2019年中國鋰電產(chǎn)業(yè)、鋰電制造工藝、對應設備市場格局及鋰電設備空間測算[圖]

    一、鋰電產(chǎn)業(yè)、鋰電制造工藝及對應設備拆解

    1、鋰電產(chǎn)業(yè)鏈分析

    鋰電產(chǎn)業(yè)鏈主要包括原材料、設備供應商、電池、終端應用四個環(huán)節(jié)；對于鋰電制造環(huán)節(jié)來說，整個鋰電制造環(huán)節(jié)可分為前道、中道和后道三大部分：

    （1）前道目的在于將原材料加工成為極片，經(jīng)過攪拌、涂布、輥壓、分切、制片、模切等工序，其中核心工序是涂布；價值量上，前道工序在整個投資中占比30-40%；

    （2）中道目的在于將極片加工成為未激活電芯，需要經(jīng)過卷繞或疊片、入殼焊接、注液和封口等工序，其中卷繞/疊片是中道的核心工序；價值量上，中道工序在整個投資中占比30-40%；

    （3）后道目的在于激活電芯使之成為成品電池包通過PACK集成系統(tǒng)最紅進入電池廠，包括清洗、干燥儲存、檢測、噴碼、化成分容等工序，最終通過自動化智能物流系統(tǒng)進入下游生產(chǎn)線，其中化成分容是后道的核心工序。價值量上，后道工序在整個投資中占比20-30%；

    鋰電設備仍為非標產(chǎn)品，優(yōu)質電池廠能夠塑造優(yōu)秀的設備廠。

    整體來說，鋰電設備是非標設備，不同廠商的對鋰電設備的要求均不一樣；定制屬性下，設備的價格和利潤會有差異，降本及提效也有足夠的優(yōu)化空間。因此：

    （1）理論上，鋰電設備性能的天花板很高，技術進步的空間仍在；

    （2）優(yōu)質的鋰電廠商可以維持較好的利潤水平，因為在非標屬性下，產(chǎn)品配置和功能可以增減，給設備廠商留存較大的調節(jié)空間，因此行業(yè)多為成本加成式定價；

    （3）鋰電設備依托下游電池廠，優(yōu)秀的電池廠能夠塑造優(yōu)秀的設備廠；而且這種壁壘一旦建立便很難再打破，因此客戶較好，市占率高的設備環(huán)節(jié)/廠商可以享受高于行業(yè)平均水平的收益；

    2、鋰電工序與對應設備市場格局

    （1）前道工序：

    前道工序分為漿料攪拌、涂布、輥壓、分切、制片和模切等環(huán)節(jié)，目的在于將正負極材料制成極片，單GWh的電量產(chǎn)出資金投入為0.6-0.8億，占完整產(chǎn)業(yè)鏈總投入約35%，設備包括攪拌機、涂布機、輥壓機、分切機等，其中最重要的是涂布機（轉移式涂布機和擠壓式涂布機等），投入占比約占前道總投入的60%-80%，占整線投資的20-30%左右。

    （1.1）漿料攪拌：是鋰離子電池設備的重要環(huán)節(jié)，鋰離子電池正極漿料由粘合劑、導電劑、正極材料等組成，負極漿料由粘合劑、蛇魔碳粉組成；正負極漿料的制備都包括了液體于液體、液體與固體物料間的相互混合、溶解、分三等；漿料分散質量的好壞，直接影響了鋰離子電池的質量與性能。所用設備為真空攪拌機，設備單價300-500萬元/臺，需求量為3-5臺/gWh。

    （1.2）涂布：涂布決定了電池的一致性和優(yōu)性，在電池制造中占有技術地位。涂布即將攪拌后的漿料均勻地涂覆在金屬箔片上，正極涂在鋁箔上，負極涂在銅箔上以制成極片。所用設備為轉移式涂布機和擠壓式涂布機。衡量涂布機的兩個指標是速度質量，速度指涂布速度，速度越高效率越高，例如璞泰來（新嘉拓）的涂布機速度可以達到70-120米/分鐘，若能采用雙面涂布工會還能進一步提升涂布效率；質量是指涂布重量與厚度的一致性、涂層與基層的粘接性。涂布機國內(nèi)設備單價為1200-2500萬元/臺，海外設備為2500-3000萬元/臺。

    （1.3）烘烤：將涂布后的極片在設備中烘烤，去除水分（電解液不含水）。所用設備為烘干機。

    （1.4）極片輥壓：壓實烘干后的極片，以提高電池的能量密度（負極、三元正極和磷酸鐵鋰正極的壓實密度有差異），極片厚度大約為0.1-0.5mm，近些年甚至降低至0.2mm以下。所用設備為輥壓機，設備單價為200-400萬元/臺，設備需求量為2-4臺/gWh。

    （1.5）極片分切：將極片連續(xù)縱切成單體電池需要的寬度并收卷。所用設備為分條機。

    （1.6）隔膜分切：將電池隔膜連續(xù)縱切成單體電池需要的寬度并收卷。所用設備是隔膜分切機。

    （1.7）極片制片：半自動化卷繞生產(chǎn)工藝需要將極片切割成長條型。所用設備為全自動極耳焊接制片機或激光極耳成型制片機，設備單價為100-300萬元/臺，需求量為1-2套/gWh。

    前道工序產(chǎn)線拆解及競爭格局

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    相關報告：智研咨詢發(fā)布的《2019-2025年中國鋰電設備行業(yè)市場運行態(tài)勢及投資方向研究報告》

    （2）中道工序：

    中道工序的目的在于將極片制成未激活電芯，包括卷繞、碟片、烘干、注液和封口等5個環(huán)節(jié)，每gWh產(chǎn)能需投入0.6-0.8億元，約占總投入的30-40%。

    中道設備包括卷繞機、疊片機、烘干、注液機、封口機等。其中卷繞、疊片是中道的核心工序，占總投入的70%，原理是將前道最終產(chǎn)品極片按照正極、隔膜、負極、隔膜的順序交叉排列制成裸電芯。其中卷繞式更簡單易操作，容易實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)自動化，是現(xiàn)在市場上的主流工藝；疊片工藝繁瑣，極片分切合格率低，人工操作費時費力，現(xiàn)有設備自動化程度和效率相對較低。目前來說，方形和圓柱電池主要采用卷繞工藝生產(chǎn)，軟包電池可以卷繞（CATL），也可以疊片或卷疊（LG）。

    （2.1）電芯卷繞：以正極極片/隔膜/負極極片/隔膜間隔的方式卷繞成圓柱電池或方形電池，可高速卷繞。所用設備為卷繞機，衡量卷繞機機的主要有卷繞速度與精度兩個指標。目前先導智能的卷繞機可做到2.5米/秒，精度可用張力波動等來衡量，先導智能的張力波動可做到≤10%，達到國際一流水準，市占率水平達到50-60%。

    （2.2）電芯疊片：將模切完成后的正負極片于隔膜間隔堆疊成電池的裸電芯，速度較難提高。所用設備為疊片機。卷繞機和疊片機的國內(nèi)設備單價為300-500萬元/臺，國外設備單價為400-600萬元/臺，需求量為8-12臺/gWh（由于疊片效率相對較低，單位產(chǎn)能需要更多的設備）。

    （2.3）入殼：將裸電芯裝入外殼中但不封口。所用設備為自動組裝設備，設備單價為35萬元/臺，需求量為誒5臺/gWh。

    （2.4）極耳焊接，將圓柱和方形電池的極耳于外殼相應端口焊接到位，軟包電池則主要是將多層極片與極耳引腳焊接到位。所用設備為激光焊接設備。

    （2.5）注液：電解液注入電芯，過程中稱重確定注液量，對注液用的真空泵要求極高。所用設備為注液機，設備單價為100-300萬元/臺。

    （2.6）注液口焊接：注液后需要將注液口焊接。所用設備為激光焊接設備。

    （2.7）封口：援助帶你吃以滾槽和沖壓的方式、方形/軟包電池以焊接等方式完成密封操作。所用設備為定制從壓設備，，設備單價為100-200萬元/臺，需求量為2-4臺/gWh。

    （2.8）包裝：對單個電芯進行塑封包裝。

    （3）后道工序：

    后道工序在中道最終產(chǎn)品的基礎上進行化成分容檢測，目的在于將電芯激活進入pack產(chǎn)線加工成為電池包。工序包括電池清洗、干燥存儲、檢測、噴碼、化成分容和自動化物流等，每gWh產(chǎn)能資金投入量約為0.6億元，約占整線總投入的30%。后道設備包括清洗、干燥設備、X-ray檢測設備、殼體噴碼設備、化成分容柜以及最終的智能物流系統(tǒng)。其中化成分容是后道的關鍵環(huán)節(jié)，化成分容柜根據(jù)需求進行定制化生產(chǎn)。先導智能在化成分容設備約占有30%以上的市場份額，其他企業(yè)如星云股份、杭可科技、廣州擎天、瑞能股份、新威爾等也都占有著一定的市場份額。

    （3.1）化成：將電池充電激活并測算容量。電池化成是指對二次電池，將內(nèi)部正負極物質激活，在負極表面形成SEI膜，可以防止電解液進一步侵蝕電極，使電池性能更加穩(wěn)定。

    （3.2）分容：即通過對電池進行充電和放電，檢測分容慢充時的放電容量，來確定電池的容量?；煞秩萁?jīng)常在同一個化成分容柜中進行，化成分容柜單價在2000-3000萬元/臺。

    （3.3）檢測：對電池的外觀和內(nèi)部結構進行檢測。所用設備是X-ray檢測設備，設備單價為150-300萬元/套。

    二、后補貼時代，短期陣痛不改長期趨勢

    1、補貼下滑，三季度銷量有望觸底補貼政策：補貼退坡，短期陣痛，不改長期趨勢。

    新版新能源汽車補貼政策于2019年3月26日正式落地，3月26號-6月26號過渡期之后，2019年補貼標準在2018年的基礎上平均退坡50%以上且取消地補。短期補貼金額的快速下滑導致短期內(nèi)鋰電汽車的成本尚無法通過有效的技術提升和規(guī)?；当緛韺崿F(xiàn)消化。但是從長期來看，仍然看好新能源汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢，雖然補貼政策快速退坡，但是預計國家會從路權、雙積分等多個方面持續(xù)給予新能源汽車政策扶持。

    補貼政策標準延續(xù)，安全性得到重視。新版補貼雖然延續(xù)高續(xù)航里程、高能量密度、低耗能水平的結構性補貼傾向，但進一步強調了安全性和一致性監(jiān)管，對產(chǎn)品質量缺陷的車型將取消補貼。車型能量密度持續(xù)提升，兼顧安全性，新能源車型電池開始回歸磷酸鐵鋰。2017年車型能量密度集中在90-140wh/kg，2018年提升至120-150wh/kg，2019年進一步提升，160wh/kg以上增速最快。乘用車三元鋰電池優(yōu)勢明顯，2019年磷酸鐵鋰開始逐漸增速。客車電池基本是磷酸鐵鋰，能量密度突破160。專用車能量密度基本維持在中密度區(qū)間，以磷酸鐵鋰電池為主。

    新能源汽車補貼政策對比純電動密度（wh/kg）小

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    應對補貼退坡壓力，各大新能源車企主要通過兩種方式消化盈利壓力，一方面推出更具吸引力的高品質車型，打造不同市場，滿足消費者高端需求。另一方面推出經(jīng)濟型車型實現(xiàn)規(guī)模效應，降低成本，針對運營市場擴充需求規(guī)模，提出高業(yè)績目標。

    新能源汽車車企銷量目標和增量車型

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    銷量增速小幅下滑，預計全年銷量150萬輛。2019年1-4月累計銷量36.8萬輛，同比增長58.5%，由于去年上半年搶裝力度大，疊加今年燃油車國五和國六標準切換，對新能源汽車銷售有一定的擠出效應，導致新能源汽車銷量增速略不及預期。預計全年新能源汽車銷量的低點有望出現(xiàn)在三季度，補貼過渡期之后，銷量快速下滑之后有望逐步回暖。

    2017-2019新能源汽車月度銷量快速上漲（萬輛）

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    2、車型高端化+安全性為行業(yè)主旋律

    車型高端化趨勢明顯，A級車成為行業(yè)主角。從車型結構來看，A00車型占比快速滑坡，自2018年全年的36.88%下降至2019年前4月的21.84%，而A級于2019年前4月銷量占比大幅度提升至39.87%，A0級、B級、C級占比均有所上升。

    2018年新能源汽車銷量占比情況

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    2019年1~4月新能源汽車銷量占比情況

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    補貼政策標準延續(xù)，能量密度提升和安全性兼顧。新版補貼雖然延續(xù)高續(xù)航里程、高能量密度、低耗能水平的結構性補貼傾向，車型能量密度持續(xù)提升，兼顧安全性，部分低端新能源車型電池開始回歸磷酸鐵鋰。從能量密度角度來看，2017年車型能量密度集中在90-140wh/kg，2018年提升至120-150wh/kg，2019年進一步提升，160wh/kg以上增速最快。

    新能源汽車車型能量密度對比

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    三、有效產(chǎn)能、擴產(chǎn)確定性及鋰電設備空間測算

    1、電池行業(yè)—二三線及外資擴產(chǎn)從0到1

    電池廠商格局—二超多強，二三線廠商格局不斷更迭頭部電池廠商維持強勢地位，二三線廠商擁有足夠的發(fā)展空間；目前，鋰電廠商CR10達到83%，同比提升9pcts。

    2019年1月8日《動力電池字段數(shù)據(jù)庫》顯示，2018年我國新能源汽車生產(chǎn)約122萬輛左右，動力電池的整體裝機總電量達到56.98GWh左右，同比增長56%。其中裝機總電量排名前十的動力電池企業(yè)合計約47.20gWh，占整體的83%，較去年TOP10企業(yè)合計占比上升達9個百分點，市場集中程度提升趨勢明顯。位列TOP10的企業(yè)分別是(按裝機電量高低排列)：寧德時代、比亞迪、國軒高科、力神、孚能科技、比克電池、億緯鋰能、國能電池、中航鋰電、卡耐新能源。由于電池企業(yè)必須持續(xù)降本體質及不斷擴產(chǎn)，因此是技術與資金密集型行業(yè)；而由于龍頭企業(yè)產(chǎn)品性能，規(guī)模/成本及資金實力優(yōu)勢，鋰電出貨和產(chǎn)能向優(yōu)質巨頭集中是行業(yè)的必然趨勢。

    但另一方面，由于國內(nèi)外車企眾多（對電池的要求也多樣化），價格壓力傳導及特定市場的存在；二三線廠商擁有足夠的生存空間；而其產(chǎn)能擴張通常在擁有訂單及追求規(guī)模成本的雙重作用下發(fā)生，也因此，二三線廠商的市場排名（裝機等）和產(chǎn)能的擴張均較為多變；方形鋁殼與軟包技術兩種技術必定同時存在，方形電池有望憑借性價比暫據(jù)主導地位。

    技術方面，結合我國目前的技術水平及產(chǎn)業(yè)鏈配套能力，方形電池和軟包電池是中短期內(nèi)的并行路徑。性價比和產(chǎn)品成熟度來看，方形電池有望主導接下來2-3年，但對設備來說，無論是軟包還是方形電池，疊片機均是設備的理想發(fā)展方向（疊片方形電池也是行業(yè)的發(fā)展方向）；而由于軟包電池可以看到的，能夠提升和優(yōu)化的空間很足（比如能量密度提升），因此軟包電池也將是中短期內(nèi)的主要技術之一（目前核心問題是鋁塑膜等材料的穩(wěn)定供應及成本）；兩種技術必定同時存在，方形電池短期內(nèi)仍有望保持主流。而后續(xù)固態(tài)亦或是燃料電池的發(fā)展與上量，還有待技術的長足的進步與成本的大幅下降。

    方形龍頭CATL配套的主要車企（GWh）

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    軟包巨頭孚能配套的主要車企（GWh）

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    電池廠商總供給—年產(chǎn)能測算

    19/20年鋰電行業(yè)年總供給可達300/420GWhz左右。

    目前，鋰電行業(yè)雖然整體仍存在結構性過剩問題，但遠期的需求確定性，技術迭代及政策指引方向變化等原因，動力電池作為電動車的零配件之一，必須緊跟主機廠的變化與需求，因此廠商必須承擔一定風險并持續(xù)擴產(chǎn)/優(yōu)化產(chǎn)能。而動力電池行業(yè)屬于技術及資金密集型行業(yè)，新進玩家及行業(yè)內(nèi)中小廠商均難以承受此輪擴產(chǎn)下的資金及技術壓力，擁有規(guī)模，技術和資金的龍頭企業(yè)份額也將持續(xù)提升。根據(jù)目前的已知的各龍頭廠商規(guī)劃，預計19/20年，國內(nèi)總供給可達300/420GWh左右，如果加上外資龍頭，行業(yè)總供給有望達到500/750GWh。

19/20年內(nèi)資企業(yè)年總供給可達300/420GWh

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二三線廠商確認于19年投產(chǎn)的產(chǎn)能在33GWh以上，遠期規(guī)劃新增在190GWh左右

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內(nèi)資企業(yè)在海外的產(chǎn)能規(guī)劃及其他二三線外資廠商的產(chǎn)能規(guī)劃，大部分項目于2020年后開始

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    2、鋰電設備空間測算

    19/20年國內(nèi)及海外市場空間均在200億/350億上下。

    根據(jù)測算、應產(chǎn)線的投資額以及各核心設備的價值占比，預計19/20年國內(nèi)及海外市場空間均在200億/350億上下，其中涂布機/卷繞機空間均在60億/100億左右，化成分容設備空間均在50億/90億左右；

19/20年國內(nèi)鋰電設備細分行業(yè)市場空間預測（單位/億元）

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19/20年國內(nèi)鋰電設備空間有望達到200億左右（設備空間/億元）

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19/20年海外鋰電設備細分行業(yè)市場空間預測（單位；億元）

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19/20年海外鋰電設備空間預測（單位；億元）

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