鉅大LARGE | 點擊量：724次 | 2021年12月10日
鋰離子電池自動生產化設備的發展
一、鋰電設備概況
鋰電設備泛指在鋰電池生產過程中使用的各種制造設備。鋰電設備對鋰電池性能和成本有重大影響，是決定因素之一。鋰電池生產工藝較長，生產過程有50多道工序，相應需要50多種設備來完成各道工序的制造。工藝環節決定了鋰電池設備龐雜，專用性強。
鋰各類鋰離子電池的制造可統一分為極片制作、電芯組裝、電芯激活檢測和電池封裝四個工序段。極片制作工藝包括攪拌、涂布、輥壓、分切、制片、極耳成型等工序，是鋰離子電池制造的基礎，對極片制造設備的性能、精度、穩定性、自動化水平和生產效能等有著很高的要求；電芯組裝工藝主要包括卷繞或疊片、電芯預封裝、注電解液等工序，對精度、效率、一致性要求很高；電芯激活檢測工藝主要包括電芯化成、分容檢測等；電池封裝工藝包括對構成電池組的單體電池進行測試、分類、串并聯組合，以及對組裝后的電池組性能、可靠性測試。
二、鋰電池生產設備行業目前發展基本情況
鋰電池行業里一些簡單工序的鋰電設備壁壘較低，加之看好下游鋰電池行業的發展，導致國內鋰電設備企業眾多。涉及鋰電池生產設備領域的企業近300家，但是具有一定技術核心、規模較大的企業數量很少，有十幾家企業的產值在1——3億元之間，而其他200多家鋰電池設備企業營收均不超過1億元。這表明整個鋰電設備行業的集中度還是非常低的。大量中小企業無力負擔高額的研發費用，只能在低端設備上進行價格戰。
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-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
三、鋰電池設備未來發展方向
雖然國產化鋰電設備已經取得巨大成績，但目前為止國產設備的技術水平還相對較弱，自動化程度不高，部分大型電池廠商仍需要進口國外設備。隨著動力鋰電池成為鋰電池發展的重心，鋰電設備的自動化和智能化成為必然要求。因為只有不斷下降的新能源汽車價格才能促進消費，這也就決定了新能源汽車的大發展必然要伴隨著動力電池成本的不斷下降。動力電池成本的下降不外乎兩條路徑，一是采用新的材料體系，提高能量密度。二是通過大規模生產來獲取規模化效應，降低成本。從目前電池材料的發展來看，開發新的電池材料體系困難較大。通過大規模生產獲取規模效應來降低成本是最為現實的路徑。根據評估，在整個動力電池的成本中有70%是可以通過規模化來降低的。這也部分解釋了為何特斯拉要投資50億美元建超級工廠。全自動化和智能化的鋰電池生產設備將在保證鋰電池生產工藝的基礎上，使生產出的鋰電池具有較好的一致性，高可靠的安全性能和直通良率，從而降低生產成本。這對鋰電池制造設備的提出了更高要求。未來設備廠商需要聯合電池廠商共同打造自動化、智能化的生產線。
四、鋰電池行業國內外格局
全球鋰離子電池產業中日韓三足鼎立，占據了全球95%左右的市場份額。中國是全球3C電子消費和出口大國，3C消費鋰電池市場國內企業份額較高。日本和韓國占據鋰電產業高端位置，在高端消費鋰電池和動力電池上，技術水平高，特別是在三元及錳酸鋰動力電池領域，大幅領先國內企業。從近年來市場份額來看，日本由松下和AESC等動力電池產銷大幅提高使得在消費電子下滑的情況下，市場份額維持了穩定。韓國隨著三星手機銷量的下滑，份額小幅下滑。中國由于新能源汽車的突飛猛進，市場份額保持穩步提升。
鋰離子電池產業化始于日本，隨著鋰電池產業的壯大，鋰離子電池專用設備開始出現。1990年日本Kaido公司研發成功第一臺方形鋰離子電池卷繞機，1999年韓國Koem公司開發出鋰一次電池卷繞機和鋰一次電池裝配機。日本Kaido和韓國Koem都是在電子專用設備上具有深厚積累的公司，鋰電池專用設備的發展實際上是在電容器設備基礎之上研發而來，兩者具有技術相通性。此后，日韓一直在鋰電池產業化上占據了全球領先的位置，其國內鋰電池產業十分發達，相應的在隨后的鋰離子電池設備發展過程中，日韓的技術水平一直處于較為領先的地位。當今，很多大型電池廠的自動化生產設備也都直接采購自日韓企業。
國內鋰電池產業化始于1997年，隨著國內加入WTO確立以出口為導向的外向經濟戰略，國內低成本的人工優勢也成為鋰電池產業的發展的利器。短短幾年，以比亞迪為首的國內企業依靠出口消費電子鋰電池迅速做大，中國成為全球鋰電池生產的主要基地。伴隨著國內鋰電池企業的發展壯大，原來人工為主的生產方式日益不能滿足大規模高質量生產的需要，對鋰電池專用設備的需求也日趨強烈。早期，國內鋰電池設備基本依靠進口日本企業產品。國內鋰電設備生產企業的出現始于2000年后，很多主要的鋰電設備制造企業都在2005年前后才進入鋰電池設備制造行業。先靠著對日韓產品的模仿，定位中低端市場。近幾年來一些優秀的鋰電設備企業已經開始自主創新征程，國產鋰電設備的技術水平也在快速進步。整體來看，盡管沒有權威的統計的數據，但國內鋰電設備行業內人士普遍認為目前國產鋰電設備的市場占有率已經較高，2015年鋰電行業中設備國產化的比例約為70%左右。然而，在整體技術水平上，國內企業同日韓同行還有較大差距，因此國產化還有很長的一段路走。
五、國產鋰電設備逐漸突顯競爭優勢
1、性價比優勢
同很多其他行業相似，國產鋰電設備的最大優勢仍然在于性價比。較低的人力成本和原材料成本，使得國產鋰電設備在比同類國外設備便宜四分之三左右的情況下，仍有較高的利潤率。以全自動卷繞機為例，全球卷繞機最優秀的日本諧藤制作所的圓柱形專用鋰離子電池全自動卷繞機含稅售價折合人民幣270萬左右，而國內贏合科技和先導智能相關產品的價格為50-60萬左右，僅為國外產品的五分之一。降低生產成本是鋰電池廠商的迫切需求，因而國內電池廠商有動力采用國產設備來降低固定成本。隨著國內近幾年設備技術水平的進步，國內鋰電設備的性價比優勢越來越明顯。一些知名的鋰電池廠商已經開始考慮國產設備，特別是像ATL這樣的客戶積極在生產線中推動國產鋰電設備的使用，是國內如先導智能等領先的設備廠商的大客戶。這也證明了國產鋰電設備完全可以滿足當前國內鋰電池生產要求。這也為國產設備進口替代奠定了堅實的基礎。
2、服務優勢
國產設備廠商熟悉國內鋰電生產過程，因而國產設備在應用上更加靈活，更適應國內廠商的需求，一般設備廠家都配有相應的技術人才，對客戶進行技術指導和跟蹤服務，全方位滿足客戶需求。日韓廠商常常做不到這些，其售后服務周期長、零部件更換價格高昂，比如進口設備的零部件損壞需要更換，電芯企業需要提前很長時間預約，這需要花費很高的經濟成本和時間成本。對鋰電池生產企業來講，隨著設備自動化和專業化程度的提高，售后服務的重要性日漸提升。這恰是國內企業的強項。
未來幾年，性價比和服務這大優勢仍然是國產設備攻城略地的法寶，而且在同國內電芯企業的互動研發中，國產設備的技術水平也在快速提高，由此我們相信國產鋰電設備定是此輪動力電池投資熱潮中的最大受益者。火星自動化設備
