[发明专利]一种扣式电池生产线

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产制造扣式电池的自动化设备技术，具体为一种锂锰扣式电池、锂离子二次扣式电池及其他类型扣式电池的扣式电池生产线，国际专利主分类号拟为Int.Cl.B65B 11/00(2006.01)。

背景技术

锂离子是最近几年发展起来的高性能电池，是国际上升级换代的新产品。随着计算机、计算器、文曲星等各种高档用电器具及电动玩具的普遍使用，因以其价格相对低廉锂锰扣式电池的消费市场不断扩大，产量不断增加。随着电池产量和性能的提高，对锂锰扣式电池生产设备的生产率及自动化程度要求也越来越高。先进的制造设备是增加电池产量、保证电池性能，提高电池品质的关键。但是，目前国内生产锂锰扣式电池的主要厂家，电池生产过程中的各工序，基本是采用单个手工定位操作+半自动的单机操作，没有自动化的生产线。

所述的手工定位操作+半自动的单机操作模式为5人一个单元，一字形排列在手套箱前，中间以传送带上带孔的盘子为传递媒介的生产方式。生产线的操作者每人带着防护手套在手套箱内操作，以镊子为工具，每人一把。第一个人(操作者)负责将扣式电池的负极壳摆在传送盘子的孔内，然后用镊子夹着锂片逐个放入到负极壳内，再用一个带着保护膜的聚丙烯棒将所述的锂片逐个压实，操作完成之后，传递给第二个人；第二个人负责用镊子将隔膜纸放入负极壳内的锂片上，摆正后，传送到下一个工序；第三个人负责用镊子将锰片放入隔膜纸上，摆正后，用注射器或精密计量泵，手工向所述的负极壳内逐个注入电解液，完成后传入下一工序；第四个人负责将扣式电池的正极壳盖在所述的负极壳上，然后传入第五道工序；第五道工序是封口工序，即第五个人负责用镊子夹住半成品电池到封口模的上下模具之间，然后由脚踏开关控制的冲床(机械的或液压的)或类似于冲床原理的专用冲具，带动封口冲模，实现扣式电池的手工封口，制成产品电池。所述的冲压封口是使所述正极壳的高出部分产生塑性变形，迫使正极壳圆周产生塑性变形，并使该塑性变形部分与所述负极壳的塑封圈部分，紧紧地压合在一起，实现扣式电池的密封封口。在所述的生产工序中，所述的隔膜纸还要独立的冲隔膜纸工序完成，即是由手套箱外单独的一台冲隔膜的机器加工冲得，然后拿到烘干室烘干后，才能放入生产线使用。这意味着这种手工定位操作+半自动的单机操作模式实际上需要的操作人员不只5人。另外，此种生产模式均为手工，人为影响因素过大，劳动强度大，操作人员容易疲劳，出现放料位置不准，导致封口出现次品；特别是隔膜纸的装配要将锂片的负极和锰片的正极完全分开，如果隔膜纸装不正，势必造成正负极短路，产生废品电池，无法保证出厂的电池性能和质量，使次品电池不可避免地流入市场，损害消费者利益，严重地影响了扣式电池生产和市场的发展；并且手工劳动，生产效率低，技术落后，电池制造成本高。还有，从管理角度看，这种生产模式必须保证生产线的每一岗位的工作量相当，且每一岗位的操作人员熟练程度近似，否则就会出现某一道工序的半制品积压，而其后道工序生产停滞的现象。这一方面影响生产，降低效率，另一方面也加大了管理成本，最终还是进一步提高了电池成本。

从现有生产线使用的机械设备角度看，所述的上负极壳、加锂片、冲隔膜纸、上锰片、加正极壳、封口等工序均采用纯机械结构，结构复杂，且需要润滑，而润滑的油气蒸发恶化了手套箱内的干燥空气的质量，降低了电池性能；同时由于整个生产过程全部是由机械传动和控制实现的，所以设备传动控制复杂，容易出现故障，制造成本高，维护也不便；再有纯机械结构的连带关系复杂，所以适应性差，当电池的个别尺寸参数发生变化时，设备就不能适应，或者需要大量改动，不能满足生产需要和市场要求。

在所述的冲隔膜纸工序，目前的设备只能产生平面的隔膜纸，不能产生其他形状或结构(例如碗状结构)的隔膜纸，至使电池正负极的完全隔离技术难度较大，实际操作困难，留下短路报废的隐患；

在所述的上锰片工序，目前的设备由于采用筒装锰片落料的方式进行锰片装配，筒最上面的锰片和最下面的锰片当装配完成时二者的电解液含量是不同的，造成电池性能的不稳定；

在所述的加正极壳工序，目前的设备是由水平滑动气缸带动前端安装有气动吸盘的垂直伸缩气缸，依靠吸盘吸起正极壳移动，然后在负极壳正上方下落，将正极壳装配上负极壳。由于吸盘多为橡胶制品，柔软而有弹性，因此吸住每个正极壳的位置不可能保证绝对一致，给系统的运行带来了不稳定性；由于所述正极壳和负极壳的装配间隙一般在0.05mm左右，因此对负极壳定位和滑动气缸移动精度要求很高，导致生产成本提高；