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. 南孚圓柱形鋰——二氧化錳電池 包裝工藝規(guī)程制定 郭苗苗100910312 石糧梅100910313 李雅100910306 陳宇100910307 陳昕100910314 一、電池的結(jié)構(gòu)特點及其對包裝的技術(shù)要求 1.電池的結(jié)構(gòu)特點 南孚圓柱形鋰-二氧化錳電池5號電池，即AA。一般尺寸為：直徑14mm，高度49mm。鋰——二氧化錳電池是一種高電壓、高比能量的一次電池，它以金屬鋰作負極活性物質(zhì)（鋰是一種活潑金屬，遇水會發(fā)生激烈反應(yīng)釋放出氫氣），二氧化錳作正極活性物質(zhì)，無機鹽的有機溶液作電解液，它是典型的有機電解質(zhì)電池。由于鋰——二氧化錳電池采用的材料的特性決定了它具有以下特點： ①成本低，相對于其他鋰電池正極材料，二氧化錳資源豐富價格低廉； ②單體電池電壓高達3.0 V，工作電壓平穩(wěn)； ③比能量高，約275 wh／kg，是比能量最高的一次性電池之一； ④自放電小，密封陛能好；貯存壽命長達5年以上； ⑤可在-40—+60℃范圍內(nèi)工作。 2.包裝設(shè)計要求 1.電池作為一種使用商品滿足其使用性能的要求外，還有外形美觀的要求 2.電池的包裝要起到保護產(chǎn)品的使用性能的作用 3.電池主要發(fā)生的危險是電池爆炸、燃燒等不安全狀況，因此在圓柱形鋰——二氧化錳電池結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須增加安全防護措施。 4.包裝應(yīng)該避免流通過程中造成的損害 1）裝卸搬運環(huán)節(jié) 人工裝卸和機械裝卸中的拋擲、堆垛倒塌、起吊脫落、裝卸機的突然啟動和過急的升降都會造成產(chǎn)品的跌落損害。 2）運輸環(huán)節(jié) （1）沖擊。運輸工具的啟動、變速、轉(zhuǎn)向、剎車會使貨物改變速度使松散的貨物堆垛與車廂，與相鄰貨物發(fā)生碰撞，導(dǎo)致貨物或包裝容器的沖擊損壞。 （2）振動。各種運輸工具運行時受到路面狀況、路軌解封、發(fā)動機振動等因素的影響，產(chǎn)生周期性上下顛簸和左右搖晃。 （3）氣候條件。長途運輸貨物會經(jīng)歷不同氣候區(qū)域，受到寒冷、炎熱、干燥、潮濕等氣候因素的影響。 （4）貯存環(huán)節(jié) 貯存方法，堆碼重量、高度直接影響產(chǎn)品包裝件的流通安全性。 二、電池包裝的防護功能設(shè)計 1.內(nèi)包裝 泡罩包裝設(shè)計，泡罩包裝可以保護物品，防止潮濕 、灰塵、污染、盜竊和破損，延長產(chǎn)品的儲存期，并且，包裝是透明的，層底商印有使用說明及注意事項，為消費者提供方便。 2.中包裝設(shè)計 中包裝是一個薄的紙板盒，作為中包裝它不僅起到對泡罩包裝的防護作用，還有在其內(nèi)整齊排列的展示作用，因此我們設(shè)計了一個可供展示的包裝，包裝底部有一個像抽屜形式的，銷售時拉出展示內(nèi)部電池，方便美觀。 3.運輸包裝 4.防潮處理 一般是在運輸包裝瓦楞紙箱外表面涂刷防潮涂料，或?qū)ν呃慵埌宓南浼埌暹M行防潮處理，使用耐水性膠等等。此外，電池的內(nèi)包裝，除了能夠防塵，還可防潮。必要時，在箱內(nèi)放入適量的干燥劑，如袋裝硅膠等。 5.包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新 （1）中包裝設(shè)計中采用可展示的包裝（如前所述） （2）圓柱形鋰一二氧化錳電池的安全性設(shè)計 由于圓柱形鋰．二氧化錳電池的能量密度高達275Wh／kg，且金屬鋰的熔點太低，只有180℃左右，因而圓柱形鋰．二氧化錳電池在濫用情況下，電池溫度極有可能升高并且達到或超過鋰的熔點，此時熔鋰會與電池內(nèi)部的非水電解質(zhì)、正極活性物質(zhì)、正極中高分散的碳粉以及有機隔膜發(fā)生劇烈反應(yīng)，同時產(chǎn)生大量氣態(tài)物質(zhì)，有可能造成電池爆炸、燃燒等不安全狀況。因此在圓柱形鋰．二氧化錳電池結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須增加安全防護措施，我們采用以下幾種措改善了圓柱形鋰．二氧化錳電池的安全性能： ①采用鋁塑復(fù)合膜做電池安全防爆膜裝置 一般的鋰電池采用的安全設(shè)計是金屬容器刻傷或采用密封圈防爆溝方式，我們采用的是鋁塑復(fù)合膜組裝成的安全防爆膜裝置，在電池遭受濫用，內(nèi)部產(chǎn)生大量氣體內(nèi)壓增大時，這種由鋁塑復(fù)合膜組裝成的安全防爆膜裝置更能可靠地開啟泄壓，保證鋰電池不爆裂，防爆性能更穩(wěn)定，安全防爆膜裝置的生產(chǎn) 裝配也更簡便、更可靠。 ②選擇具有微孔關(guān)閉功能的PP／PE／PP復(fù)合微隔膜在電池發(fā)生內(nèi)部或外部短路等異常濫用情況下，電池內(nèi)部會很快發(fā)熱升溫，當(dāng)電池溫度達到120度時復(fù)合膜中的PE層會熔化，使其微孔永久關(guān)閉，阻斷離子通過從而阻斷電池內(nèi)部的電流通過，保證電池安全。 ③在電池中采用正溫度系數(shù)過電流保護開關(guān)PTC元件 在電池發(fā)生外部意外短路等異常濫用情況時，聚合物開關(guān)PTC元件因大電流通過會發(fā)熱，到80℃時聚合物開關(guān)PTC元件的內(nèi)阻急劇增大，形成斷路阻斷電流通過，從而保護電池安全。 ④選擇使用難燃性的電解質(zhì) 圓柱形鋰．二氧化錳電池如采用高氯酸鋰(LiCIO。)體系的電解液，由于電池的容量高，而LiCl04又是強氧化劑，在圓柱形鋰一二氧化錳電池發(fā)生意外燃燒時，LiCl04將是助燃劑，三氟甲基磺酸鋰(LiCF3S03)其氧化性較弱且穩(wěn)定性好，圓柱形鋰一二氧化錳電池選用其做電解質(zhì)可以提高鋰．二氧化錳電池的安全性。 6.包裝件防護性能試驗 1．自由下落試驗 將電池從離地面1．9m的高處自由下落，重復(fù)10次，觀察電池的變化；允許電池變形、漏液，但不得起火燃燒或爆炸。 2．過放電試驗 電池用100mA的電流放電46h，不得變形、漏液、起火燃燒或爆炸。 3．充電試驗 電池用100mA的電流充電15h，不得變形、漏液、起火燃燒或爆炸。 4．電池3：1反接試驗 將電池按3：1反接方式連接24h，電池的安全放氣泄壓閥開啟，允許電池漏液，但不得起火燃燒或爆炸。 5．高溫保存試驗 將電池放人100℃的烘箱中存放，5h以內(nèi)電池的安全放氣泄壓閥不得開啟，電池不允許漏液、起火燃燒或爆炸。24h以后電池的安全放氣泄壓閥開啟，電池允許漏液，但不得起火燃燒或爆炸。 6．內(nèi)部短路(釘刺)試驗 將電池用直徑2．5mm，長度50mm的不銹鋼釘子，從電池側(cè)面的中部穿刺透過，電池不得起火燃燒或爆炸。 7．?dāng)D壓試驗 將電池放在平臺上，用直徑15．8mm的金屬棒放在電池上方呈十字形，用9．1kg的重物距電池61 cm高處自由下落，砸在電池上，電池不得起火燃燒或爆炸。 三、 包裝工藝過程 工序 工步 工序內(nèi)容 及要求 包裝設(shè)備與 工藝設(shè)備 包裝品 名稱 數(shù)量 1 1 2 3 4 調(diào)試、準(zhǔn)備包裝設(shè)備 環(huán)境條件控制 驗收電池 驗收包裝材料 2 1 2 3 4 5 6 7 8 泡罩成型 充填 檢測 蓋襯底 熱封 打印 切邊 裝盒 泡罩包裝機 打印設(shè)備 切邊機 3 檢驗內(nèi)包裝、中包裝的質(zhì)量 紙箱堆碼試驗儀 跌落測試儀 沖擊試驗機 4 1 2 3 將中包裝裝入瓦楞紙箱中 封箱 打印生產(chǎn)日期 膠帶切斷器 打印機 PP壓敏膠帶 B*L=25*120mm 2 5 裝瓦楞托盤 托盤、叉車 6 入庫、堆碼 叉車、堆碼機 7 檢驗 按批量對包裝方法、 封箱質(zhì)量等項目進行抽檢 紙箱堆碼試驗儀 跌落測試儀 沖擊試驗機 四、 包裝工藝過程分析 1.內(nèi)包裝工藝流程 電池裝入內(nèi)包裝內(nèi)，要被內(nèi)包裝完全包裹，避免在包裝中發(fā)生外短路（包括與同一包裝中任何可能引起電池短路的導(dǎo)體接觸） 。 內(nèi)包裝成型工藝流程：卷筒塑料片向前輸送→薄片加熱軟化，在模具內(nèi)用壓縮空氣壓制或用抽真空吸制成泡罩→用自動上料機構(gòu)充填產(chǎn)品→檢驗泡罩成型質(zhì)量和充填是否合格→卷筒襯底材料覆蓋在已充填好的產(chǎn)品的泡罩上→用板式或者輥式熱封器將泡罩和襯底封合在一起→在襯底背面打印號碼和日期等信息→切邊→形成內(nèi)包裝件。 2.裝箱、封箱 質(zhì)量檢測之后，將內(nèi)包裝件按要求整齊裝入中包裝中。再按流通需要將中包裝裝入瓦楞紙箱中在抽樣檢測之后，用兩條寬25mm、長120mm的聚丙烯壓敏膠帶，在適當(dāng)位置將箱蓋貼牢。 五、 包裝件檢測 電池包裝件的檢驗分為出廠檢驗和型式檢驗。出廠檢驗項目有包裝方法、隨箱文件。檢驗時不需要逐個檢驗，而是從整批包裝件中抽取一批樣本，根據(jù)對樣本的檢測的結(jié)果，判斷這批產(chǎn)品是否合格。出廠檢驗采用GB2828“逐批檢查記數(shù)抽樣程度及抽樣表”中正常檢查一次抽樣方案。型式檢驗是在設(shè)計定型的新產(chǎn)品試銷之前進行。檢驗項目有跌落、斜面沖擊、橫木撞擊等。型式檢驗采用GB2829進行周期檢查 。 六、 填寫工藝 包裝綜合工藝卡片： (工廠名稱) 包裝工藝 過程卡片 產(chǎn)品名稱及型號 第頁 圓柱形鋰-二氧化錳電池 包裝 共頁 工序 工步 工序內(nèi)容 生產(chǎn)品車間 包裝材料 包裝設(shè)備 工藝裝備 技術(shù)等級 時間定額（min） 1 1 2 3 4 5 調(diào)試、準(zhǔn)備包裝設(shè)備 環(huán)境條件控制 驗收電池 驗收包裝材料 PVC塑料薄膜 紙板 瓦楞紙板 2 1 2 3 4 5 6 7 8 泡罩成型 充填 檢測 蓋襯底 熱封 打印 切邊 裝盒 PVC塑料薄膜 紙板 瓦楞紙板 泡罩包裝機 3 檢驗內(nèi)包裝、中包裝的質(zhì)量 紙箱堆碼試驗儀 跌落測試儀 沖擊試驗機 4 1 2 3 將中包裝裝入瓦楞紙箱中 封箱 打印生產(chǎn)日期 PP壓敏膠帶 B*L=25*120mm 膠帶切斷器 打印機 5 裝瓦楞托盤 托盤、叉車 6 入庫、堆碼 叉車 堆碼機 7 檢驗 按批量對包裝方法、 封箱質(zhì)量等項目進行抽檢 紙箱堆碼試驗儀 跌落測試儀 沖擊試驗機 包裝工序卡片： 包裝工序卡片 調(diào)試、準(zhǔn)備包裝設(shè)備 環(huán)境條件控制 驗收電池 驗收包裝材料 產(chǎn)品名稱 產(chǎn)品型號 第1頁 生產(chǎn)內(nèi)車間 生產(chǎn)工段 共7頁 工序號 1 工序名稱 驗收 設(shè)備編號 設(shè)備名稱 包裝材料與容器 電池、紙盒 工序號 驗收 工藝設(shè)備 時間定額（min） 編號 名稱 工藝時間 輔助時間 其它時間 驗收 10 3 2 編制 核準(zhǔn) 包裝工序卡片 泡罩成型 充填 檢測 蓋襯底 熱封打印 切邊 裝盒 產(chǎn)品名稱 產(chǎn)品型號 第2頁 生產(chǎn)內(nèi)車間 生產(chǎn)工段 共7頁 工序號 2 工序名稱 泡罩成型 設(shè)備編號 設(shè)備名稱 泡罩包裝機 打印設(shè)備 切邊機 包裝材料與容器 電池、塑料片材、熱封涂層、印刷油墨、紙板襯底 工序號 泡罩成型 工藝設(shè)備 時間定額（min） 編號 名稱 工藝時間 輔助時間 其它時間 泡罩成型 2 3 2 編制 核準(zhǔn) 包裝工序卡片 檢驗內(nèi)包裝、中包裝的質(zhì)量 產(chǎn)品名稱 產(chǎn)品型號 第3頁 生產(chǎn)內(nèi)車間 生產(chǎn)工段 共7頁 工序號 3 工序名稱 檢驗 設(shè)備編號 設(shè)備名稱 紙箱堆碼試驗儀 跌落測試儀 沖擊試驗機 包裝材料與容器 泡罩包裝、中包裝紙盒 工序號 檢驗 工藝設(shè)備 時間定額（min） 編號 名稱 工藝時間 輔助時間 其它時間 驗收 10 5 8 編制 核準(zhǔn) 包裝工序卡片 將中包裝裝入瓦楞紙箱中 封箱 打印生產(chǎn)日期 產(chǎn)品名稱 產(chǎn)品型號 第4頁 生產(chǎn)內(nèi)車間 生產(chǎn)工段 共7頁 工序號 4 工序名稱 封箱、打碼 設(shè)備編號 設(shè)備名稱 膠帶切斷器 打印機 包裝材料與容器 中包裝紙盒、瓦楞紙箱、壓敏膠帶 工序號 封箱、打碼 工藝設(shè)備 時間定額（min） 編號 名稱 工藝時間 輔助時間 其它時間 封箱、打碼 10 20 8 編制 核準(zhǔn) 包裝工序卡片 裝瓦楞托盤 產(chǎn)品名稱 產(chǎn)品型號 第5頁 生產(chǎn)內(nèi)車間 生產(chǎn)工段 共7頁 工序號 5 工序名稱 堆碼 設(shè)備編號 設(shè)備名稱 托盤、叉車 包裝材料與容器 外包裝紙箱 工序號 堆碼 工藝設(shè)備 時間定額（min） 編號 名稱 工藝時間 輔助時間 其它時間 堆碼 5 15 5 編制 核準(zhǔn) 包裝工序卡片 入庫、堆碼 產(chǎn)品名稱 產(chǎn)品型號 第6頁 生產(chǎn)內(nèi)車間 生產(chǎn)工段 共7頁 工序號 6 工序名稱 入庫、堆碼 設(shè)備編號 設(shè)備名稱 叉車、堆碼機 包裝材料與容器 中包裝紙盒、瓦楞紙箱、壓敏膠帶 工序號 入庫、堆碼 工藝設(shè)備 時間定額（min） 編號 名稱 工藝時間 輔助時間 其它時間 入庫、堆碼 10 10 5 編制 核準(zhǔn) 包裝工序卡片 檢驗 按批量對包裝方法、封箱質(zhì)量等項目進行抽檢 產(chǎn)品名稱 產(chǎn)品型號 第7頁 生產(chǎn)內(nèi)車間 生產(chǎn)工段 共7頁 工序號 7 工序名稱 抽檢 設(shè)備編號 設(shè)備名稱 紙箱堆碼試驗儀 跌落測試儀 沖擊試驗機 包裝材料與容器 外包裝箱、托盤 工序號 抽檢 工藝設(shè)備 時間定額（min） 編號 名稱 工藝時間 輔助時間 其它時間 抽檢 20 5 5 編制 核準(zhǔn) .