動(dòng)力鋰電池行業(yè)研究之三：鋰電池生產(chǎn)工序及相關(guān)設(shè)備

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(cè)和電池封裝四個(gè)工序段。極片制作包括攪拌、涂布、輥壓、分切、制片、極耳成型等工序，是電池制造的基礎(chǔ)，對(duì)極片制造設(shè)備的精度、穩(wěn)定性、自動(dòng)化水平和生產(chǎn)效率等要求很高；電芯組裝包括卷繞或疊片、電芯預(yù)封裝、注電解液等工序，對(duì)精度、效率、一致性要求很高；電芯激活檢測(cè)包括電芯化成、分容檢測(cè)等；電池封裝包括對(duì)構(gòu)成電池組的單體電池進(jìn)行測(cè)試、分類和串并聯(lián)組合，以及對(duì)組裝后的電池組性能、可靠性測(cè)試。按照生產(chǎn)流程，鋰電設(shè)備可劃分為前端設(shè)備、中端設(shè)備、后端設(shè)備，其中關(guān)鍵設(shè)備主要集中在前端和中端。

前端設(shè)備

前端設(shè)備主要是指電極制片工序中所需要的漿料攪拌機(jī)、涂布機(jī)、輥壓機(jī)和分切機(jī)等。由于極片的重要性，鋰電池生產(chǎn)對(duì)前端設(shè)備的精度等要求非常高，前端設(shè)備也是電池制造的核心設(shè)備，是產(chǎn)品是否達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵。目前國產(chǎn)前端設(shè)備在技術(shù)上與進(jìn)口設(shè)備相比仍存在差距，與進(jìn)口設(shè)備相比，國產(chǎn)設(shè)備在價(jià)格上具有優(yōu)勢(shì)。

中端設(shè)備

中端設(shè)備主要覆蓋電芯裝配工序，主要包括激光極耳成型制片機(jī)、自動(dòng)模切機(jī)、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。目前，中段設(shè)備中國產(chǎn)設(shè)備正替代進(jìn)口，部分國產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)可與進(jìn)口產(chǎn)品進(jìn)行比較。動(dòng)力鋰電池的電芯制造工藝主要有卷繞（圓柱和方形電池）和疊片（軟包電池）兩種，由于卷繞工藝可以通過轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)電芯的高速生產(chǎn)，因此當(dāng)前國內(nèi)動(dòng)力鋰電池主要采用卷繞工藝為主。

資料來源：易三板研究院 

后端設(shè)備

后端工藝主要分為電芯激活化成、分容檢測(cè)、包裝入庫和組裝，其中化成和分容是主要環(huán)節(jié)，設(shè)備的價(jià)值量也較高。動(dòng)力電池組裝主要指動(dòng)力電池的PACK工藝，是將多個(gè)單個(gè)電芯通過串、并聯(lián)的方式連接成電池組。PACK工藝綜合了動(dòng)力和熱管理等電池硬件系統(tǒng)，是動(dòng)力電池系統(tǒng)生產(chǎn)、設(shè)計(jì)應(yīng)用的關(guān)鍵，也是連接上游電芯生產(chǎn)和下游整車的應(yīng)用核心環(huán)節(jié)。目前國內(nèi)市場上從事動(dòng)力電池系統(tǒng)PACK設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、銷售與服務(wù)的企業(yè)主要有三種類型：第一種是本身主營生產(chǎn)電芯的公司，動(dòng)力電池系統(tǒng)PACK為公司的一類附屬服務(wù)業(yè)務(wù)；第二種是主營業(yè)務(wù)為新能源汽車生產(chǎn)和銷售的廠商，動(dòng)力電池系統(tǒng)PACK為其上游配套產(chǎn)品；第三種是專業(yè)從事BMS設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和動(dòng)力電池系統(tǒng)PACK的企業(yè)。目前約60%以上的電池系統(tǒng)PACK由電芯生產(chǎn)企業(yè)自己完成，剩余約40%由整車廠和專業(yè)的第三方電池系統(tǒng)PACK公司完成。而隨著專業(yè)化分工和對(duì)技術(shù)要求的提高，掌握大量定制化技術(shù)的專業(yè)第三方PACK服務(wù)公司將在競爭中具有優(yōu)勢(shì)。

總體而言，鋰電生產(chǎn)設(shè)備企業(yè)分工精細(xì)，基本上都是從事單一設(shè)備的研發(fā)和制造。從世界范圍來看，日本和韓國的鋰電設(shè)備居于世界領(lǐng)先地位，相對(duì)于國內(nèi)研發(fā)起步早，設(shè)備精度高、自動(dòng)化程度較高、性能優(yōu)越、技術(shù)更加成熟，價(jià)格也相對(duì)價(jià)高。我國在鋰電設(shè)備中后端制造生產(chǎn)方面技術(shù)領(lǐng)先，已達(dá)到國際先進(jìn)水平，價(jià)格方面優(yōu)勢(shì)明顯，但中后端設(shè)備技術(shù)壁壘較低，工藝簡單，前端設(shè)備則相對(duì)技術(shù)要求高，對(duì)整條生產(chǎn)線質(zhì)量有著重要的影響。

從價(jià)值量上來看，鋰電池前端、中端、后端設(shè)備占比分別為 50%、30%、20%。就國產(chǎn)動(dòng)力鋰電池生產(chǎn)線來說，目前1Gw鋰電池產(chǎn)量對(duì)應(yīng)約3-5億左右的設(shè)備投入。前文在綜合考慮國家政策目標(biāo)、積分制影響等因素，預(yù)計(jì)2018-2020年動(dòng)力電池需求量分別為56.53GWh、81.15GWh、114.12GWh，同時(shí)預(yù)測(cè)2018-2020年，1GWh鋰電產(chǎn)能對(duì)應(yīng)的設(shè)備投資額分別為4.8億元、4.6億、4.5億元，可推算出2018-2020年鋰電設(shè)備市場需求為271.33億元、373.30億元、513.53億元，年復(fù)合增長率37.57%。其中前端設(shè)備市場需求規(guī)模將在2020年達(dá)到257億元。在三元電池逐漸成為動(dòng)力鋰電池的主流路線后，由于三元材料的活性較強(qiáng)，對(duì)設(shè)備尤其是前端設(shè)備要求大幅提升，前道設(shè)備價(jià)值量占比會(huì)有所提升，將有望達(dá)到占整線總產(chǎn)值的50%以上。

相關(guān)新三板掛牌企業(yè)

從新三板掛牌企業(yè)來看，歸屬于鋰電池生產(chǎn)設(shè)備的企業(yè)共9家，其中屬于前端工藝的企業(yè)有2家、屬于中端工藝的企業(yè)有2家，屬于后端工藝的企業(yè)有5家。