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最火M6U拉线之动力电池密封工序存在的问题及磁性开关光学元件卸货机铸造加工工业皮带Frc

2024-01-27 12:01:20  骁阳机械网

M6U拉线之动力电池密封工序存在的问题及解决方案

1 概述

M6U拉线是专门生产60AH大容量汽车动力电池的自动化流水线,分为前工序与后工序,前工序是指制造锂电池的阴阳极片的一系列工序,后工序是指将阴阳极片通过卷绕、入壳、封装樟树、注液、抽真空、密封、化成等制造成电池产品的一系列工序。该电池产品外壳为不锈钢材质。本文介绍的是后工序中注入电解液静置后、电池化成前,将电池内部的空气抽净并同时将钢壳密封的工序中所发生的问题及改进方案。

2 存在问磨损测试至3000万次循环题

该工序通过将电池置于真空负压的密闭腔体内完成电池内部的抽真空,并同时采用压入钢球方式将抽气孔堵住密封,目前主要存在以下几个问题:

(1)钢壳漏气不密封。即打上钢球后,过一段时间电池内部真空度降低;

(2)打不上钢珠。即抽完真空打钢球动作完成后,发现抽气孔内无钢球;

(3)钢球深浅不一。即钢球镶入抽气孔内的深浅不一,由于抽气孔道很短,钢球镶入的深度将影响密封可靠性;

(4)软壳。表现为打完密封钢球后,发现电池较软,即内含有较多空气。

3 原因分析

首先介绍电池钢壳的结构及抽真空、打钢球的工作原理。

钢壳抽气孔结构如图1所示。在厚度为1 mm的钢壳顶盖上冲J玉成形深约1.5mm抽气孔,再将该孔用封胶密封,抽真空时首先将封胶破坏以形成气道,通过该孔将钢壳内的空气抽走,并重新用钢球将其密封;

抽真空的方法采用将电池置于负J玉环境下,使电池内部的空气从抽气孔道抽出而完成,工作原理见图2,流程如下:首先真空腔体2及件“3’’、“4’’、“5’’、“6’’提升至上位,电池置入工位,见图al;电池到达工位后,腔体下降与底座形成一密闭容器按“停止”键停止机电,刺破封胶的刺膜机构3伸出,升降导向套下压带动刺膜机内刺膜针撞开抽气孔的封胶,刺膜机构退回,外接真空源与腔体接通开始对腔体抽真空,见图bl;抽真空完毕,升降导向套继续下降至指定位置,钢球供给系统工作,往钢壳抽气孔供应一个钢球,见图c);然后顶希望对大家有所帮助针下降,将钢球打入抽气孔内,见图d),腔体上升,电池送出,完成一个工序。

3.1钢壳漏气不密封

主要有以下几个影响因素:

(1)钢珠镶入深度不够:由于升降导向套、顶针的行程固定,钢壳高度的制造误差影响了钢球的深浅度。

(2)顶盖抽气孔与钢珠配合的过盈量只有0.04mm,且钢壳与钢球为同种304 不锈钢材料,镶入时贴合性能不好,且304钢球外形尺寸由于较软制造误差较大。

(3)电池定位存在缺陷,电池宽度方向无定位,导致钢针与抽气孔不同轴,容易打偏、受力不均,影响贴合性能。

3.2打不上钢珠

主要有以下几个影响因素:

(1)钢球供给系统工作不可靠,升降导向套、固定导套上的钢珠通道不畅阻滞钢珠的供给,此湖州时表现为一次无钢球,而下次有二个钢球。

(2)打钢球时,顶针的行程不足,使钢球无法压入抽气孔内,形成虚打。这是由于升降导向套下行行程为固定,又因钢珠镶入抽气孔位置离平面距离较小,在钢壳高度偏小或顶盖有变形时,会使打钢球之顶针行程变得不够。

3.3钢珠嵌入深浅不一致

理论上无论汽车锁钢珠嵌入深浅,只要能密封就行,只是由于顶盖抽气孔很短,只有约1.5mm,行程被严格控制,故对深浅有要求。钢珠嵌入深浅不一致同样也是由于升降导向套平行行程、顶针行程为固定,而钢壳高度又存在误差,从而导致钢球的深浅不一。

3.4软壳

软壳即电池内部有空气,主要有以下几个影响因素:

(1)抽真空通道堵塞,钢壳顶盖上的封胶在刺膜机构的撞击下与顶盖分开,但在封胶的回弹力作用下又重新弹回,堵住了抽气孔。

(2)钢壳焊接质量问题,方形钢壳山激光焊接而成,虽然仝检,但仍有极个别不合格漏气钢壳流入后工序。

4 解决方案

通过以上分析可知,该工序的主要问题有以下几点:

(1)电池的封胶结构存在设计缺陷;

(2)打钢球的结构设计没控制电缆考虑钢壳本身的制造误差,不合理;

(3)钢壳的宽度方向无定位,导致钢壳无法精确定位;

(4)钢球材料选择不合理,与钢壳同为304不锈钢,材质硬度偏软,无法使抽气孔变形;(5)钢球通道存在不通皮革拉力机畅。

具体解决方案如下:

(1)更改顶盖抽气孔封胶的联接带尺寸,将其变薄、变窄,使其在刺膜机构撞开后不再具有反弹力,保持抽气通道畅通不堵塞。

(2)为了消除锂电池钢壳的高度误差造成的钢球深浅不一甚至打不上钢球的情况,打钢球时改为顶盖上平面定位,即升降导向套平行行程增大,使其能直接与钢壳顶盖平而接触,平行压力根据实际情况通过压力调节阀控制。

增加钢壳在宽度方向的定位,其中一面设限位块,另一而采用气缸压紧,使钢壳的位置保持一致性,使顶针与抽气孔基本同轴,防止打偏。

(3)更改不锈钢球材料,将304改为马氏体不锈钢404,硬度变大,打钢球时,使抽气孔变形而钢球不变形,有效消除抽气孔的制造误差及不规则形态,同时钢球的尺寸误差更小,配合过盈量容易控制,使二者的配合度更好。

(4)更改钢球通道设计,原升降导向套上的钢球通道下边缘略高于导套固定座之孔边缘,且制有圆角,另宽度又比导套固定座小,造成钢球下落阻滞不畅,将之改为一级比一级大,保证畅通,结构如图3所示。

5 结语

经过以上的改进方案的实施,消除了钢球深浅不一及打不上的现象,软壳问题也大为减少,另外在打完钢球后再涂以密封胶,确保密封的可靠性,产品合格率大为提高,使设备满足了生产要求,生产得以顺利进行。

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