鋰電池產業鏈上游為電池正負極、電解液、隔膜等關鍵材料供應商和鋰電池 生產、檢測等設備供應商;中游為電池制造商和組裝商,電池制造商負責利用鋰 電池設備將上游原材料制成電芯,電池組裝商則負責把若干電芯組裝形成電池 組;下游為產品應用終端,包括動力汽車、消費電子及儲能等領域。
鋰電池設備主要應用于產業鏈中游,功能覆蓋鋰電池制造環節,與鋰電池產量息息相關。而公司主要產品為鋰電池極片測量設備、鋰電池真空干燥設備與X-Ray 成像檢測設備三類,其中鋰電池極片測量設備應用于涂布和輥壓工藝;干燥設備則用于電芯注液前的烘干工藝;X-Ray 成像檢測設備則應用于電芯卷繞/疊片和入殼工藝。
2、鋰電池設備行業發展現狀
(1)鋰電池設備發展概況
鋰電池設備是鋰電池生產過程中所用設備的總稱,包括檢測設備、漿料制備設備、極片制備設備、芯包制造設備、電芯裝配設備、干燥注液設備、化成分容設備、電池模組組裝設備等。鋰電池設備作為鋰電池制造行業必須的設備和基礎設施,受下游行業發展狀況直接影響,下游行業的增長會帶動各鋰電池生產企業新建生產線和更新原有產線,鋰電池設備需求也會隨之增長;反之,如果下游行業景氣度下降,鋰電池設備行業也會受到制約。
近年來,在全球新能源汽車爆發式增長、消費電子市場逐步拓展以及電動工具、電動兩輪車、無人機、儲能等市場興起推動鋰電池市場高速增長的背景下,寧德時代、LG 化學、松下和比亞迪等頭部鋰電池企業逐步加大擴產力度,帶動了鋰電池設備市場需求持續增加。同時,隨著國內設備廠商技術指標陸續達到國際領先水平,且具備創新能力強、服務響應速度快和產品性價比較高等優勢,鋰電池設備國產化率上升,同時國內鋰電池企業出海布局加快,進一步拉動了國內鋰電池設備市場需求的增長。根據高工產業研究院(GGII)數據顯示,2021 年中國鋰電池電芯制造設備市場規模同比增長 100.35%,達到了 575 億元,增長迅速。預計未來在政策、市場、技術及資本等因素驅動下,鋰電新能源產業前景依舊可觀,鋰電池設備市場仍有較大的擴張空間。
數據來源:高工產業研究院(GGII)
我國鋰電池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較多,但行業集中度較低,大部分設備制造企業主要從事生產線上某一工序設備的制造,規模相對較大的企業也只專注于生產線上部分設備的生產和銷售。目前,我國鋰電池設備市場發展主要呈以下特點:
①受補貼退坡影響,動力電池企業陸續對上游鋰電池設備廠商提出降本增效要求,對設備自動化程度要求越來越高。而與主流企業深度綁定的鋰電池設備廠商,受益于客戶需求規模的持續擴大,其營收規模也在持續增長,能夠維持較高的研發投入對設備進行持續研發升級,在高效用、高可靠、高穩定、智能化、無人化、集約化等方向取得領先,形成較大優勢。
②受國家新能源政策影響,國內鋰電池產品技術發展較快,特別是動力電池
技術水平更是不斷提升,產品能量密度持續增加。另一方面,目前國內主流鋰電池生產企業技術水平基本處于同一水平內,短期內依靠技術拉開差距較為困難,因此紛紛對鋰電池設備提出更高要求,期望在產品生產工藝精細度及產品質量穩定性、一致性、高效率等方面獲得優勢,以提高產品競爭力。以寧德時代、比亞迪為代表的鋰電池生產企業陸續通過與設備企業共同定制研發方向,要求設備企業根據其自身工藝及技術特點,開發更加契合的鋰電池設備。
③隨著國內電池生產企業產能擴張帶來的機會,國產設備大部分技術指標已達到國際領先水平
同時,隨著進口設備價格高、服務響應時間長及維護費用高等缺點日益凸顯,近年來鋰電池設備國產化進程加速,國產化率持續提升。高工產業研究院(GGII)數據顯示,2019 年中國鋰電設備國產化率便已達到 90%;其中方形電池生產設備的國產化率超 90%,圓柱電池生產設備國產化率超過95%。
④由于鋰電池設備屬于非標準化產品,一般需要根據電池生產企業的需求進行定制化設計,因此,一方面電池生產企業與設備供應商具有較高黏性,不會輕易更換供應商,另一方面則是產能受限于熟練工人、工程師和供應鏈穩定。近年來,我國動力電池企業紛紛啟動海外項目建設,受此帶動,與之配套的鋰電池設備企業也隨之陸續開啟海外市場拓展,同時,依托國內人才紅利與完善的供應鏈配套,中國鋰電設備企業與日韓廠商相比具有產能擴張速度快的優勢。隨著松下、LG 化學、SK Innovation、三星 SDI(SAMSUNG SDI CO.,LTD.)等海外大型企業擴產步伐加速,對國產設備采購需求持續擴大,我國鋰電池設備海外市場需求呈持續增加態勢。
(2)鋰電池設備細分產品分析
①鋰電池檢測設備
鋰電池檢測設備作為鋰電生產線的核心部分,在鋰電池研發和制造等多個環節均需配備,用以檢測電池電芯及電池組一致性、穩定性、安全性和可靠性。其中在研發階段需要電子顯微鏡、電池性能檢測系統等檢測設備;在制造過程的攪拌、涂布、輥壓、分切、制片、極耳成型、卷繞、疊片、注液及化成分容等工藝流程中,除了需要 CCD(視覺檢測設備)和 X-Ray 檢測設備完成外觀和結構性
檢測,還需要電芯分選檢測系統、充放電檢測系統等檢測設備。近年來,隨著我國動力電池產能高速擴張及下游應用市場的爆發,規模化制造背景下動力電池企業對于在線檢測設備的要求的不斷提高,鋰電池檢測設備行業市場規模得以迅速擴大,市場潛力持續釋放。
相對來說,國外鋰電池檢測設備研發起步較早,與國內檢測設備相比具有精度高、自動化程度高、性能突出等優點,但近年來隨著我國鋰電池生產技術的持續進步,鋰電池應用場景日益豐富,進而導致鋰電池種類不斷新增,電池生產線頻繁切換生產型號的現象較為常見。在此背景下,國外鋰電池檢測設備靈活性相對較低、設備使用范圍較窄的缺點凸顯,與國內頻繁更換電池型號的生產方式已不太匹配。
鋰電池檢測設備作為非標準化產品,需要緊跟客戶生產工藝變化而不斷改變,國內設備廠商在針對我國電池生產工藝特點研發上具有適應性強、響應速度快等優勢,不僅能在鋰電池生產逐漸向自動化、智能化發展的過程中發揮積極作用,及時跟隨改進,還能在設備發生故障時及時溝通處理,降低溝通成本及維護成本,真正做到降本增效。同時,隨著國產鋰電池自動化技術水平的不斷提升,進口設備與國產設備的技術標準、產品質量差距已越來越小,相對來說國產設備具備更高性價比。因此,隨著國內鋰電池生產企業的產能擴張,鋰電池生產線向智能化方向的進一步發展,國產檢測設備對進口設備的替代將會加快。
②鋰電池干燥設備
在鋰電池生產過程中,水分是影響動力電池品質和可靠性的重要因素,因此,水分控制極其重要。近年來,隨著動力電池技術升級迭代的加快,生產過程中對“除水”的要求日益提高,其中電芯注液前的電芯烘烤作為水分控制最后一道工序,對干燥設備的選擇更是苛刻。
在當前市場中,傳統運風干燥工藝由于效率低、能耗高、一致性差等缺點,導致動力電池存在受熱不均、水分去除不充分、電池組一致性不高、安全性低等問題,對動力電池產能、產品性能和新能源汽車安全較為不利,應用正逐漸減少。同時,常壓的干燥設備在水分控制上效果較差,難以達到電池企業技術要求。因此,目前鋰電池行業內干燥設備主要以真空干燥設備為主。
高真空干燥設備按技術路線可以分為單體組合式真空干燥系統和隧道式真空干燥設備,兩種產品各具特點及優勢,其中單體組合式真空干燥系統能適應柔性化生產,適合中小批量生產,隧道式真空干燥設備則以隧道爐為主,綜合能耗、生產穩定性、質量一致性等方面與單體組合式干燥設備相比更優,適合單一品種電池大批量生產。
根據目前下游電池制造市場發展趨勢來看,隨著鋰電池企業集中度不斷提高與頭部電池廠商擴產明顯,對設備穩定性、維護簡易性等需求更為關注,具備綜合能耗、生產穩定性、質量一致性優勢的隧道式真空干燥設備將成為未來市場主流,市場潛力較大。
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