解决这个问题。

五、方形铝壳电池宽面包膜机装置改进

方形铝壳电池宽面包膜机是一种新型的装置，它具有工作稳定、结构简单等优点,但其成本较高。改进方法，在原有的工艺上进行优化设计。为矩形横梁形硅粉电极和圆形电解液支架，同时考虑到机架与机身之间留有间隙使电源输出电流过大导致漏电问题发生意外，将槽型断面改为宽顶来解决了充电装置对电压要求过高而引起的电路不稳定等一系列问题，同时槽型断面改为宽顶来解决充电装置对电压的要求。在改进工艺后将其与硅粉电极装好，然后通过热压机进行加热使温度达到稳定值。

方形铝壳电池充电器由蓄能器、电源控制器和控制电路组成。通过改进后的宽型断面硅粉电极和圆形电解液支架进行优化，使其成本降低，同时槽型电池充电器结构简单，方便维修[3]。由于机架尺寸较小，所以在改进工艺后得到的宽型断面形状为U形，同时为了提高电源输出电流和效率以及保证充电性能稳定。通过优化设计获得了矩形光波管宽度大小相同、槽长范围一致且直径方向相反外径不同内径下支架材料强度最高的一种新型硅粉电极充电器。其测试结果显示该装置具有良好稳定性及高精度性价比[4]。同时通过对硅粉电极和槽型电池充电器进行测试，可以得到其性能的改善。

六、总结

在本次研究中，提到了一种方形铝壳电池宽面包膜装置，通过相关的推理和研究，我们对该装置的设计进行了深入的了解和研究，通过对相关概念和相关设计目标的对比分析研究，我们发现，包膜机在主体上，应该设计压膜条和拉膜辊，另外，主体上还要有相关的包膜组件，以此构成简易的包膜装置。压膜条应该设置在包膜机的绝缘膜出口处，拉膜辊应该设置在压膜条的下方，包膜辊组件设置在压膜条原理定位组件的一侧。在本设计中，我主要研究了宽型方形铝壳电池的生产工艺及方法。通过对该装置设备的改进和优化，使其性能得到一定提高。但是由于时间有限以及一些因素影响下本次试验仍有许多不足之处。该设备采用可兼容回型的方式包膜与U型方式包膜所根据的电池尺寸是不一样的，需要对电池进行人工的调整，设备的利用具有一定的普遍性，能够节约人工成本，降低厂家的生产成本。新型方形铝壳电池宽压电机制造工艺是通过对机身整体结构的设计，使其具有一定宽度和高度，以满足不同尺寸大小需求。

参考文献：

[1]杨庆斌，李迎青.方形动力电池铝壳激光焊接的实验研究[J].世界有色金属，2019(15):2.

[2]刘星,白家峰.一种方形铝壳锂离子电池的封口部件:CN208970565U[P].2019.

[3]蔡锦章,罗令,彭家新.一种方形铝壳锂离子电池的防爆线结构:,CN211320195U[P].2020.

[4]林俊颇,林俊仰,姚卿敏,等.一种方形铝壳电池预防负极耳突出工装的限位模具

作者简介：李建强 1973年07月 男 山东烟台 汉 大专 长春水利电力高等专科学校 企业法人兼总经理 深圳市泽诚自动化设备有限公司 研究方向:锂电池自动化设备的研发及其产业化