锂电设备生产工艺全解析

目录索引
一、锂电设备行业全景 (2)
(一)锂电生产工艺及设备 (2)
(二)前段设备:生产效率提升,市场份额加速集中 (4)
(三)中段设备:电池形态迭代,卷绕+叠片成核心工艺设备 (9)
(四)后段设备:电池品质升级,化成分容设备重要性提升 (20)
一、锂电设备行业全景
(一)锂电生产工艺及设备
锂电池设备作为生产工艺设备,直接决定了锂电池的品质和一致性。锂电池按照形
态可分为圆柱电池、方形电池和软包电池等,其生产工艺有一定差异,但大体上其
工艺流程可分为前端工序(极片制作)、中端工序(电芯制作)以及后端工序(化
成分容及电池组装)。
图1:锂电池生产工艺流程图
数据来源:高工锂电,钜大锂电,广发证券发展研究中心
www.55sq锂电前段工艺的内容是极片制作,主要工序包括搅拌涂布、辊压、分切、制片、
模切等过程,对应的主要设备包括真空搅拌设备、涂布设备、辊压设备、分切设备、
制片设备、模切设备等。中段工艺的内容是电芯制作,主要工序包括卷绕/叠片、入
壳、点焊、烘烤、注液、封口、清洗等过程,对应的主要设备包括卷绕设备、叠片
设备、入壳设备、滚槽设备、封口设备、焊接设备等。后段工艺的内容是电池组装,
主要工序包括化成分容、pack组装等过程,对应的主要设备包括化成分容柜、激光
点焊机等。
表1:锂电生产主要工艺、对应设备和国内相关企业
数据来源:赢合科技招股说明书,高工锂电,钜大锂电,广发证券发展研究中心
锂电前、中、后段设备的价值量占比分别约为35%、30%、35%。其中前、中、后
段工艺最核心、价值量也最高的设备分别为涂布机、卷绕/叠片机、化成分容柜。由
于锂离子电池的安全性能要求很高,因此在电池制造过程中对锂电设备的精度、稳定性和自动化水平都有极高的要求。
图2:锂电设备投资占比(2018)
图3:孚能科技生产设备价格(万元)
222au
数据来源:高工锂电,广发证券发展研究中心 数据来源:孚能招股说明书,广发证券发展研究中心蠕墨铸铁
(二)前段设备:生产效率提升,市场份额加速集中
锂电前段工艺的内容是极片制作,主要工序包括搅拌、涂布、辊压、分切、制片、模切等过程,对应的主要设备包括真空搅拌设备、涂布设备、辊压设备、分切设备、制片设备、模切设备等。锂电前段工艺是后续生产工艺的基础,例如一旦分切过程中产生毛刺则后续装配、注电解液等程序、甚至是电池使用过程中都可能出现安全隐患。因此锂电前段设备是电池制造的核心设备,影响到整条生产线的质量。根据钜大锂电数据,前段设备的价值量占比约为35%。
4:锂电生产前段工艺
垃圾热解气化数据来源:高工锂电,广发证券发展研究中心
数据采集板搅拌机10%
涂布机20%
辊压分切机
10%
制片模切机10%
www.nh87
卷绕/叠片机
20%
组装设备5%
干燥设备5%化成分容及检测设备20%
表2:锂电前段生产主要工艺、对应设备及国内相关企业
数据来源:赢合科技招股说明书,高工锂电,钜大锂电,广发证券发展研究中心
1.搅拌设备
图5:锂电生产搅拌工艺图6:先导智能搅拌机
数据来源:高工锂电,广发证券发展研究中心数据来源:公司,广发证券发展研究中心
浆料搅拌是指将正、负极固态电池材料混合均匀后加入溶剂搅拌成浆状。根据起点锂电数据,目前锂电搅拌设备的国产率已超过95%,基本实现国产化。同时,锂电搅拌设备领域逐渐形成两极分化的格局,尾部企业逐渐出清,市场份额向龙头集中的趋势愈发明显。根据高工锂电数据,2018年搅拌设备行业排名前十企业已经占据90%的市场份额。目前锂电搅拌领域的上市企业主要有先导智能、赢合科技、北方华创、金银河等。
2.涂布设备
极片涂布指将搅拌后的浆料均匀涂覆在金属箔片上并烘干制成正、负极片。涂布是锂电生产前段工艺中的核心环节,直接决定锂电池的电芯容量、一致性、安全性等关键性能。根据钜大锂电数据,在电池失效的所有原因中,涂布工艺不当的占比超过10%。
图7:锂电生产涂布工艺
数据来源:高工锂电,广发证券发展研究中心
涂布设备在前段工序中占地面积最大、价值量最高。根据钜大锂电数据,2019年涂布设备领域国产化
程度不断提升,国产涂布设备占比已超过80%。但目前国内真正掌握涂布核心技术的企业较少,因此涂布设备高端市场仍无法完全实现国产替代。同时,涂布设备领域市场集中化态势明显,根据钜大锂电数据,国内前五大涂布企业市场份额占国产总量达到60%以上。目前,行业内产品口碑较好、排名靠前的涂布设备厂商包括先导智能、赢合科技(雅康精密)、璞泰来(新嘉拓)、科恒股份(浩能科技)、金银河等。

本文发布于:2024-09-22 06:37:23,感谢您对本站的认可!

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