智見∣中日專家解碼鋰電池疊片卷繞機行業關鍵技術

隨著手機、數碼產品、筆記本電腦、電動玩具、軍工、新能源汽車、便攜式醫療設備等領域大量采用鋰電池作為電源，國內鋰電池產業獲得了迅猛發展。作為鋰電池制造設備的重要環節，疊片卷繞機的市場規模增速大于出貨增速，并開始向著自動化、一體化的方向發展。目前，我國鋰電池設備生產企業主要集中在東莞、廣州、深圳這三個區域。

2017年11月28日，由富士電機（中國）有限公司深圳分公司、中國傳動網、《伺服與運動控制》、中國運動控制產業聯盟共同主辦的“2017年華南地區富士電機傳動系統產品-鋰電池疊片卷繞機行業技術交流會”登陸深圳，并邀請到富士電機日籍資深技術專家、新能源汽車行業領導人士、鋰電池制造企業技術人員就中國鋰電池設備行業市場現狀、制造設備智能化方向、傳動運控技術發展趨勢、疊片卷繞設備智能化應用解決方案進行分享與交流。

“2016年中國鋰電池電芯設備規模75億元，同比增長超過100%，其中國產設備占55億元?！睆埼娜A女士就鋰電池行業與鋰電池設備行業的現狀與未來發表了自己的見解。目前動力電池的產能和性能，遠不能滿足終端電動車以及儲能市場的新增需求，而在行業標準規范出臺、新能源汽車帶動增長、儲能產業商業化規?；l展、中國企業市場份額擴大等有利因素的引導下，未來3-5年將是鋰電池設備的高速增長期。

“我國是汽車大國，但不是汽車強國，這主要是因為我國在關鍵技術上還有待加強，而新能源汽車和智能網聯汽車有望成為搶占先機、趕超發展的突破口?！痹凇缎履茉雌嚠a業的發展與動力電池的機會及要求》主題報告中，周發濤秘書長如是說，2016年，我國新能源汽車產量為51.7萬輛，居全球第一，而在中國迅速成為全球最大電動汽車生產國的過程中，中國的動力電池行業功不可沒。新能源汽車產業的高速發展，為新能源汽車動力電池提供更廣闊市場機會的同時亦提出了更高要求：今年3月發布的《促進汽車動力電池產業發展行動方案》中提出，促進汽車動力電池產業發展需堅持創新驅動、產業協同、綠色發展、開放合作等基本原則。

三宅大悟課長就圓形物體卷繞和不規則形狀物體卷繞為大家介紹了富士SX總線系統產品在鋰電池-卷繞機行業的應用案例解決方案?！霸谶M行圓形物體卷繞時，提升卷繞線速度的同時保持穩定張力是一個重要課題。而保證張力穩定，則需要能精確計算出卷繞軸的實時卷徑，給出正確的卷繞軸轉速?！比笪蛘f，對此，富士SX總線系統可以通過卷繞軸M4自身的編碼器反饋以及M2牽引軸的編碼器反饋推算出實時的當前卷徑。而針對不規則形狀物體卷繞，例如長方形的物體卷繞時，卷繞速度無法提升，主要原因是因為卷繞形狀不是圓形。為了達到穩定卷繞，需要在線速度穩定和張力穩定上做好控制。

都興興分享了他深耕鋰電池卷繞設備行業多年的工藝心得?！澳壳?，卷繞機分為全極耳卷繞機和多極耳卷繞機，兩者核心原理基本一致，即通過卷針的變轉速實現入料的勻速，基于該技術的前提下實現極片的恒張力控制。二者不同的是，多極耳卷繞機卷繞完成后極耳部分有對齊度要求，而全耳機卷繞機沒有極耳成型部分?！倍寂d興介紹道，卷繞機在國內發展了約10年，通過近兩三年運動控制技術的介入，有了很大的提升。比如，通過數學建模設計卷針的形狀，再通過程序計算得到卷針的軌跡來實現變轉速曲線。這樣曲線的細節可以很清晰的體現出來，未來定向曲線優化，實現扁平卷針的高速變轉速卷繞將更容易實現。

在《富士PLC+SAVO+HMI SX系統產品說明與各行業應用案例》主題報告中，吉崎久之課長講解目前富士SPH System、SPF System、SPM System三大Motion（運動）控制系統產品各自的特點、應用范圍、性能以及在各個行業設備生產中的實際應用。

現場，富士帶來一款2018年度最新的對應EtherCAT版本的通用系列——ALPHA7伺服。該伺服應用富士電機獨有的控制算法，實現了業界最高等級的3.2kHz相應頻率，縮短了控制周期，可以實現高速控制；瞬間最大扭矩能到350%以上，同時能對應高速指令；編碼器分辨率24bit高精度化，控制精度大幅提升，實現高精度控制；國際標準IEC61800-5-2定義的STO功能搭載，使用WSUーST1插件時能對應SS1、SLS、SBC、SSM等功能。預計ALPHA7伺服明年將進行發售。

就富士SMART伺服產品在鋰電池行業中斷定位的優化解決方案，周金章介紹道，中斷定位功能指的是將傳感器信號直接接入伺服放大器，在傳感器ON以后，伺服走定長，其優點是高速響應、高精度、省中斷模塊。鋰電池制片機是用于生產正極極片或負極極片的設備，目前，制片機效率瓶頸主要存在于自動焊接極耳、自動貼膠（極耳包膠）、切斷功能等方面，富士Smart方案采用了PLC內置定位+伺服中斷定位的控制技術，使得中斷定位響應時間為0.05ms，無需降速運行，不再需要減速傳感器，從而協助用戶降低投入成本，提升制造工藝和效益。

目前，我國的鋰電設備制造業正處于快速成長期，國內從事相關設備制造的企業眾多，但規模較小。就行業未來發展而言，鋰電設備自動化水平需要逐步提升，設備工藝需要不斷滿足鋰電池新工藝、新技術、新發展的變化，動力電池在未來鋰電產業發展中將占據較大的市場份額。這次，中日專家對鋰電池疊片卷繞機行業關鍵技術的解碼，為中國鋰電池制造設備行業智見未來。

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