符合整车厂需求的车规级动力电池供给严重不足，其中一个很重要的因素，就是不同型号规格的动力电池太多，特别是方形和圆柱形动力电池。
在12月16-18日举行的“利元亨•2019高工锂电&电动车年会”上，有近20家电池、设备企业围绕如何打造车规级电池展开深度探讨。
其中，电池企业认为，需要全行业形成共识来做车规级的产品。只有在保证安全前提下，才能从ppm级向千万级迈进。针对车规级电池的硬指标，第一是安全性，如果控制和消除车间粉尘是生产车规级电池的关键。
而设备企业认为，电池企业想要做好车规级产品就要对设备的核心工艺和性能进行升级。因此，设备企业必须持续进行产品迭代和革新。
关于锂电设备如何升级，可以先从方形和圆柱形动力电池结构说起。如图1所示，是由正极片、负极片和隔膜通过卷绕机上的卷针，以一定速率卷绕制成。
图1电芯卷绕示意图
在电芯的卷绕制备过程中，卷绕机的卷针往往固定尺寸，卷径不可调整，操作复杂且调试困难，无法实现卷针卷径的快速变化。
同时随着电池更新换代速率增加以及性价比要求日益严格，动力电池企业急需提高产能效率。因此拥有快速换型的柔性卷绕生产线至关重要。
对动力电池卷绕机而言，其中对于不同型号电池的切换生产，往往要拆下卷针并更换不同卷径的卷针。在拆卸过程中要浪费大量的人力和物力，同时耽误生产，影响产能效率。
原因是卷针拆卸时，卷绕的线速度，张力波动，隔膜与极片的对齐精度等都会改变，需重新调试。另外还耽误生产效率和电池质量的一致性。
针对圆柱和方形电池，卷绕方式相似，不同点主要是卷针尺寸和速度。
卷绕难度均在于卷针如何换型，张力波动和隔膜极片对齐精度控制。卷绕设备的发展趋势是效率更高，电池型号兼容性更强，换型速度更快，智能化水平更高。
关于企业在卷针方面的技术创新，高工锂电查阅专利发现代表企业有宁德时代和先导智能。
宁德时代：可拆卸式卷针
宁德时代发明的可拆卸式卷针专利，能根据对应的电池型号，卷针切换到对应的卷径。具体是通过调节外针组件里的调节块，改变连接件在固定座的露出长度，进而调整卷径尺寸。
另外宁德时代在外针组件表面开设有容纳槽和定位销孔，方便卷针组件快速拆装和精准定位。
宁德时代的专利好处主要分两方面。一方面大大减少卷针的更换频率和拆装频率，节省卷针换型时间，另一方面减少换型卷针制作费用，提高自动化产线的利用率。更重要的是，在提高卷绕速度的同时，也可以实现卷绕张力的良好控制。
图2拆卸式卷针截面图
（1第一外针组件2第二外针组件3第一内针块4第二内针块5第一极片6第二极片7隔膜H销孔S收容空间13第一连接件11第一固定座）
图3外针组件结构图
图4外针组件装配图
先导智能：套筒式卷针
先导智能发明的套筒式卷针专利，重点是解决卷芯从卷针机构移除时，内层卷绕材料容易被带离或者揉皱的问题。
该套筒式卷针专利特点在于卷针设计呈半圆弧薄壁状。卷针机构的套筒组件设置有挤压组件，在所需工况条件下，挤压卷针，进而使卷针机构的圆筒直径减小，进而改变卷径尺寸。
如图5-图7所示，套筒式卷针结构特点是在卷针300和卷针400之间设计有分割槽310。一方面为卷绕材料预留容置空间，另一方面能够为第一卷针300和第二卷针400预留变形空间。
先导智能的套筒式卷针专利，能改变卷针直径，保证剥离时，卷芯内层卷绕材料完整性。同时提高电池生产效率，节约物力，不影响隔膜和极片的张力，对齐度，精度等。
图5卷针机构
图6套筒视图
图7卷针挤压示意图
参考文献：
[1]宁德时代新能源科技股份有限公司卷针[P]中国CN208256844U2018-12-18
[2]无锡先导智能装备股份有限公司一种卷针结构[P]中国CN110491691A2
