锂电池中段电芯制造可分为卷绕式和叠片式两种，不同的电池封装方式决定了不同的制备工艺。
基于多年的技术沉淀，卷绕工艺在生产设备、技术工艺、效率、成本等方面都具有明显的优势，但在车规级动力电池对于大容量和大尺寸的需求趋势下，卷绕设备企业必须通过产品升级和技术创新，寻求自身的破局之道。
(资料图)
/回归锂电池制造场景
卷绕工艺的多重挑战/
卷绕机通过卷针将正极片、负极片和隔膜卷制成锂电池裸电芯。在卷绕过程中，极耳对齐度控制、极片对齐度控制、极耳翻折控制、整机的除尘能力控制以及设备效率瓶颈突破都是当前卷绕行业急需解决的难题。其中，极片对齐度直接关系到电池的能量密度；极耳翻折严重的将引起电池短路，影响电池的安全性；整机除尘效果直接关系到电池的Hi-pot能否通过，如存在金属粒子则容易导致电池热失效，涉及电池安全……
在此背景下，海目星借助对激光与自动化控制的深厚积累，围绕“卷绕工艺品质，产品良率，产能效率”三大主线，推出全新的卷绕产品组合策略，并融合多工艺极耳切割控制、极片高速高精度追切、锥度张力控制、卷针自动变卷径等关键技术，攻克电池工艺窗口兼容性以及电池变形、切割毛刺、粉尘控制等行业难点，助力锂电池电芯性能、品质的提升。
01
方形切卷一体机
海目星方形切卷一体机将激光模切与卷绕优化整合于一体，融合高速激光切割极耳成型、CCD检测与激光模切闭环控制、锥度张力控制、CCD与多级纠偏闭环联动控制、高速高精度凸轮追切控制、极耳防翻折控制、粉尘收集控制等关键技术，有效解决极耳对齐度、极耳错位问题，解决电芯安全问题，在张力控制、极耳切割精度、极片裁断效率等方面均具备行业优势。
具体产品参数上，方形切卷一体机设备产能≥5PPM(极片长度16m)，激光切割速度1.5m/s，极片对齐度≤±0.3mm，极耳对齐度≤±3mm，匀速张力波动≤±4%，良率≥99.5%。该设备已经在客户端实现量产，同时具备了批量量产的能力。
02
方形高速卷绕机
通过迭代创新，海目星方形高速卷绕设备在制造效率上实现了创新突破，同样16m的极片长度，效率≥5.5PPM。
在机械设计上，把两工位卷塔设计升级到三工位，卷绕效率显著提高；叠加低惯量高稳定性的卷绕头设计，惯量小，在提高卷绕速度的同时，降低张力波动，实现高速运行下的稳定卷绕，卷绕精度提升，从而保障了电芯的一致性，优化电池性能。
采用变径卷针创新专利设计，有效解决极耳对齐度的自动调节，提升电池的品质和良率。
在自动控制上，海目星高速卷绕机具备速度同步控制、锥度张力控制、CCD与变径卷针闭环控制、CCD与多级纠偏闭环联动控制等核心控制技术能力，线速度可达3000mm/s。
03
圆柱切卷一体机
随着4680大圆柱电池的结构创新，尤其是全极耳的结构设计，给卷绕制备工艺的实现和一致性带来新的挑战。海目星圆柱切卷一体机率先攻克工艺技术难点，赋能46系大圆柱电池高效、高质、低成本量产落地，产能效率15PPM(极片长度5.5m)，张力波动≤±5%，激光切割速度1.5m/s(全极耳狭缝工艺)。
突破性采用凹凸模设计的专利结构，对极耳进行预折及抚平拍平(经过多次角度逐级成型)，并通过6维度DOE技术优化，进一步防止了极耳成型后产生翻折和倒插，保障了卷绕电芯的安全性。
采用CCD与模切闭环控制，使极耳对齐度保持在±5mm以内的精度；新研发测厚与模切闭环控制系统，进一步提升极耳对齐度的控制精度。
另外采用恒张力控制技术、锥度张力控制技术等多种张力闭环控制方式，实现张力闭环控制精度≤±5%，Overhang精度≤±0.3mm。
海目星通过搭建更全面的关键技术平台，夯实激光、纠偏、张力、通用等关键技术的应用和延展，为电池龙头企业提供更全面的卷绕装备技术解决方案。
百舸争流，奋楫者先。以高速化、集成化、智能化为目标，海目星锂电卷绕设备已迎来全面升级和迭代，并持续向更高效、更高精度、更高产能的方向演进。
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