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120m/min 高效突破!宝辰鑫激光方案破解锂电产线轧辊清洗瓶颈
来源:瀚谷电池网 日期:2026/1/30 作者:瀚谷电池网 点击:

在新能源锂电产业向高产能、高品质、精益化转型的赛道上,极片轧制环节的工艺稳定性直接决定电池产品良率与产线核心竞争力。作为保障极片辊压质量的关键工序,轧辊清洗长期面临 “效率与品质难以兼顾、人工与成本双重压力” 的行业痛点 —— 传统清洗方式已成为制约产线自动化升级与产能释放的核心瓶颈。

宝辰鑫基于多年激光工业应用积累与锂电行业工艺深度洞察,推出一体化轧辊激光清洗解决方案,成功在某头部锂电池企业产线实现稳定部署。该方案以 “在线自动化清洗” 为核心,不仅将清洗效率提升至 120m/min 的行业高水平,更在工艺稳定性、综合成本优化、产线连续性等方面实现多维突破,为锂电产线的效率革新注入关键动力。


行业痛点:传统清洗模式与锂电产业发展需求的深层矛盾

轧辊作为极片轧制的核心部件,其表面洁净度直接影响极片压实密度、厚度均匀性与表面平整度。随着锂电企业产能持续扩张、极片精度要求不断提升,传统人工清洗模式的局限性日益凸显,形成多重深层矛盾:

1. 产线连续性与清洗效率的冲突

锂电产线需 24 小时连续运转,轧辊无法每日停机清洗,导致辊面在长期运行中易堆积碳粉,引发粘辊现象,进而造成极片划伤、报废等质量问题。而传统人工擦辊必须停机操作,单次清洗耗时约 120 分钟,且需每 12 小时重复一次,严重割裂生产流程,成为产能提升的 “卡脖子” 环节。

2. 清洗效果与品质管控的矛盾

人工清洗依赖抹布搭配溶剂擦洗,不仅清洁效果一致性差,碳粉残留易导致极片二次污染;还存在操作不当损伤轧辊表面的风险,影响后续极片轧制精度。同时,频繁的人工干预增加了人为误差概率,与锂电产业对工艺标准化、品质可控化的核心诉求相悖。

3. 人工成本与运维效率的双重压力

传统清洗模式对人工依赖度高,不仅增加了企业人力成本,还面临招工难、技能熟练度不均等问题;此外,人工清洗需频繁更换刮刀(约 0.5 天 / 次),既增加耗材成本,又进一步打断生产节奏,导致产线运维效率低下。

这些矛盾的本质,是传统清洗方式无法适配锂电产业 “高速度、高精度、高自动化” 的发展趋势,而激光清洗技术凭借非接触、高效率、精准可控、无耗材的核心优势,成为轧辊清洗工艺升级的理想选择。


技术破局:一体化方案的核心设计与场景化适配

宝辰鑫针对锂电轧辊清洗的特殊需求,以 MOPA 激光清洗技术为核心,构建了 “光源定制 + 系统集成 + 智能控制” 的全链条解决方案,实现从核心器件到产线适配的深度优化。


1. 核心光源:定制化性能适配锂电场景

方案核心采用宝辰鑫自主研制的风冷 300W MOPA 脉冲光纤激光器,其关键性能参数经过专项优化:最大单脉冲能量达 15mJ、峰值功率 100kW、功率不稳定度仅 ±2%,确保长时间连续运行下的清洗稳定性;同时,针对轧辊清洗需求,对激光器的能量分布与光斑形态进行定制化设计,实现辊面能量均匀覆盖,热影响区精准可控,既彻底气化石墨堆积物,又不会损伤轧辊表面。


2. 系统集成:一体化设计适配产线升级

为降低客户产线改造门槛,方案采用 “激光器 + 高速振镜 + 场镜 + DOE 光斑整形器 + 工控机 + 控制系统” 的高度集成设计,所有核心组件一体化封装于控制柜内,可直接通过横向移动机构搭载在现有轧辊设备上,实现 “即装即用”。

↑激光器、工控机、控制系统高度集成于控制柜体内


清洗流程采用 “飞行清洗” 模式:振镜沿辊面轴向高速扫描,轧辊同步自转,完成一周清洗后横向机构步进至下一工位,通过路径逐次覆盖实现全幅面均匀清洗。这种设计无需改动产线核心结构,即可实现轧辊在线清洗,彻底打破传统停机清洗的流程限制。

3. 智能控制:精准适配多元生产场景

控制系统的智能化设计成为方案落地的关键支撑:

轨迹可视化与动态适配:配套软件支持自动生成清洗图档,初始调试可通过低功率出光或红光预览确认轨迹,避免因来料尺寸波动导致的边缘漏洗;针对不同极耳分布、膜卷规格,可一键生成或快速匹配对应清洗参数,适配 “多品种、小批量” 生产需求。


实时协同与参数可调:系统可与辊压机实时通信,实现运行状态同步;操作人员通过触摸屏即可根据产线速度(90-120m/min)动态调整激光功率、脉宽、扫描速度,确保单位面积能量一致,适配不同碳粉堆积厚度的清洗需求。

全流程安全防护:方案在防尘设计、设备联动互锁、高温监控等方面进行全面规划,配备高效除尘装置,确保在连续生产环境中稳定、安全运行,符合锂电车间的严苛安全标准。


4. 场景化定制:覆盖宽窄幅轧辊需求

宝辰鑫针对不同产线的轧辊规格,推出窄幅与宽幅两套专业配置,实现精准场景适配:

窄幅方案:适配直径约 750mm、长度 900mm 以内的轧辊,采用 “1 辊 1 套系统”(4 台激光器 + 4 个振镜 + 1 套控制系统),单次全幅面清洗时间<145s,满足中小产能产线的高效清洗需求;

宽幅方案:针对直径约 750mm、长度 1500mm 以内的轧辊,创新采用 “一辊双机” 协同模式,两套系统并行作业,在保持 120m/min 线速的同时,确保宽幅辊面清洗均匀性,单次全幅面清洗时间<150s,适配大规模高产能产线。


应用成效:从单一清洗升级到产线运营多维优化


宝辰鑫轧辊激光清洗方案在头部锂电企业的落地应用,不仅实现了清洗方式的革新,更带来产线运营的全维度价值提升,其成效通过数据对比直观显现:

对比维度

宝辰鑫激光自动擦辊

传统人工擦辊

擦辊方式

生产过程同步进行实时清洗

停机进行,停机进行,使用水和抹布擦洗辊面

擦辊时间

不占用生产时间

每擦辊一次需要120min

擦辊频次

生产过程同步清洗

每12小时擦辊一次

刮刀更换频率

3-5天/次

0.5天/次

清洗效果

辊表面无堆积碳粉

生产过程中逐渐堆积


从实际运营价值来看,方案的突破远不止于效率提升:

产能释放:120m/min 的清洗速度远超客户 80m/min 的预期需求,且无需停机,产线有效作业时间大幅度提升,年产能可增加数千万平方米极片;

品质提升:清洗后轧辊表面实现无损伤、无碳粉残留的洁净效果,有效避免粘辊现象发生,从源头减少极片划伤、污染等质量问题。激光清洗的精准可控特性,确保轧辊全幅面洁净度均匀一致,为极片轧制提供稳定的表面条件,助力产线良率提升。

成本优化:无需停机人工擦洗,彻底摆脱对高频次人工操作的依赖,大幅减少人工投入成本;刮刀更换频率从传统的 0.5 天 / 次延长至 3-5 天 / 次,耗材消耗显著减少,同时避免因停机清洗、极片报废、轧辊损伤带来的隐性损失,实现综合成本优化。

运维简化:系统运行稳定性强,可实现 7 天以上免人工干预清洁,大幅降低产线运维的人工强度;无需频繁停机进行清洗作业,减少生产流程中断次数,配合与辊压机的协同控制,完美适配锂电产业自动化、少人化的发展方向,提升产线整体运维效率。

值得关注的是,方案在出厂前已完成全面的系统化测试验证 —— 针对轧辊表面无损伤要求,通过镜面不锈钢 50 万次出光测试,表面无明显痕迹,仅硬度轻微变化,确保长期使用不会影响轧辊性能,为企业稳定生产提供可靠保障。


行业价值:激光技术赋能锂电产业精益化转型

宝辰鑫轧辊激光清洗方案的成功落地,不仅是单一工艺的技术升级,更标志着锂电产线清洗环节从 “人工干预” 向 “智能自主” 的模式革新。在新能源产业竞争日趋激烈的当下,产线的每一处效率优化、每一个品质提升,都将转化为企业的核心竞争力。

该方案的深层价值在于,它精准把握了锂电产业 “高效率、高品质、低能耗” 的核心诉求,通过激光技术与行业工艺的深度融合,解决了传统模式难以调和的深层矛盾。其一体化集成设计、场景化定制能力,不仅适配不同规格轧辊与产线速度需求,更降低了激光技术在锂电行业的应用门槛,为中小锂电企业的工艺升级提供了可复制的参考路径。

随着锂电产业向更高精度、更大产能、更精益化方向发展,激光清洗技术正从 “可选升级方案” 变为 “产线智能化标配”。宝辰鑫将持续深耕激光工业应用,针对锂电行业的特殊工艺需求优化技术方案,为更多企业提供高效、智能、可靠的细分领域解决方案,助力新能源产业迈向高质量发展新阶段。



【投稿联系: 15658057296 采购电话:15658057296】
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