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鋰離子電池自動化生產(chǎn)設備行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈概況及行業(yè)發(fā)展趨勢
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 科恒股份    2023-07-12

（1）基本概念

鋰離子電池自動化生產(chǎn)設備是指鋰離子電池生產(chǎn)線上所需要的各類機械設備，簡稱為“鋰電設備”。除了電池本身所用材料之外，制造工藝和生產(chǎn)設備也是決定電池性能的重要因素之一。 各類鋰離子電池的制造可統(tǒng)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(wěn)定性、 自動化水平和生產(chǎn)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(lián)組合，以及對組裝后的電池組性能、可靠性測試。

（2）行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈概況及行業(yè)發(fā)展趨勢

①產(chǎn)業(yè)鏈概況

鋰電設備制造緊隨鋰離子電池市場需求的發(fā)展而發(fā)展，隨著鋰離子電池市場 應用的拓展以及對其性能要求的提高，鋰電設備制造也將面臨著更大的技術突破。

隨著消費電子產(chǎn)品對鋰離子電池容量和性能要求的不斷提升，儲能電池、動力電池對鋰離子電池功率需求的不斷增長，鋰電設備制造行業(yè)應下游行業(yè)需求的 發(fā)展，亦須持續(xù)提升自身的研發(fā)水平和技術實力、提高設備的工藝水平和自動化 程度，以滿足下游鋰離子電池對大容量、大功率、高性能、高穩(wěn)定性等需求的不 斷增長。

以目前市場增長趨勢最明顯的儲能電池和動力電池為例，其對鋰離子電池的需要主要是大功率、高性能電池。如新能源汽車用鋰離子電池往往需要上千個電 芯串聯(lián)成電池組以保證能量的供應。因此每個電芯標準的統(tǒng)一、性能的穩(wěn)定對電 池組的性能和質(zhì)量起著關鍵性的作用。在動力電池領域，生產(chǎn)設備的技術水平、 自動化程度將會對電芯的生產(chǎn)工藝、質(zhì)量控制以及電芯標準的統(tǒng)一、性能的穩(wěn)定 和成組后的效率的提升發(fā)揮重要作用。

在一定程度上，鋰電生產(chǎn)設備的技術提升 和質(zhì)量控制是下游鋰離子電池工藝改進和性能提升的重要基礎，也是鋰電行業(yè)及 以鋰電應用為代表的新能源行業(yè)未來發(fā)展的重要保障。

②鋰離子電池自動化生產(chǎn)設備行業(yè)發(fā)展概況及發(fā)展趨勢

1）行業(yè)規(guī)模發(fā)展情況

從行業(yè)規(guī)模來看，近年來，全球動力電池裝機量增長呈現(xiàn)穩(wěn)中有升態(tài)勢，根據(jù)SNE Research數(shù)據(jù)，2020年全球動力電池總裝機量137GWh，同比增長17%。 其中2021年一季度繼續(xù)保持高增長態(tài)勢，全球動力電池裝機量達到48GWh，受 益于去年同期疫情低基數(shù)影響，同比增長128.6%。

根據(jù)高工產(chǎn)研鋰電研究所（GGII）統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2020年我國鋰電池出貨量為143GWh，同比增長22%，預計2021年中國鋰電池市場出貨量將達到232GWh， 2025年將達到615GWh，2021-2025年年復合增長率超過25%。 隨著我國新能源汽車市場持續(xù)高景氣以及新能源汽車補貼政策實施期限延 長，新能源汽車產(chǎn)銷量大幅反彈利好上游產(chǎn)業(yè)。2020年我國動力鋰電池產(chǎn)量和銷 量分別達到83.4GWh和65.9GWh。其中，動力鋰電池裝機量再創(chuàng)新高，達到 63.6GWh，同比增長2.3%，全球占比46%。

2021年1-3月，我國動力鋰電池產(chǎn)量 和銷量分別達到32.8GWh和23.9GWh。其中，動力鋰電池裝機量為23.3GWh，增 幅高達308.7%。 從數(shù)據(jù)來看，動力鋰離子電池在未來鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展中將占據(jù)較大的市場份額， 這將使動力鋰離子電池生產(chǎn)設備進入新的發(fā)展時期。由于動力鋰離子電池對安全 性的高要求，給動力鋰電設備在穩(wěn)定性和精度方面提出了更高的要求，動力鋰電 產(chǎn)業(yè)化流程和生產(chǎn)線的設計將成為行業(yè)內(nèi)研發(fā)的難點與重點，行業(yè)內(nèi)企業(yè)需要與 下游客戶加強合作，緊跟客戶需求。

2）重點設備供應商市場份額逐漸集中

從鋰電池的生產(chǎn)工序來看，鋰電池的生產(chǎn)工藝比較復雜，主要生產(chǎn)工藝流程主要涵蓋電極制作的攪拌涂布階段（前段）、電芯合成的卷繞/疊片注液階段（中段），以及化成封裝的包裝檢測階段（后段）。

此外不同種類的鋰電池工藝會有 所不同，其生產(chǎn)設備也會有對應的區(qū)別。 鋰電生產(chǎn)前段工序?qū)匿囯娫O備主要包括真空攪拌機、涂布機、輥壓機等； 中段工序主要包括模切機、卷繞機、疊片機、注液機等；后段工序則包括化成機、 分容檢測設備、過程倉儲物流自動化等。除此之外，電池組的生產(chǎn)還需要Pack 自動化設備。由于前、中端工藝對電池性能影響較大，因此設備要求較高，是鋰 電設備中的重點投資建設部分。

電池廠商根據(jù)自己的工藝情況，向設備制造商定制個性化設備，設備商根據(jù) 客戶的生產(chǎn)工藝要求確定設備研發(fā)的可行性和方向。考慮到產(chǎn)品質(zhì)量一致性、工藝技術保密等多種因素，客戶一旦形成使用習慣則不會輕易更換設備供應商，往往形成強強聯(lián)合。同時，隨著鋰電池產(chǎn)品要求的持續(xù)提升，市場份額預計將持續(xù)向頭部企業(yè)集中，呈現(xiàn)強者更強局面。