聚合物軟包裝鋰電池底角裂不良控制研究

摘 要：聚合物軟包裝鋰離子電池底角裂問題一直是困擾電池生產(chǎn)質(zhì)量提升的一個主要問題，文章對聚合物軟包裝鋰電池底角裂進(jìn)行了分析與研究，所得結(jié)論對聚合物軟包裝鋰電池底角裂控制有應(yīng)用意義。

關(guān)鍵詞：底角裂；沖殼；研究

1 概述

聚合物軟包裝鋰電池底角殼裂的現(xiàn)象是在生產(chǎn)過程中累積造成的結(jié)果，生產(chǎn)過程中，電池側(cè)邊需要進(jìn)行折邊操作，折邊側(cè)底角位置殼體相對較脆弱，當(dāng)對電池殼體側(cè)邊進(jìn)行反復(fù)的彎折或者角部殼體受到外力撞擊時，電池底角部位的殼體容易發(fā)生破裂或者損傷，從而出現(xiàn)電池底角殼裂質(zhì)量不良，導(dǎo)致電池出現(xiàn)鼓脹漏液的質(zhì)量問題。

2 聚合物軟包裝鋰電池底角裂產(chǎn)生機理分析

2.1 沖殼因素

（1）沖殼概念，沖殼是將處于平面狀態(tài)的鋁塑復(fù)合膜通過沖殼模具的合模增壓，沖壓成型為坑狀的有一定深度的方形殼體的過程，它是聚合物軟包裝電池的一個重要生產(chǎn)工序。

（2）沖殼過程中，模具型腔的直角轉(zhuǎn)角位置，對應(yīng)著成品電池的底角位置，鋁塑復(fù)合膜在此位置的拉伸延展幅度最大。模具對應(yīng)轉(zhuǎn)角位置要進(jìn)行圓角處理，而圓角半徑大小R的選擇直接關(guān)系到鋁塑復(fù)合膜拉伸延展的狀況，是影響成品電池底角裂質(zhì)量問題的原因之一。

2.2 生產(chǎn)制程因素

（1）聚合物軟包裝電池的生產(chǎn)過程是一個較為復(fù)雜的工藝過程，涉及眾多生產(chǎn)工序，而在各個生產(chǎn)工序的制程過程中，對電池不規(guī)范、不正確操作，形成對電池底角位置的反復(fù)彎折及撞擊，這種累積也是造成電池底角質(zhì)量不良的原因之一。

（2）通過分析發(fā)現(xiàn)主要的影響因素為：生產(chǎn)過程無保護(hù)措施；各工序操作方法不規(guī)范；未按照作業(yè)指導(dǎo)書操作；電池底角部位與設(shè)備碰撞。

3 聚合物軟包裝鋰電池底角裂控制研究

3.1 沖殼模具改善

我們對模具轉(zhuǎn)角的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，針對不同厚度的鋁塑拉伸膜，在不同的殼體沖壓深度范圍下，設(shè)定了不同的轉(zhuǎn)角參數(shù)值，應(yīng)用到生產(chǎn)中，改善效果明顯。

3.2 各生產(chǎn)工序異常點與控制研究

（1）生產(chǎn)制造全自動雙邊封工序，在收電池方法的時候，異常點，收取電池時碰觸電池底角，拿電池氣袋位置，晃動或者彎折氣袋?？刂品椒?，培訓(xùn)操作者取放電池須拿取電池主體部分，不得拿取氣袋部分。

（2）生產(chǎn)制造噴碼工序，異常點，從周轉(zhuǎn)盒中取電池時，拿取電池氣袋部位，易造成電池底角部位彎折?？刂品椒ǎ嘤?xùn)操作者，取放電池須拿取電池主體部分，不得拿取氣袋部分。

（3）生產(chǎn)制造貼保護(hù)紙工序，異常點，電池放入貼保護(hù)紙工裝內(nèi)時，彎折電池氣袋，易造成底角裂?？刂品椒?，培訓(xùn)操作者，取放電池須拿取電池主體部分，不得拿取氣袋部分。

（4）生產(chǎn)制造封底角工序，異常點，底角封裝邊緣到極組間的距離過近，會導(dǎo)致電池底角損傷；底角處出現(xiàn)磕傷?？刂品椒?，及時調(diào)整封頭前后位置；底角處出現(xiàn)變形時，及時調(diào)整封頭高低位置。

（5）生產(chǎn)制造注液工序，異常點，電池入上料位時，操作者將電池從周轉(zhuǎn)盒中取出后，用手指撥開氣袋，或是直接拿取氣袋部位，易造成電池底角裂。操作者將電池掃碼放入上料位時，磕碰電池底角部位，易造成電池底角裂?？刂品椒?，培訓(xùn)操作者嚴(yán)格按照工藝要求操作，不允許拿取電池氣袋及磕碰電池。設(shè)備取料夾爪將電池放入夾具的位置時，異常點，取料夾爪將電池放入夾具中時，夾爪與夾具底端的高度異常，高度過高，導(dǎo)致電池掉在夾具內(nèi)，磕傷底角，高度過低，導(dǎo)致夾爪在放電池時，彎折電池氣袋?？刂品椒?，調(diào)整取料夾爪與上料夾具、稱重夾具、靜置轉(zhuǎn)盤夾具之間的高度，保證與電池放入夾具內(nèi)的高度一致，防止電池在注液機內(nèi)運轉(zhuǎn)過程中氣袋被彎折。

（6）生產(chǎn)制造化成工序，拿取電池時，異常點，操作者在拿取電池過程中拿取電池氣袋。控制方法，培訓(xùn)操作者嚴(yán)格要求員工按照工藝要求操作，不允許拿取電池氣袋部位。

（7）生產(chǎn)制造熱壓工序，取料夾爪送電池時，異常點，取料夾爪送電池過程中要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)動作很快，造成電池在夾爪下不停的來回晃動，由于夾爪夾住電池氣袋部位，電池晃動，即氣袋與電池主體的連接處不停的被彎折，易造成電池底角裂。收料器將電池吸后，在放到收料槽中時，有停頓，電池在收料器上不停的抖動，也會造成氣袋相對于電池主體彎折，易造成電池底角裂?？刂品椒ǎ煌O(shè)備間取料夾爪的動作幅度不同，對于晃動比較厲害的取料夾爪進(jìn)行調(diào)試，保證旋轉(zhuǎn)后，電池在夾爪下晃動的幅度不足以造成電池氣袋彎折。不同設(shè)備間收料器的停頓幅度不同，調(diào)節(jié)收料器停頓過快的電池，保證電池在放入收料槽過程中抖動幅度不足已造成氣袋彎折。異常點，操作者將電池放入定位槽過程中時，拿取電池氣袋部位，彎折氣袋，易造成電池底角裂?？刂品椒?，培訓(xùn)操作者在任何操作過程中不允許只拿取電池氣袋部位。

（8）生產(chǎn)制造切折邊工序，切折邊員工將電池放入定位工裝之前自檢封裝效果時，異常點，操作者將電池放入切折邊定位工裝前檢驗除氣封裝封裝效果時，掰折電池氣袋部位，易造成電池底角裂。改善控制方法，培訓(xùn)操作者自檢封裝效果時，一手拿取電池主體部位，一手拖住氣袋，目測封裝效果，不能掰折氣袋。

（9）生產(chǎn)制造電池電壓檢測工序，將電池放入上料位時，異常點，操作者一次拿取多只電池，將電池放入上料位時用力過大，磕碰電池底角部位，電池底角被夾住，導(dǎo)致電池翹起這些操作都易造成電池底角裂。改善控制方法，培訓(xùn)操作者按照工藝要求操作，正確取放電池不要磕碰電池底角位置。收料器收取電池過程，異常點，收料器將電池吸起后，轉(zhuǎn)向收料槽的過程中，速度過快，電池底角很劇烈的撞在收料器臂上，導(dǎo)致電池底角部位變形，很容易造成底角裂?？刂品椒?，不同設(shè)備間，收料器轉(zhuǎn)動速度不同，調(diào)節(jié)氣閥，使得收料器轉(zhuǎn)動速度適中，不會將電池撞向旁邊的臂上。調(diào)節(jié)電池截止位置的定位裝置，使得電池截止位置遠(yuǎn)離收料槽，收料吸盤吸取電池主體的位置偏向負(fù)極耳側(cè)，保證收料吸盤轉(zhuǎn)向后不會將電池底角撞在收料槽臂上。

（10）生產(chǎn)制造篩選工序，側(cè)邊殼體和底角檢驗操作時，異常點，操作者在進(jìn)行檢驗過程中，側(cè)邊殼體掰開一次后，不得上下彎折殼體，并且只能掰開一次?？刂品椒?，規(guī)范操作者檢驗操作方法，避免側(cè)邊殼體多次彎折，造成底角殼體發(fā)生損傷，規(guī)范彎折次數(shù)。

（11）生產(chǎn)制造電路控制板焊接工序，激光輔助焊接時，異常點，操作者在將電池放入焊接工裝時，為了放入順達(dá)，在工作臺上進(jìn)行側(cè)邊壓實，壓實過程底角撞擊工作臺，對底角殼體造成損傷。改善控制方法，規(guī)范操作者操作，對操作者進(jìn)行培訓(xùn)，禁止將電池在工作臺上壓實，需用手對側(cè)邊殼體進(jìn)行捋實，防止對電池底角殼體造成損傷。

（12）生產(chǎn)制造質(zhì)量檢驗工序，側(cè)邊寬度檢驗時，異常點，檢驗人員在切折邊工序后，進(jìn)行切邊寬度檢驗，需將已折邊的側(cè)邊殼體掰開捋平，對側(cè)邊殼體有彎折的力，如操作不當(dāng)，造成電池多次被彎折，易造成底角殼體損傷。改善控制方法，規(guī)范檢驗人員的檢驗方法，并且要求檢驗過程對殼體的彎折次數(shù)，在90度范圍內(nèi)彎折次數(shù)不得超過2次，否則，電池報廢處理。

4 結(jié)束語

通過對沖殼過程及電池生產(chǎn)操作過程的分析，我們發(fā)現(xiàn)聚合物軟包裝鋰電池底角裂不良控制，通過對沖殼模具的參數(shù)優(yōu)化及生產(chǎn)過程的管理與執(zhí)行是能夠有效進(jìn)行控制。