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鋰電池設(shè)備行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)趨勢(shì)
(一)行業(yè)概念及特點(diǎn)
1、鋰電設(shè)備自動(dòng)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(fù)極材料的二次電池，在充放電過(guò)程中，鋰離子在兩個(gè)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(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)突出，在二次電池領(lǐng)域所占市場(chǎng)份額迅速提升，除了在消費(fèi)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(dòng)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(cè)和電池組裝四個(gè)主要工序。其中，電極制片又包括正極片和負(fù)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(jī)械設(shè)備，簡(jiǎn)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(dòng)力電池需求的激增，鋰電設(shè)備市場(chǎng)迎來(lái)新一輪高增長(zhǎng)，同時(shí)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(dòng)化方向邁進(jìn).
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
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%
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(jī)、涂布機(jī)、輥壓機(jī)和分切機(jī)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(huì)對(duì)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(jī)或疊片機(jī)、電芯入殼機(jī)、注液機(jī)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(cè)以及組裝成電池組等工藝。相對(duì)而言，中后端設(shè)備如入殼、封口、檢測(cè)等機(jī)器相對(duì)簡(jiǎn)單，技術(shù)要求不高。
從鋰電池成本的角度來(lái)看，動(dòng)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(fèi)用、財(cái)務(wù)費(fèi)用、設(shè)備折舊等，由于目前國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池的規(guī)模效應(yīng)仍然較低，造成攤銷費(fèi)用高，電芯和電池的成本隨之升高。從去年開始，國(guó)內(nèi)的動(dòng)力電池廠已經(jīng)紛紛計(jì)劃擴(kuò)產(chǎn)，通過(guò)使用高端自動(dòng)化鋰電池生產(chǎn)裝備實(shí)現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)，也這是拉動(dòng)國(guó)內(nèi)鋰電設(shè)備行業(yè)發(fā)展的核心動(dòng)力。
2、鋰電池設(shè)備價(jià)格參差不齊
各個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)備的精度和自動(dòng)化水平不同決定了價(jià)格差異。一般來(lái)說(shuō)，由于前端電極制片工序是對(duì)原材料進(jìn)行初始處理，處理結(jié)果的優(yōu)劣會(huì)直接影響電極片的性能，所以在精度和自動(dòng)化要求上最高的，對(duì)應(yīng)的價(jià)格也是最高的。例如攪拌機(jī)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(jī)需要將漿料涂層的厚度控制到3μm以下，這種工藝條件對(duì)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(jià)格來(lái)看，核心環(huán)節(jié)涂布機(jī)、分條機(jī)價(jià)格最高，2014年平均價(jià)格分別為73.56萬(wàn)和49.22萬(wàn)元，而卷繞機(jī)和制片機(jī)的價(jià)格相對(duì)較低，分別為23.32萬(wàn)元和21.39萬(wàn)元。其他的輔助設(shè)備如烘箱、滾槽機(jī)和預(yù)充柜等對(duì)電池性能影響不大，相對(duì)的精度要求和價(jià)格也是最低的。值得注意的是，鋰電設(shè)備一般是““非標(biāo)準(zhǔn)化””生產(chǎn)，生產(chǎn)廠商根據(jù)下游客戶個(gè)性化需求生產(chǎn)不同的設(shè)備，因而設(shè)備價(jià)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(jī)相差很大。業(yè)內(nèi)普遍采用成本加成法定價(jià)，保證鋰電設(shè)備生產(chǎn)廠家的毛利率。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
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(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
國(guó)際市場(chǎng)來(lái)看，目前國(guó)產(chǎn)設(shè)備價(jià)格遠(yuǎn)低于國(guó)外設(shè)備，一方面國(guó)內(nèi)的人力和制造成本更為低廉，更為重要的是目前國(guó)內(nèi)設(shè)備自動(dòng)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(chǎng)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(zhǎng)是驅(qū)動(dòng)鋰電設(shè)備行業(yè)增長(zhǎng)的根本驅(qū)動(dòng)力。目前鋰離子電池主要應(yīng)用于消費(fèi)電子產(chǎn)品、新能源汽車動(dòng)力以及儲(chǔ)能三大領(lǐng)域。2014年全球鋰離子電池市場(chǎng)規(guī)模249億美元，折合總?cè)萘?3.6GWh，其中消費(fèi)類鋰離子電池占比67%，同比下滑7個(gè)百分點(diǎn)，動(dòng)力型鋰占比19%，同比增長(zhǎng)6個(gè)百分點(diǎn)，其他類型(儲(chǔ)能&工業(yè)型)占比14%，同比增長(zhǎng)1個(gè)百分點(diǎn)。
隨著新能源汽車及可再生能源發(fā)電的興起，動(dòng)力鋰電池和儲(chǔ)能鋰電池未來(lái)的占比會(huì)進(jìn)一步提升，新能源汽車和儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池容量需求體量上遠(yuǎn)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(guó)鋰電設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模為38億元，同比增長(zhǎng)31%，預(yù)計(jì)2015年將達(dá)到75億元，實(shí)現(xiàn)翻倍增長(zhǎng)。主要受以下幾個(gè)因素影響：
(1)新一輪動(dòng)力電池?cái)U(kuò)張潮：2014年我國(guó)新能源汽車銷量7.4萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)今年有望突破20萬(wàn)輛，2020年將達(dá)到100萬(wàn)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(chǎng)增長(zhǎng)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(jìn)，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(dòng)設(shè)備逐漸被接受，之前的半自動(dòng)及手動(dòng)設(shè)備不斷被替換淘汰，全自動(dòng)設(shè)備的占比越來(lái)越高。
根據(jù)研究機(jī)構(gòu)對(duì)全球鋰電池用電量預(yù)測(cè)來(lái)看，到2020年，全球小型鋰電、新能源汽車和工業(yè)儲(chǔ)能三項(xiàng)結(jié)合的總用電量將達(dá)到245GWh，是2013年的四倍以上，年均復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到24%。其中小型鋰電148GWh，年均復(fù)合增速17.8%，動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池的年均復(fù)合增長(zhǎng)率分別為44.4%和和49.8%。
動(dòng)力鋰電將是拉動(dòng)本輪鋰電設(shè)備周期的主要力量。從設(shè)備上來(lái)看，小型鋰電市場(chǎng)規(guī)模目前領(lǐng)先，但是小型鋰電設(shè)備難以用于動(dòng)力鋰電制造，對(duì)于精度和一致性的要求差異明顯，這也導(dǎo)致專注于動(dòng)力電池的企業(yè)更傾向于重新設(shè)計(jì)和引進(jìn)新設(shè)備而非簡(jiǎn)單的采用現(xiàn)有的小型鋰電設(shè)備。
(二)鋰電池行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)與市場(chǎng)規(guī)模
1、鋰電池行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析
經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，鋰離子電池市場(chǎng)規(guī)模從無(wú)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(jī)更耗電的智能手機(jī)以及平板電腦、電動(dòng)汽車等新興市場(chǎng)的崛起，推動(dòng)了鋰離子電池市場(chǎng)的快速發(fā)展和市場(chǎng)普及。到2014年全球鋰離子電池市場(chǎng)規(guī)?？焖侔l(fā)展到6646.5萬(wàn)kWh，相比2010年增長(zhǎng)3倍以上。2015年，全球新能源汽車銷量為73萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)108%;鋰電池產(chǎn)量也從2014年72GW，升至100GW，同比增長(zhǎng)40%;動(dòng)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(duì)于未來(lái)市場(chǎng)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(guó)電池網(wǎng)預(yù)計(jì)2020年全球鋰離子電池市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)超過(guò)2億kWh，21世紀(jì)第二個(gè)10年的年均復(fù)合增長(zhǎng)率接近25%。
數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究網(wǎng)
隨著市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，鋰電池自動(dòng)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(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn)向高精度、安全性以及標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。如今消費(fèi)電子產(chǎn)品對(duì)鋰電池容量和性能要求的不斷提升，儲(chǔ)能電池、動(dòng)力電池對(duì)鋰電池功率需求的不斷增長(zhǎng)，以及無(wú)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(yán)苛的要求，鋰電池自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備行業(yè)應(yīng)下游行業(yè)需求的發(fā)展，將進(jìn)一步提升自身的研發(fā)水平和技術(shù)實(shí)力、提高設(shè)備的工藝水平和自動(dòng)化程度，以滿足下游鋰電池對(duì)大容量、大功率、高性能、高穩(wěn)定性等特性的需求。在動(dòng)力電池領(lǐng)域，鋰電池自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)水平、自動(dòng)化程度將會(huì)對(duì)電芯的生產(chǎn)工藝、質(zhì)量控制以及電芯標(biāo)準(zhǔn)化、穩(wěn)定性和成組后效率的提升發(fā)揮重要作用。同時(shí)，鋰電池自動(dòng)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(jìn)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(dòng)化生產(chǎn)能力的提升
目前，我國(guó)鋰電池自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備與國(guó)外先進(jìn)設(shè)備在自動(dòng)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(dòng)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(dòng)力電池等大容量電池方面，對(duì)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(duì)生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)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(dòng)化水平，尤其是要提升電芯的對(duì)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(cè)管理系統(tǒng)和組裝的一致性，提升組裝設(shè)備的自動(dòng)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(shì)后，迅速借助品牌優(yōu)勢(shì)實(shí)施相關(guān)多元化戰(zhàn)略，發(fā)展其他自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。隨著鋰電池生產(chǎn)對(duì)自動(dòng)化要求的提高，打造一體化的生產(chǎn)線將成為未來(lái)的發(fā)展方向。
③鋰離子動(dòng)力電池生產(chǎn)設(shè)備將成為行業(yè)發(fā)展重點(diǎn)
鋰離子動(dòng)力電池在未來(lái)鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展中將占據(jù)較大的市場(chǎng)份額，這將促使鋰離子動(dòng)力電池自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)入新的發(fā)展時(shí)期。動(dòng)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(lái)全球新能源汽車的蓬勃發(fā)展，特別是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)新能源汽車的爆發(fā)式增長(zhǎng)已使得鋰離子動(dòng)力電池成為鋰電池中增長(zhǎng)最快的部分。
由于鋰離子動(dòng)力電池對(duì)安全性的要求較高，鋰離子動(dòng)力電池自動(dòng)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(dòng)力電池的產(chǎn)業(yè)化流程和生產(chǎn)線設(shè)計(jì)成為行業(yè)內(nèi)研發(fā)的難點(diǎn)與重點(diǎn)，行業(yè)內(nèi)企業(yè)需要與下游客戶加強(qiáng)合作，緊跟客戶需求，對(duì)產(chǎn)品作出相應(yīng)的調(diào)整。
④國(guó)產(chǎn)設(shè)備對(duì)進(jìn)口設(shè)備的替代效應(yīng)越來(lái)越明顯
國(guó)外設(shè)備研發(fā)起步早，設(shè)備精度高、自動(dòng)化程度高、性能優(yōu)越，但其在電池型號(hào)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(guó)內(nèi)種類眾多的電池生產(chǎn)方式不相匹配。國(guó)內(nèi)設(shè)備針對(duì)我國(guó)電池生產(chǎn)的工藝特點(diǎn)而研發(fā)制造，適應(yīng)性強(qiáng)，性價(jià)比優(yōu)勢(shì)明顯。鋰電池自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備行業(yè)是一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行不斷的改進(jìn)，國(guó)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(shí)可以進(jìn)行及時(shí)溝通和處理，最大限度減少客戶損失。同時(shí)，國(guó)產(chǎn)鋰電池自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)水平的提升，將進(jìn)一步縮小與進(jìn)口設(shè)備在所生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量上的差距，國(guó)產(chǎn)設(shè)備的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)和對(duì)進(jìn)口設(shè)備的替代效應(yīng)會(huì)更為明顯。
2、鋰電池自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r
(1)鋰電池自動(dòng)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(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備的下游行業(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(tái)方形鋰電池卷繞機(jī)，鋰電池自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備開始出現(xiàn)。韓國(guó)Koem公司于1999年成功開發(fā)出鋰離子電池卷繞機(jī)和鋰離子電池裝配機(jī)。隨后鋰電池自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備開始發(fā)展起來(lái)，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(yù)占據(jù)著市場(chǎng)的主要份額。目前，國(guó)內(nèi)仍有部分大型電池廠的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備向日韓相關(guān)企業(yè)進(jìn)行采購(gòu)。
我國(guó)加入WTO后，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)商開始借鑒國(guó)外技術(shù)，并結(jié)合國(guó)內(nèi)低價(jià)勞動(dòng)力與靈活而敏感的市場(chǎng)觸角，開始在自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟并慢慢發(fā)展起來(lái)。至2006年，國(guó)內(nèi)已出現(xiàn)一批專業(yè)的鋰電池自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備制造企業(yè)。
為適應(yīng)我國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)的進(jìn)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(shí)產(chǎn)權(quán)的鋰電制造設(shè)備成為行業(yè)內(nèi)企業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的要求。近年來(lái)，隨著鋰電池行業(yè)市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng)，鋰電池生產(chǎn)廠商大規(guī)模擴(kuò)大產(chǎn)能，國(guó)內(nèi)開始出現(xiàn)一批研發(fā)和制造能力較強(qiáng)的鋰電池自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備制造商。
(2)鋰電池自動(dòng)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(guó)、韓國(guó)和日本是世界上三大鋰離子電池生產(chǎn)國(guó)，三國(guó)產(chǎn)量約占到世界產(chǎn)量的90%左右，三國(guó)各占30%左右。近年來(lái)，我國(guó)鋰電池設(shè)備行業(yè)發(fā)展迅速，2015年我國(guó)鋰電池產(chǎn)量市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到1251.5億元，2011年-2015年復(fù)合增長(zhǎng)率為33.21%。
鋰電池行業(yè)是鋰電池自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備行業(yè)的下游行業(yè)，鋰電池是一類依靠鋰離子在正極與負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)達(dá)到充放電目的的可充電電池。目前，市場(chǎng)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(lái)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(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)占據(jù)了手機(jī)、筆記本電腦腦等消費(fèi)電子類產(chǎn)品電池的主流市場(chǎng)。未來(lái)隨著鋰電池生產(chǎn)工藝和電池性能的進(jìn)一步提升，鋰電池將占據(jù)儲(chǔ)能電池、動(dòng)力電池等領(lǐng)域的主流市場(chǎng)。
自從日本索尼公司于1992年將鋰電池投入產(chǎn)業(yè)化以來(lái)，鋰電池在手機(jī)、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(jìn)步和性能的提升，鋰電池的應(yīng)用將逐步拓展到多個(gè)不同領(lǐng)域。
