一種堿錳電池?zé)o泡罩紙包裝熱合裝置

常 偉，胡曉麗

（中銀（寧波）電池有限公司，浙江寧波 315040）

0 引言

隨著技術(shù)進(jìn)步，堿性鋅錳電池生產(chǎn)技術(shù)日漸成熟，市場需求量大。在電池自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，電池吊卡包裝是其中的重要環(huán)節(jié)。在單節(jié)電池生產(chǎn)完畢后，通過包裝熱合裝置將電池與泡罩、紙卡等材料熱封成型為電池吊卡，電池有序包裹其中，去塑化的無泡罩紙包裝是堿錳電池一種包裝形式。20 世紀(jì)倡導(dǎo)環(huán)保意識(shí)以來，隨著社會(huì)發(fā)展完善和認(rèn)識(shí)的不斷加深，目前已經(jīng)逐漸被國際社會(huì)廣泛接受。尤其在當(dāng)前“禁塑令”的背景下，這種包裝形式不含塑料泡罩，采用一整張紙卡折合后熱封容置電池，相比傳統(tǒng)紙塑包裝，更符合環(huán)保理念。

近年，不少企業(yè)紛紛加大機(jī)器換人力度，推動(dòng)技術(shù)紅利替代人口紅利，進(jìn)一步降低人工成本，提高產(chǎn)品競爭力和附加值，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)智能化，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。本設(shè)計(jì)中的堿錳電池?zé)o泡罩紙包裝采用一整張紙卡，需要根據(jù)紙卡上事先壓制的折痕先折成指定形狀，放入規(guī)定數(shù)量電池后熱封卡頭部位。以前此類包裝只能在設(shè)備上進(jìn)行手工單卡加工，產(chǎn)量小、效率低，在工藝上比傳統(tǒng)紙塑包裝更為復(fù)雜，更加耗費(fèi)人工。因此，需要設(shè)計(jì)一種堿錳電池?zé)o泡罩紙包裝熱合裝置，方便電池和紙卡的安置，多個(gè)吊卡分工位排列同時(shí)熱封成型，解放勞動(dòng)力，提升生產(chǎn)效率，滿足成品大批量生產(chǎn)需求。

1 結(jié)構(gòu)組成

1.1 紙塑吸卡包裝

堿錳電池吊卡包裝種類多樣，一般以紙塑包裝為主，紙包裝相對(duì)使用少些，特別是無泡罩紙包裝與傳統(tǒng)紙塑包裝在形式、工藝上均存有明顯差異。無泡罩紙包裝的電池容置于折合后的紙卡內(nèi)，紙卡首尾對(duì)齊貼合構(gòu)成卡頭，卡頭部分通過裝置熱合后即熱封成型為電池吊卡，進(jìn)行后續(xù)包裝。本設(shè)計(jì)中，選擇以整面紙卡尺寸85 mm×280 mm 的4粒吊電池?zé)o泡罩紙包裝為例，成型后的吊卡造型示意如圖1 所示。

圖1 電池?zé)o泡罩紙包裝

1.2 熱合裝置模具組成

本設(shè)計(jì)中的熱合裝置由上模板、無泡罩紙包裝和下模等3個(gè)部分組成，一組裝置并列4 個(gè)工位，其模具架構(gòu)如圖2 所示。

圖2 熱合裝置組成

（1）上模板。一般采用平面鋁板，導(dǎo)熱性能好，熱量透過紙卡傳遞，成型后可保持成品外形美觀。在上模板上覆有金屬加熱板，其中插有整排電熱管電偶，通過電熱管發(fā)熱升溫，達(dá)到熱封效果。條件允許情況下，也可在上模板下表面粘附一層耐高溫布，既能起到保溫作用，又能在一定程度上避免熱封后上模板與成品紙卡吸附，不利于后續(xù)脫模。

（2）無泡罩紙包裝。包括堿錳電池、預(yù)折紙卡，電池容置于折合后的紙卡內(nèi)，紙卡首尾對(duì)齊貼合構(gòu)成卡頭，卡頭部分通過裝置熱合后即熱封成型為電池吊卡。

（3）下模。包括下模底板、紙卡支撐塊、卡頭熱封板、卡頭固定柱和壓簧等部分。紙卡折合裝入電池后，中間內(nèi)凹部分架于紙卡支撐塊上?？^部分的掛孔穿過卡頭固定柱，使得電池紙卡有序固定在下模上，方便后續(xù)熱封，并在熱合裝置上形成相鄰4 個(gè)工位。下模主要部件一般采用鋁材，重量輕、導(dǎo)熱性能好。卡頭固定柱宜采用耐高溫耐磨的非金屬復(fù)合材料，尺寸根據(jù)掛孔大小設(shè)計(jì)。

本設(shè)計(jì)中熱合裝置包含的主要物料和布局，如圖3 所示。

2 原理分析

圖3 熱合裝置物料

在堿錳電池生產(chǎn)包裝行業(yè)中，一般以紙塑包裝為主，紙包裝并不常見，由于無泡罩紙包裝與傳統(tǒng)紙塑包裝在形式、工藝上均存有明顯差異，故適合模具也較少。以前此類包裝因?yàn)橛唵瘟可?，多在設(shè)備上進(jìn)行手工單卡加工，不僅產(chǎn)量小、效率低，還非常耗費(fèi)人工。目前在堿錳電池包裝生產(chǎn)中，普通轉(zhuǎn)盤式吊卡機(jī)的熱合裝置主要有2 種，一種是通過電熱管加熱的上熱式，一種是通過發(fā)熱片加熱的下熱式。

本設(shè)計(jì)采用上熱式熱合原理，下模用來固定電池、紙卡，保持成品形狀便于熱封。上模板一般采用鋁板，導(dǎo)熱性能好。用于加熱的金屬板中插有整排電熱管電偶，通過電熱管發(fā)熱升溫達(dá)到熱封目的，熱量透過紙卡傳遞，成型后成品外形美觀，保證產(chǎn)品質(zhì)量。下模多工位的設(shè)計(jì)提升了生產(chǎn)效率，提高了產(chǎn)能。本設(shè)計(jì)中的熱合裝置完全能滿足堿錳無泡罩紙包裝的生產(chǎn)需求。

3 新型熱合裝置的優(yōu)勢

（1）結(jié)構(gòu)布局合理，上模板位于下模正上方，用于熱封的發(fā)熱組件設(shè)于上模板之上，采用上熱式熱封方式熱封成型電池吊卡。在電池包裝過程中僅需控制上模板下壓并進(jìn)行熱封即可，下模在設(shè)備工位上固定輪轉(zhuǎn)，無需調(diào)整模具位置，節(jié)約了人工成本，提高了生產(chǎn)效率。

（2）由于熱封組件位于上模板上，而成型后的電池吊卡位于下模上，安放紙卡、取出成品的過程中不容易燙傷操作人員。使得本設(shè)計(jì)中的電池包裝熱合裝置安全可靠，且一塊上模板可對(duì)應(yīng)多塊下模，更換、維護(hù)熱封組件方便省時(shí)。

（3）熱封后保證成品質(zhì)量的同時(shí)，產(chǎn)品外形美觀、大方。

（4）對(duì)比之前手工熱封方式，熱合裝置效率大幅提升，一個(gè)班次內(nèi)產(chǎn)能明顯提高，更適合無泡罩紙包裝的大批量生產(chǎn)，滿足連續(xù)生產(chǎn)需求。

4 結(jié)語

在當(dāng)前“禁塑令”的背景下，紙包裝必將越來越得到推廣，堿錳電池?zé)o泡罩紙包裝更符合綠色環(huán)保理念。本設(shè)計(jì)采用熱合裝置上熱式的熱封原理，設(shè)計(jì)出一種適用于無泡罩紙包裝的熱合裝置，已經(jīng)過實(shí)踐應(yīng)用。通過實(shí)際生產(chǎn)表明，本設(shè)計(jì)中的熱合裝置布局合理，結(jié)構(gòu)可靠，成品優(yōu)良，對(duì)比之前手工熱封方式，達(dá)到了機(jī)器換人的目的，降低人工成本，提升產(chǎn)品競爭力。同時(shí)，大幅提升了生產(chǎn)效率，擴(kuò)大了產(chǎn)能，工藝上完全適合堿錳電池?zé)o泡罩紙包裝的大批量生產(chǎn)，滿足日益增長的市場需求。