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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(diǎn)及其對(duì)包裝的技術(shù)要求 1.電池的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 南孚圓柱形鋰-二氧化錳電池5號(hào)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(fù)極活性物質(zhì)（鋰是一種活潑金屬，遇水會(huì)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(wú)機(jī)鹽的有機(jī)溶液作電解液，它是典型的有機(jī)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(diǎn)： ①成本低，相對(duì)于其他鋰電池正極材料，二氧化錳資源豐富價(jià)格低廉； ②單體電池電壓高達(dá)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(zhǎng)達(dá)5年以上； ⑤可在-40—+60℃范圍內(nèi)工作。 2.包裝設(shè)計(jì)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(hù)產(chǎn)品的使用性能的作用 3.電池主要發(fā)生的危險(xiǎn)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(jì)中必須增加安全防護(hù)措施。 4.包裝應(yīng)該避免流通過(guò)程中造成的損害 1）裝卸搬運(yùn)環(huán)節(jié) 人工裝卸和機(jī)械裝卸中的拋擲、堆垛倒塌、起吊脫落、裝卸機(jī)的突然啟動(dòng)和過(guò)急的升降都會(huì)造成產(chǎn)品的跌落損害。 2）運(yùn)輸環(huán)節(jié) （1）沖擊。運(yùn)輸工具的啟動(dòng)、變速、轉(zhuǎn)向、剎車(chē)會(huì)使貨物改變速度使松散的貨物堆垛與車(chē)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(dòng)。各種運(yùn)輸工具運(yùn)行時(shí)受到路面狀況、路軌解封、發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)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(zhǎng)途運(yùn)輸貨物會(huì)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(hù)功能設(shè)計(jì) 1.內(nèi)包裝 泡罩包裝設(shè)計(jì)，泡罩包裝可以保護(hù)物品，防止潮濕 、灰塵、污染、盜竊和破損，延長(zhǎng)產(chǎn)品的儲(chǔ)存期，并且，包裝是透明的，層底商印有使用說(shuō)明及注意事項(xiàng)，為消費(fèi)者提供方便。 2.中包裝設(shè)計(jì) 中包裝是一個(gè)薄的紙板盒，作為中包裝它不僅起到對(duì)泡罩包裝的防護(hù)作用，還有在其內(nèi)整齊排列的展示作用，因此我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)可供展示的包裝，包裝底部有一個(gè)像抽屜形式的，銷(xiāo)售時(shí)拉出展示內(nèi)部電池，方便美觀。 3.運(yùn)輸包裝 4.防潮處理 一般是在運(yùn)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(jìn)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(shí)，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(jì)的創(chuàng)新 （1）中包裝設(shè)計(jì)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(jì) 由于圓柱形鋰．二氧化錳電池的能量密度高達(dá)275Wh／kg，且金屬鋰的熔點(diǎn)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(dá)到或超過(guò)鋰的熔點(diǎn)，此時(shí)熔鋰會(huì)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(jī)隔膜發(fā)生劇烈反應(yīng)，同時(shí)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(jì)中必須增加安全防護(hù)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(jì)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(shí)，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(kāi)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(jiǎn)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(huì)很快發(fā)熱升溫，當(dāng)電池溫度達(dá)到120度時(shí)復(fù)合膜中的PE層會(huì)熔化，使其微孔永久關(guān)閉，阻斷離子通過(guò)從而阻斷電池內(nèi)部的電流通過(guò)，保證電池安全。 ③在電池中采用正溫度系數(shù)過(guò)電流保護(hù)開(kāi)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(shí)，聚合物開(kāi)關(guān)PTC元件因大電流通過(guò)會(huì)發(fā)熱，到80℃時(shí)聚合物開(kāi)關(guān)PTC元件的內(nèi)阻急劇增大，形成斷路阻斷電流通過(guò)，從而保護(hù)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(qiáng)氧化劑，在圓柱形鋰一二氧化錳電池發(fā)生意外燃燒時(shí)，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(hù)性能試驗(yàn) 1．自由下落試驗(yàn) 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(guò)放電試驗(yàn) 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(yàn) 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(yàn) 將電池按3：1反接方式連接24h，電池的安全放氣泄壓閥開(kāi)啟，允許電池漏液，但不得起火燃燒或爆炸。 5．高溫保存試驗(yàn) 將電池放人100℃的烘箱中存放，5h以?xún)?nèi)電池的安全放氣泄壓閥不得開(kāi)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(kāi)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(yàn) 將電池用直徑2．5mm，長(zhǎng)度50mm的不銹鋼釘子，從電池側(cè)面的中部穿刺透過(guò)，電池不得起火燃燒或爆炸。 7．?dāng)D壓試驗(yàn) 將電池放在平臺(tái)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(guò)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(chēng) 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(yàn)收電池 驗(yàn)收包裝材料 2 1 2 3 4 5 6 7 8 泡罩成型 充填 檢測(cè) 蓋襯底 熱封 打印 切邊 裝盒 泡罩包裝機(jī) 打印設(shè)備 切邊機(jī) 3 檢驗(yàn)內(nèi)包裝、中包裝的質(zhì)量 紙箱堆碼試驗(yàn)儀 跌落測(cè)試儀 沖擊試驗(yàn)機(jī) 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(jī) PP壓敏膠帶 B*L=25*120mm 2 5 裝瓦楞托盤(pán) 托盤(pán)、叉車(chē) 6 入庫(kù)、堆碼 叉車(chē)、堆碼機(jī) 7 檢驗(yàn) 按批量對(duì)包裝方法、 封箱質(zhì)量等項(xiàng)目進(jìn)行抽檢 紙箱堆碼試驗(yàn)儀 跌落測(cè)試儀 沖擊試驗(yàn)機(jī) 四、 包裝工藝過(guò)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(dòng)上料機(jī)構(gòu)充填產(chǎn)品→檢驗(yàn)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(hào)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(cè)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(cè)之后，用兩條寬25mm、長(zhǎng)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(cè) 電池包裝件的檢驗(yàn)分為出廠檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)。出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目有包裝方法、隨箱文件。檢驗(yàn)時(shí)不需要逐個(gè)檢驗(yàn)，而是從整批包裝件中抽取一批樣本，根據(jù)對(duì)樣本的檢測(cè)的結(jié)果，判斷這批產(chǎn)品是否合格。出廠檢驗(yàn)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(yàn)是在設(shè)計(jì)定型的新產(chǎn)品試銷(xiāo)之前進(jìn)行。檢驗(yàn)項(xiàng)目有跌落、斜面沖擊、橫木撞擊等。型式檢驗(yàn)采用GB2829進(jìn)行周期檢查 。 六、 填寫(xiě)工藝 包裝綜合工藝卡片： (工廠名稱(chēng)) 包裝工藝 過(guò)程卡片 產(chǎn)品名稱(chēng)及型號(hào) 第頁(yè) 圓柱形鋰-二氧化錳電池 包裝 共頁(yè) 工序 工步 工序內(nèi)容 生產(chǎn)品車(chē)間 包裝材料 包裝設(shè)備 工藝裝備 技術(shù)等級(jí) 時(shí)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(yàn)收電池 驗(yàn)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(cè) 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(jī) 3 檢驗(yàn)內(nèi)包裝、中包裝的質(zhì)量 紙箱堆碼試驗(yàn)儀 跌落測(cè)試儀 沖擊試驗(yàn)機(jī) 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(jī) 5 裝瓦楞托盤(pán) 托盤(pán)、叉車(chē) 6 入庫(kù)、堆碼 叉車(chē) 堆碼機(jī) 7 檢驗(yàn) 按批量對(duì)包裝方法、 封箱質(zhì)量等項(xiàng)目進(jìn)行抽檢 紙箱堆碼試驗(yàn)儀 跌落測(cè)試儀 沖擊試驗(yàn)機(jī) 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(yàn)收電池 驗(yàn)收包裝材料 產(chǎn)品名稱(chēng) 產(chǎn)品型號(hào) 第1頁(yè) 生產(chǎn)內(nèi)車(chē)間 生產(chǎn)工段 共7頁(yè) 工序號(hào) 1 工序名稱(chēng) 驗(yàn)收 設(shè)備編號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 包裝材料與容器 電池、紙盒 工序號(hào) 驗(yàn)收 工藝設(shè)備 時(shí)間定額（min） 編號(hào) 名稱(chēng) 工藝時(shí)間 輔助時(shí)間 其它時(shí)間 驗(yàn)收 10 3 2 編制 核準(zhǔn) 包裝工序卡片 泡罩成型 充填 檢測(cè) 蓋襯底 熱封打印 切邊 裝盒 產(chǎn)品名稱(chēng) 產(chǎn)品型號(hào) 第2頁(yè) 生產(chǎn)內(nèi)車(chē)間 生產(chǎn)工段 共7頁(yè) 工序號(hào) 2 工序名稱(chēng) 泡罩成型 設(shè)備編號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 泡罩包裝機(jī) 打印設(shè)備 切邊機(jī) 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(hào) 泡罩成型 工藝設(shè)備 時(shí)間定額（min） 編號(hào) 名稱(chēng) 工藝時(shí)間 輔助時(shí)間 其它時(shí)間 泡罩成型 2 3 2 編制 核準(zhǔn) 包裝工序卡片 檢驗(yàn)內(nèi)包裝、中包裝的質(zhì)量 產(chǎn)品名稱(chēng) 產(chǎn)品型號(hào) 第3頁(yè) 生產(chǎn)內(nèi)車(chē)間 生產(chǎn)工段 共7頁(yè) 工序號(hào) 3 工序名稱(chēng) 檢驗(yàn) 設(shè)備編號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 紙箱堆碼試驗(yàn)儀 跌落測(cè)試儀 沖擊試驗(yàn)機(jī) 包裝材料與容器 泡罩包裝、中包裝紙盒 工序號(hào) 檢驗(yàn) 工藝設(shè)備 時(shí)間定額（min） 編號(hào) 名稱(chēng) 工藝時(shí)間 輔助時(shí)間 其它時(shí)間 驗(yàn)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(chēng) 產(chǎn)品型號(hào) 第4頁(yè) 生產(chǎn)內(nèi)車(chē)間 生產(chǎn)工段 共7頁(yè) 工序號(hào) 4 工序名稱(chēng) 封箱、打碼 設(shè)備編號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 膠帶切斷器 打印機(jī) 包裝材料與容器 中包裝紙盒、瓦楞紙箱、壓敏膠帶 工序號(hào) 封箱、打碼 工藝設(shè)備 時(shí)間定額（min） 編號(hào) 名稱(chēng) 工藝時(shí)間 輔助時(shí)間 其它時(shí)間 封箱、打碼 10 20 8 編制 核準(zhǔn) 包裝工序卡片 裝瓦楞托盤(pán) 產(chǎn)品名稱(chēng) 產(chǎn)品型號(hào) 第5頁(yè) 生產(chǎn)內(nèi)車(chē)間 生產(chǎn)工段 共7頁(yè) 工序號(hào) 5 工序名稱(chēng) 堆碼 設(shè)備編號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 托盤(pán)、叉車(chē) 包裝材料與容器 外包裝紙箱 工序號(hào) 堆碼 工藝設(shè)備 時(shí)間定額（min） 編號(hào) 名稱(chēng) 工藝時(shí)間 輔助時(shí)間 其它時(shí)間 堆碼 5 15 5 編制 核準(zhǔn) 包裝工序卡片 入庫(kù)、堆碼 產(chǎn)品名稱(chēng) 產(chǎn)品型號(hào) 第6頁(yè) 生產(chǎn)內(nèi)車(chē)間 生產(chǎn)工段 共7頁(yè) 工序號(hào) 6 工序名稱(chēng) 入庫(kù)、堆碼 設(shè)備編號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 叉車(chē)、堆碼機(jī) 包裝材料與容器 中包裝紙盒、瓦楞紙箱、壓敏膠帶 工序號(hào) 入庫(kù)、堆碼 工藝設(shè)備 時(shí)間定額（min） 編號(hào) 名稱(chēng) 工藝時(shí)間 輔助時(shí)間 其它時(shí)間 入庫(kù)、堆碼 10 10 5 編制 核準(zhǔn) 包裝工序卡片 檢驗(yàn) 按批量對(duì)包裝方法、封箱質(zhì)量等項(xiàng)目進(jìn)行抽檢 產(chǎn)品名稱(chēng) 產(chǎn)品型號(hào) 第7頁(yè) 生產(chǎn)內(nèi)車(chē)間 生產(chǎn)工段 共7頁(yè) 工序號(hào) 7 工序名稱(chēng) 抽檢 設(shè)備編號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 紙箱堆碼試驗(yàn)儀 跌落測(cè)試儀 沖擊試驗(yàn)機(jī) 包裝材料與容器 外包裝箱、托盤(pán) 工序號(hào) 抽檢 工藝設(shè)備 時(shí)間定額（min） 編號(hào) 名稱(chēng) 工藝時(shí)間 輔助時(shí)間 其它時(shí)間 抽檢 20 5 5 編制 核準(zhǔn)