中國鋰電后段設(shè)備行業(yè)國產(chǎn)化、競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)及發(fā)展方向分析[圖]

    根據(jù)生產(chǎn)工藝進(jìn)行分類，鋰電設(shè)備主要分為前段設(shè)備（電極制作階段）、中段設(shè)備（電芯裝配階段），以及后段設(shè)備（后處理階段），價(jià)值量分別約占產(chǎn)線的35%、30%、35%。其中后處理階段主要是完成電芯的激活、檢測(cè)和品質(zhì)判定，具體包括電芯的化成、分容、檢測(cè)、分選、PACK等工作。

    后段設(shè)備主要由充放電設(shè)備、電壓/內(nèi)阻測(cè)試設(shè)備、分選設(shè)備、PACK生產(chǎn)線、自動(dòng)化物流設(shè)備及相應(yīng)的系統(tǒng)整體控制軟件等組成。

    化成，就是激活電芯，使電芯具有存儲(chǔ)電的能力，所以化成只是充電的過程，不需要對(duì)電芯進(jìn)行放電，因此可以使用單獨(dú)的充電機(jī)（常被稱為化成機(jī)）；但由于化成之后緊接著分容工序（分容需要對(duì)電芯充放電），因此化成工序完成后還要對(duì)電芯進(jìn)行放電，從而許多廠家直接使用充放電設(shè)備來進(jìn)行化成。

    分容，即“分析容量”，就是將化成好的電芯進(jìn)行充放電，以測(cè)量電容量，該工序需要的設(shè)備為充放電設(shè)備。

    鋰電池的關(guān)鍵參數(shù)（電池容量）是在化成中活化而形成，在分容中測(cè)定，因此充放電設(shè)備是后處理系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備。

    檢測(cè)，在充放電、靜置前后均要進(jìn)行，對(duì)應(yīng)的設(shè)備分別為充放電設(shè)備和電壓/內(nèi)阻檢測(cè)設(shè)備。在充放電時(shí)，充放電設(shè)備可以記錄充放電的相關(guān)數(shù)據(jù)和曲線圖表，以計(jì)算電芯電容量。在靜置階段，電芯處于自放電狀態(tài)，測(cè)試靜置前后電芯的電壓和內(nèi)阻，可以更準(zhǔn)確地了解電芯的質(zhì)量。

    分選，就是對(duì)化成、分容好的電池按一定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類選擇，相關(guān)設(shè)備即分選設(shè)備。對(duì)單體電芯而言，可以區(qū)分電池品質(zhì)，剔除不良品；對(duì)組合電芯而言，主要是為了將性能相近的電池分成一類組裝成電池組，減少“木桶效應(yīng)”產(chǎn)生的不良影響。

    PACK組裝，即將上一步分選好的電池裝配為電池模組及電池包。PACK工藝環(huán)節(jié)包括：將每個(gè)模組需要的電芯、側(cè)板、端板等組件進(jìn)行配對(duì)、清洗，然后將電芯、端板和側(cè)板涂膠進(jìn)行粘合、組裝；之后將側(cè)板焊接，測(cè)試絕緣內(nèi)阻，粘合底板并組裝，待膠水固化后焊接連接片，進(jìn)行模塊測(cè)試，最后組裝好頂蓋并入庫。先將需要的連接器組裝到下箱體上，裝入冷卻系統(tǒng)，將對(duì)應(yīng)的模組裝入外殼，連接高低壓線束，緊固上蓋；之后進(jìn)行冷卻系統(tǒng)及箱體的密封性測(cè)試；通過之后進(jìn)行電池包的最終測(cè)試，合格之后入庫。

鋰電池模組工藝流程

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    PACK生產(chǎn)線具有綜合自動(dòng)化集成的性質(zhì)，結(jié)合了非標(biāo)裝備、通用機(jī)器人，整合了激光金屬焊接，檢測(cè)設(shè)備，機(jī)器視像，數(shù)據(jù)管理等多種技術(shù)工藝手段。一個(gè)典型的PACK生產(chǎn)線包括：把來料動(dòng)力軟包裝電芯及其他機(jī)械和電氣零配件來料進(jìn)行自動(dòng)化或半自動(dòng)化裝配，激光焊接和測(cè)試，依次形成電芯模塊、電池模組，最終形成合格電池包PACK產(chǎn)品。

    后處理系統(tǒng)的自動(dòng)化物流線并非的必要工序，但隨著鋰電池的不斷發(fā)展以及需求量的不斷擴(kuò)大，后處理系統(tǒng)與自動(dòng)化物流線的整合集成應(yīng)用正顯示出越來越大的優(yōu)勢(shì)，不但節(jié)約人力成本，還能減少人為失誤，提升整體運(yùn)行效率。

    隨著電子產(chǎn)品和新能源汽車對(duì)鋰電池需求量的增加，激發(fā)了鋰電池生產(chǎn)企業(yè)對(duì)鋰電池設(shè)備的需求。

    一、鋰電后段設(shè)備行業(yè)

    1、從技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品更新周期角度來分析，隨著鋰電池下游產(chǎn)品更新?lián)Q代加速，以及鋰電池的技術(shù)和制造工藝不斷更新，電池制造商和設(shè)備商之間將會(huì)更加緊密協(xié)作不斷技術(shù)改造和開發(fā)新工藝，這會(huì)加快鋰離子電池生產(chǎn)線后處理設(shè)備的更新?lián)Q代速度，過去的5-8年的更換周期已經(jīng)縮短至到目前的3-5年的更換周期，以適應(yīng)于新技術(shù)、新工藝。未來驅(qū)動(dòng)設(shè)備采購的因素除了新增產(chǎn)能還有存量產(chǎn)能的更新改造。

    2、從產(chǎn)業(yè)下游市場(chǎng)空間來分析，鋰電池主要集中在消費(fèi)鋰電池（數(shù)碼產(chǎn)品用）、動(dòng)力鋰電池（新能源汽車）和儲(chǔ)能鋰電池（工業(yè)儲(chǔ)能用）三大行業(yè)。由于工業(yè)儲(chǔ)能電池目前基數(shù)較小，而消費(fèi)鋰電池雖然目前占比較大，但下游3C電子需求趨于飽和，近年來占比逐漸下滑，從2015年起，筆記本、平板電腦、手機(jī)市場(chǎng)占比均出現(xiàn)下降，主要突破口在智能穿戴市場(chǎng)，但目前該市場(chǎng)規(guī)模不大。綜上，鋰電行業(yè)未來新建產(chǎn)能和新增需求將集中于動(dòng)力鋰電領(lǐng)域。

龍頭電池廠綁定的設(shè)備商：后道主要是杭可和先導(dǎo)（泰坦）

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    預(yù)計(jì)截止到2022年，電池廠龍頭—CATL將新增設(shè)備投資325億元。近期國內(nèi)外電池龍頭、國內(nèi)二線電池廠及車企均不斷加大在動(dòng)力電池產(chǎn)能上的布局,鋰電設(shè)備行業(yè)將進(jìn)入向上景氣期,國內(nèi)實(shí)力較強(qiáng)的鋰電設(shè)備企業(yè)將迎來增長(zhǎng)機(jī)遇。而后段檢測(cè)設(shè)備屬于鋰電行業(yè)發(fā)展到成熟階段的產(chǎn)物，當(dāng)市場(chǎng)發(fā)展到一定規(guī)模時(shí)，出于對(duì)電池安全性和能量密度的考慮，檢測(cè)設(shè)備的重要性日益凸顯，未來普及度會(huì)大幅提升。

    預(yù)測(cè)2020年新能源汽車產(chǎn)銷量或達(dá)250萬輛，其中乘用車、客車和專用車分別約200萬輛、18萬輛和30萬輛；2）假設(shè)2017-2020年還有2025年，動(dòng)力電池行業(yè)產(chǎn)能利用率分別為45%、50%、52%、54%、55%；3）隨著設(shè)備效率的提升，預(yù)計(jì)2017-2020年單GWh設(shè)備投資額分別為3/2.5/2.3/2億元；到2025年單GWh設(shè)備投資額降低為1.2億元。
到2025年，我國國內(nèi)動(dòng)力電池實(shí)際產(chǎn)能將會(huì)達(dá)到570GW左右，其中2025年當(dāng)年新增產(chǎn)能是322GW，鋰電設(shè)備需求是386億元，其中，后道設(shè)備需求是136億元。

2017-2025年新能源汽車銷量及預(yù)測(cè)

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2018-2025年鋰電設(shè)備需求及預(yù)測(cè)

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    二、國產(chǎn)后段設(shè)備格局

    1、 德國迪卡龍

    全球最大最先進(jìn)的測(cè)試系統(tǒng)和充放電系統(tǒng)的開發(fā)和生產(chǎn)廠商。迪卡龍集團(tuán)成立于1968年，為全球最大最先進(jìn)的測(cè)試系統(tǒng)和充放電系統(tǒng)開發(fā)商，集團(tuán)下設(shè)迪卡龍德國公司、迪卡龍青島公司和美國飛羚公司（FCI），集團(tuán)現(xiàn)有職工300余人，年銷售收入8000萬歐元以上，在歐美市場(chǎng)占有絕對(duì)的地位。公司設(shè)在歐洲和美國的強(qiáng)大研發(fā)隊(duì)伍保證了迪卡龍?jiān)谑澜珉姵匦袠I(yè)的持續(xù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，典型客戶包括奔馳、大眾、通用、寶馬、雪鐵龍、比亞迪、標(biāo)致、北車集團(tuán)等。

    2、 臺(tái)灣致茂電子

    世界領(lǐng)先的測(cè)試設(shè)備供應(yīng)商，產(chǎn)品應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)。致茂電子成立于1984年，以自有品牌”Chroma”行銷全球，居全球鋰電測(cè)試設(shè)備龍頭。1）公司產(chǎn)品范圍廣、精度高，主要有精密電子量測(cè)儀器、自動(dòng)化測(cè)試解決方案、全方位Turnkey測(cè)試等；致茂每年在測(cè)試設(shè)備領(lǐng)域投入大量研發(fā)資源，產(chǎn)品精度高、自動(dòng)化程度優(yōu)勢(shì)明顯；2）應(yīng)用領(lǐng)域廣，主要包括新能源汽車、綠能電池、LED、太陽能、半導(dǎo)體/IC等多個(gè)領(lǐng)域；3）營運(yùn)范圍廣，公司營運(yùn)點(diǎn)遍布?xì)W、美、日、中國及東南亞，不斷向世界級(jí)企業(yè)邁進(jìn)。

致茂電子是世界領(lǐng)先的測(cè)試設(shè)備供應(yīng)商

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    但隨著全球鋰電池制造中心向中國大陸轉(zhuǎn)移，以及國產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)突破，國外設(shè)備的優(yōu)勢(shì)已不再明顯。

    國產(chǎn)設(shè)備技術(shù)突破。我國鋰電設(shè)備制造從1998年開始起步，歷經(jīng)近20年的發(fā)展，已從進(jìn)口設(shè)備主導(dǎo)發(fā)展為國內(nèi)設(shè)備主導(dǎo)。尤其是后段設(shè)備，技術(shù)壁壘較低，國內(nèi)外差距較小，國產(chǎn)化率很高。GGII調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，前段設(shè)備總體國產(chǎn)替代率88%，中段設(shè)備總體國產(chǎn)替代率90%以上，而后段設(shè)備總體國產(chǎn)替代率超過95%。

    三、國產(chǎn)后段設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

    中國2018年鋰電生產(chǎn)設(shè)備需求同比增長(zhǎng)18.2%，達(dá)206.8億元；其中國產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)值同比增長(zhǎng)20.1%，達(dá)186.1億元。

    1） 國產(chǎn)設(shè)備適應(yīng)性強(qiáng)

    日韓設(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，設(shè)備適用范圍窄，與國內(nèi)較為頻繁更換電池型號(hào)的生產(chǎn)方式不太符合。

    2） 國產(chǎn)設(shè)備性能好

    在行業(yè)起步初期，日韓設(shè)備是性能比國產(chǎn)設(shè)備好，隨著CATL等龍頭電池企業(yè)的發(fā)展，給了國產(chǎn)設(shè)備商很多一起研發(fā)的機(jī)會(huì)，目前在卷繞機(jī)和涂布機(jī)領(lǐng)域，國產(chǎn)設(shè)備的性能都優(yōu)于日韓設(shè)備。

    3）國產(chǎn)設(shè)備性價(jià)比高

    相比于日韓鋰電設(shè)備，同等國產(chǎn)設(shè)備售價(jià)僅為其60%-80%，且國內(nèi)外差距較小，因此在市場(chǎng)上有一定吸引力。

    3） 國產(chǎn)設(shè)備商對(duì)于客戶需求的快速反應(yīng)能力

    國產(chǎn)設(shè)備商通過市場(chǎng)摸索逐漸建立起來的客戶服務(wù)體系，能夠第一時(shí)間對(duì)于客戶存在的問題做出快速反應(yīng)，從而大大縮減了售后服務(wù)的時(shí)間。如果缺乏后期的服務(wù)跟進(jìn)，哪怕是技術(shù)先進(jìn)的日韓設(shè)備，客戶也并不會(huì)輕易接受。

    設(shè)備本身是依賴熟練技術(shù)工人的組裝，所以有強(qiáng)大的勞動(dòng)力配套非常重要。而中國設(shè)備不管從產(chǎn)品價(jià)格還是性能還是服務(wù)意識(shí)上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于日韓設(shè)備商，預(yù)計(jì)國產(chǎn)設(shè)備的在日韓電池企業(yè)處的滲透率會(huì)逐步提升，未來國產(chǎn)設(shè)備商的全球市場(chǎng)空間大。

    四、未來設(shè)備國產(chǎn)化發(fā)展方向

    憑借技術(shù)進(jìn)步以及性價(jià)比高、反應(yīng)迅速等優(yōu)勢(shì)，鋰電設(shè)備的國產(chǎn)化進(jìn)程快速推進(jìn)。隨著動(dòng)力電池成為鋰電池發(fā)展方向，鋰電設(shè)備對(duì)自動(dòng)化、節(jié)能環(huán)保、高精度要求將越來越高。

    1、 提高自動(dòng)化系統(tǒng)集成能力

    鋰電設(shè)備由單機(jī)銷售到分段集成，再到整線集成，最終發(fā)展為自動(dòng)化的整線集成。技術(shù)領(lǐng)先的企業(yè)在單一產(chǎn)品上能夠獲得高端客戶認(rèn)可，如先導(dǎo)智能在卷繞機(jī)領(lǐng)域領(lǐng)先，璞泰來在涂布機(jī)領(lǐng)域領(lǐng)先；在優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域獲得認(rèn)可后，龍頭的整線設(shè)備更容易拓展客戶，且在產(chǎn)品一致性、設(shè)備的性能、安全性等方面更值得信賴。整線布局是鋰電設(shè)備行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，具備實(shí)力的公司正在加速布局整線能力。

國內(nèi)后段設(shè)備制造商大多規(guī)模較小，大多數(shù)企業(yè)僅能被動(dòng)根據(jù)客戶要求提供充放電機(jī)及其他設(shè)備，很少有完整后處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)、集成方面的能力，對(duì)集合了機(jī)械、電子、電氣、材料、信息、自動(dòng)控制等方面的自動(dòng)化物流設(shè)備，更是缺少經(jīng)驗(yàn)。國產(chǎn)設(shè)備商的未來進(jìn)步方向，除了設(shè)備機(jī)械方面的穩(wěn)定性和效率，軟件方面的算法和設(shè)計(jì)能力都極需提高。

國內(nèi)外鋰電池生產(chǎn)線自動(dòng)化率對(duì)比

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國外鋰電池生產(chǎn)線輔助設(shè)備成本占比

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國內(nèi)鋰電池生產(chǎn)線輔助設(shè)備成本占比

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    國內(nèi)龍頭杭可科技、珠海泰坦等目前已具備獨(dú)立研發(fā)自動(dòng)化物流線的能力，并進(jìn)一步開拓與強(qiáng)化后處理系統(tǒng)與自動(dòng)化物流線的整合集成應(yīng)用，為未來構(gòu)建無人、高效的自動(dòng)化后處理系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。

    2、 提高產(chǎn)品精度

    在后處理階段，充放電和檢測(cè)直接決定了鋰離子電池的各項(xiàng)性能以及一致性，因此，不斷地提高充放電的控制精度與檢測(cè)精度，是后處理系統(tǒng)發(fā)展的必然要求，也是后段設(shè)備水平高低的標(biāo)志。目前，以杭可科技為代表的高水平充放電設(shè)備制造企業(yè)，可以做到電壓控制/檢測(cè)精度為萬分之二、電流控制/檢測(cè)精度為萬分之五的水平。

    3、 提高標(biāo)準(zhǔn)化水平

    鋰電池生產(chǎn)設(shè)備行業(yè)是一個(gè)非標(biāo)設(shè)備行業(yè)，但未來隨著鋰電池標(biāo)準(zhǔn)化水平的不斷提高，后處理系統(tǒng)也將對(duì)相關(guān)的技術(shù)規(guī)格、設(shè)備構(gòu)成進(jìn)行一定程度的標(biāo)準(zhǔn)化，從而降低設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的難度和成本，提高設(shè)備的通用性。

    4、 節(jié)能技術(shù)普及

    在后處理系統(tǒng)中，化成和分容都需要對(duì)電芯進(jìn)行充電和放電，因此將電芯放電時(shí)釋放的電能重新回饋電網(wǎng)，成為后處理系統(tǒng)的發(fā)展方向之一。目前，杭可科技已經(jīng)可以做到在特定環(huán)境下將放電電量的80%回饋電網(wǎng)，電能的消耗比傳統(tǒng)技術(shù)減少五分之四；珠海泰坦的“能量回饋”技術(shù)能夠在充放電時(shí)較好地解決散熱問題，相比傳統(tǒng)技術(shù)節(jié)電60%-80%。

    相關(guān)報(bào)告：智研咨詢發(fā)布的《2019-2025年中國鋰電設(shè)備行業(yè)市場(chǎng)研究及發(fā)展趨勢(shì)研究報(bào)告》