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卷繞工藝/ Winding

鋰電池中段電芯制造可分為卷繞式和疊片式兩種，不同的電池封裝方式?jīng)Q定了不同的制備工藝。

基于多年的技術沉淀，卷繞工藝在生產(chǎn)設備、技術工藝、效率、成本等方面都具有明顯的優(yōu)勢，但在車規(guī)級動力電池對于大容量和大尺寸的需求趨勢下，卷繞設備企業(yè)必須通過產(chǎn)品升級和技術創(chuàng)新，尋求自身的破局之道。


卷繞機通過卷針將正極片、負極片和隔膜卷制成鋰電池裸電芯。在卷繞過程中，極耳對齊度控制、極片對齊度控制、極耳翻折控制、整機的除塵能力控制以及設備效率瓶頸突破都是當前卷繞行業(yè)急需解決的難題。其中，極片對齊度直接關系到電池的能量密度；極耳翻折嚴重的將引起電池短路，影響電池的安全性；整機除塵效果直接關系到電池的Hi-pot能否通過，如存在金屬粒子則容易導致電池熱失效，涉及電池安全……

在此背景下，海目星借助對激光與自動化控制的深厚積累，圍繞“卷繞工藝品質，產(chǎn)品良率，產(chǎn)能效率”三大主線，推出全新的卷繞產(chǎn)品組合策略，并融合多工藝極耳切割控制、極片高速高精度追切、錐度張力控制、卷針自動變卷徑等關鍵技術，攻克電池工藝窗口兼容性以及電池變形、切割毛刺、粉塵控制等行業(yè)難點，助力鋰電池電芯性能、品質的提升。

01、方形切卷一體機


海目星方形切卷一體機將激光模切與卷繞優(yōu)化整合于一體，融合高速激光切割極耳成型、CCD檢測與激光模切閉環(huán)控制、錐度張力控制、CCD與多級糾偏閉環(huán)聯(lián)動控制、高速高精度凸輪追切控制、極耳防翻折控制、粉塵收集控制等關鍵技術，有效解決極耳對齊度、極耳錯位問題，解決電芯安全問題，在張力控制、極耳切割精度、極片裁斷效率等方面均具備行業(yè)優(yōu)勢。

具體產(chǎn)品參數(shù)上，方形切卷一體機設備產(chǎn)能≥5PPM（極片長度16m），激光切割速度1.5m/s，極片對齊度≤±0.3mm，極耳對齊度≤±3mm，勻速張力波動≤±4%，良率≥99.5%。該設備已經(jīng)在客戶端實現(xiàn)量產(chǎn)，同時具備了批量量產(chǎn)的能力。

02、方形高速卷繞機

通過迭代創(chuàng)新，海目星方形高速卷繞設備在制造效率上實現(xiàn)了創(chuàng)新突破，同樣16m的極片長度，效率≥5.5PPM。

在機械設計上，把兩工位卷塔設計升級到三工位，卷繞效率顯著提高；疊加低慣量高穩(wěn)定性的卷繞頭設計，慣量小，在提高卷繞速度的同時，降低張力波動，實現(xiàn)高速運行下的穩(wěn)定卷繞，卷繞精度提升，從而保障了電芯的一致性，優(yōu)化電池性能。


采用變徑卷針創(chuàng)新專利設計，有效解決極耳對齊度的自動調節(jié)，提升電池的品質和良率。

在自動控制上，海目星高速卷繞機具備速度同步控制、錐度張力控制、CCD與變徑卷針閉環(huán)控制、CCD與多級糾偏閉環(huán)聯(lián)動控制等核心控制技術能力，線速度可達3000mm/s。

03、圓柱切卷一體機


隨著4680大圓柱電池的結構創(chuàng)新，尤其是全極耳的結構設計，給卷繞制備工藝的實現(xiàn)和一致性帶來新的挑戰(zhàn)。海目星圓柱切卷一體機率先攻克工藝技術難點，賦能46系大圓柱電池高效、高質、低成本量產(chǎn)落地，產(chǎn)能效率15PPM（極片長度5.5m），張力波動≤±5%，激光切割速度1.5m/s（全極耳狹縫工藝）。

突破性采用凹凸模設計的專利結構，對極耳進行預折及撫平拍平（經(jīng)過多次角度逐級成型），并通過6維度DOE技術優(yōu)化，進一步防止了極耳成型后產(chǎn)生翻折和倒插，保障了卷繞電芯的安全性。

采用CCD與模切閉環(huán)控制，使極耳對齊度保持在±5mm以內的精度；新研發(fā)測厚與模切閉環(huán)控制系統(tǒng)，進一步提升極耳對齊度的控制精度。

另外采用恒張力控制技術、錐度張力控制技術等多種張力閉環(huán)控制方式，實現(xiàn)張力閉環(huán)控制精度≤±5%，Overhang精度≤±0.3mm。

海目星通過搭建更全面的關鍵技術平臺，夯實激光、糾偏、張力、通用等關鍵技術的應用和延展，為電池龍頭企業(yè)提供更全面的卷繞裝備技術解決方案。

百舸爭流，奮楫者先。以高速化、集成化、智能化為目標，海目星鋰電卷繞設備已迎來全面升級和迭代，并持續(xù)向更高效、更高精度、更高產(chǎn)能的方向演進。 

原標題：多場景應用及探索，海目星高精、高速卷繞進階法