En la cosecha mecanizada de algodón en el noroeste de China, los problemas surgen debido a la presencia de una película residual, y es difícil eliminarla en la etapa de procesamiento del algodón. En este estudio, se diseñó un dispositivo de separación electrostática de rodillos de aguja para utilizar con películas residuales de algodón sin desmotar, y se llevaron a cabo una serie de experimentos. A través de análisis de fuerza y pruebas de carga del algodón en semilla y la película residual, se proporcionó una base teórica para separarlos. Tomando la tasa de separación de la película residual como índice de respuesta, se determinó la combinación óptima de parámetros con un análisis de superficie de respuesta de tres factores y tres niveles, y se estableció un modelo matemático. Los resultados de las pruebas mostraron que el conjunto óptimo de parámetros incluía un ángulo de electrodo de corona de 25.3 grados, una distancia de electrodo de corona de 172.3 mm y una potencia de descarga de 5.25 W. Después de la optimización de los parámetros para la separación, la tasa promedio de separación de la película residual fue del 91.7%. Esta investigación proporciona datos y apoyo técnico para el diseño de la maquinaria y la selección de los parámetros utilizados en el tratamiento del algodón recolectado por máquina y la separación de la película residual.