随着能源紧缺和环保方面的压力增加，大容量动力蓄电池逐渐形成动力电源的主体。在我国2010年远景目标纲要规划中，锂电池专用设备被列为我国优先发展产品，是工业发展的重点之一。传统的锂离子电池套管设备生产效率低、劳动强度大，且生产的电池产品一致性差，难以满足动力电池更的高要求。与传统的锂离子电池套管设备相比，锂离子电池自动套管设备的生产效率高、劳动强度低，且生产的锂离子电池产品一致性高、性能稳定，是提高锂离子电池产品质量的重要途径之一。锂离子电池的自动套管工艺研究及结构优化设计是锂离子电池自动套管设备研制的基础，对提高套管质量、降低设备研发制造成本具有重要意义。本文通过采用理论分析、有限元数值模拟与试验研究相结合的方法，对锂离子电池套管工艺进行了研究，并对自动套管设备的关键机构进行了优化设计。本文主要研究内容和结论如下：1、建立了非金属材料PET绝缘垫片的冲裁有限元分析模型，探讨了不同的冲裁工艺参数对绝缘垫片冲裁质量的影响规律。结果表明，采用合理的冲裁间隙及提高冲裁速度，可以提高冲裁件的断面质量及尺寸精度，减小冲裁件的弯曲程度。2、根据传热原理及加热机构的有限元建模难点，建立了加热机构的有限元分析模型，并以加热管的安装尺寸为优化对象，加热机构温度的均匀性及平均温度为优化目标，采用正交试验及灰色关联度优化方法对加热机构进行了优化设计，获取了最优加热机构的设计参数。3、根据传热原理及胶管加热有限元建模难点，建立了胶管加热的有限元分析模型，分析了不同加热温度及自转速度对胶管温度的影响规律。结果表明，随着加热温度的升高，胶管温度的均匀性变差；自转速度越大，胶管温度的均匀性越好，但是当自转速度增大到一定程度时，继续增大自转速度对改善胶管温度的均匀性不明显。4、对绝缘垫片冲裁和胶管加热收缩进行了试验研究。结果表明，相对于优化前的加热机构而言，优化后的加热机构更容易控制获得合格产品的加热温度，且减少了胶管可能产生的热收缩缺陷的种类；本文通过数值模拟分析确定的绝缘垫片冲裁工艺参数及胶管加热工艺参数是合理可行的，以此工艺参数进行试验研究，获得了合格的绝缘垫片及最终套管产品。