目录索引一、锂电设备行业全景 (7)(一)锂电生产工艺及设备 (7)(二)前段设备:生产效率提升,市场份额加速集中 (9)(三)中段设备:电池形态迭代,卷绕+叠片成核心工艺设备 (14)(四)后段设备:电池品质升级,化成分容设备重要性提升 (28)二、欧洲市场崛起,全球电动加速 (31)(一)欧洲:电动化进程势不可挡,扩产拐点带动设备需求 (31)(二)中国:“整车+电池”模式兴起,新扩产能规模可观 (36)(三)美日:产业政策推动消费转变,电动化进程平稳推进 (39)三、中国锂电设备,已具全球竞争实力 (43)(一)产能规模:日韩设备规模较小,中国企业更具规模优势 (43)(二)盈利能力:中国企业利润率突出,成本控制能力优秀 (45)(三)技术水平:国产设备已逐步达到日韩水平,并呈现赶超趋势 (45)(四)整线能力:中国企业产品丰富,集成能力突出 (47)四、中国锂电设备龙头企业 (48)(一)先导智能 (48)(二)杭可科技 (51)(三)赢合科技 (55)(四)超业精密 (57)(五)星云股份 (58)图表索引图1:锂电池生产工艺流程图 (7)图2:锂电设备投资占比(2018) (9)图3:孚能科技生产设备价格(万元) (9)图4:锂电生产前段工艺 (9)图5:锂电生产搅拌工艺 (10)图6:先导智能搅拌机 (10)图7:锂电生产涂布工艺 (11)图8:锂电生产辊压工艺 (13)图9:锂电生产分切工艺 (13)图10:先导智能辊压分条一体机 (13)图11:赢合科技全自动分切机 (13)图12:先导智能激光式极耳成型机 (14)图13:吉阳智能激光式极耳成型机 (14)图14:锂电生产中段工艺 (15)图15:锂电生产卷绕工艺 (16)图16:卷绕设备结构示意图 (16)图17:锂电生产叠片工艺 (17)图18:叠片工艺操作图 (17)图19:锂电池叠片工艺三种方式 (17)图20:热复合叠片示意图 (18)图21:先导智能叠片机 (19)图22:格林晟切叠一体机 (19)图23:吉阳智能叠片机 (19)图24:叠片式电池对于空间利用比卷绕式更加充分 (21)图25:比亚迪刀片电池形状 (24)图26:比亚迪刀片电池电芯阵列方案 (24)图27:德国大众汽车MEB平台电池包结构 (24)图28:德国大众汽车MEB平台电池尺寸明显增大 (24)图29:蜂巢能源提出高速叠片工艺 (26)图30:锂电生产注液工艺 (27)图31:超业精密自动注液机 (27)图32:锂电生产入壳工艺 (27)图33:锂电生产点焊工艺 (27)图34:先导智能注液机 (28)图35:先导智能顶盖激光点焊机 (28)图36:锂电生产后段工艺 (28)图37:锂电生产后处理主要工艺流程 (29)图38:先导智能化成分容柜 (29)图39:杭可科技分容设备 (29)图40:欧洲平均新乘用车碳排放量及目标(g/km) (31)图41:欧洲新能源汽车年销量(万辆)及同比增速 (33)图42:欧洲新能源汽车月度销量(辆) (33)图43:欧洲代表性企业动力电池产能布局 (34)图44:2020年欧洲动力电池产能规划份额 (34)图45:2025年欧洲动力电池产能规划份额 (34)图46:欧洲动力电池企业规划产能情况(GWh) (35)图47:国内新能源乘用车海内外新势力量产以来销量(辆) (36)图48:2020年2月宁德时代新增产能及募集资金 (37)图49:20年2月Catl募资项目设备投资(亿元) (37)图50:动力电池企业在国内产能分布 (39)图51:美国新能源汽车年度销量及同比增速 (40)图52:第三阶段ZEV积分要求下限 (41)图53:2019年“177条文州”新能源市场占比 (41)图54:2019年“177条文州”电动化率 (41)图55:丰田构想的EV商业模式 (42)图56:2019年锂电设备公司收入(百万元人民币,外企按期末汇率)及增速 (44)图57:日本平野公司未完成订单与已接收订单情况(百万元人民币) (44)图58:2019年锂电设备公司毛利率与净利率对比 (45)图59:世界主要锂电设备公司的产品分布 (47)图60:先导智能历年营业收入 (48)图61:先导智能历年归母净利润 (48)图62:先导智能锂电设备收入金额和毛利率 (48)图63:先导智能锂电设备合作伙伴 (49)图64:先导智能研发支出及同比增速 (49)图65:杭可科技产品更新迭代发展历程 (51)图66:2019年杭可科技收入结构 (52)图67:杭可科技营业收入及同比增速 (52)图68:杭可科技归母净利润及同比增速 (52)图69:2019年公司前5大客户销售额与占比 (54)图70:赢合科技历年营业收入及同比增速 (55)图71:赢合科技YMSA300A切叠一体机 (55)图72:德国MANZ热复合叠片一体机 (56)图73:超业精密的营业收入(百万元) (57)图74:超业精密的净利润及净利率 (57)图75:公司历年锂电设备收入及同比增速 (58)图76:杭可科技与星云股份营业收入对比(百万元) (59)图77:杭可科技与星云股份毛利率对比 (59)表1:锂电生产主要工艺、对应设备和国内相关企业 (8)表2:锂电前段生产主要工艺、对应设备及国内相关企业 (10)表3:锂电生产涂布设备主要企业及产品特性 (12)表4:锂电中段生产主要工艺、对应设备及国内相关企业 (15)表5:不同企业卷绕设备性能参数对比 (16)表6:不同种类叠片设备的工艺及优缺点 (20)表7:叠片与卷绕工艺特点对比 (22)表8:软包电池与圆柱电池、方形电池技术特征比较 (22)表9:国外采用软包电池的车企和车型举例 (23)表10:国内企业叠片设备参数对比 (25)表11:注液设备三种技术路线比较 (26)表12:锂电后段工艺国内外企业相关技术水平比较 (30)表13:全球乘用车碳排放标准对比(统一口径) (31)表14:欧洲各国新能源汽车补贴政策及2019年新能源汽车销量和份额对比(辆) (32)表15:欧洲锂电设备投资规模测算(亿元人民币) (35)表16:“整车+电池”合作联姻情况 (36)表17:国内动力电池龙头企业产能规划(假设所有企业如期完成扩产规划) (37)表18:ZEV发展历史沿袭 (40)表19:日本乘用车分类普及目标(政府目标) (42)表20:日韩锂电设备龙头企业概况 (43)表21:不同企业涂布设备性能参数对比 (45)表22:不同企业卷绕设备性能参数对比 (46)表23:锂电后段工艺国内外企业相关技术水平比较 (46)表24:锂电后段工艺国内外企业相关技术水平比较 (53)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)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(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%。
图4:锂电生产前段工艺数据来源:高工锂电,广发证券发展研究中心搅拌机10%涂布机20%辊压分切机10%制片模切机10%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:公司官网,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。