鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:703次 | 2021年12月10日
鋰離子電池自動生產(chǎn)化設(shè)備的發(fā)展
一、鋰電設(shè)備概況
鋰電設(shè)備泛指在鋰電池生產(chǎn)過程中使用的各種制造設(shè)備。鋰電設(shè)備對鋰電池性能和成本有重大影響,是決定因素之一。鋰電池生產(chǎn)工藝較長,生產(chǎn)過程有50多道工序,相應(yīng)需要50多種設(shè)備來完成各道工序的制造。工藝環(huán)節(jié)決定了鋰電池設(shè)備龐雜,專用性強(qiáng)。
鋰各類鋰離子電池的制造可統(tǒng)一分為極片制作、電芯組裝、電芯激活檢測和電池封裝四個工序段。極片制作工藝包括攪拌、涂布、輥壓、分切、制片、極耳成型等工序,是鋰離子電池制造的基礎(chǔ),對極片制造設(shè)備的性能、精度、穩(wěn)定性、自動化水平和生產(chǎn)效能等有著很高的要求;電芯組裝工藝主要包括卷繞或疊片、電芯預(yù)封裝、注電解液等工序,對精度、效率、一致性要求很高;電芯激活檢測工藝主要包括電芯化成、分容檢測等;電池封裝工藝包括對構(gòu)成電池組的單體電池進(jìn)行測試、分類、串并聯(lián)組合,以及對組裝后的電池組性能、可靠性測試。
二、鋰電池生產(chǎn)設(shè)備行業(yè)目前發(fā)展基本情況
鋰電池行業(yè)里一些簡單工序的鋰電設(shè)備壁壘較低,加之看好下游鋰電池行業(yè)的發(fā)展,導(dǎo)致國內(nèi)鋰電設(shè)備企業(yè)眾多。涉及鋰電池生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域的企業(yè)近300家,但是具有一定技術(shù)核心、規(guī)模較大的企業(yè)數(shù)量很少,有十幾家企業(yè)的產(chǎn)值在1——3億元之間,而其他200多家鋰電池設(shè)備企業(yè)營收均不超過1億元。這表明整個鋰電設(shè)備行業(yè)的集中度還是非常低的。大量中小企業(yè)無力負(fù)擔(dān)高額的研發(fā)費(fèi)用,只能在低端設(shè)備上進(jìn)行價格戰(zhàn)。
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%
三、鋰電池設(shè)備未來發(fā)展方向
雖然國產(chǎn)化鋰電設(shè)備已經(jīng)取得巨大成績,但目前為止國產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)水平還相對較弱,自動化程度不高,部分大型電池廠商仍需要進(jìn)口國外設(shè)備。隨著動力鋰電池成為鋰電池發(fā)展的重心,鋰電設(shè)備的自動化和智能化成為必然要求。因?yàn)橹挥胁粩嘞陆档男履茉雌噧r格才能促進(jìn)消費(fèi),這也就決定了新能源汽車的大發(fā)展必然要伴隨著動力電池成本的不斷下降。動力電池成本的下降不外乎兩條路徑,一是采用新的材料體系,提高能量密度。二是通過大規(guī)模生產(chǎn)來獲取規(guī)?;?yīng),降低成本。從目前電池材料的發(fā)展來看,開發(fā)新的電池材料體系困難較大。通過大規(guī)模生產(chǎn)獲取規(guī)模效應(yīng)來降低成本是最為現(xiàn)實(shí)的路徑。根據(jù)評估,在整個動力電池的成本中有70%是可以通過規(guī)?;瘉斫档偷?。這也部分解釋了為何特斯拉要投資50億美元建超級工廠。全自動化和智能化的鋰電池生產(chǎn)設(shè)備將在保證鋰電池生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上,使生產(chǎn)出的鋰電池具有較好的一致性,高可靠的安全性能和直通良率,從而降低生產(chǎn)成本。這對鋰電池制造設(shè)備的提出了更高要求。未來設(shè)備廠商需要聯(lián)合電池廠商共同打造自動化、智能化的生產(chǎn)線。
四、鋰電池行業(yè)國內(nèi)外格局
全球鋰離子電池產(chǎn)業(yè)中日韓三足鼎立,占據(jù)了全球95%左右的市場份額。中國是全球3C電子消費(fèi)和出口大國,3C消費(fèi)鋰電池市場國內(nèi)企業(yè)份額較高。日本和韓國占據(jù)鋰電產(chǎn)業(yè)高端位置,在高端消費(fèi)鋰電池和動力電池上,技術(shù)水平高,特別是在三元及錳酸鋰動力電池領(lǐng)域,大幅領(lǐng)先國內(nèi)企業(yè)。從近年來市場份額來看,日本由松下和AESC等動力電池產(chǎn)銷大幅提高使得在消費(fèi)電子下滑的情況下,市場份額維持了穩(wěn)定。韓國隨著三星手機(jī)銷量的下滑,份額小幅下滑。中國由于新能源汽車的突飛猛進(jìn),市場份額保持穩(wěn)步提升。
鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化始于日本,隨著鋰電池產(chǎn)業(yè)的壯大,鋰離子電池專用設(shè)備開始出現(xiàn)。1990年日本Kaido公司研發(fā)成功第一臺方形鋰離子電池卷繞機(jī),1999年韓國Koem公司開發(fā)出鋰一次電池卷繞機(jī)和鋰一次電池裝配機(jī)。日本Kaido和韓國Koem都是在電子專用設(shè)備上具有深厚積累的公司,鋰電池專用設(shè)備的發(fā)展實(shí)際上是在電容器設(shè)備基礎(chǔ)之上研發(fā)而來,兩者具有技術(shù)相通性。此后,日韓一直在鋰電池產(chǎn)業(yè)化上占據(jù)了全球領(lǐng)先的位置,其國內(nèi)鋰電池產(chǎn)業(yè)十分發(fā)達(dá),相應(yīng)的在隨后的鋰離子電池設(shè)備發(fā)展過程中,日韓的技術(shù)水平一直處于較為領(lǐng)先的地位。當(dāng)今,很多大型電池廠的自動化生產(chǎn)設(shè)備也都直接采購自日韓企業(yè)。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
國內(nèi)鋰電池產(chǎn)業(yè)化始于1997年,隨著國內(nèi)加入WTO確立以出口為導(dǎo)向的外向經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略,國內(nèi)低成本的人工優(yōu)勢也成為鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的利器。短短幾年,以比亞迪為首的國內(nèi)企業(yè)依靠出口消費(fèi)電子鋰電池迅速做大,中國成為全球鋰電池生產(chǎn)的主要基地。伴隨著國內(nèi)鋰電池企業(yè)的發(fā)展壯大,原來人工為主的生產(chǎn)方式日益不能滿足大規(guī)模高質(zhì)量生產(chǎn)的需要,對鋰電池專用設(shè)備的需求也日趨強(qiáng)烈。早期,國內(nèi)鋰電池設(shè)備基本依靠進(jìn)口日本企業(yè)產(chǎn)品。國內(nèi)鋰電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)的出現(xiàn)始于2000年后,很多主要的鋰電設(shè)備制造企業(yè)都在2005年前后才進(jìn)入鋰電池設(shè)備制造行業(yè)。先靠著對日韓產(chǎn)品的模仿,定位中低端市場。近幾年來一些優(yōu)秀的鋰電設(shè)備企業(yè)已經(jīng)開始自主創(chuàng)新征程,國產(chǎn)鋰電設(shè)備的技術(shù)水平也在快速進(jìn)步。整體來看,盡管沒有權(quán)威的統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù),但國內(nèi)鋰電設(shè)備行業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為目前國產(chǎn)鋰電設(shè)備的市場占有率已經(jīng)較高,2015年鋰電行業(yè)中設(shè)備國產(chǎn)化的比例約為70%左右。然而,在整體技術(shù)水平上,國內(nèi)企業(yè)同日韓同行還有較大差距,因此國產(chǎn)化還有很長的一段路走。
五、國產(chǎn)鋰電設(shè)備逐漸突顯競爭優(yōu)勢
1、性價比優(yōu)勢
同很多其他行業(yè)相似,國產(chǎn)鋰電設(shè)備的最大優(yōu)勢仍然在于性價比。較低的人力成本和原材料成本,使得國產(chǎn)鋰電設(shè)備在比同類國外設(shè)備便宜四分之三左右的情況下,仍有較高的利潤率。以全自動卷繞機(jī)為例,全球卷繞機(jī)最優(yōu)秀的日本諧藤制作所的圓柱形專用鋰離子電池全自動卷繞機(jī)含稅售價折合人民幣270萬左右,而國內(nèi)贏合科技和先導(dǎo)智能相關(guān)產(chǎn)品的價格為50-60萬左右,僅為國外產(chǎn)品的五分之一。降低生產(chǎn)成本是鋰電池廠商的迫切需求,因而國內(nèi)電池廠商有動力采用國產(chǎn)設(shè)備來降低固定成本。隨著國內(nèi)近幾年設(shè)備技術(shù)水平的進(jìn)步,國內(nèi)鋰電設(shè)備的性價比優(yōu)勢越來越明顯。一些知名的鋰電池廠商已經(jīng)開始考慮國產(chǎn)設(shè)備,特別是像ATL這樣的客戶積極在生產(chǎn)線中推動國產(chǎn)鋰電設(shè)備的使用,是國內(nèi)如先導(dǎo)智能等領(lǐng)先的設(shè)備廠商的大客戶。這也證明了國產(chǎn)鋰電設(shè)備完全可以滿足當(dāng)前國內(nèi)鋰電池生產(chǎn)要求。這也為國產(chǎn)設(shè)備進(jìn)口替代奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2、服務(wù)優(yōu)勢
國產(chǎn)設(shè)備廠商熟悉國內(nèi)鋰電生產(chǎn)過程,因而國產(chǎn)設(shè)備在應(yīng)用上更加靈活,更適應(yīng)國內(nèi)廠商的需求,一般設(shè)備廠家都配有相應(yīng)的技術(shù)人才,對客戶進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)和跟蹤服務(wù),全方位滿足客戶需求。日韓廠商常常做不到這些,其售后服務(wù)周期長、零部件更換價格高昂,比如進(jìn)口設(shè)備的零部件損壞需要更換,電芯企業(yè)需要提前很長時間預(yù)約,這需要花費(fèi)很高的經(jīng)濟(jì)成本和時間成本。對鋰電池生產(chǎn)企業(yè)來講,隨著設(shè)備自動化和專業(yè)化程度的提高,售后服務(wù)的重要性日漸提升。這恰是國內(nèi)企業(yè)的強(qiáng)項(xiàng)。
未來幾年,性價比和服務(wù)這大優(yōu)勢仍然是國產(chǎn)設(shè)備攻城略地的法寶,而且在同國內(nèi)電芯企業(yè)的互動研發(fā)中,國產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)水平也在快速提高,由此我們相信國產(chǎn)鋰電設(shè)備定是此輪動力電池投資熱潮中的最大受益者?;鹦亲詣踊O(shè)備