一種堿錳電池紙塑吸卡包裝熱合裝置

常 偉，胡曉麗

（中銀（寧波）電池有限公司，浙江寧波 315040）

0 引言

隨著新技術(shù)新材料的日益進步，堿性鋅錳電池生產(chǎn)技術(shù)日漸成熟，市場需求量大。在電池生產(chǎn)過程中包裝熱合是其中的重要環(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、紙卡熱封成型為電池吊卡，電池有序容置于泡罩內(nèi)，紙塑吸卡包裝即是堿錳電池包裝形式中的一種。

對于小尺寸的紙塑吸卡包裝，以單面紙卡尺寸90 mm×120 mm為例，傳統(tǒng)生產(chǎn)方式效率較低，熱合效果不穩(wěn)定。因此為解決現(xiàn)有電池包裝熱合裝置結(jié)構(gòu)上的不足，需要設(shè)計一種新型熱合裝置，利用現(xiàn)有物料，布局合理，結(jié)構(gòu)可靠，且成型后電池吊卡外形美觀，可滿足大批量生產(chǎn)需求。

1 結(jié)構(gòu)組成

1.1 紙塑吸卡包裝

堿錳電池吊卡包裝形式多樣，紙塑吸卡包裝是其中常見的一種，電池容置于泡罩內(nèi)，紙卡對折后包裹泡罩，兩面紙卡通過裝置熱合后即熱封成型為電池吊卡進行后續(xù)包裝。本設(shè)計中，選擇以單面紙卡尺寸90 mm×120 mm 的4 粒吊電池紙塑吸卡包裝為例，成型后的吊卡造型如圖1 所示。

1.2 熱合裝置模具組成

本設(shè)計中的熱合裝置由上模板、紙塑吸卡包裝、下模板等3 個部分組成，一組裝置并列4 個工位，其模具架構(gòu)如圖2 所示。

圖1 電池紙塑吸卡包裝

圖2 熱合裝置組成

（1）上模板。包括環(huán)氧樹脂板、耐高溫帶、發(fā)熱片、電線、螺栓、墊片等，用于產(chǎn)生高溫進行加熱。核心是發(fā)熱片，材料選用0.15 mm不銹鋼薄片，發(fā)熱片設(shè)計決定紙塑包裝的熱封區(qū)域，影響熱封質(zhì)量。在覆蓋熱封區(qū)域的前提下，發(fā)熱片回路設(shè)計不宜過多過密，發(fā)熱片寬度選擇寬窄適中。耐高溫帶用于保溫，防止紙卡吸附，同時幫助發(fā)熱片固定在環(huán)氧樹脂板指定位置上。每個工位上覆蓋一片發(fā)熱片，發(fā)熱片底部穿過螺栓，通過電線串聯(lián)成串聯(lián)回路，保證一組裝置內(nèi)的電流通路。

（2）紙塑吸卡包裝。包括堿錳電池、泡罩、對折紙卡，電池有序容置于泡罩內(nèi)，紙卡對折后包裹泡罩，兩面上油紙卡通過裝置熱合后即熱封成型為電池吊卡。

（3）下模板。包括環(huán)氧樹脂板、耐高溫帶、硅膠板等。環(huán)氧樹脂板上開孔，尺寸以剛好卡住泡罩外輪廓為宜，用于放置紙塑吸卡包裝，形成相鄰4 個工位。硅膠板整體面積大于熱封區(qū)域，開同大小孔，用特定膠水粘附在環(huán)氧樹脂板上，上表面再粘一層耐高溫帶，防止紙卡吸附，便于熱合后脫模。

本設(shè)計中熱合裝置包含的主要物料和布局如圖3 所示。

圖3 熱合裝置物料

2 原理分析

目前在電池生產(chǎn)包裝行業(yè)中，適用于小尺寸紙塑包裝的普通轉(zhuǎn)盤式吊卡機的熱合裝置主要有兩種。一種是上熱式，下模板用來固定泡罩、紙卡，上模板一般采用鋁板，導(dǎo)熱性能好，其上金屬加熱板中插有整排電熱管電偶，通過電熱管發(fā)熱，熱量透過紙卡傳遞，優(yōu)點是成品外形美觀，可用于吸卡包裝，但是對設(shè)備要求高，熱封性能不穩(wěn)定；一種是下熱式，上模板采用普通金屬板，下模板一般采用環(huán)氧樹脂板，其上附有發(fā)熱片，通過發(fā)熱片通電發(fā)熱，熱量透過泡罩傳遞，優(yōu)點是發(fā)熱快，生產(chǎn)效率高，但是成品正面外觀一般，有明顯的熱封痕跡，多用于泡罩和單層紙卡的熱合，不適用于吸卡包裝。

本設(shè)計結(jié)合傳統(tǒng)熱合裝置上熱式和下熱式的熱封原理，二者兼容，下模板采用傳統(tǒng)上熱式的下模板，保證成品正面外觀質(zhì)量，將傳統(tǒng)下熱式的下模板作為上模板使用，發(fā)熱采用發(fā)熱片方式，提升效率，保證熱封質(zhì)量，從而設(shè)計出一種適用于小尺寸紙塑吸卡包裝的新型熱合裝置。

3 新型熱合裝置的優(yōu)勢

（1）結(jié)構(gòu)布局合理，上模板位于下模板正上方，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來熱封成型電池吊卡。在電池包裝過程中僅需控制上模板下壓并進行熱封即可，下模板在設(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板上，安放紙卡、取出成品的過程中也不容易燙傷操作人員，使得本設(shè)計中的電池包裝熱合裝置安全可靠，且一塊上模板可對應(yīng)多塊下模板，更換、維護熱封組件也比較方便省時。

（3）熱封時，對折紙卡內(nèi)部上下端面對應(yīng)部位粘結(jié)，使得包裝紙塑熱封成型為完整、密封的電池吊卡。熱封后的熱封痕跡較淺，且該熱封痕跡位于成品背面，成品正面則保持光滑平整，使得成型后的電池吊卡造型更加美觀、大方。

（4）因發(fā)熱原理采用發(fā)熱片發(fā)熱，熱封效率接近傳統(tǒng)下熱式，生產(chǎn)效率比傳統(tǒng)上熱式有較大提升，一個班次內(nèi)產(chǎn)能進一步提高，更適合小尺寸紙塑吸卡包裝的大批量生產(chǎn)，滿足連續(xù)生產(chǎn)需求。

4 結(jié)語

本設(shè)計利用現(xiàn)有物料，結(jié)合傳統(tǒng)熱合裝置上熱式和下熱式的熱封原理，取其優(yōu)點，解決不足，設(shè)計出一種適用于小尺寸紙塑吸卡包裝的新型熱合裝置，并進行實踐應(yīng)用。實際生產(chǎn)表明，本設(shè)計中的熱合裝置布局合理、結(jié)構(gòu)可靠、成品優(yōu)良，有效提升了生產(chǎn)效率，擴大了產(chǎn)能，適合堿錳電池包裝的大批量生產(chǎn)，滿足日益增長的市場需求。