2022年锂电设备行业发展现状及发展趋势分析.docx

2022年锂电设备行业发展现状及发展趋势分析一、锂电设备工艺技术的延展性1.1非标设备企业产品竞争力来源非标机械企业的核心竞争力来源于对特定工艺的精密控制。对于非标设备企业而言，其产品竞争力由三大因素构成：1）底层构成：PLC、视觉系统、伺服电机、气动元件、机器人等零部件是非标设备产品的直接组成部分，这部分零部件是非标设备产品性能的基础，但往往由非标设备企业从外部采购，因此并非非标设备企业的核心竞争力。2）工艺实现：由掌握非标机械设计专业技能的人员进行设计，形成能够实现特定工艺效果（但不要求性能）的非标设备；掌握非标机械设计基本方法的人员不在少数，但具备特定工艺丰富经验的人员较为稀缺。3）特定工艺的精密控制：通过对设备的不断试错与调节，力求改善设备的精密度、效率与稳定性；通过该步骤获得的试错经验，可反馈至“工艺实现”环节，优化其设计与零配件选配，甚至实现工艺的革新与优化；该环节需依托于生产与调试人员对工艺、下游客户需求的理解与积累。1.2锂电设备企业的核心工艺及业务延展性锂电池生产流程1）极片制片（电芯前段）：包括搅拌、涂布、辊压、分切及制片模切环节，对应涂布机、辊压机、分切机、模切机等设备；2）电芯装配（电芯中段）：包括卷绕/叠片，封装、干燥、注液环节，对应卷绕机、叠片机、电芯装配线等设备；3）电芯检测（电芯后段）：包括化成、分容和检测环节，对应化成柜、分容柜和电芯检测设备等；4）模组&Pack线：在上述前、中、后段工序完成单体电芯制造之后，需要对动力电池模组、PACK进行自动化组装，对应模组组装线与Pack组装线。值得一提的是，激光加工技术贯穿于电芯的前、中段、以及模组&Pack线。1.3重点环节业务延展举例1.3.1涂布：可拓展领域广泛涂布机所需核心技术锂电池涂布机设备所需的核心工艺技术为张力控制技术、自动纠偏技术和干燥技术。涂布机的设计、生产与调试需要满足不同厚度的生产要求，正极锂电铝箔厚度约6-8微米，负极锂电铜箔厚度约至4.5-6微米，隔膜涂布也只有几微米，而石墨烯涂布要求更薄；不同的厚度还需要针对客户开发不同的涂布方法，保证对浆料的涂布厚度精度控制在2微米以下。除了工艺要求之外，涂布效率是衡量涂布企业技术实力的重要标准。提升涂布效率的主要方式包括提升涂布机运行速度和涂布宽度。1.3.2卷绕：主要应用于锂电池、电容器领域卷绕工艺主要应用于锂电池和电容器领域，可拓展方向较少张力控制是影响卷绕机先进程度的核心技术。自动纠偏技术同样较为关键。纠偏系统能保证电池卷绕过程中极片隔膜卷绕整齐，正极/负极/隔膜之间相对位置准确，目前行业通常要求卷后正负极片或隔膜的上下偏差均小于0.5mm，超过这一数值将对电池形变产生影响。卷绕工艺主要应用于锂电池和电容器领域，可拓展方向较少。卷绕工艺可应用于锂电池、电解电容、超级电容等领域，先导智能、诚捷智能等卷绕机领先企业均是由电容器卷绕领域横向切入锂电池卷绕。展望未来，卷绕工艺应用领域受限，相关企业的业务拓展方向将更多集中于大圆柱动力锂电池、储能锂电池领域。1.3.3叠片：有望延展至燃料电池堆叠环节叠片机所需核心工艺技术锂电池叠片机所需的核心工艺技术为张力控制技术、裁切控制技术、自动纠偏技术和高效除尘技术。简单而言，叠片工艺就是将正极片、隔膜、负极极片按照顺序叠合成小电芯单体，然后将小电芯单体叠放并联起来组成大电芯。叠片工艺与卷绕工艺所需的关键技术类似，区别在于，叠片环节涉及对极片与隔膜的裁切，因此需要较强的裁切控制技术、高效除尘技术。1.3.4激光：通用性极强，可广泛延伸至众多高端制造领域激光切割、焊接工艺通用性极强，可广泛延伸至众多高端制造领域在锂电池的生产流程当中，制片/模切、电芯段焊接、模组/Pack段焊接均需要用到激光工艺。制片环节：1）采用激光极耳切可以避免掉粉，防止安全问题发生；2）采用激光清洗可以去除残留物，提高能量密度；3）采用激光打孔可以构筑离子通道、提高充放电性能。电芯、模组、PACK装配段：激光焊接具有非接触性、高速的特点，可以提高自动化率和制造效率，同时保证电池质量。1.3.5组装线：非标产线集成商，对客户需求的理解是关键组装线：非标产线集成商，对客户需求的理解是关键组装线供应商本质为集成商。组装线供应商为下游客户设计非标的产线解决方案，通过采购与自产结合的形式完成各环节单机设备的二次开发和自动化配套设备的集成，为终端客户提供完整的自动化产线解决方案。该环节的壁垒在于对下游客户需求的理解、产线的自动化水平以及成本控制能力。1）对下游客户的需求的理解：在对组装线的设计当中，需对下游客户的生产制造过程有着深刻理解，且随着下游需求的迭代，需不断进行创新，因此需要多年的技术探索与客户积累；2）产线的自动化水平：随着人工成本不断提高，下游客户对于产线自动化水平的重视程度不断加