鉅大LARGE | 點擊量：822次 | 2019年04月30日
國產設備商迎發展大機遇
前言：
后段設備為鋰電行業發展成熟的產物，當市場發展到一定規模時，出于對電池安全性和能量密度的考慮和產線高效生產的要求，后段檢測設備+后道自動化組裝設備的重要性日益凸顯。
從產品更新周期分析，后處理設備的更新換代周期已從5-8年縮短至目前的3-5年。
未來驅動設備采購的因素除了新增產能還有存量產能的更新改造。從市場空間分析，鋰電設備行業核心驅動因素是電動化率的提升。預計到2030年電動化率提升到25%-30%(目前不足2%)。
預計到2025年，我國國內動力電池實際產能將會達到570GW左右，其中2025年當年新增產能是322GW，鋰電設備需求是386億元，其中，后道設備需求是136億元。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
▌鋰電池后道處理設備：重要性凸顯，與電池安全性緊密相關
鋰電池后處理階段：占整線的比例約為35%
根據生產工藝進行分類，鋰電設備主要分為前段設備(電極制作階段)、中段設備(電芯裝配階段)，以及后段設備(后處理階段)，價值量分別約占產線的35%、30%、35%。其中后處理階段主要是完成電芯的激活、檢測和品質判定，具體包括電芯的化成、分容、檢測、分選、PACK等工作。
鋰電池后處理階段：充放電設備是核心，測試、分選、組裝PACK設備為必須，具備自動化物流線有優勢
后段設備主要由充放電設備、電壓/內阻測試設備、分選設備、PACK生產線、自動化物流設備及相應的系統整體控制軟件等組成。
按工藝流程的先后順序看：
1)化成，就是激活電芯，使電芯具有存儲電的能力，所以化成只是充電的過程，不需要對電芯進行放電，因此可以使用單獨的充電機(常被稱為化成機)；但由于化成之后緊接著分容工序(分容需要對電芯充放電)，因此化成工序完成后還要對電芯進行放電，從而許多廠家直接使用充放電設備來進行化成。
2)分容，即“分析容量”，就是將化成好的電芯進行充放電，以測量電容量，該工序需要的設備為充放電設備。鋰電池的關鍵參數(電池容量)是在化成中活化而形成，在分容中測定，因此充放電設備是后處理系統中的關鍵設備，不僅數量龐大而且直接關系到電池產品的合格率和批次的一致性。
充放電設備的小工作單位是“通道”，一個通道可以為一個電芯進行充放電，多個通道組成一個單元(BOX)，若干個BOX組合在一起(為合理利用空間)，就構成了一臺充放電設備。
3)檢測，在充放電、靜置前后均要進行，對應的設備分別為充放電設備和電壓/內阻檢測設備。在充放電時，充放電設備可以記錄充放電的相關數據和曲線圖表，以計算電芯電容量。在靜置階段，電芯處于自放電狀態，測試靜置前后電芯的電壓和內阻，可以更準確地了解電芯的質量。
4)分選，就是對化成、分容好的電池按一定標準進行分類選擇，相關設備即分選設備。對單體電芯而言，可以區分電池品質，剔除不良品；對組合電芯而言，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”產生的不良影響。
5)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工藝環節包括：將每個模組需要的電芯、側板、端板等組件進行配對、清洗，然后將電芯、端板和側板涂膠進行粘合、組裝；之后將側板焊接，測試絕緣內阻，粘合底板并組裝，待膠水固化后焊接連接片，進行模塊測試，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，將對應的模組裝入外殼，連接高低壓線束，緊固上蓋；之后進行冷卻系統及箱體的密封性測試；通過之后進行電池包的最終測試，合格之后入庫。
PACK生產線具有綜合自動化集成的性質，結合了非標裝備、通用機器人，整合了激光金屬焊接，檢測設備，機器視像，數據管理等多種技術工藝手段。
一個典型的PACK生產線包括：把來料動力軟包裝電芯及其他機械和電氣零配件來料進行自動化或半自動化裝配，激光焊接和測試，依次形成電芯模塊、電池模組，最終形成合格電池包PACK產品。
此外，后處理系統的自動化物流線并非的必要工序，但隨著鋰電池的不斷發展以及需求量的不斷擴大，后處理系統與自動化物流線的整合集成應用正顯示出越來越大的優勢，不但節約人力成本，還能減少人為失誤，提升整體運行效率。
軟包電池技術路線下，對后道檢測設備的要求更高
以行業龍頭杭可為例，杭可科技的主要產品充放電設備包括鋰電池充放電設備和鎳氫電池充放電設備，其中主要為鋰電池充放電設備。
鋰電池充放電設備根據電池的形態不同又可以分為方形鋰電池充放電設備(簡稱“方形電池設備”)、軟包鋰電池充放電設備(簡稱“軟包電池設備”)和圓柱鋰電池充放電設備(簡稱“圓柱電池設備”)三大類，其中軟包電池設備又分為常規和高溫加壓兩種類型。
隨著市場的逐步開拓，公司的方形電池設備、圓柱電池設備及軟包電池設備(高溫加壓)銷售收入均快速增長，而軟包電池設備(常規)的銷售收入處于下降態勢。
我們認為，未來軟包電池高溫加壓設備具有廣闊發展前景。
1)軟包電池受青睞。受到國家補貼退坡和技術門檻提高的雙重影響，電池能量比更高、成本更低的軟包電池將逐漸受到市場的青睞，在動力電池領域的應用范圍不斷擴大。
2)軟包電池的后處理需經過和其他電池不同的高溫高壓的工藝流程，因此高溫加壓設備非常重要。
高溫加壓設備改變了常規設備先加溫加壓，再充放電的工藝，不但大大減少了工藝時間，還可以對生產管理中的電池數據進行實時跟蹤，實現自動化生產，已逐漸成為軟包電池生產中必不可少的設備。
軟包電池應用漸廣疊加高溫加壓技術優勢明顯，我們認為軟包電池設備(高溫加壓)的需求將持續強勁。
▌鋰電后段設備行業：國產設備商迎來發展大機遇
后段設備市場空間大：設備更新速度提升&動力電池需求爆發
1)從技術進步和產品更新周期角度來分析，隨著鋰電池下游產品更新換代加速，以及鋰電池的技術和制造工藝不斷更新，電池制造商和設備商之間將會更加緊密協作不斷技術改造和開發新工藝，這會加快鋰離子電池生產線后處理設備的更新換代速度，過去的5-8年的更換周期已經縮短至到目前的3-5年的更換周期，以適應于新技術、新工藝。
未來驅動設備采購的因素除了新增產能還有存量產能的更新改造。
2)從產業下游市場空間來分析，鋰電池主要集中在消費鋰電池(數碼產品用)、動力鋰電池(新能源汽車)和儲能鋰電池(工業儲能用)三大行業。
由于工業儲能電池目前基數較小，而消費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、手機市場占比均出現下降，主要突破口在智能穿戴市場，但目前該市場規模不大。綜上，鋰電行業未來新建產能和新增需求將集中于動力鋰電領域。
而電動車工廠落地(T-5年)到車型推出(T-3年)到電池采購(T-3年)到電池廠擴產(T-3年)到設備招標(T年)，我們預計整個過程需要5年。
所以我們預計新車廠的落地將會集中在2020年左右，進入龍頭車企供應鏈體系的電池廠也會從2018年起開始擴產進一步提速，因此2019-2025年將會是龍頭電池廠的擴產高峰。
我們對CATL各大基地產能進行統計，預計截止到2022年，電池廠龍頭—CATL將新增設備投資325億元。
近期國內外電池龍頭、國內二線電池廠及車企均不斷加大在動力電池產能上的布局，鋰電設備行業將進入向上景氣期，國內實力較強的鋰電設備企業將迎來增長機遇。
而后段檢測設備屬于鋰電行業發展到成熟階段的產物，當市場發展到一定規模時，出于對電池安全性和能量密度的考慮，檢測設備的重要性日益凸顯，未來普及度會大幅提升。
中長期來看，結合《“十三五”戰略性新興產業發展規劃》(到2020年，實現當年新能源汽車產銷200萬輛以上，產值規模達到10萬億元以上)分析鋰電設備市場空間：從國內需求角度分析：
1)我們預測2020年新能源汽車產銷量或達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2017-2020年還有2025年，動力電池行業產能利用率分別為45%、50%、52%、54%、55%；
3)隨著設備效率的提升，預計2017-2020年單GWh設備投資額分別為3/2.5/2.3/2億元；到2025年單GWh設備投資額降低為1.2億元。
可以初步測算，到2025年，我國國內動力電池實際產能將會達到570GW左右，其中2025年當年新增產能是322GW，鋰電設備需求是386億元，其中，后道設備需求是136億元。
國產后段設備：進口替代效應日趨明顯，國產化率正逐步提升
以德國迪卡龍、臺灣致茂電子為代表的國外后段設備企業起步較早，但已無明顯優勢。
1)德國迪卡龍：全球最大最先進的測試系統和充放電系統的開發和生產廠商
迪卡龍集團成立于1968年，為全球最大最先進的測試系統和充放電系統開發商，集團下設迪卡龍德國公司、迪卡龍青島公司和美國飛羚公司(FCI)，集團現有職工300余人，年銷售收入8000萬歐元以上，在歐美市場占有絕對的地位。
公司設在歐洲和美國的強大研發隊伍保證了迪卡龍在世界電池行業的持續領先優勢，典型客戶包括奔馳、大眾、通用、寶馬、雪鐵龍、比亞迪、標致、北車集團等。
2)臺灣致茂電子：世界領先的測試設備供應商，產品應用于多個行業
致茂電子成立于1984年，以自有品牌”Chroma”行銷全球，居全球鋰電測試設備龍頭。
公司產品范圍廣、精度高，主要有精密電子量測儀器、自動化測試解決方案、全方位Turnkey測試等；致茂每年在測試設備領域投入大量研發資源，產品精度高、自動化程度優勢明顯；
應用領域廣，主要包括新能源汽車、綠能電池、LED、太陽能、半導體/IC等多個領域；
營運范圍廣，公司營運點遍布歐、美、日、中國及東南亞，不斷向世界級企業邁進。
但隨著全球鋰電池制造中心向中國大陸轉移，以及國產設備的技術突破，國外設備的優勢已不再明顯。
1)鋰電池制造中心向大陸轉移。
2014年以來，全球鋰電池新增投資近八成集中在中國。且放眼全球，電動化大趨勢不可忽視，鋰電池供需缺口大，擴產將超預期。
2018年以來，各個龍頭電池廠均在中國公布了擴產計劃，其中包括特斯拉中國，長城寶馬，江淮大眾，LG南京，比亞迪重慶，CATL溧陽等。動力電池的供不應求和大規模擴產建設給國產鋰電設備企業創造了發展良機。
2)國產設備技術突破。
我國鋰電設備制造從1998年開始起步，歷經近20年的發展，已從進口設備主導發展為國內設備主導。
尤其是后段設備，技術壁壘較低，國內外差距較小，國產化率很高。GGII調研數據顯示，前段設備總體國產替代率88%，中段設備總體國產替代率90%以上，而后段設備總體國產替代率超過95%。
國產后段設備競爭優勢明顯
適應性強、性價比高、售后服務響應更迅速高工產研鋰電研究所(GGII)調研顯示，中國2018年鋰電生產設備需求同比增長18.2%，達206.8億元；其中國產設備產值同比增長20.1%，達186.1億元。
1)國產設備適應性強。
日韓設備研發起步早，設備精度高、自動化程度高、性能優越，但其在電池型號變換方面有較大的局限性，設備適用范圍窄，與國內較為頻繁更換電池型號的生產方式不太符合。
2)國產設備性能好。
在行業起步初期，日韓設備是性能比國產設備好，隨著CATL等龍頭電池企業的發展，給了國產設備商很多一起研發的機會，目前在卷繞機和涂布機領域，國產設備的性能都優于日韓設備。
3)國產設備性價比高。
相比于日韓鋰電設備，同等國產設備售價僅為其60%-80%，且國內外差距較小，因此在市場上有一定吸引力。
4)國產設備商對于客戶需求的快速反應能力。
國產設備商通過市場摸索逐漸建立起來的客戶服務體系，能夠第一時間對于客戶存在的問題做出快速反應，從而大大縮減了售后服務的時間。如果缺乏后期的服務跟進，哪怕是技術先進的日韓設備，客戶也并不會輕易接受。
我們判斷，隨著日韓電池龍頭企業，三星、LG、松下等的擴產加速。
他們對本國的設備企業的需求量會激增。但是日本韓國設備企業的產能瓶頸非常明顯，鋰電設備本身是在電池生產過程中的自動化設備，但是設備本身是依賴熟練技術工人的組裝，所以有強大的勞動力配套非常重要。
而中國設備不管從產品價格還是性能還是服務意識上都遠遠優于日韓設備商，預計國產設備的在日韓電池企業處的滲透率會逐步提升，未來國產設備商的全球市場空間大。
未來設備國產化發展方向：自動化系統集成、標準化、高精度、節能環保
憑借技術進步以及性價比高、反應迅速等優勢，鋰電設備的國產化進程快速推進。隨著動力電池成為鋰電池發展方向，鋰電設備對自動化、節能環保、高精度要求將越來越高，因此國產后段設備未來的技術進步將體現在以下幾個方面：
1.提高自動化系統集成能力
鋰電設備由單機銷售到分段集成，再到整線集成，最終發展為自動化的整線集成。
我們認為技術領先的企業在單一產品上能夠獲得高端客戶認可，如先導智能在卷繞機領域領先，璞泰來在涂布機領域領先；在優勢領域獲得認可后，龍頭的整線設備更容易拓展客戶，且在產品一致性、設備的性能、安全性等方面更值得信賴。
整線布局是鋰電設備行業的發展趨勢，具備實力的公司正在加速布局整線能力。
一方面，國產設備與日韓先進設備在自動化水平上仍有一定的差距。這種差距體現在兩個方面：
1)一個方面是單臺設備的自動化水平不高，很多設備為手動操作或半自動操作；
2)另一方面是物流的自動化水平不高，電芯需要人工取、放及搬運。另一方面，國內后段設備制造商大多規模較小，大多數企業僅能被動根據客戶要求提供充放電機及其他設備，很少有完整后處理系統設計、集成方面的能力，對集合了機械、電子、電氣、材料、信息、自動控制等方面的自動化物流設備，更是缺少經驗。所以國產設備商的未來進步方向，除了設備機械方面的穩定性和效率，軟件方面的算法和設計能力都亟需提高。
國內龍頭杭可科技、珠海泰坦等目前已具備獨立研發自動化物流線的能力，并進一步開拓與強化后處理系統與自動化物流線的整合集成應用，為未來構建無人、高效的自動化后處理系統打下基礎。
2.提高產品精度
在后處理階段，充放電和檢測直接決定了鋰離子電池的各項性能以及一致性，因此，不斷地提高充放電的控制精度與檢測精度，是后處理系統發展的必然要求，也是后段設備水平高低的標志。
目前，以杭可科技為代表的高水平充放電設備制造企業，可以做到電壓控制/檢測精度為萬分之二、電流控制/檢測精度為萬分之五的水平。
3.提高標準化水平
鋰電池生產設備行業是一個非標設備行業，但未來隨著鋰電池標準化水平的不斷提高，后處理系統也將對相關的技術規格、設備構成進行一定程度的標準化，從而降低設計、生產的難度和成本，提高設備的通用性。
4.節能技術普及
在后處理系統中，化成和分容都需要對電芯進行充電和放電，因此將電芯放電時釋放的電能重新回饋電網，成為后處理系統的發展方向之一。
國產后段設備龍頭與國內外電池廠長期合作，技術實力經過長期驗證。在下一輪擴產潮中，國內龍頭設備商（先導智能、科恒股份、星云股份）將充分受益。
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