中國粉體網(wǎng)訊 鋰電裝備行業(yè)為下游鋰電池制造企業(yè)提供符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)生產(chǎn)設(shè)備和服務(wù),集機械,、電子電力,、自動控制、化學(xué)材料和信息技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)于一體,,具有技術(shù)密集,、資金密集、專業(yè)水平強,、定制化程度高的特點,。鋰電裝備對鋰電池的生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品一致性,、性能的穩(wěn)定性以及質(zhì)量有重要影響,,鋰電裝備技術(shù)水平的提升是下游鋰電池工藝改進和性能改善的重要基礎(chǔ),鋰電裝備制造業(yè)是鋰電產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分,。
鋰電裝備發(fā)展歷程
鋰電池的產(chǎn)業(yè)化發(fā)源于日本,,產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期,鋰電池市場幾乎被松下、三洋電氣,、東芝等少數(shù)幾個日資企業(yè)控制,。在2000年以前,日本的鋰電池企業(yè)占據(jù)全球95%以上的市場份額,。1990年,,日本皆藤公司成功研發(fā)出第一臺方形鋰電池卷繞機;1999年,,韓國KOEM(高麗機電)公司開發(fā)出鋰一次電池卷繞機和鋰一次電池裝配機,。在隨后的鋰電池設(shè)備發(fā)展過程中,日,、韓的技術(shù)水平一直處于較為領(lǐng)先地位,。
1998年,我國鋰電裝備制造開始起步,,由于基礎(chǔ)薄弱,,當(dāng)時的關(guān)鍵設(shè)備主要依賴進口。隨著市場對鋰電產(chǎn)品品質(zhì)要求的提高,,我國鋰電池生產(chǎn)商需要提高設(shè)備比重和自動化程度以滿足鋰電生產(chǎn)工藝的技術(shù)提升需求,。國內(nèi)電池生產(chǎn)企業(yè)開始轉(zhuǎn)變觀念,對鋰電設(shè)備的重視程度逐步提高,,很多企業(yè)開始更多引進日韓高端鋰電設(shè)備,,同時也有自建團隊開發(fā)自動化設(shè)備和裝配線。2003年以后,,一些簡單的國產(chǎn)鋰電設(shè)備開始出現(xiàn),。2006年,國內(nèi)已經(jīng)發(fā)展出一批鋰電設(shè)備企業(yè),。
在2007-2013年期間,,國產(chǎn)設(shè)備替代逐步發(fā)展,鋰電設(shè)備國產(chǎn)化率已經(jīng)逐步上升至30%以上,。發(fā)展到2016年,,國內(nèi)鋰電設(shè)備企業(yè)大約有150家,年產(chǎn)值在1億元以上的企業(yè)就有近40家,。國內(nèi)鋰電設(shè)備產(chǎn)值2017年突破了150億元,,國產(chǎn)化率達到85%,2015~2017年我國鋰電設(shè)備產(chǎn)值平均復(fù)合增速高達58.04%,。
隨著我國鋰電池行業(yè)市場需求快速增長,,以及鋰電池生產(chǎn)企業(yè)大規(guī)模擴張產(chǎn)能的需要,國內(nèi)涌現(xiàn)了以先導(dǎo)智能,、贏合科技,、杭可科技,、利元亨、星云股份等為代表的一批研發(fā)和制造能力較強的鋰電池專用設(shè)備制造商,。目前,,我國鋰電裝備制造業(yè)正處于快速成長期,部分設(shè)備技術(shù)達到國際先進水平,,大部分已實現(xiàn)國產(chǎn)替代,。
總之,我國鋰電裝備制造行業(yè)從20世紀(jì)末開始起步,,經(jīng)歷了20多年的發(fā)展,,已經(jīng)形成一定規(guī)模,基本涵蓋鋰電池制造的所有環(huán)節(jié),。
鋰電池生產(chǎn)工藝及設(shè)備
當(dāng)前主流鋰電池的基本結(jié)構(gòu)為電芯-模組-電池包,,其中電芯是最小的能量單元。鋰電池制造主要由電芯,、模組和PACK三個核心生產(chǎn)裝配環(huán)節(jié)構(gòu)成,。其中,電芯制造為鋰電池生產(chǎn)過程中最關(guān)鍵,、價值含量最高的環(huán)節(jié),。電芯是由正極材料、負極材料,、電解液和隔膜等組裝而成,,是PACK的核心部件。不同形態(tài)的鋰電池(如軟包電池,、方形電池和圓柱電池等)電芯制作工藝流程大體相同,,可分為前段工序(電極制作)、中段工序(電芯裝配)以及后段工序(電芯激活)三個階段,。對應(yīng)相應(yīng)工序,,電芯生產(chǎn)設(shè)備同樣可以劃分為前段設(shè)備、中段設(shè)備和后段設(shè)備,。后段工序完成后,電芯達到可使用狀態(tài),,之后通過模組和PACK生產(chǎn)線將電芯組裝成成品電池包,。從價值量的分配來看,前段,、中段,、后段設(shè)備以及模組PACK裝配線價值量占比分別約為35%、30%,、25%和10%,。
鋰電池生產(chǎn)工藝及設(shè)備(資料來源:贏合科技,國信證券)
鋰電裝備市場概況
數(shù)據(jù)顯示,2021年中國鋰電設(shè)備市場規(guī)模為588億元,,2016年至2021年市場規(guī)模年均復(fù)合增長率為35%,,預(yù)計2022年中國鋰電設(shè)備市場規(guī)模將超過700億元。
從細分市場占比來看,,前段,、中段、后段設(shè)備市場規(guī)模分別為259億元,、210億元以及119億元,,占比分別為44.05%、35.71%,、20.24%,。預(yù)計在新一波擴產(chǎn)潮帶動下,到2025年我國鋰電設(shè)備市場規(guī)模將增至1200億元,,其中鋰電前中后段市場規(guī)模將分別上升至508億元,、415億元以及277億元。
數(shù)據(jù)來源:GGII,,中商產(chǎn)業(yè)研究院
從價值量上看,,整線中涂布機和卷繞機價值量較高。前段設(shè)備中涂布機價值量約占其80%以上,;中段設(shè)備中卷繞機價值約占其成本的70%左右,;后段設(shè)備中化成分容檢測占70%,組裝占30%,,檢測設(shè)備屬于行業(yè)發(fā)展到成熟階段的產(chǎn)物,,國內(nèi)外差距較小,國產(chǎn)化程度極高,。
資料來源:GGII,,國信證券
國內(nèi)鋰電設(shè)備行業(yè)內(nèi)綜合實力較強的企業(yè)主要包括先導(dǎo)智能、贏合科技,、杭可科技,、利元亨和星云股份等上市公司。國外企業(yè)主要以日本CKD,、日本東洋工程,、韓國PNE、韓國CIS,、韓國PNT等為代表,。
國內(nèi)前段核心設(shè)備供應(yīng)商包括先導(dǎo)智能、贏合科技,、科恒股份和璞泰來等,。中段核心設(shè)備供應(yīng)商包括先導(dǎo)智能,、贏合科技等,主要供應(yīng)卷繞機,、疊片機和焊接機等,,格林晟也為疊片工序所需設(shè)備的核心供應(yīng)商。后段核心設(shè)備供應(yīng)商包括先導(dǎo)智能,、杭可科技等,,主要供應(yīng)化成和分容檢測所需相關(guān)設(shè)備(鋰電子電池化成和分容柜等),其中先導(dǎo)智能主要供應(yīng)寧德時代,,杭可科技主要供應(yīng)LG,。
相比國外廠商,在前段設(shè)備領(lǐng)域,,目前高端設(shè)備仍由海外廠家主導(dǎo),,國產(chǎn)設(shè)備的效率、精度,、穩(wěn)定性還與國外先進水平存在一定的差距,,比如前段價值量最高的涂布機。在中后段設(shè)備領(lǐng)域,,我國已打破日韓壟斷局面,,基本完成進口替代,國產(chǎn)化率達到90%以上,,卷繞,、焊接、注液,、化成分容以及檢測設(shè)備等的技術(shù)指標(biāo)及綜合性能已達到國際先進水平,。整體而言,國外鋰電設(shè)備廠商產(chǎn)品精細化,、自動化水平較高,,但無論從產(chǎn)品價格、產(chǎn)品適用性還是服務(wù)需求響應(yīng)效率來看,,國內(nèi)鋰電設(shè)備廠商都領(lǐng)先于國外廠商,。
鋰電裝備發(fā)展趨勢
國產(chǎn)鋰電裝備競爭力不斷增強,進口替代效應(yīng)日益顯著
日韓鋰電裝備制造企業(yè)起步較早,,擁有較長的研發(fā)歷史,,技術(shù)沉淀深厚,涌現(xiàn)出一批自動化程度高,、穩(wěn)定性好以及精密度高的優(yōu)質(zhì)鋰電設(shè)備企業(yè)。盡管國內(nèi)裝備制造企業(yè)起步較晚,,但隨著國內(nèi)鋰電設(shè)備廠商加大技術(shù)研發(fā)投入,,已具備前中后各段全工序設(shè)備研發(fā)與生產(chǎn)能力,,國產(chǎn)設(shè)備技術(shù)水平提升明顯,在卷繞機,、分切機以及化成分容系統(tǒng)等高端設(shè)備領(lǐng)域形成一定技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢,,少數(shù)行業(yè)企業(yè)逐步具備與國際一流廠商在全球展開競爭的能力。受益于汽車電動化轉(zhuǎn)型的時代紅利,,我國鋰電池行業(yè)將迎來廣闊的發(fā)展空間,,從而對鋰電設(shè)備產(chǎn)生強勁需求。國內(nèi)鋰電設(shè)備企業(yè)憑借產(chǎn)品性價比高,、服務(wù)響應(yīng)速度快以及技術(shù)實力提升等優(yōu)勢,,將進一步擠壓國外競爭對手在國內(nèi)市場的份額,進口替代效應(yīng)日益顯著,。
鋰電池技術(shù)迭代升級,,促進鋰電設(shè)備更新需求提升
近年來,下游終端產(chǎn)品對鋰電池的能量密度,、安全性以及穩(wěn)定性的要求越來越高,,致使鋰電池技術(shù)更新迭代加快。目前鋰電池技術(shù)發(fā)展以提升比能為主線,,從鋰電池材料和生產(chǎn)工藝兩個方向優(yōu)化產(chǎn)品,。一方面,鋰電池材料進行漸進式革新,,鋰電池從液態(tài),、半固態(tài)到全固態(tài)的方向演進。另一方面,,從工藝改進入手,,進行制造環(huán)節(jié)的優(yōu)化和電池系統(tǒng)的集約化。為適應(yīng)鋰電池新材料和新工藝變化,,鋰電設(shè)備需要進行相應(yīng)的調(diào)整和改進,,促使鋰電設(shè)備更新需求日益增加,為鋰電裝備制造行業(yè)帶來更大的發(fā)展空間,。
鋰電裝備不斷向智能化,、一體化和整線化方向發(fā)展
隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,鋰電池規(guī)�,;圃�,、高質(zhì)量制造能力不足成為制約我國鋰電池行業(yè)和電動汽車發(fā)展的瓶頸,對我國在世界未來新能源汽車產(chǎn)業(yè)格局中的地位產(chǎn)生不利影響,。近年來,,在鋰電池大規(guī)模擴產(chǎn)背景下,智能化制造設(shè)備和生產(chǎn)線成為鋰電池廠商高效率,、高精度,、高品質(zhì)穩(wěn)定生產(chǎn)的重要保障,。與此同時,鋰電池制造行業(yè)競爭加劇,,且受到供應(yīng)端原材料漲價和客戶端整車廠補貼退坡政策傳導(dǎo)的雙重擠壓,,提效率、降成本成為電池制造廠商的迫切需求,。成本控制,、品質(zhì)提升使得越來越多的鋰電池生產(chǎn)企業(yè)對傳統(tǒng)產(chǎn)線進行智能化改造升級,對智能制造設(shè)備和生產(chǎn)線的需求持續(xù)提升,。
從未來發(fā)展趨勢看,,一方面,鋰電設(shè)備加快與信息技術(shù),、自動化控制,、人工智能以及大數(shù)據(jù)等技術(shù)的深度融合,不斷提升生產(chǎn)過程的自動化,、智能化水平,;另一方面,鋰電各環(huán)節(jié)設(shè)備將呈現(xiàn)一體化趨勢,,如模切疊片一體機,、輥壓分條一體機和干燥注液一體機等,通過將數(shù)個生產(chǎn)環(huán)節(jié)集成于一個設(shè)備完成,,提高加工工藝的自動化和連續(xù)化水平,。此外,鋰電設(shè)備由單機銷售到分段集成再到整線集成轉(zhuǎn)變,,幫助下游客戶縮短產(chǎn)線建設(shè)周期,,提升生產(chǎn)線的協(xié)同性、兼容性,、一致性和整體效率,。作為幫助電池制造行業(yè)企業(yè)提高生產(chǎn)和維護效率、降低生產(chǎn)成本并提高產(chǎn)品品質(zhì)的重要基礎(chǔ),,未來智能化,、一體化和整線化的鋰電設(shè)備市場容量將保持持續(xù)增長的趨勢,具有相應(yīng)設(shè)備供應(yīng)能力的鋰電設(shè)備廠商競爭優(yōu)勢凸顯,。
參考來源:
鋰電裝備產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂?國信證券
鋰電設(shè)備二十年進化史.數(shù)字時氪
2022年中國鋰電設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈上中下游市場分析.中商情報網(wǎng)
鋰電設(shè)備行業(yè)——行業(yè)的發(fā)展歷程.華亭船子
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/文正)
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