锂电池检测设备行业调研投资展望分析报告.docx
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锂电池检测设备行业调研投资展望分析报告
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2017年9月
正文目录
一、锂电池后端生产工艺4
1.1锂电池生产工艺流程4
1.2生产检测工艺的重要性5
1.3锂电池生产中的检测设备5
二、锂电池检测设备行业7
2.1行业发展历程7
2.2行业竞争格局8
2.3锂电测试设备行业发展趋势9
三、主要公司分析12
星云股份12
先导智能14
华自科技17
四、相关建议与风险提示21
图目录
图1：
锂电池生产工艺流程4
图2：
锂电池生产过程各类检测设备6
图3：
锂电池化成分容工艺流程6
图4：
锂电池化成车间工艺流程变化7
图5：
不同类型动力电池的化成分容设备8
图6：
泰坦新动力自动化系统总体方案布局11
图7：
星云股份2016年前10大客户营收占比13
图8：
星云股份历年营业收入13
图9：
星云股份历年实现净利润14
图10：
泰坦新动力营收、毛利率和销售净利率15
图11：
泰坦新动力净利润15
图12：
泰坦新动力产品的价值优势16
图13：
泰坦2016年1-10月前5大客户营收占比达86%17
图14：
精实机电营收18
图15：
2016年精实机电前5大客户的销售份额占比达75%19
图16：
2016年4家可比公司营收与净利润对比20
图17：
4家可比公司2016与2017年上半年营收对比（万元）21
表目录
表1：
锂电池生产环节检测项目与检测意义5
表2：
国内锂电检测设备领域主要企业9
表3：
国内锂电检测设备领域主要企业11
表4：
公司电芯、动力电池组测试解决方案18
一、锂电池后端生产工艺
1.1锂电池生产工艺流程
锂离子电池的制造可统一分为极片制作、电芯组装、电芯激活检测和电池封装四个工序段：
第一步，极片制作工艺包括搅拌、涂布、辊压、分切、制片、极耳成型等工序，是锂离子电池制造的基础，对极片制造设备的性能、精度、稳定性、自动化水平和生产效能等有着很高的要求；第二步，电芯组装工艺主要包括卷绕或叠片、电芯预封装、注电解液等工序，对精度、效率、一致性要求很高；第三步，电芯激活检测工艺主要包括电芯化成、分容检测等；第四步，电池封装工艺包括对构成电池组的单体电池进行测试、分类、串并联组合，以及对组装后的电池组性能、可靠性测试。
其中前端设备指：
锂电池生产过程中用于搅拌、涂布、辊压、制片、分切等制造正负极片工序的设备。
中端设备指：
锂电池生产过程中用于电芯装配工序，主要包括卷绕机或叠片机、电芯入壳机、注液机以及封口焊接等设备。
后端设备指：
锂电池生产过程中用于电芯激活化成、分容检测以及组装成电池组等工艺的设备。
图1：
锂电池生产工艺流程
1.2生产检测工艺的重要性
国内电池良品率较低，粗放增产不可持续。
现阶段国内大部分电芯企业提升电池品质的方法，一般采用的都是增大电池的产量，再对其进行充分的分选，以此来保证最终产品的质量。
而这也导致了成本的大幅上升。
在这种粗放的生产制造思路下，国内电池企业的产品良率和直通率都普遍偏低。
根据高工锂电统计，国内电池企业的良品率在95%左右，而日韩企业则在99%以上。
检测设备则是动力电池生产商保质提量，增产增效的必要保证。
若想制造出一致性高、稳定性好、性能优异的锂电电芯及电池组，检测设备将起到至关重要的作用。
在未来两三年内，锂电池的能量密度提升、安全性提升与成本大幅下降将是电芯企业面临的三大关卡，而这些都必然要求电芯企业采用在线式的生产监测及检测设备，一方面提升产线的生产效率，另一方面则要最大程度地提升产品的品质和一致性。
表1：
锂电池生产环节检测项目与检测意义
1.3锂电池生产中的检测设备
锂电池整个生产流程多处用到检测工艺。
其中，对于前中段搅拌、涂布、辊压、分切、制片、极耳成型等工艺流程中主要是采用CCD、X-ray检测设备完成外观和结构性检测；而后段检测主要是保证最终组装单体电芯的一致性，如果单体电芯的一致性不能得到良好的保证，则会影响到电池组的综合产品性能，导致整车的动力系统无法满足续航能力、使用寿命、安全性能等各项产品性能要求。
图2：
锂电池生产过程各类检测设备
后段检测中化成分容检测是得到电芯的性能的各项参数，对于最终产品的一致性和稳定性等性能起着至关重要的作用。
化成是指首次充电使电池完成电极活化的充放电程序，一般对初次充电的电池实施一系列工艺措施使之性能趋于稳定，包括小电流充放，恒温静置等。
分容指容量分选、性能筛选分级等。
图3：
锂电池化成分容工艺流程
二、锂电池检测设备行业
2.1行业发展历程
20世纪50年代锂电池被研发初始，技术较不稳定，安全性等方面存在问题。
70年代后随着锂电池制造及充放电技术、检测技术的逐渐成熟，锂电池的应用范围得以扩大。
80年代，由计算机控制的锂电池检测系统开始面世，软件系统成为锂电池检测系统的重要补充，促进了锂电池检测系统行业的发展。
90年代，锂电池应用范围进一步扩大，锂电池检测技术发展迅速，激活新生产二次电池的化成设备大量出现。
进入21世纪后，3C产品、电动工具、电动自行车等领域对锂电池需求大增，出现了数字化检测、化成分容、电池及动力电池组检测、电池保护板检测等检测技术。
2010年之后，新能源汽车和储能应用产品在国际范围快速发展，行业进入高速发展期，锂电池检测系统行业涌现出工况模拟系统、能量回馈系统和大功率检测系统、BMS检测等新一代产品，行业向自动化、系统化方向迈进。
根据高工产研锂电研究所（GGII）统计，中国2015年锂电生产设备需求超过120亿元，国内生产设备产值占比70%，产值同比增长超过110%。
因此2015年中国锂电生产设备产值为83.5亿元（不含进口设备），其中中端和后端设备国内产值39亿元同比增长86.7%。
图4：
锂电池化成车间工艺流程变化
图5：
不同类型动力电池的化成分容设备
国外设备匹配性差，价格、售后缺乏优势。
国外设备研发起步早，设备精度高、自动化程度高、性能优越，但其在电池型号变换方面有较大的局限性，灵活性低，设备适用范围窄，与国内种类众多的电池生产方式不相匹配。
国内设备针对我国电池生产的工艺特点而研发制造，适应性强，性价比优势明显。
锂电池自动化生产设备行业是一个非标准化设备行业，设备的性能需要根据客户生产工艺的改变进行不断的改进，国内厂商能够充分满足客户的生产工艺需求，响应速度快，在设备发生故障时可以进行及时沟通和处理，最大限度减少客户损失。
同时，国产锂电池自动化生产设备技术水平的提升，将进一步缩小与进口设备在所生产产品质量上的差距，加上国产设备价格上的优势，未来，国产检测设备的性价比优势对进口设备的替代效应会更为明显。
2.2行业竞争格局
检测设备对制造一致性高、稳定性好、性能优异的锂电电芯及电池组起着至关重要的作用。
通过对检测设备的时时监控与追溯，可以随时了解产线动态，也可快速找出问题产品的原因所在，从而提高生产效率，提高产品良率，提升产品的整体性能。
表2：
国内锂电检测设备领域主要企业
除此以外，还有台湾的致茂电子（Chroma）和韩国甲进株式会社（KapJin）两家老牌测试设备企业。
致茂电子以自有品牌“Chroma”营销全球，为精密电子量测仪器、自动化测试系统、制造信息系统与全方位Turnkey测试及自动化解决方案供货商，主要产品包括LED、太阳能、锂电池、电动车、半导体/IC、雷射二极管、平面显示器、视频与色彩、电力电子、被动组件、电气安规、热电温控、自动光学检测、以及制造信息系统等测试解决方案。
KapJin以多年积累的Analog,Digital,Software技术为基础，通过不断开发尖端顶技术提高产品和服务质量，在电力电子、充放电设备产业里具有一定地位。
2.3锂电测试设备行业发展趋势
第一，在线检测显著提高效率，成为主流检测模式。
传统的电池厂都是在电池封装好之后，从后段的化成分容测试中发现问题电池，但这时电池已经报废了。
锂电池生产到化成分容环节后，就已经不可逆了，发现问题的电池只能做报废处理，同时还要再调整前端工艺控制，这是比较滞后的做法。
在线检测实现产品实时检测，及时纠偏。
通过采用一些在线式的生产检测设备，就能够时时检测出电池前期制造过程中出现的问题，及时发现出现问题的环节，以做出修复和调整，在原材料成本不断提升背景下，引入在线式检测设备的投入可以显著提高原材料的利用率，节省材料成本并提升产品质控水平。
目前已经国内部分电芯生产企业已经装备在线检测设备，包括ATL、珠海光宇、中航锂电、合肥国轩等一批主流的电芯企业都开始升级产线上的检测设备。
以中航锂电为例，其生产线上就已经普遍使用了包括极片在线检测、X-Ray在线检测、分容化成在线检测等设备。
第二，检测设备有望实现一体化和自动化系统。
检测设备未来有望集成锂电池物流、仓储、化成分容、检测于一体，并对生产现场进行智能实时监控，实现安全、高效率、高质量、大批量硬壳电池的生产；三重安全防护，确保消防安全。
锂电池自动化系统可以由常温静置区域、高温静置区域、输送设备区域、化成区域、分容区域、DCIR测试机和电源柜等设备区域组成。
静置区域的设备于托盘的自动仓储和管理；化成区域和分容区域完成锂电池的化成、分容工序；DCIR测试机完成生产中的电池性能测试；电源柜提供电池分容时所需要的电流、电压、容量控制，对电池分容进行过程监控和保护，采集电池分容过程中的数据，并和MES（制造企业生产过程执行管理软件）数据库系统与测试机进行数据交互；物流传输及相关设备通过配套管理系统实现同MES数据库系统对接，通过调度系统实现设备和上下游系统的集成。
各个区域系统通过相互配合实现与产能的匹配，进行锂电池的大批量生产。
通过差异化的设备产品组合来组成不同的系统，达到不同类型锂电池生产过程中的化成、分容、检测和物流传送等功能，实现锂电池的高效率、大批量、高精度的生产。
第三，检测标准趋于统一，有助于检测行业发展。
锂电池商业化至今20余载，市场上的产品规格型号却没有实现标准化生产。
为适应下游电池企业的不同需求，针对每款定制产品，行业企业都需结合现有产品，重新设计方案，投入产品开发费用，增加大量的成本，锂电池检测设备企业长期疲于研发生产各种“非标”设备，导致设备的成本居高不下，稳定升级也困难重重。
在动力锂电池制造对设备要求大大提高的当下，这已经影响到动力锂电池的安全性提升、成本降低及规模化生产。
随着游锂电池制造工序和产品标准化程度持续提升，行业企业有内外双重动力推动产品向标准化方向发展。
图6：
泰坦新动力自动化系统总体方案布局
检测设备对制造一致性高、稳定性好、性能优异的锂电电芯及电池组起着至关重要的作用。
通过对检测设备的时时监控与追溯，可以随时了解产线动态，也可快速找出问题产品的原因所在，从而提高生产效率，提高产品良率，提升产品的整体性能。
表3：
国内锂电检测设备领域主要企业
除此以外，还有台湾的致茂电子（Chroma）和韩国甲进株式会社（KapJin）两家老牌测试设备企业。
致茂电子以自有品牌“Chroma”营销全球，为精密电子量测仪器、自动化测试系统、制造信息系统与全方位Turnkey测试及自动化解决方案供货商，主要产品包括LED、太阳能、锂电池、电动车、半导体/IC、雷射二极管、平面显示器、视频与色彩、电力电子、被动组件、电气安规、热电温控、自动光学检测、以及制造信息系统等测试解决方案。
KapJin以多年积累的Analog,Digital,Software技术为基础，通过不断开发尖端顶技术提高产品和服务质量，在电力电子、充放电设备产业里具有一定地位。
三、主要公司分析
星云股份：
以锂电池检测系统为核心，延伸至整体解决方案
星云股份是国内领先的锂电池检测系统服务商。
星云股份高度融合锂电池检测、电
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