锂电池装备行业深度分析报告.docx

锂电池装备行业深度分析报告.docx

《锂电池装备行业深度分析报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《锂电池装备行业深度分析报告.docx（54页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

锂电池装备行业深度分析报告

2017年锂电池装备行业深度分析报告

（此文档为word格式，可任意修改编辑！

）

2017年10月

正文目录

图目录

表目录

1.锂电池制造工艺：

因为复杂且有难度，所以价值高

1.1.锂电池结构：

不同结构形式、不同材料的工艺相似但装备需全新配置

锂离子电池构成主要有正极、负极、非水电解质和隔膜四部分组成。

目前市场上采用较多的锂电池主要为磷酸铁锂电池和三元锂电池，二者正极原材料差异较大，生产工艺流程比

较接近但工艺参数需变化巨大。

若磷酸铁锂全面更换为三元材料，旧产线的整改效果不佳对于电池厂家而言需要对产线上的设备大面积进行更换。

图1：

锂电池结构拆解

1.2.锂电池制造工艺：

前中后三道工序，占比接近35%/30%/35%

锂电池的生产工艺比较复杂，主要生产工艺流程主要涵盖电极制作的搅拌涂布阶段（前段）、电芯合成的卷绕注液阶段（中段），以及化成封装的包装检测阶段（后段），价值量（采购金额）占比约为（35~40%）:

（30~35）%:

（30~35）%。

差异主要来自于设备供应商不同、进口/国产比例差异等，工艺流程基本一致，价值量占比有偏差但总体符合该比例。

锂电生产前段工序对应的锂电设备主要包括真空搅拌机、涂布机、辊压机等；中段工序主要包括模切机、卷绕机、叠片机、注液机等；后段工序则包括化成机、分容检测设备、过程仓储物流自动化等。

除此之外，电池组的生产还需要Pack自动化设备。

图2：

锂电池主要生产工艺流程

1.2.1.锂电前段生产工艺：

极片制造关系电池核心性能

锂电池前端工艺的结果是将锂电池正负极片制备完成，其第一道工序是搅拌，即将正、负极固态电池材料混合均匀后加入溶剂，通过真空搅拌机搅拌成浆状。

配料的搅拌是锂电后续工艺的基础，高质量搅拌是后续涂布、辊压工艺高质量完成的基础。

涂布和辊压工艺之后是分切，即对涂布进行分切工艺处理。

如若分切过程中产生毛刺则后续装配、注电解液等程序、甚至是电池使用过程中出现安全隐患。

因此锂电生产过程中的前端设备，如搅拌机、涂布机、辊压机、分条机等是电池制造的核心机器，关乎整条生产线的质量，因此前端设备的价值量（金额）占整条锂电自动化生产线的比例最高，约35%。

图3：

锂电前段工艺流程与对应的产品状态

表1：

锂电前段生产工艺流程、设备及主要供应商

1.2.2.锂电中段工艺流程：

效率先行，卷绕走在叠片之前

锂电池制造过程中，中段工艺主要是完成电池的成型，主要工艺流程包括制片、极片卷绕、模切、电芯卷绕成型和叠片成型等，是当前国内设备厂商竞争比较激烈的一个领域，占锂电池生产线价值量约30%。

目前动力锂电池的电芯制造工艺主要有卷绕和叠片两种，对应的电池结构形式主要为圆柱与方形、软包三种，圆柱和方形电池主要采用卷绕工艺生产，软包电池则主要采用叠片工艺。

圆柱主要以18650和26650为代表（Tesla单独开发了21700电池、正在全行业推广），方形与软包的区别在于外壳分别采用硬铝壳和铝塑膜两种，其中软包主要以叠片工艺为主，铝壳则以卷绕工艺为主。

软包结构形式主要面向中高端数码市场，单位产品的利润率较高，在同等产能条件下，相对利润高于铝壳电池。

由于铝壳电池易形成规模效应，产品合格率及成本易于控制，目前二者在各自市场领域均有可观的利润，在可以预见的未来，二者都很难被彻底取代。

由于卷绕工艺可以通过转速实现电芯的高速生产，而叠片技术所能提高的速度有限，因此目前国内动力锂电池主要采用卷绕工艺为主，因此卷绕机的出货量目前大于叠片机。

图4：

卷绕电池结构（圆柱电池）与形式

图5：

叠片电池结构与形式

卷绕和叠片生产对应的前道工序为极片的制片和模切。

制片包括对分切后的极片/极耳焊接、极片除尘、贴保护胶纸、极耳包胶和收卷或定长裁断，其中收卷极片用于后续的全自动卷绕，定长裁断极片用于后续的半自动卷绕；冲切极片是将分切后的极片卷绕冲切成型，用于后续的叠片工艺。

图6：

锂电中段工艺流程与对应的产品状态

在锂电封装焊接方面，联赢、大族、光大的主流激光技术集成应用厂家均有所涉及，能够满足需求、无需进口。

表2：

锂电中段生产工艺流程、设备及主要供应商

1.2.3.锂电后段工艺流程：

分容化成是核心环节

锂电后段生产工艺主要为分容、化成、检测和包装入库四道工序，占生产线价值量约35%。

化成和分容作为后段工艺中最主要环节，对成型的电池进行激活检测，由于电池的充放电测试周期长，因此设备的价值量最高。

化成工艺的主要作用在于将注液封装后的电芯充电进行活化，分容工艺则是在电池活化后测试电池容量及其他电性能参数并进行分级。

化成和分容分别由化成机和分容机通常由自动化分容化成系统完成。

图7：

锂电后段工艺流程

表3：

锂电后端生产工艺流程、设备及主要供应商

1.2.4.锂电Pack工艺：

看似简单但需要与系统性设计结合

动力电池组系统是将众多单个的电芯通过串、并联的方式连接起来的电池组，综合了动力和热管理等电池硬件系统。

Pack是动力电池系统生产、设计应用的关键，是连接上游电芯生产和下游整车的应用核心环节，通常设计需求由电芯厂或汽车厂提出，通常由电池厂、汽车厂或者第三方Pack厂完成。

锂电池Pack产线相对简单，核心工序包括上料、支架粘贴、电焊、检测等工艺，核心设备为激光焊接机以及各类粘贴检测设备。

目前，各大锂电设备厂商在此领域的自动化集成布局较少，而大族激光、联赢激光等激光设备厂商由于在激光领域的绝对优势，在Pack设备领域占有率较高。

目前Pack生产的自动化比例相对较低，是因为目前的新能源车单款车销量都不够大，上自动化生产线的成本较高。

图8：

锂电池组Pack工艺流程

图9：

锂电池Pack结构示意图

表4：

目前Pack厂商份额与分类名单

1.2.5.磷酸铁锂和三元：

能量密度绕不开的话题，不同材料需要全套设备投资

目前国内主流动力锂电池的正极材料分为磷酸铁锂和三元两大种类。

其中磷酸铁锂是目前最安全的锂离子电池正极材料，其循环寿命通常在2000次以上，再加上由于产业成熟而带来的价格和技术门槛的下降，使得很多厂商出于各种因素考虑都会采用磷酸铁锂电池。

然而磷酸铁锂电池在能量密度方面则存在明显的缺陷，目前磷酸铁锂电池龙头比亚迪磷酸铁锂单体电芯能量密度为150Wh，2017年底比亚迪预计将能量密度提升到160Wh，理论

上磷酸铁锂能量密度很难超过200Gwh。

三元聚合物锂电池是指正极材料使用镍钴锰酸锂的锂电池，镍钴锰的实际比例可以根据具体需要进行调整。

由于三元锂电池具备更高的能量密度（目前宁德时代等动力电池一流大厂三元锂电池能量密度普遍能达到200Wh/kg-220Wh/kg，业内预计到2020年三元电池单体电芯能量密度将达到300Wh/kg的水平），乘用车市场开始转向三元锂电池，而在安全性要求更高的客车上，磷酸铁锂则更受青睐。

随着全电动乘用车的发展，三元锂电池正在占据越来越重要的位置。

两种材料的能量密度和成本有差异，不同的汽车、不同的车企有不同的选择。

二者在生产工艺流程上大致相同，区别主要体现在材料的使用和配比上不同、具体工艺参数差异较大，设备无法共线生产，且单纯改造切换产能的成本较高（三元材料对真空除湿等要求严格，之前的磷酸铁锂生产线基本没有除湿要求），因此多家电芯厂在产能规划中会同时布局、分别采购设备。

表5：

主要厂商各类锂电池产能扩产计划

2.新能源产业扩张强劲，由政策驱动转变为消费驱动

2.1.新能源汽车蓬勃发展，消费需求将成最大驱动力

2.1.1.政策规范日趋成熟，新能源车推广节奏稳定

2010年9月国务院常务会议审议通过《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，新能源汽车被纳入战略新兴产业范畴，同年我国开始对新能源汽车实施补贴政策，新能源汽车与其他六大产业成为国家重点发展方向。

2016年1月工信部、发改委、财政部、科技部联合发布《关于开展新能源汽车推广核查工作的通知》，同时启动骗补核查，全面核查财政资金使用及管理情况、新能源汽车生产与使用情况。

经过此轮调查整改，行业得到净化，未来将更健康发展。

2017年工信部陆续颁布了7批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》，目前该目录正以每月一批的节奏稳定发布。

截止2017年7月31日，七批推荐车型目录共包括178户企业的2265个车型。

表6：

近期发布的新能源汽车产业政策

2.1.2.补贴政策持续升级，双积分制理清行业发展思路

2010年我国开始对新能源汽车进行补贴，2013年9月国务院发布的《关于继续开展新能源汽车推广应用工作的通知》要求，在2013-2015年对消费者购买新能源汽车继续给予补贴。

同时，全国多地推出地方性的补贴政策，“国家+地方”双层补贴有效激励了我国新能源汽车消费。

根据2017年最新新能源汽车补贴政策，纯电动车和插电式混合动力车不同纯电续航里程补贴额度均有不同程度的下降，但仍然保持较高水平的补贴额度，续航里程超过250公里的纯电动车补贴额度为4.4万元/辆。

表7：

2013-2017年新能源乘用车补贴额度对比（单位：

万元/辆）

作为补贴指标，系统能量密度分为95-95wh/kg、95-115wh/kg和11wh/kg以上三个档次，对应中央财政补贴调整系数为0.8、1和1.2。

乘用车方面同样引入系统能量密度作为财政补贴指标，动力电池系统能量密度为90-120wh/kg时对应的调整系数为1，能量密度大于120wh/kg时的调整系数为1.1倍。

目前国内新能源乘用车电池以磷酸铁锂和三元为主，三元电池能量密度较高，基本在90wh/kg以上，符合财政补贴要求。

未来，三元材料电池在新能源车中所占的比例将进一步提升，高能量密度的NCA和高镍NCM三元电池应用空间有望进一步加大，研发高能量密度的锂电池也将成为更多企业的主要攻克目标。

表8：

2017年新能源客车和乘用车补贴标准

2017年6月13日，工信部颁布了新版的《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法（征求意见稿）》，对去年9月颁布的积分制进行了更新与改革。

双积分其一是平均燃料消耗量积分（CAFC），其二是新能源汽车积分（NEV积分），考核的都是车企，但计算方法都是先计算车型，再加总为车企的分数。

在车型的层面，计算思路都是差值考核，即计算该车型的实际值与考核标准的差距，超出标准越多越能形成正积分，其中新能源车也要计算CAFC，将电量转换为传统的燃料消耗量。

两类考核值都分别给出了规定，需要注意的是NEV积分比例不是数量比例，以2018年的8%为例，对一家年产10万辆燃油车的车企来讲，当年必须要产生10万辆x8%=8000分，这是整个机制中的一个重要分-量转换的桥梁。

在车企层面，就是每一辆车的达标情况的总和。

图10：

双积分制解读

积分制颁布之后，对于车企而言其受到硬性的NEV积分比例和CAFC的要求压力，中小型的新能源汽车企业迫于积分压力将会积极扩产或者需求同大的车企进行合并、抱团取暖。

碳配额、双积分的消息首先直接推动大众加速与江淮的合作落地，同时，丰田、本田登车企都宣布将纯电动汽车加入终极目标，轴心发生转移。

这种转向、加大投入、尽早投放将促进系能源汽车市场更快地成熟。

2.1.3.消费需求将成最大驱动力，预计2020年新能源汽车销量突破200万台

当前我国的新能源汽车发展主要由政策扶持，得到了飞速的发展。

2016年，我国新能源汽车销量为50.7万辆，同比增长53%，截止2017年7月我国当年新能源汽车销量为26.8万辆，同比增长10.34%，三四季度有望持续放量，全年销量超过70万辆。

我们认为新能源汽车行业将逐渐由政策驱动转变为需求驱动。

根据尼尔森联合中国汽车工业协会联合发布的《中国汽车消费者白皮书》显示我国新能源汽车