
隨著動力電池對高倍率、高功率輸出需求的持續提升,電芯產品在結構設計上正發生明顯變化。無論是圓柱電芯的多極耳設計,還是方形電芯的極耳中置方案,本質上都是通過縮短電流路徑、降低內阻,以支撐更高性能輸出。
在這一趨勢下,多極耳工藝在性能與一致性方面的優勢日益顯現,應用需求持續增長。極耳位置一致性精度已成為影響電芯焊接穩定性、電芯一致性以及整線良率的關鍵指標,尤其在高節拍運行條件下,極耳的微小錯位一旦失控,往往會在后續工序中被放大,最終演變為難以快速追溯的質量波動。

各類常見的極耳錯位問題
傳統依賴人工發現問題并手動調整參數的方式,不僅需要停機調試、影響產能,還容易造成材料浪費;即便引入檢測手段,若缺乏自我調節能力,仍需依賴人工經驗反復修正,難以支撐高質量量產。在這一背景下,極耳位置一致性的關注重點正從“能否檢測問題”,轉向“是否具備閉環控制與自主調節能力”,并成為鋰電卷繞設備必須面對的核心工程課題。

極耳結構不斷演進,
對齊為什么必須走向閉環?
在高速卷繞條件下,極耳錯位并非由單一因素造成,而是來料偏差與設備精度不足等多種變量疊加的結果。從制造角度看,這類問題并不局限于某一產品形態,而是復雜極耳結構普遍面臨的共性挑戰。例如極片厚度不均引發的張力分布失衡、入料與裁切精度偏差帶來的初始定位漂移,都會在卷繞過程中被持續放大。
這意味著,即便在初始狀態下完成了精確標定,也難以保證在長周期運行中始終保持一致。如果僅采用“檢測—判定—剔除”的方式,偏差本質上只是被延后處理,而非在源頭得到控制。

華冠科技技術分享機制
基于這一判斷,在極耳閉環方案正式導入量產線之前,華冠科技先進制造技術研究院并未選擇直接在整線中調試,而是搭建電芯卷繞試驗平臺,聯動視覺與程序控制專家組,圍繞多極耳對齊開展系統驗證。

研究院樣品測試實驗:
極耳錯位(上圖)、極耳對齊度良好(下圖)
通過反復打樣與參數測試,研究團隊驗證了:
?對于由張力波動等過程性因素引發的極耳錯位,可通過檢測、計算與執行單元的有效聯動實現在線修正;
?對于入料與裁切等基礎精度問題,則可通過設備結構與程序優化加以控制。
在此基礎上,復雜結構極耳對位從事后篩選轉向在線調控,為閉環控制方案的工程化落地奠定了基礎。

把“發現偏差”,
升級為“系統性消除偏差”
01
先“看清楚偏差”,再談控制
在檢測測量層面,研究院自主研發了復雜極耳結構下的極耳偏移檢測測量系統,對電芯極耳位置進行在線數據掃描,通過算法分析獲得極耳的錯位量,穩定性好、精度高。對于單方向錯位、C型錯位都能實現準確檢測與測量。這一步解決的是:極耳位置偏差是否被真實、完整、穩定地測量出來。

02
不止于判定 NG,而是形成可執行的調控參數
在獲得檢測測量結果后,系統并不簡單停留在 OK / NG 判定與剔除層面,而是根據設備工藝需求,對極耳位置偏移量進行分析與計算,將其納入節距與軌跡參數模型中,生成可直接調用的修正值并反饋至控制系統。通過這一過程,檢測結果能夠轉化為具體、可執行的調控指令,使極耳位置控制從事后判斷升級為在線修正,真正構建起具備工程可落地性的閉環控制能力。
03
由激光系統完成在線修正,形成閉環
在執行端,修正值被實時反饋至激光系統,由系統自動調整加工軌跡,實現極耳對齊/中置的在線修正。至此,檢測、分析與執行構成完整閉環,極耳位置控制不再依賴人工經驗或靜態設定,而是具備了動態、自適應的調控能力,最終實現極耳對齊一致性滿足客戶需求。

算法運行效果

閉環控制,
如何支撐高性能電芯的穩定量產?
極耳閉環控制的價值,首先體現在極耳位置一致性精度的動態管控能力上。通過在線檢測與閉環調控機制,系統能夠在運行過程中持續修正極耳位置偏差,實現對齊精度的穩定提升,而不再依賴靜態參數或事后補救。

研究院測試運行效果
進一步來看,極耳閉環控制有效降低了偏差在后工序中的放大風險,避免因極耳錯位引發的批量性不良產品,從而減少異常停機與反復調整帶來的產能損失。在穩定運行狀態下,設備能夠在一次成型過程中完成高精度自我修正,無需人為介入反復調參,不僅提升了調試效率,也顯著減少了調試階段的材料消耗與浪費。
與此同時,閉環系統在運行過程中持續記錄關鍵過程數據,并對設備狀態進行實時監控。當偏差趨勢或異常信號出現時,系統能夠及時反饋并觸發告警,為設備穩定性評估與維護決策提供依據。這使多極耳對齊/中置能力不再是一次性的項目成果,而是逐步沉淀為可監控、可評估、可復制的工程方法,為不同規格、不同節拍的電池產線提供可靠的技術基礎與長期穩定的制造保障。


從單點突破到行業共性能力
圍繞鋰電制造過程中真實而長期存在的工藝痛點,華冠科技先進制造技術研究院持續從產品趨勢與制造共性出發,提前布局關鍵工藝的技術路徑,并通過多方聯合研討,系統梳理行業共性問題與潛在解決路徑。
在此基礎上,研究院依托工程實驗室開展專項研究與驗證,將工藝假設轉化為可量化、可驗證的工程結論,進一步推動單機設備層面的專項研發與落地實施。隨著相關技術在實際生產場景中的成熟應用,這些能力逐步沉淀為可復制、可推廣的行業解決方案,為鋰電電芯產品品質的持續提升提供有力支撐。
當產品結構持續演進、制造窗口不斷收窄,具備自適應與閉環能力的制造技術,將成為支撐高性能電芯量產的關鍵基礎設施。