电芯铝塑膜封装过程作为锂离子动力电池生产的重要环节之一,其工艺质量可能决定了电池成品质量。目前国内电芯铝塑膜封装以手工及半自动生产方式为主,产品一致性差、装配精度低、电池组质量不稳定。论文针对锂离子电池电芯铝塑膜封装工艺及自动化设备进行了分析与研究,设计了产品一致性好、生产效率高的锂离子电池电芯铝塑膜自动封装设备。1.分析并确定了锂离子电池电芯铝塑膜自动封装设备的总体方案。在对现有生产状况以及自动化生产工艺要求分析的基础上,采用模块化设计方法和独立性公理,将设备划分为送料、冲压、裁剪、循环、装配和热封等模块,并确定了设备的总体方案。2.对设备各模块的结构进行了详细设计。分别设计了六大模块的具体结构,同时对冲压模块模具尺寸与工艺参数进行了详细的分析计算。3.对铝塑膜冲压成形工艺进行了研究与优化。通过拉伸实验分析了铝塑膜材料特性,并对铝塑膜冲压工艺进行了仿真分析。设计了正交试验对影响铝塑膜成形性能的工艺参数进行了分析。采用响应曲面法、拉丁超立方试验和多目标粒子群优化算法结合的方法对影响显著的参数进行了优化。优化后的铝塑膜拉深成形工艺的壳体最薄处厚度为0.057mm。经冲压实验证明对铝塑膜冲压成形工艺优化的结果可靠。4.对铝塑膜热封性能进行了研究与分析。分析了铝塑膜的导热机理,建立了热传导模型并对模型求解,得到铝塑膜内层材料温度与热封温度、热封时间的关系。利用仿真结果验证了铝塑膜热封热传导模型的合理性;进一步仿真分析了热封温度、热封时间、热封强度以及硅胶板结构对铝塑膜热封性能的影响;最后通过铝塑膜热封性能试验,对影响热封强度明显的热封温度与热封时间进行了研究。