鉅大LARGE | 點擊量：2501次 | 2021年04月22日
鋰電設(shè)備行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與未來趨勢
1、鋰電設(shè)備自動化水平直接決定電池性能
鋰離子電池是指以嵌鋰化合物為正負極材料的二次電池，在充放電過程中，鋰離子在兩個電極間往返脫嵌和嵌入，俗稱"搖椅電池"。鋰離子電池充放電性能好、能量密度高、電壓高、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點突出，在二次電池領(lǐng)域所占市場份額迅速提升，除了在消費類電子產(chǎn)品電池里廣泛應(yīng)用之外，更是目前新能源汽車動力電池主流路線。
鋰離子電池的制造流程可分為電極制片、電芯裝配、激活檢測和電池組裝四個主要工序。其中，電極制片又包括正極片和負極片制作，主要環(huán)節(jié)包括配料、攪拌、涂布、輥壓、分切和極耳等步驟。由于電極片的好壞直接決定了電池整體的性能，因此電極制片是鋰離子電池制造的關(guān)鍵工藝。
鋰離子電池制造設(shè)備是指鋰離子電池生產(chǎn)線上所需要的各類機械設(shè)備，簡稱為"鋰電設(shè)備"。除了電池本身所用材料之外，制造工藝和生產(chǎn)設(shè)備是決定電池性能的重要因素。隨著動力電池需求的激增，鋰電設(shè)備市場迎來新一輪高增長，同時由于電池性能要求的不斷提高，鋰電池制造設(shè)備也在經(jīng)歷技術(shù)革命，向著高自動化方向邁進。
按照鋰離子電池的生產(chǎn)流程，鋰電設(shè)備主要可以分為前端設(shè)備、中端設(shè)備和后端設(shè)備。前端設(shè)備主要是指電極制片工序中所需要的真空攪拌機、涂布機、輥壓機和分切機等。涂布工藝要求將攪拌后的漿料均勻地涂在金屬上，厚度精確到3μm以下，分切要需要保證切片表面不能存在任何毛刺，否則會對后續(xù)工藝產(chǎn)生很大影響。因此，前端設(shè)備是電池制造的核心設(shè)備，關(guān)乎整條生產(chǎn)線的質(zhì)量。中端設(shè)備主要覆蓋電芯裝配工序，主要包括卷繞機或疊片機、電芯入殼機、注液機以及封口焊接等設(shè)備，后端設(shè)備主要覆蓋電芯激活化成、分容檢測以及組裝成電池組等工藝。相對而言，中后端設(shè)備如入殼、封口、檢測等機器相對簡單，技術(shù)要求不高。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
從鋰電池成本的角度來看，動力電池原材料部分成本的彈性最低，占目前電芯總成本的50%左右，而剩下的50%則包括銷售費用、財務(wù)費用、設(shè)備折舊等，由于目前國內(nèi)動力電池的規(guī)模效應(yīng)仍然較低，造成攤銷費用高，電芯和電池的成本隨之升高。從去年開始，國內(nèi)的動力電池廠已經(jīng)紛紛計劃擴產(chǎn)，通過使用高端自動化鋰電池生產(chǎn)裝備實現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)，也這是拉動國內(nèi)鋰電設(shè)備行業(yè)發(fā)展的核心動力。
2、鋰電池設(shè)備價格參差不齊
各個環(huán)節(jié)設(shè)備的精度和自動化水平不同決定了價格差異。一般來說，由于前端電極制片工序是對原材料進行初始處理，處理結(jié)果的優(yōu)劣會直接影響電極片的性能，所以在精度和自動化要求上最高的，對應(yīng)的價格也是最高的。例如攪拌機除了需要將漿料混勻，還要保證不能有任何氣泡混入，而涂布機需要將漿料涂層的厚度控制到3μm以下，這種工藝條件對設(shè)備本身的精度就提出了很高的要求。
從贏合科技披露的產(chǎn)品價格來看，核心環(huán)節(jié)涂布機、分條機價格最高，2014年平均價格分別為73.56萬和49.22萬元，而卷繞機和制片機的價格相對較低，分別為23.32萬元和21.39萬元。其他的輔助設(shè)備如烘箱、滾槽機和預(yù)充柜等對電池性能影響不大，相對的精度要求和價格也是最低的。值得注意的是，鋰電設(shè)備一般是""非標準化""生產(chǎn)，生產(chǎn)廠商根據(jù)下游客戶個性化需求生產(chǎn)不同的設(shè)備，因而設(shè)備價格也隨之不同，不同工藝所采用設(shè)備也不盡相同，以卷繞為例，方型電池和圓柱電池的卷繞機相差很大。業(yè)內(nèi)普遍采用成本加成法定價，保證鋰電設(shè)備生產(chǎn)廠家的毛利率。
國際市場來看，目前國產(chǎn)設(shè)備價格遠低于國外設(shè)備，一方面國內(nèi)的人力和制造成本更為低廉，更為重要的是目前國內(nèi)設(shè)備自動化水平仍然偏低，相比日韓高端設(shè)備性能差距十分明顯。
3、鋰電池設(shè)備行業(yè)市場空間
鋰電制造設(shè)備主要用于鋰離子電池生產(chǎn)，因此鋰離子電池需求的增長是驅(qū)動鋰電設(shè)備行業(yè)增長的根本驅(qū)動力。目前鋰離子電池主要應(yīng)用于消費電子產(chǎn)品、新能源汽車動力以及儲能三大領(lǐng)域。2014年全球鋰離子電池市場規(guī)模249億美元，折合總?cè)萘?3.6GWh，其中消費類鋰離子電池占比67%，同比下滑7個百分點，動力型鋰占比19%，同比增長6個百分點，其他類型(儲能&工業(yè)型)占比14%，同比增長1個百分點。
隨著新能源汽車及可再生能源發(fā)電的興起，動力鋰電池和儲能鋰電池未來的占比會進一步提升，新能源汽車和儲能系統(tǒng)的電池容量需求體量上遠大于小型鋰電，在鋰離子電池中占比將隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不斷提高。
根據(jù)高工鋰電(GBII)資料，2014年中國鋰電設(shè)備市場規(guī)模為38億元，同比增長31%，預(yù)計2015年將達到75億元，實現(xiàn)翻倍增長。主要受以下幾個因素影響：
(1)新一輪動力電池擴張潮：2014年我國新能源汽車銷量7.4萬輛，預(yù)計今年有望突破20萬輛，2020年將達到100萬輛，行業(yè)將保持6年十倍的平均增速;
(2)產(chǎn)品轉(zhuǎn)型，更換設(shè)備：2014年鋁殼、圓柱市場增長有限，特別是鋁殼領(lǐng)域，因此很多傳統(tǒng)鋁殼廠商轉(zhuǎn)型軟包。由于軟包產(chǎn)線與圓柱、鋁殼產(chǎn)線存在一定差異，所以需要更新設(shè)備;
(3)產(chǎn)線改進，設(shè)備更新?lián)Q代：為節(jié)約人力成本、提高產(chǎn)品一致性，現(xiàn)在全自動設(shè)備逐漸被接受，之前的半自動及手動設(shè)備不斷被替換淘汰，全自動設(shè)備的占比越來越高。
根據(jù)研究機構(gòu)對全球鋰電池用電量預(yù)測來看，到2020年，全球小型鋰電、新能源汽車和工業(yè)儲能三項結(jié)合的總用電量將達到245GWh，是2013年的四倍以上，年均復(fù)合增長率將達到24%。其中小型鋰電148GWh，年均復(fù)合增速17.8%，動力電池和儲能電池的年均復(fù)合增長率分別為44.4%和和49.8%。
動力鋰電將是拉動本輪鋰電設(shè)備周期的主要力量。從設(shè)備上來看，小型鋰電市場規(guī)模目前領(lǐng)先，但是小型鋰電設(shè)備難以用于動力鋰電制造，對于精度和一致性的要求差異明顯，這也導致專注于動力電池的企業(yè)更傾向于重新設(shè)計和引進新設(shè)備而非簡單的采用現(xiàn)有的小型鋰電設(shè)備。
鋰電池行業(yè)發(fā)展趨勢
與市場規(guī)模
1、鋰電池行業(yè)發(fā)展趨勢分析
經(jīng)過20多年的發(fā)展，鋰離子電池市場規(guī)模從無到有，先后超越鎳鎘電池、鎳氫電池等其他二次電池而發(fā)展成為僅次于鉛酸電池的第二大二次電池產(chǎn)品。從2010年至2014年，比傳統(tǒng)功能手機更耗電的智能手機以及平板電腦、電動汽車等新興市場的崛起，推動了鋰離子電池市場的快速發(fā)展和市場普及。到2014年全球鋰離子電池市場規(guī)模快速發(fā)展到6646.5萬kWh，相比2010年增長3倍以上。2015年，全球新能源汽車銷量為73萬輛，同比增長108%;鋰電池產(chǎn)量也從2014年72GW，升至100GW，同比增長40%;動力電池在鋰電池產(chǎn)量中的占比也由2014年的14%快速提升到2015年的28%。對于未來市場規(guī)模的預(yù)期，在綜合考慮各種因素的情況下，真鋰研究和中國電池網(wǎng)預(yù)計2020年全球鋰離子電池市場規(guī)模將會超過2億kWh，21世紀第二個10年的年均復(fù)合增長率接近25%。
數(shù)據(jù)來源：中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究網(wǎng)
隨著市場規(guī)模的擴大，鋰電池自動化生產(chǎn)設(shè)備行業(yè)已從最初的鋰電池生產(chǎn)的功能實現(xiàn)，轉(zhuǎn)向高精度、安全性以及標準化的方向發(fā)展。如今消費電子產(chǎn)品對鋰電池容量和性能要求的不斷提升，儲能電池、動力電池對鋰電池功率需求的不斷增長，以及無線傳感器、植入式醫(yī)療裝置等新能源應(yīng)用領(lǐng)域?qū)︿囯姵胤€(wěn)定性和壽命近乎嚴苛的要求，鋰電池自動化生產(chǎn)設(shè)備行業(yè)應(yīng)下旅游業(yè)需求的發(fā)展，將進一步提升自身的研發(fā)水平和技術(shù)實力、提高設(shè)備的工藝水平和自動化程度，以滿足下游鋰電池對大容量、大功率、高性能、高穩(wěn)定性等特性的需求。在動力電池領(lǐng)域，鋰電池自動化生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)水平、自動化程度將會對電芯的生產(chǎn)工藝、質(zhì)量控制以及電芯標準化、穩(wěn)定性和成組后效率的提升發(fā)揮重要作用。同時，鋰電池自動化生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)提升和質(zhì)量控制是下游鋰電池工藝改進和性能提升的基礎(chǔ)，也是鋰電池行業(yè)及以鋰電池應(yīng)用為代表的新能源行業(yè)發(fā)展的重要保障。
①自動化生產(chǎn)能力的提升
目前，我國鋰電池自動化生產(chǎn)設(shè)備與國外先進設(shè)備在自動化生產(chǎn)能力上仍存在差距。在需求不斷提高要求的情況下，全自動化的鋰電池生產(chǎn)設(shè)備將保證鋰電池具有很好的一致性，從而保證鋰電池具有較高的安全性。在鋰離子動力電池等大容量電池方面，對其中串聯(lián)形成的電池組電芯一致性要求很高，下游客戶對生產(chǎn)設(shè)備的自動化水平的提升需求較大;鋰電池生產(chǎn)設(shè)備在電芯制作方面，將注重提高設(shè)備的工作效率和自動化水平，尤其是要提升電芯的對齊度、極耳位置精度以及電池的一致性;在組裝設(shè)備方面，需要改善安全檢測管理系統(tǒng)和組裝的一致性，提升組裝設(shè)備的自動化生產(chǎn)能力。
②鋰電池生產(chǎn)設(shè)備一體化
行業(yè)內(nèi)企業(yè)的發(fā)展歷程主要體現(xiàn)為兩種發(fā)展模式：一類企業(yè)選擇專業(yè)化發(fā)展方向，集中研發(fā)生產(chǎn)一類產(chǎn)品，專心做精，樹立良好的品牌形象;另一類公司在單一產(chǎn)品上建立優(yōu)勢后，迅速借助品牌優(yōu)勢實施相關(guān)多元化戰(zhàn)略，發(fā)展其他自動化生產(chǎn)設(shè)備。隨著鋰電池生產(chǎn)對自動化要求的提高，打造一體化的生產(chǎn)線將成為未來的發(fā)展方向。
③鋰離子動力電池生產(chǎn)設(shè)備將成為行業(yè)發(fā)展重點
鋰離子動力電池在未來鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展中將占據(jù)較大的市場份額，這將促使鋰離子動力電池自動化生產(chǎn)設(shè)備進入新的發(fā)展時期。動力電池是新能源汽車的核心器件之一，占新能源汽車成本在40-60%，是新能源汽車成本較高的主要因素。近年來全球新能源汽車的蓬勃發(fā)展，特別是國內(nèi)市場新能源汽車的爆發(fā)式增長已使得鋰離子動力電池成為鋰電池中增長最快的部分。
由于鋰離子動力電池對安全性的要求較高，鋰離子動力電池自動化生產(chǎn)設(shè)備在穩(wěn)定性和精度方面的要求也更高，鋰離子動力電池的產(chǎn)業(yè)化流程和生產(chǎn)線設(shè)計成為行業(yè)內(nèi)研發(fā)的難點與重點，行業(yè)內(nèi)企業(yè)需要與下游客戶加強合作，緊跟客戶需求，對產(chǎn)品作出相應(yīng)的調(diào)整。
④國產(chǎn)設(shè)備對進口設(shè)備的替代效應(yīng)越來越明顯
國外設(shè)備研發(fā)起步早，設(shè)備精度高、自動化程度高、性能優(yōu)越，但其在電池型號變換方面有較大的局限性，靈活性低，設(shè)備適用范圍窄，與國內(nèi)種類眾多的電池生產(chǎn)方式不相匹配。國內(nèi)設(shè)備針對我國電池生產(chǎn)的工藝特點而研發(fā)制造，適應(yīng)性強，性價比優(yōu)勢明顯。鋰電池自動化生產(chǎn)設(shè)備行業(yè)是一個非標準化設(shè)備行業(yè)，設(shè)備的性能需要根據(jù)客戶生產(chǎn)工藝的改變進行不斷的改進，國內(nèi)廠商能夠充分滿足客戶的生產(chǎn)工藝需求，響應(yīng)速度快，在設(shè)備發(fā)生故障時可以進行及時溝通和處理，最大限度減少客戶損失。同時，國產(chǎn)鋰電池自動化生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)水平的提升，將進一步縮小與進口設(shè)備在所生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量上的差距，國產(chǎn)設(shè)備的性價比優(yōu)勢和對進口設(shè)備的替代效應(yīng)會更為明顯。
2、鋰電池自動化生產(chǎn)設(shè)備行業(yè)的發(fā)展狀況
(1)鋰電池自動化生產(chǎn)設(shè)備行業(yè)發(fā)展歷程
鋰電池行業(yè)屬于鋰電池自動化生產(chǎn)設(shè)備的下游的行業(yè)，其最先發(fā)展于日本。隨著鋰電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模的發(fā)展，日本Kaido公司于1990年成功研發(fā)出第一臺方形鋰電池卷繞機，鋰電池自動化生產(chǎn)設(shè)備開始出現(xiàn)。韓國Koem公司于1999年成功開發(fā)出鋰離子電池卷繞機和鋰離子電池裝配機。隨后鋰電池自動化生產(chǎn)設(shè)備開始發(fā)展起來，但日韓始終處于領(lǐng)頭羊的地位，憑借良好的技術(shù)與聲譽占據(jù)著市場的主要份額。目前，國內(nèi)仍有部分大型電池廠的自動化生產(chǎn)設(shè)備向日韓相關(guān)企業(yè)進行采購。
我國加入WTO后，國內(nèi)生產(chǎn)商開始借鑒國外技術(shù)，并結(jié)合國內(nèi)低價勞動力與靈活而敏感的市場觸角，開始在自動化生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟并慢慢發(fā)展起來。至2006年，國內(nèi)已出現(xiàn)一批專業(yè)的鋰電池自動化生產(chǎn)設(shè)備制造企業(yè)。
為適應(yīng)我國鋰電池產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展，提高鋰電池生產(chǎn)工藝水平、研發(fā)并生產(chǎn)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的鋰電制造設(shè)備成為行業(yè)內(nèi)企業(yè)進一步發(fā)展的要求。近年來，隨著鋰電池行業(yè)市場需求快速增長，鋰電池生產(chǎn)廠商大規(guī)模擴大產(chǎn)能，國內(nèi)開始出現(xiàn)一批研發(fā)和制造能力較強的鋰電池自動化生產(chǎn)設(shè)備制造商。
(2)鋰電池自動化設(shè)備行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
①鋰電池行業(yè)發(fā)展概況
中國、韓國和日本是世界上三大鋰離子電池生產(chǎn)國，三國產(chǎn)量約占到世界產(chǎn)量的90%左右，三國各占30%左右。近年來，我國鋰電池設(shè)備行業(yè)發(fā)展迅速，2015年我國鋰電池產(chǎn)量市場規(guī)模達到1251.5億元，2011年-2015年復(fù)合增長率為33.21%。
鋰電池行業(yè)是鋰電池自動化生產(chǎn)設(shè)備行業(yè)的下游的行業(yè)，鋰電池是一類依靠鋰離子在正極與負極之間移動來達到充放電目的的可充電電池。目前，市場上主要使用的可充電電池按照材料分類可分為鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池。
數(shù)據(jù)來源：廣發(fā)證券，wind資訊
與其他充電電池相比，鋰電池具有高能量密度、高電壓、壽命長、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點，目前已經(jīng)占據(jù)了手機、筆記本電腦腦等消費電子類產(chǎn)品電池的主流市場。未來隨著鋰電池生產(chǎn)工藝和電池性能的進一步提升，鋰電池將占據(jù)儲能電池、動力電池等領(lǐng)域的主流市場。
自從日本索尼公司于1992年將鋰電池投入產(chǎn)業(yè)化以來，鋰電池在手機、筆記本電腦等行業(yè)得到了大規(guī)模的應(yīng)用。隨著技術(shù)的進步和性能的提升，鋰電池的應(yīng)用將逐步拓展到多個不同領(lǐng)域。
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