基于負(fù)壓下的鋰電池自動(dòng)封口機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

苗忠賀

摘要：結(jié)合現(xiàn)有鋰電池生產(chǎn)企業(yè)存在的技術(shù)問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一套能在負(fù)壓下自動(dòng)密封半成品鋰電池的新設(shè)備。該裝置通過(guò)一套自行研制的完整的鋼珠推擠機(jī)構(gòu)和鋼珠撞擊機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了鋼珠的完全密封，并將鋼珠推送至鋰電池的液體注入口。與傳統(tǒng)的密封方法相比，新型的鋰電池自動(dòng)封口機(jī)具有效率高、廢品率低的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：鋰電池;自動(dòng)封口機(jī);設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

前言：目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)鋰電池密封主要采用手動(dòng)和半自動(dòng)的方式。手動(dòng)方法是手動(dòng)將鋰電池放入定位板，用氣缸夾緊鋰電池，然后將鋼球放入帶有鑲嵌銷(xiāo)的鋰電池注入口，利用鑲嵌面調(diào)整鋼球的方向，將鋼球用沖頭打進(jìn)鋰電池上方的注射口。這種方法的缺點(diǎn)是速度慢，效率低。針對(duì)鋰電池密封技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)了一套負(fù)壓自動(dòng)密封裝置，解決了鋰電池手動(dòng)和半自動(dòng)密封效率高、廢品率高等難題。

一、研究背景

現(xiàn)在，人們一直在處理電子設(shè)備。21世紀(jì)移動(dòng)設(shè)備的普及對(duì)移動(dòng)電氣設(shè)備提出了越來(lái)越高的要求。鋰離子電池作為大容量的綠色能源電池正受到越來(lái)越多的關(guān)注。這就迫使人們尋求提高鋰離子電池效率的手段，以滿足市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的供求關(guān)系。鋰離子電池具有電壓高、能量利用率高、循環(huán)次數(shù)多、貯存期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。鋰離子電池不僅廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備，也廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)工具等大中型電子設(shè)備。鋰離子電池的密封性能是影響電池長(zhǎng)期安全性能的關(guān)鍵因素。如果鋰離子電池的密封不嚴(yán)密，電池的充放電會(huì)使電池內(nèi)部發(fā)熱，在溫度的影響下電解質(zhì)會(huì)迅速揮發(fā)，電池的電阻會(huì)用盡，電池的容量會(huì)迅速下降，電池的故障會(huì)導(dǎo)致一些極端的情況。目前，隨著電力電池的發(fā)展和電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的成熟和完善，市場(chǎng)對(duì)大容量電力電池的需求越來(lái)越大。傳統(tǒng)蓄電池的密封方式是粉碎鋼球，而鋼殼蓄電池的密封方式是機(jī)械密封。隨著電池容量的增加，向電池組注入的電解質(zhì)量越來(lái)越大，但傳統(tǒng)的鋼球密封方法局限于注入孔的大小，使注入效率過(guò)低，而鋼殼電池組的機(jī)械密封方法不可靠。并且密封過(guò)程是鋰電池生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法中，采用人工進(jìn)料沖壓，工藝復(fù)雜、效率低。因此，目前大容量鋰離子電池采用大直徑的注射孔密封，目前對(duì)于大容量鋰離子電池的密封主要采用螺母法固定，這種密封方法存在缺陷，容易造成蓄電池液泄漏，嚴(yán)重影響鋰離子電池的性能和安全性。因此，本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)超純凈手套箱的自動(dòng)掃描、注重封、高效、完全的無(wú)人自動(dòng)生產(chǎn)，大大降低了人力成本，大大提高了生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品價(jià)格，實(shí)現(xiàn)了客戶的最大利益。鋰電子自動(dòng)生產(chǎn)線保證了注入效率和注入孔的密封，避免了電池的泄漏，有效地保證了鋰離子電池的使用性能和安全性。

二、機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

基于負(fù)壓的鋰電池自動(dòng)密閉機(jī)主要由鋰電池定位機(jī)構(gòu)、滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、鋼球推進(jìn)機(jī)構(gòu)和鋼球推送機(jī)構(gòu)組成。

（一）定位機(jī)構(gòu)

鋰電池自動(dòng)封口機(jī)的定位機(jī)構(gòu)由定位底板、右定位板、右定位缸、前定位板、前定位缸、左定位板和后定位板組成。左定位板和后定位板固定。將鋰電池放入鋰電池的定位區(qū)域，對(duì)定位缸和前定位缸分別推右定位板和前定位板，將鋰電池定位夾緊。

（二）滑動(dòng)機(jī)構(gòu)

鋼珠的放置部位設(shè)有一個(gè)縱向鋼珠下降孔，鋼珠可以沿這個(gè)孔向下墜落?？v向沖頭定位孔是用來(lái)定位沖頭的?；瑝K通過(guò)真空泵的連接孔與真空泵連接，沖孔與真空泵的連接孔和推桿的位置孔連接，從而啟動(dòng)真空泵可以保證滑塊中的真空環(huán)境，從而保證鋰電池在負(fù)壓環(huán)境下的密封運(yùn)行。

（三）鋼珠推送機(jī)構(gòu)

鋼珠推板上設(shè)有鋼珠推板定位孔，鋼珠推板的自由端位于鋼珠推桿的內(nèi)部，鋼珠推桿的自由端位于鋼珠推桿定位孔，鋼珠推桿的自由端位于鋼珠推桿定位孔。鋼鋼珠推動(dòng)圓筒向前推進(jìn)。鋼珠推板沿鋼的內(nèi)部推進(jìn)。鋼珠掉進(jìn)了推的洞里。當(dāng)鋼珠推孔與鋼珠滴孔重合時(shí)，鋼珠掉在鋼珠推桿上。此時(shí)，鋼球推缸向后運(yùn)動(dòng)，鋼球推桿向桿外位置移動(dòng)，當(dāng)鋼珠位置孔與鋼球落槽對(duì)準(zhǔn)時(shí)，鋼球落槽向桿柱位置孔，鋼球推缸再向正運(yùn)動(dòng)，鋼球推板完成球洞向球位孔的工作。

二、電氣控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

具體業(yè)務(wù)程序如下：第一，向上拉滑塊，將鋰電池放在定位區(qū)域。右邊和前面的定位圓筒一個(gè)接一個(gè)地移動(dòng)。推右定位板和前定位板。將放置在定位板上的鋰電池推至側(cè)角位置，并將鋰電池壓至定位板。第二，啟動(dòng)真空泵，確保鋰電池在負(fù)壓環(huán)境中的密封操作。第三，在推球機(jī)構(gòu)中的鋼球?qū)撉蛲迫肭虻膬?nèi)側(cè)。同時(shí)，鋼球?qū)撉蛲迫肭蜉S承內(nèi)的定位孔。第四，鋼球敲擊圓柱體運(yùn)動(dòng)，敲擊沖頭部位，在沖頭沖下，位于棒材鋼球固定位置的鋼球打孔進(jìn)入鋰電池注射流體口。第五，密封后取出鋰電池。第三、電氣控制系統(tǒng)。該裝置實(shí)現(xiàn)了鋰電池的定位、鋼珠的推擠、鋼珠注入到鋰電池的液體入口。工作時(shí)，首先要對(duì)汽缸和前置汽缸的相位進(jìn)行一段時(shí)間的繼電器動(dòng)作，以完成鋰電池的位置;然后，真空泵開(kāi)始工作，將空氣從滑梯中移走，以確保真實(shí)的空置環(huán)境。鋼球?qū)撈肯蚯昂拖蚝笸七M(jìn)兩次，將鋼瓶置于沖頭下方;最后，鋼瓶向下擠壓鋼瓶，將鋼瓶打入鋰電池的液體注入孔中，完成密封操作。然后對(duì)每個(gè)動(dòng)力缸進(jìn)行重復(fù)，以完成鋰電池的密封操作。在密封操作完成時(shí)，應(yīng)合理控制每個(gè)汽缸的運(yùn)行順序和時(shí)間。

結(jié)語(yǔ)：

該系統(tǒng)有效地解決了手動(dòng)或半自動(dòng)設(shè)備蓄電池密封易損傷、效率低、易丟失鋼珠等問(wèn)題。實(shí)際應(yīng)用表明，該系統(tǒng)能夠滿足生產(chǎn)要求。該系統(tǒng)適用于一定尺寸的鋰電池，在此基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)塊的位置，以滿足不同形狀和尺寸的要求。當(dāng)前的手動(dòng)以及半自動(dòng)式的的鋰電池封口機(jī)存在著許多的弊端，為了有效的解決這一問(wèn)題就必須要重視進(jìn)行基于負(fù)壓下的鋰電池自動(dòng)封口機(jī)的設(shè)計(jì)與研究，從而使這一技術(shù)可以更加廣泛的應(yīng)用，進(jìn)一步提高鋰電池自動(dòng)封口機(jī)的效率與質(zhì)量。

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