鋰電池行業(yè)報(bào)告:軟包電池、長薄化方形電池疊片設(shè)備_第1頁
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文檔簡介

1、行業(yè)深度報(bào)告內(nèi)容目錄1. 疊片為中段核心環(huán)節(jié),軟包&長薄化方形電池帶動(dòng)疊片機(jī)需求.51.1. 疊片工藝優(yōu)勢顯著,但設(shè)備效率等仍存在提升空間.51.2. 軟包占比持續(xù)提升&長薄型方形電池快速發(fā)展,疊片需求空間廣闊 .81.2.1. 軟包電池性能更優(yōu),未來技術(shù)成熟后需求占比將持續(xù)提升.81.2.2. 長薄型方形電芯快速發(fā)展,疊片重要地位日益凸顯.102. 頭部電池廠多為疊片路線,疊片機(jī)新老玩家齊上陣 .132.1. 全球頭部動(dòng)力電池玩家多選擇疊片路線,疊片滲透率將不斷提升.132.2. 疊片機(jī)仍處于技術(shù)迭代中,新老玩家均積極布局.172.2.1. 疊片機(jī)技術(shù)路線多樣,切疊一體機(jī)成為發(fā)展趨勢.172

2、.2.2. 疊片機(jī)廠商注重提升效率,國產(chǎn)替代趨勢日益明朗.212.2.3. 疊片市場空間廣&技術(shù)仍在變革,新玩家紛紛涌入 .232.3. 疊片機(jī)環(huán)節(jié)需重點(diǎn)跟蹤設(shè)備商下游客戶情況&技術(shù)先進(jìn)性 .232.3.1. 疊片工藝的動(dòng)力電池廠大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn),國產(chǎn)設(shè)備商有望獲得大批量訂單.242.3.2. 為解決疊片效率&良率瓶頸,切疊一體機(jī)&高速疊片成為技術(shù)發(fā)展趨勢 .243. 本土重點(diǎn)公司介紹 .243.1. 先導(dǎo)智能:鋰電整線設(shè)備龍頭,疊片機(jī)已獲大批量訂單.243.2. 利元亨:從消費(fèi)到動(dòng)力實(shí)現(xiàn)整線布局,高速動(dòng)力切疊一體機(jī)取得突破.263.3. 贏合科技:鋰電設(shè)備前中道領(lǐng)先企業(yè),疊片機(jī)領(lǐng)域與 Manz 形

3、成合作 .273.4. 海目星:激光&自動(dòng)化設(shè)備龍頭,研發(fā)布局切疊一體機(jī) .283.5. 博眾精工:3C 自動(dòng)化設(shè)備龍頭,拓展鋰電業(yè)務(wù)推出切疊一體機(jī).283.6. 奧特維:光伏串焊機(jī)龍頭,延伸拓展鋰電疊片機(jī)業(yè)務(wù).293.7. 科瑞技術(shù):自動(dòng)化設(shè)備及解決方案提供商,推出三工位切疊一體機(jī).293.8. 福能東方(子公司超業(yè)精密):專注中后段鋰電設(shè)備,推出制片、疊片一體機(jī).294. 投資建議 .305. 風(fēng)險(xiǎn)提示 .303 / 31東吳證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分行業(yè)深度報(bào)告圖表目錄圖 1: 卷繞/疊片為中段電芯裝配工序的最核心環(huán)節(jié) .5圖 2: 卷繞的極組成型工序.6圖 3: 疊片的

4、極組成型工序.6圖 4: 疊片電池能量密度更高.6圖 5: 卷繞容易發(fā)生掉粉、褶皺等問題.7圖 6: 2025 年國內(nèi)軟包裝機(jī)量占比有望達(dá) 16%(圖中紅色百分比數(shù)字為軟包占比) .9圖 7: 2025 年全球軟包裝機(jī)量預(yù)計(jì)約 222GWh.9圖 8: 與傳統(tǒng)方形電池相比,比亞迪推出的刀片電池長度明顯增加、厚度明顯變薄.10圖 9: 蜂巢的短刀電池覆蓋 L300-L600 全尺寸 . 11圖 10: 中創(chuàng)新航采用疊片工藝的兩大產(chǎn)品全極耳疊片電池和 One-stop Bettery . 11圖 11: 我們預(yù)計(jì)到 2025 年全球疊片機(jī)需求將超 300 億元.13圖 12: LG 新能源未來規(guī)劃

5、擴(kuò)產(chǎn) 265GWh,其中軟包疊片工藝擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃達(dá) 203GWh.14圖 13: 比亞迪未來新增擴(kuò)產(chǎn)達(dá) 340GWh,其中刀片電池疊片工藝擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃達(dá) 247GWh .15圖 14: SKI 已公布的未來新增擴(kuò)產(chǎn)達(dá) 115GWh,均為軟包疊片工藝,實(shí)際擴(kuò)產(chǎn)更高.15圖 15: 中創(chuàng)新航公布的未來新增擴(kuò)產(chǎn)達(dá) 285GWh,方形中段工藝為卷繞或疊片.16圖 16: 遠(yuǎn)景動(dòng)力新增擴(kuò)產(chǎn)達(dá) 166GWh,軟包均為疊片工藝,部分方形為疊片工藝.16圖 17: 孚能科技未來新增擴(kuò)產(chǎn) 99GWh,以軟包疊片工藝為主.17圖 18: 蜂巢能源已公布的未來新增擴(kuò)產(chǎn)約 280GWh,短刀電池中段工藝為疊片.17圖 19:

6、 Z 型疊片技術(shù)原理圖.18圖 20: 熱復(fù)合式疊片機(jī)工藝原理圖.19圖 21: 卷疊一體機(jī)工作原理圖.20圖 22: LG 的 Stack & Folding 專利.21圖 23: 國內(nèi)疊片機(jī)主要設(shè)備廠商產(chǎn)品參數(shù)對比,注重效率和精度等指標(biāo).21圖 24: 韓國 DA 熱復(fù)合疊片機(jī)和 mPLUS 的 Z 型疊片機(jī) .22圖 25: 德國 Manz 能夠提供模塊化的熱復(fù)合疊片產(chǎn)線 .23圖 26: 先導(dǎo)智能的切疊一體機(jī)提升效率、提高產(chǎn)品良率.25圖 27: 先導(dǎo)智能熱復(fù)合疊片機(jī).25圖 28: 先導(dǎo)智能疊片機(jī)具備智能化、高精度等特點(diǎn).26圖 29: 利元亨高速切疊一體機(jī)疊片速度達(dá) 0.15s/p

7、cs(三工位,即單工位為 0.45s/pcs).27圖 30: 利元亨鋰電池正極片激光高速切割技術(shù).27圖 31: 贏合科技主要疊片機(jī)產(chǎn)品.28圖 32: 博眾精工為 3C 自動(dòng)化設(shè)備龍頭企業(yè),已布局切疊一體機(jī).29表 1: 疊片電池優(yōu)勢較多,但設(shè)備效率、投資額等方面存在提升空間.8表 2: 相較于圓柱、方形電池,軟包電池性能優(yōu)越.8表 3: 各方形動(dòng)力電池廠紛紛推出差異化競爭路線,長薄型電芯 CTP 方案成為發(fā)展趨勢 .12表 4: 2021 年全球主要?jiǎng)恿﹄姵貜S中段工藝多采用疊片方式.13表 5: 主流四種疊片機(jī)路線對比,其中卷疊一體機(jī)是 LG 專利 .18表 6: 蜂巢能源的疊片效率持續(xù)

8、提升.22表 7: 相關(guān)公司估值情況(截至 2022.5.17 收盤價(jià)).304 / 31東吳證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分行業(yè)深度報(bào)告1. 疊片為中段核心環(huán)節(jié),軟包&長薄化方形電池帶動(dòng)疊片機(jī)需求1.1. 疊片工藝優(yōu)勢顯著,但設(shè)備效率等仍存在提升空間卷繞/疊片為鋰電池中段電芯裝配工序的最核心環(huán)節(jié)。卷繞為通過控制極片的速度、張力、尺寸、偏差等因素,將分條后尺寸相匹配的極片及隔膜、終止膠帶等卷成極芯的一種生產(chǎn)工藝。疊片則將極片與隔膜交替堆疊在一起,最終完成多層疊片極芯的一種生產(chǎn)工藝。就電池形態(tài)來看,軟包電池只能采用疊片工藝;方形電池既可以使用疊片工藝也能夠采用卷繞工藝,目前主流為卷繞工

9、藝;圓柱電池只能采用卷繞工藝。圖1:卷繞/疊片為中段電芯裝配工序的最核心環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)來源:各公司官網(wǎng),東吳證券研究所卷繞與疊片在工藝方面最大的差別在于極組成型工序。(1)極片狀態(tài):卷繞的正負(fù)極片為連續(xù)的,疊片為片狀。(2)極組完成標(biāo)準(zhǔn)的判定:卷繞電池控制極片的長度,在模切工序時(shí)會(huì)根據(jù)每個(gè)電芯長度標(biāo)記一個(gè)孔進(jìn)行定位,檢測到該孔時(shí)進(jìn)行裁斷,完成一個(gè)極組的卷繞;疊片則是根據(jù)正負(fù)極片的設(shè)定數(shù)量,達(dá)到設(shè)定值時(shí)完成一個(gè)極組的疊片。(3)極組形態(tài):卷繞工藝下正負(fù)極耳僅位于上方一側(cè),故卷繞極片一圈僅有一個(gè)正極和一個(gè)負(fù)極極耳,而同樣為“一圈”的情況下,疊片能夠有 2 層極片,每一層均有一個(gè)正極和一個(gè)負(fù)極極耳,故數(shù)量

10、是卷繞的 2 倍。(4)隔膜張力控制:卷繞電池的隔膜在高速卷繞過程中會(huì)產(chǎn)生一定的張力,張力作用下隔膜會(huì)產(chǎn)生一定的拉伸,導(dǎo)致孔隙率發(fā)生微小變化;而疊片電池張力幾乎為 0,隔膜基本無拉伸,孔隙率與原材料保持一致。5 / 31東吳證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分行業(yè)深度報(bào)告圖2:卷繞的極組成型工序圖3:疊片的極組成型工序數(shù)據(jù)來源:中國車規(guī)級動(dòng)力高速疊片電池發(fā)展白皮書,東吳證券研究所數(shù)據(jù)來源:中國車規(guī)級動(dòng)力高速疊片電池發(fā)展白皮書,東吳證券研究所從最終電池成品來看,疊片形成的電池具有更高的電池能量密度、更穩(wěn)定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、更高安全性和更長循環(huán)壽命等優(yōu)點(diǎn)。(1)更高的電池能量密度:卷繞在卷繞拐角部

11、有弧度,空間利用率比疊片低,疊片能夠充分利用電池邊角空間,故在相同體積的電芯設(shè)計(jì)下疊片形成的電芯能量密度更高。圖4:疊片電池能量密度更高數(shù)據(jù)來源:中國車規(guī)級動(dòng)力高速疊片電池發(fā)展白皮書,東吳證券研究所(2)更穩(wěn)定的內(nèi)部結(jié)構(gòu):在電池的循環(huán)使用過程中,隨著鋰離子的嵌入,正負(fù)極片均會(huì)有膨脹,受卷繞拐角處內(nèi)外層內(nèi)應(yīng)力不一致的影響,卷繞的電池會(huì)發(fā)生波浪狀變形,波浪狀變形會(huì)導(dǎo)致電池的界面變差,電流分布不均,加速電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。疊片的電池不存在拐角內(nèi)應(yīng)力不均的問題,在電池的循環(huán)往復(fù)使用中,每層膨脹力相近,故疊片的電池可保持界面平整。(3)更高安全性:卷繞下兩端極片折彎后涂層材料發(fā)生較大彎曲變形,折彎處容易

12、發(fā)生掉粉、毛刺問題,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成電池內(nèi)部短路,引起熱失控,此外極片和隔膜所6 / 31東吳證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分行業(yè)深度報(bào)告受拉力容易出現(xiàn)不均勻、產(chǎn)生褶皺,極片的膨脹和收縮、隔膜拉伸等都會(huì)導(dǎo)致電芯變形;而疊片電池受力均勻,不存在兩端折彎問題,電池安全性更高。圖5:卷繞容易發(fā)生掉粉、褶皺等問題數(shù)據(jù)來源:熱復(fù)合式疊片機(jī)在鋰離子電池中的應(yīng)用研究,東吳證券研究所(4)更長的循環(huán)壽命:如前述疊片電池的極耳數(shù)量是卷繞的 2 倍,而極耳數(shù)量越多,電子傳輸距離越短,電阻越小,故疊片的電池內(nèi)阻能夠降低 10%+,電池產(chǎn)熱小,使用壽命長于卷繞電池;而卷繞容易發(fā)生變形、膨脹等問題,影響電池衰減性

13、能,故同等設(shè)計(jì)下疊片的循環(huán)膨脹更低、循環(huán)壽命更長。但疊片工藝存在設(shè)備效率低、設(shè)備投資額較高、良率低、控制難度大等缺點(diǎn)。(1)設(shè)備效率低:一般動(dòng)力電池卷繞的效率為 12PPM,先導(dǎo)智能的卷繞機(jī)性能優(yōu)越,其方形卷繞機(jī)在極片長度 6000mm 時(shí)效率仍可達(dá) 12PPM,而傳統(tǒng) Z 字疊片效率一般為 0.5s/pcs/工位,若電池極片層數(shù)為 30 層,則傳統(tǒng) Z 字疊片完成一個(gè)電池的時(shí)間為15 秒,則一分鐘內(nèi)能完成 4 個(gè)電池,即傳統(tǒng) Z 字疊片效率僅有 4PPM;此外疊片設(shè)備占地面積比卷繞機(jī)大,也意味著疊片比卷繞效率低。(2)設(shè)備投資額高:從單條產(chǎn)線來看,卷繞電池通過控制極片的長度來判斷極組完成與否

14、,一條產(chǎn)線需要的卷繞機(jī)數(shù)量與每片電芯的長度有關(guān),一般一條產(chǎn)線需要 10 臺(tái)卷繞機(jī),按照 300-350 萬元/臺(tái)的價(jià)格,則一條產(chǎn)線下卷繞機(jī)價(jià)值量合計(jì)約為 3000-3500萬元;疊片則是根據(jù)正負(fù)極片的設(shè)定數(shù)量,達(dá)到設(shè)定值時(shí)完成一個(gè)極組的疊片,一條產(chǎn)線需要的疊片機(jī)數(shù)量與電池片數(shù)有關(guān),中航鋰電的一條產(chǎn)線一般需要 10 臺(tái)切疊一體機(jī),按照 600 萬元/臺(tái)的價(jià)格,則中航鋰電一條產(chǎn)線的切疊一體機(jī)價(jià)值量為 6000 萬元,蜂巢短刀電池的一條產(chǎn)線需要 20 臺(tái)切疊一體機(jī),按照 600 萬元/臺(tái)的價(jià)格,則蜂巢一條產(chǎn)線的切疊一體機(jī)價(jià)值量約為 1.2 億元。(3)良率低:卷繞電池分切方便,合格率高,每個(gè)電芯只需

15、要進(jìn)行正負(fù)極一次分切,難度小;而疊片分切繁瑣,每個(gè)電池有幾十個(gè)小片,每個(gè)小片有四個(gè)切面,且沖切容易產(chǎn)生不良品,故疊片的單個(gè)電池容易發(fā)生斷面等問題。7 / 31東吳證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分行業(yè)深度報(bào)告(4)控制難度大:卷繞點(diǎn)焊容易,每個(gè)電池只需要點(diǎn)焊兩處,容易控制,而疊片容易虛焊,所有極片都要點(diǎn)焊到一個(gè)焊點(diǎn),操作難度大;卷繞一個(gè)電池只有兩個(gè)極片便于控制,而疊片極片數(shù)量較多,檢測、轉(zhuǎn)運(yùn)、統(tǒng)計(jì)都是難點(diǎn)。綜合來看,疊片形成的電池具有更高的電池能量密度、更穩(wěn)定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、更高安全性和和更長循環(huán)壽命等優(yōu)點(diǎn),仍面臨設(shè)備效率低、設(shè)備投資額較高、良率低、控制難度大等缺點(diǎn)。我們認(rèn)為隨著先導(dǎo)智能、

16、利元亨等我國優(yōu)秀疊片機(jī)廠商加大研發(fā)投入以持續(xù)提升疊片機(jī)效率、國產(chǎn)疊片機(jī)逐步放量實(shí)現(xiàn)降本,疊片工藝的低效率、高成本問題有望得到解決。表1:疊片電池優(yōu)勢較多,但設(shè)備效率、投資額等方面存在提升空間疊片卷繞適用領(lǐng)域軟包、方形更高,內(nèi)部空間利用充分更高,內(nèi)部結(jié)構(gòu)統(tǒng)一,反應(yīng)速率相對一致,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好方形、圓柱電池能量密度較低,內(nèi)部空間無法全部利用較低,內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均,充放電時(shí)內(nèi)部反應(yīng)程度、速率不均內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性疊片優(yōu)點(diǎn)較低,折彎處容易發(fā)生掉粉、毛刺,褶皺、極片膨脹、隔膜拉伸等問題較多較低,容易發(fā)生變形,穩(wěn)定性低安全性循環(huán)壽命設(shè)備效率更高,受力均勻,不存在兩端折彎問題更高,不容易發(fā)生變形等問題較低,傳統(tǒng) Z

17、字型疊片約 4PPM,設(shè)備占地面積大較高,一般為 12PPM,設(shè)備占地面積小較高,一條產(chǎn)線下疊片機(jī)價(jià)值量合計(jì)約為 6000-12000 萬元較低,一條產(chǎn)線下卷繞機(jī)價(jià)值量合計(jì)約疊片缺點(diǎn)設(shè)備投資額為 3000-3500 萬元較低,疊片分切繁瑣,單個(gè)電池容易發(fā)生斷面等問題良率較高,卷繞電池分切方便,合格率高更低,點(diǎn)焊容易,極片數(shù)量少工藝控制難度較高,容易虛焊,極片數(shù)量較多數(shù)據(jù)來源:高工鋰電等,東吳證券研究所1.2. 軟包占比持續(xù)提升&長薄型方形電池快速發(fā)展,疊片需求空間廣闊1.2.1. 軟包電池性能更優(yōu),未來技術(shù)成熟后需求占比將持續(xù)提升目前方形電池由于效率高、成本低為我國動(dòng)力主流路線,軟包主要受限于

18、疊片工藝的低效率、高成本問題。我們認(rèn)為隨著疊片機(jī)效率不斷提升,先導(dǎo)智能、利元亨等優(yōu)秀國產(chǎn)疊片設(shè)備商逐步實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代、降低成本,疊片工藝的低效率、高成本瓶頸將得以解決,具備更高能量密度、更高安全性的軟包電池占比將進(jìn)一步提升。表2:相較于圓柱、方形電池,軟包電池性能優(yōu)越方形電池長薄型電芯電池類型軟包電池圓柱電池傳統(tǒng)方形鋁殼比亞迪刀片、蜂巢短刀、中航鋰電 One-stopLG、SKI、代表廠商松下、億緯鋰能寧德時(shí)代遠(yuǎn)景 AESC 等Bettery8 / 31東吳證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分行業(yè)深度報(bào)告寶馬、北汽等應(yīng)用車企戴姆勒、日產(chǎn)、雷諾等特斯拉比亞迪、長城等主要正極材料外殼材料安全性

19、LMO/NCM鋁塑膜較高NCA鋁合金、不銹鋼一般LMO/NCM/ NCA鋁合金、不銹鋼一般比傳統(tǒng)方形明顯提升能量密度成組效率生產(chǎn)效率較高一般一般一般較低較高一般較高比傳統(tǒng)方形明顯提升一般產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化/自動(dòng)化程度電池一致性較低一般較高較高一般一般一般一般充放電倍率較高改進(jìn)工藝,實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)生產(chǎn),提高一致性;電池管理系統(tǒng)研發(fā)適當(dāng)增加圓柱體積以 CTP、CTC 及刀片電池等技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)趨勢發(fā)展瓶頸獲得更大容量發(fā)展鋁塑膜依賴進(jìn)口;疊片 國內(nèi)技術(shù)、電池管理效率有待提升 系統(tǒng)和自動(dòng)化水平低進(jìn)一步提升能量密度數(shù)據(jù)來源:高工鋰電,東吳證券研究所根據(jù)高工鋰電,2021 年我國動(dòng)力電池裝機(jī)量市場中圓柱電池年度裝機(jī)量約

20、 8.69GWh,同比+10%,占總裝機(jī)量比重為 6%;方形動(dòng)力電池裝機(jī)量約 120.99GWh,同比+143%,占比為 86%;軟包動(dòng)力電池裝機(jī)量約 10.30GWh,同比+155%,占比為 7%,未來軟包電池憑借優(yōu)越性能,2025 年占比有望提升至 16%。全球動(dòng)力電池裝機(jī)量來看,高工鋰電預(yù)計(jì)到 2025 年全球軟包動(dòng)力電池出貨量達(dá) 222GWh。圖6:2025 年國內(nèi)軟包裝機(jī)量占比有望達(dá) 16%(圖中紅圖7:2025 年全球軟包裝機(jī)量預(yù)計(jì)約 222GWh色百分比數(shù)字為軟包占比)數(shù)據(jù)來源:高工鋰電,東吳證券研究所數(shù)據(jù)來源:高工鋰電,東吳證券研究所9 / 31東吳證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后

21、的免責(zé)聲明部分行業(yè)深度報(bào)告1.2.2. 長薄型方形電芯快速發(fā)展,疊片重要地位日益凸顯隨著新能源汽車的逐步發(fā)展,對動(dòng)力電池的安全性、能量密度、續(xù)航里程等提出更高要求,各電池廠對此均提出了相應(yīng)差異化的解決方案,例如比亞迪推出了刀片電池、蜂巢能源推出了短刀電池、寧德時(shí)代推出了 CTP(Cell to Pack)、CTC(Cell to Chassis)技術(shù)等,我們認(rèn)為未來隨著電動(dòng)汽車對能量密度提升需求日益迫切、方形電芯尺寸逐步變大&厚度逐步變薄,疊片工藝的重要地位將日漸凸顯。比亞迪的刀片電池是一種基于方形電池的長電芯 CTP 方案。刀片電池通過減薄電芯厚度、增大電芯長度,同時(shí)取消模組設(shè)計(jì)、電芯直接陣

22、列在電池包中充當(dāng)結(jié)構(gòu)件(即CTP 方案),從而提升空間利用率、提高電池安全性。與傳統(tǒng)方形電池相比,刀片電池最大的特點(diǎn)在于“長而薄”,天然適用于疊片工藝:傳統(tǒng)方形電池的長度一般為 148 mm、厚度 79mm、高度 97mm,一般選擇卷繞工藝進(jìn)行生產(chǎn);而刀片電芯長度為 960mm、厚度 13.5 mm、高度 90 mm,刀片電芯的長度大幅增加、厚度明顯變薄,此時(shí)利用卷繞工藝很容易出現(xiàn)褶皺、變形等問題,故比亞迪采用疊片工藝生產(chǎn)刀片電池,最長可以實(shí)現(xiàn)1000mm 長度疊片,對齊度可以控制在0.3mm 內(nèi),疊片效率為 0.3s/pcs。圖8:與傳統(tǒng)方形電池相比,比亞迪推出的刀片電池長度明顯增加、厚度明

23、顯變薄數(shù)據(jù)來源:第一電動(dòng)網(wǎng),東吳證券研究所蜂巢能源推出短刀電池,推行產(chǎn)品全域短刀化。雖然相較于比亞迪的刀片電池,其長度稍短,一般為 300-600mm(L300-L600),但短刀電池也是長薄型鋁殼電芯,其中應(yīng)用最廣泛的 L600 電池尺寸為長度 574mm、厚度 21.8mm、高度 118mm。蜂巢推行的全域短刀化將涵蓋從 L300-L600 的全尺寸短刀電池產(chǎn)品,覆蓋從 1.6-4C 全域充電范圍,從乘用車到儲(chǔ)能、商用車、工程機(jī)械、非高速電車等全域使用場景,從無鈷、三元到磷酸鐵鋰全域化學(xué)體系。短刀具備刀片電池的幾乎所有長處:體積能量密度高、可以作為結(jié)構(gòu)件實(shí)施 CTP 方案,降低成本,易于散

24、熱,安全性好;此外由于長度適中,能夠適配 80%以上的乘用車,包括能與大眾系推行的 MEB 模組相兼容,還適合儲(chǔ)能領(lǐng)域。目前長城歐拉的一款車型已經(jīng)配套了蜂巢能源的 L600 短刀磷酸鐵鋰電芯。10 / 31東吳證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分行業(yè)深度報(bào)告圖9:蜂巢的短刀電池覆蓋 L300-L600 全尺寸數(shù)據(jù)來源:高工鋰電,東吳證券研究所基于疊片工藝下單個(gè)電池高能量密度的產(chǎn)品定位,中創(chuàng)新航選擇采用切疊工藝。CATL 的優(yōu)勢是大產(chǎn)能、廣產(chǎn)線,客戶為了電池保供優(yōu)先選擇 CATL,而 CATL 選擇了卷繞技術(shù)路線,因?yàn)榫砝@機(jī)的工作效率高;但相較于 CATL,中創(chuàng)新航的產(chǎn)能規(guī)模小,故產(chǎn)品亮點(diǎn)

25、在于電池的續(xù)航能力,中創(chuàng)新航的策略為與核心高端車企合作,高端車型對電池的需求量小、更關(guān)注續(xù)航里程,相比于卷繞,疊片工藝的能量密度更高、續(xù)航里程能力更強(qiáng),這與公司的產(chǎn)品定位一致,中創(chuàng)新航開發(fā)的 One-stop Bettery 電池續(xù)航里程達(dá)到 600KM;全極耳疊片電池續(xù)航里程可達(dá) 1000 公里。圖10:中創(chuàng)新航采用疊片工藝的兩大產(chǎn)品全極耳疊片電池和 One-stop Bettery數(shù)據(jù)來源:中創(chuàng)新航招股說明書,東吳證券研究所11 / 31東吳證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分行業(yè)深度報(bào)告寧德時(shí)代為了進(jìn)一步降低電池成本、提升能量密度,相繼推出 CTP/CTC 技術(shù)。寧德時(shí)代于 201

26、9 年推出了 CTP 技術(shù),采用 CTP 技術(shù)后的電池包體積利用率能提高 15%-20%,電池包零部件數(shù)量減少 40%,生產(chǎn)效率提升了 50%,大幅降低動(dòng)力電池的制造成本、提升能量密度;將于 2025 年左右推出高度集成化的 CTC 技術(shù),可將電芯直接集成到汽車底盤上,進(jìn)一步提升能量密度。綜合來看,長薄型方形電芯的優(yōu)勢在于散熱性好且本身可以作為結(jié)構(gòu)件,疊加無模組 CTP、CTC 技術(shù),可以提升安全性&體積能量密度、降低成本,故長薄型電芯將成為發(fā)展趨勢。我們認(rèn)為隨著方形電芯長薄化發(fā)展、對電池更高能量密度的需求,疊片天然適用于長薄型電芯、電池能量密度高的特性將充分凸顯,方形電池的疊片工藝滲透率將不

27、斷提升。表3:各方形動(dòng)力電池廠紛紛推出差異化競爭路線,長薄型電芯 CTP 方案成為發(fā)展趨勢比亞迪刀片電池磷酸鐵鋰蜂巢能源短刀電池中創(chuàng)新航 One-stop Bettery磷酸鐵鋰/三元寧德時(shí)代 CTP三元/磷酸鐵鋰材料尺寸磷酸鐵鋰/三元/無鈷L600 為長度574mm、厚度21.8mm、高度118mm長度為 960mm、厚度 13.5 mm、高度為 90 mm長度 148 mm、厚度79mm、高度 97mm采用僅 0.22mm 的超薄外殼磷酸鐵鋰能量密度達(dá) 三元鋰電池系統(tǒng)電芯能量密度能量密度為140Wh/kg,未來可能會(huì)增加到160-170Wh/ kg到 175Whkg,第二代有望達(dá) 190W

28、hkg;三元將達(dá) 250Whkg300Wh/kg,電池包能量密度240Wh/kg;磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)電芯能量密度 200Wh/kg,電池包能量密度 160Wh/kg三元+CTP 電池系統(tǒng)能量密度能量密度250Wh/kg空間傳統(tǒng)為 40%,刀片可達(dá) 60%漢 EV60%(基于磷酸鐵鋰體系的電芯型號(hào))北汽 EU5 等57%(L600)42%利用率應(yīng)用車型長城歐拉數(shù)據(jù)來源:高工鋰電等,東吳證券研究所未來隨著軟包技術(shù)不斷成熟&方形電芯長薄化發(fā)展,我們預(yù)計(jì)到 2025 年全球疊片機(jī)需求將超 300 億元。我們根據(jù)軟包、長薄型方形技術(shù)路線占比和各自單車帶電量來測算軟包&長薄型方形動(dòng)力電池需求量,其中各自單車

29、帶電量分別以日產(chǎn)聆風(fēng)和比亞迪漢EV 標(biāo)準(zhǔn)版為例,我們預(yù)計(jì)到 2025 年軟包&長薄型方形電池需求量合計(jì)將超 1300GWh;疊片機(jī)單 GWh 投資額方面,前文所述中創(chuàng)新航一條產(chǎn)線 10 臺(tái)切疊一體機(jī)價(jià)值量約為6000 萬元,蜂巢能源一條短刀電池產(chǎn)線 20 臺(tái)切疊一體機(jī)價(jià)值量約為 1.2 億元,假設(shè)每條產(chǎn)線為 2GWh,則單 GWh 疊片機(jī)投資額約為 3000-6000 萬元,我們?nèi)∑骄?4500 萬元作為疊片機(jī)單 GWh 投資額。我們預(yù)計(jì)到 2025 年全球疊片機(jī)需求將超 300 億元,2022-2025 年均復(fù)合增速達(dá) 43%。12 / 31東吳證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分行

30、業(yè)深度報(bào)告圖11:我們預(yù)計(jì)到 2025 年全球疊片機(jī)需求將超 300 億元2019A2020A265493035.00%3.90%13336321%402021A2734958212.20%8.00%33476725%442022E2816987018.00%13.50%507133225%482023E29001016620.00%20.00%580203327%532024E29871047123.00%27.00%687282730%592025E30771078527.00%33.00%831355935%64國內(nèi)257790324.45%2.39%11521616%40汽車銷量(萬輛

31、)新能源車滲透率全球(包括中國國內(nèi))國內(nèi)全球(包括中國國內(nèi))國內(nèi)新能源車銷量(萬輛)全球(包括中國國內(nèi))軟包技術(shù)路線占比軟包單車帶電量(KWh)(以日產(chǎn)聆風(fēng)為例)軟包電池需求量(GWh)143084161292497802方形技術(shù)路線占比55%51%25%65306153%1148849%25%726715254%28116748%27%7913629755%54025947%29%8724053257%93339346%30%9537186859%147153845%35%105其中利用疊片工藝的長薄型電芯技術(shù)路線占比方形長薄型電芯單車帶電量(KWh)(以比亞迪漢EV為例)方形長薄型電芯需求

32、量(GWh)軟包&方形長薄型動(dòng)力電池需求量合計(jì)(GWh)產(chǎn)能利用率5871452%27138960%2315844實(shí)際產(chǎn)能(GWh)新增產(chǎn)能測算(GWh)假設(shè)單GWh設(shè)備投資額(億元)疊片機(jī)設(shè)備需求(億元)0.450.45390.45750.451170.451770.402150.40338同比增速90%55%52%22%57%數(shù)據(jù)來源:中汽協(xié),各公司官網(wǎng),東吳證券研究所測算2. 頭部電池廠多為疊片路線,疊片機(jī)新老玩家齊上陣2.1. 全球頭部動(dòng)力電池玩家多選擇疊片路線,疊片滲透率將不斷提升根據(jù)高工鋰電2021年全球動(dòng)力電池裝機(jī)量排名前十位的分別為寧德時(shí)代、比亞迪、LG 新能源、松下等,其中布

33、局軟包電池技術(shù)路線的為 LG 新能源、SKI、遠(yuǎn)景動(dòng)力等,中段工藝均為疊片;布局方形的動(dòng)力電池廠較多,其中比亞迪、蜂巢能源由于采用了刀片/短刀技術(shù)路線,中段工藝均采用疊片方式,中創(chuàng)新航推出的全極耳疊片電池和 One-stop Bettery 電池兩大產(chǎn)品均采用疊片工藝,遠(yuǎn)景動(dòng)力的部分方形路線也選用了疊片工藝。根據(jù)高工鋰電,2021 年全球動(dòng)力電池廠前 11 家裝機(jī)量總計(jì)約為 273GWh,其中 7 家選擇了疊片工藝,裝機(jī)量為 117GWh,占比為 43%左右,我們認(rèn)為未來對動(dòng)力電池高能量密度、低成本、高安全性的要求,疊片工藝的滲透率將不斷提升。表4:2021 年全球主要?jiǎng)恿﹄姵貜S中段工藝多采用

34、疊片方式電芯類型方形為主軟包為主圓柱&方形中段工藝疊片機(jī)供應(yīng)商2021 年裝機(jī)量 2021 年市占排名電池廠CATLLG規(guī)劃產(chǎn)能規(guī)模(GWh)率及變化32.1%123卷繞疊片卷繞新增擴(kuò)產(chǎn)約 456GWh德國 Manz93.68(+6.1pct)20.6%現(xiàn)有產(chǎn)能 155GWh,計(jì)劃擴(kuò)產(chǎn) 265GWh 至 420GWh投資 7 億美元新增建設(shè)10GWh 的 4680 電池60.2546.64(-2.1 pct)16.0%松下(-4.2 pct)8.2%45比亞迪方形軟包疊片疊片新增擴(kuò)產(chǎn)約 340GWh自產(chǎn)自用23.9514.36(+1.6 pct)4.9%SKI已公布的新增產(chǎn)能約韓國 DA、13

35、 / 31東吳證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分行業(yè)深度報(bào)告115GWh,實(shí)際擴(kuò)產(chǎn)更高新增擴(kuò)產(chǎn)約 12GWhmPLUS 等(+1.7 pct)3.3%方形&67三星卷繞9.668.607.134.132.91圓柱(-2.4 pct)2.9%卷繞&新增擴(kuò)產(chǎn)約 285GWh,計(jì)劃 2025 年達(dá) 500GWh計(jì)劃 2022 年底產(chǎn)能達(dá)100GWh先導(dǎo)智能、格林晟等中創(chuàng)新航國軒高科遠(yuǎn)景動(dòng)力孚能科技方形方形疊片(+0.1 pct)2.4%8卷繞(+0.1 pct)1.4%軟包& 疊片&9新增擴(kuò)產(chǎn) 166GWh新增擴(kuò)產(chǎn)約 99GWh先導(dǎo)智能等方形卷繞(-1.1 pct)1.0%福能東方10軟包疊

36、片(超業(yè)精密)(+0.4 pct)韓國 DA、先導(dǎo)智能、利元亨等新增擴(kuò)產(chǎn)約 280GWh,計(jì)劃 2025 年產(chǎn)能達(dá) 600GWh11蜂巢能源方形疊片2.420.8%合計(jì)273.73數(shù)據(jù)來源:各公司公告,高工鋰電,東吳證券研究所從中段工藝主要為疊片的頭部動(dòng)力電池廠來看,各家均有較大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃。(1)LG 新能源:未來規(guī)劃擴(kuò)產(chǎn) 265GWh,其中軟包疊片工藝擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃達(dá) 203GWh。2022 年 1 月 27 日,LG 新能源正式掛牌上市,IPO 募資約 683 億元,即將開啟大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)。2021 年 LG 產(chǎn)能共計(jì) 155GWh,計(jì)劃擴(kuò)產(chǎn) 265GWh 使得 2025 年總產(chǎn)能達(dá) 420GWh

37、(美國產(chǎn)能達(dá) 160GWh、中國達(dá) 110GWh、歐洲達(dá) 100GWh、韓國達(dá) 40GWh、印尼達(dá)10GWh),其中軟包疊片工藝擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃達(dá) 203GWh。圖12:LG 新能源未來規(guī)劃擴(kuò)產(chǎn) 265GWh,其中軟包疊片工藝擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃達(dá) 203GWh數(shù)據(jù)來源:LG 新能源招股書,東吳證券研究所(2)比亞迪:全國多地積極擴(kuò)張刀片電池產(chǎn)能,我們預(yù)計(jì)未來新增擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模約340GWh,其中刀片電池項(xiàng)目利用疊片工藝的擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃達(dá) 247GWh。目前比亞迪正急速擴(kuò)產(chǎn),其電池基地包括吉林長春、江蘇鹽城、江西撫州、安徽滁州、湖北襄陽、青海西寧等,合計(jì)產(chǎn)能已超 400GWh,我們預(yù)計(jì)未來新增擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模約 340GWh,其中刀

38、片電池項(xiàng)目利用疊片工藝的擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃達(dá) 247GWh。14 / 31東吳證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分行業(yè)深度報(bào)告圖13:比亞迪未來新增擴(kuò)產(chǎn)達(dá) 340GWh,其中刀片電池疊片工藝擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃達(dá) 247GWh區(qū)域工廠惠州工廠產(chǎn)能規(guī)模(GWh)電池類型方形中段工藝疊片疊片疊片疊片疊片疊片疊片疊片疊片疊片疊片進(jìn)度已有產(chǎn)能214243030202020202545303015502245深圳杭梓工廠青海工廠方形已有產(chǎn)能方形已有產(chǎn)能重慶工廠方形(刀片)方形已有產(chǎn)能西安工廠部分已投產(chǎn)部分已投產(chǎn)已有產(chǎn)能湖南寧鄉(xiāng)工廠廣州工廠方形(刀片)方形貴陽工廠方形(刀片)方形已有產(chǎn)能安徽蚌埠工廠安徽滁州工廠安徽無為工

39、廠吉林長春工廠江蘇鹽城工廠山東濟(jì)南工廠江西撫州工廠湖北工廠預(yù)計(jì)2022年投產(chǎn)未透露中國方形(刀片)方形(刀片)方形(刀片)方形(刀片)方形(刀片)方形(刀片)方形(刀片)方形(刀片)方形未透露未透露未透露預(yù)計(jì)2022年8月投產(chǎn)預(yù)計(jì)2022年4月投產(chǎn)未透露浙江仙居工廠南寧工廠預(yù)計(jì)2024年投產(chǎn)預(yù)計(jì)2023年投產(chǎn)產(chǎn)能合計(jì)預(yù)計(jì)新增產(chǎn)能442340數(shù)據(jù)來源:高工鋰電等,東吳證券研究所(3)SKI:歐美中三地項(xiàng)目擴(kuò)產(chǎn)量級大,節(jié)奏規(guī)劃清晰。從擴(kuò)產(chǎn)量級上看,2022-2023 年,SKI 在歐洲、美國、中國擴(kuò)建規(guī)模不少于 200GWh。從擴(kuò)產(chǎn)節(jié)奏上看,2022 年上半年擴(kuò)產(chǎn)較快的是匈牙利和中國鹽城軟包線;2

40、022 下半年美國項(xiàng)目開始招投標(biāo)(50 條線),合計(jì) 2022 年 70 多條線;2023 年上半年美國和匈牙利繼續(xù)招投標(biāo),下半年美國三期招標(biāo),預(yù)計(jì) 2023 年 SKI 合計(jì)將擴(kuò)產(chǎn) 70 多條線。圖14:SKI 已公布的未來新增擴(kuò)產(chǎn)達(dá) 115GWh,均為軟包疊片工藝,實(shí)際擴(kuò)產(chǎn)更高區(qū)域中國工廠鹽城工廠常州工廠產(chǎn)能規(guī)模(GWh) 電池類型中段工藝疊片疊片進(jìn)度57215軟包軟包軟包軟包軟包軟包預(yù)計(jì)2022年投產(chǎn)預(yù)計(jì)2022年投產(chǎn)已投產(chǎn)預(yù)計(jì)2024年投產(chǎn)預(yù)計(jì)2023年投產(chǎn)未透露韓國歐洲美國瑞山工廠疊片疊片匈牙利工廠佐治亞州工廠億緯鋰能合作項(xiàng)目產(chǎn)能合計(jì)462225162115疊片疊片預(yù)計(jì)新增產(chǎn)能數(shù)據(jù)來

41、源:高工鋰電等,東吳證券研究所15 / 31東吳證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分行業(yè)深度報(bào)告(4)中創(chuàng)新航:即將赴港股上市,開啟大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)步伐,未來新增擴(kuò)產(chǎn)達(dá) 285GWh,方形中段工藝為卷繞或疊片。2021 年底中創(chuàng)新航啟動(dòng)赴港上市,集資規(guī)模達(dá) 78 億港元(約合 10 億美元),2021 年以來中創(chuàng)新航不斷加快擴(kuò)產(chǎn)步伐,先后在常州、成都、廈門、武漢、合肥、眉山投建電池生產(chǎn)項(xiàng)目,新增擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃達(dá) 285GWh。據(jù)中創(chuàng)新航規(guī)劃,到2025 年產(chǎn)能將超過 500GWh,到 2030 年產(chǎn)能將達(dá) 1TWh(即 1000GWh)。圖15:中創(chuàng)新航公布的未來新增擴(kuò)產(chǎn)達(dá) 285GWh,方形中段工

42、藝為卷繞或疊片區(qū)域工廠河南洛陽工廠江蘇常州公工廠福建廈門工廠湖北武漢工廠四川工廠產(chǎn)能規(guī)模(GWh)電池類型方形中段工藝卷繞/疊片卷繞/疊片卷繞/疊片卷繞/疊片卷繞/疊片卷繞/疊片卷繞/疊片進(jìn)度已投產(chǎn)2694520705050305285方形部分投產(chǎn)部分投產(chǎn)預(yù)計(jì)2023年投產(chǎn)未透露方形中國方形方形廣東江門工廠安徽合肥工廠產(chǎn)能合計(jì)方形未透露方形未透露預(yù)計(jì)新增產(chǎn)能數(shù)據(jù)來源:高工鋰電等,東吳證券研究所(5)遠(yuǎn)景動(dòng)力:新增擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模達(dá) 166GWh,軟包均為疊片工藝,部分方形也為疊片工藝。遠(yuǎn)景動(dòng)力在江蘇江陰、內(nèi)蒙古鄂爾多斯、湖北十堰、英國、法國、日本、美國等地建設(shè)多個(gè)生產(chǎn)基地,根據(jù)我們的統(tǒng)計(jì),遠(yuǎn)景動(dòng)力公布

43、的擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃項(xiàng)目 2025 年總產(chǎn)能規(guī)模將達(dá) 185GWh,新增擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模達(dá) 166GWh。圖16:遠(yuǎn)景動(dòng)力新增擴(kuò)產(chǎn)達(dá) 166GWh,軟包均為疊片工藝,部分方形為疊片工藝區(qū)域工廠江蘇江陰工廠產(chǎn)能規(guī)模(GWh)電池類型中段工藝卷繞/疊片儲(chǔ)能為卷繞,動(dòng)力為卷繞/疊片卷繞/疊片進(jìn)度預(yù)計(jì)2023年投產(chǎn)預(yù)計(jì)2022年部分投產(chǎn)預(yù)計(jì)2022年部分投產(chǎn)已投產(chǎn)2020403182724303動(dòng)力軟包或方形儲(chǔ)能方形/動(dòng)力方形動(dòng)力軟包或方形動(dòng)力軟包或方形動(dòng)力軟包或方形動(dòng)力軟包或方形軟包(配套雷諾)動(dòng)力軟包或方形動(dòng)力軟包或方形中國 內(nèi)蒙古鄂爾多斯工廠湖北十堰工廠神奈川工廠日本卷繞/疊片卷繞/疊片卷繞/疊片疊片卷繞/疊片茨

44、城工廠英國桑德蘭工廠歐洲預(yù)計(jì)2024年投產(chǎn)部分已投產(chǎn),預(yù)計(jì)2024年全部投產(chǎn)預(yù)計(jì)2024年投產(chǎn)預(yù)計(jì)2025年投產(chǎn)已投產(chǎn)法國埃杜工廠肯塔西工廠美國田納西工廠卷繞/疊片產(chǎn)能合計(jì)預(yù)計(jì)新增產(chǎn)能185166數(shù)據(jù)來源:高工鋰電等,東吳證券研究所(6)孚能科技:軟包技術(shù)路線,持續(xù)擴(kuò)張產(chǎn)能。公司先后與吉利規(guī)劃建設(shè)合資工廠、與安徽蕪湖簽訂投資合作協(xié)議書,又與 TOGG 擬在土耳其共同設(shè)立合資公司 SIRO,根據(jù) OFweek,到 2025 年孚能科技總產(chǎn)能將達(dá) 120GWh;根據(jù)公司年報(bào)及 2022 年 4 月29 日投資者關(guān)系活動(dòng)記錄表,公司現(xiàn)有贛州和鎮(zhèn)江兩大基地,贛州基地現(xiàn)有產(chǎn)能 5GWh,鎮(zhèn)江一期 8GW

45、h 已經(jīng)完成爬產(chǎn),二期 8GWh 2022Q2 基本完成產(chǎn)能爬坡,現(xiàn)有產(chǎn)能約16 / 31東吳證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分行業(yè)深度報(bào)告21GWh,新增擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃約 99GWh。圖17:孚能科技未來新增擴(kuò)產(chǎn) 99GWh,以軟包疊片工藝為主區(qū)域中國工廠贛州工廠產(chǎn)能規(guī)模(GWh)電池類型圓柱、軟包軟包中段工藝卷繞/疊片疊片進(jìn)度投產(chǎn)52424鎮(zhèn)江工廠預(yù)計(jì)2022年全部投產(chǎn)預(yù)計(jì)2023年投入使用未透露安徽蕪湖工廠吉利合資軟包為主軟包疊片為主疊片42歐洲亞洲德國工廠規(guī)劃中20軟包疊片未透露土耳其TOGG合資工廠軟包疊片未透露產(chǎn)能合計(jì)預(yù)計(jì)新增產(chǎn)能約12099數(shù)據(jù)來源:OFweek,公司公告,東吳

46、證券研究所(7)蜂巢能源:新增擴(kuò)產(chǎn)約 280GWh,目標(biāo)到 2025 年產(chǎn)能達(dá) 600GWh。蜂巢能源快速進(jìn)行產(chǎn)能擴(kuò)張,新增擴(kuò)產(chǎn)約 280GWh,包括江蘇南京、江蘇鹽城、浙江湖州、四川成都、安徽馬鞍山、江西上饒、德國薩爾州等。由于市場發(fā)展快于預(yù)期,蜂巢提出領(lǐng)蜂“600”戰(zhàn)略,即產(chǎn)能目標(biāo)為 2025 年達(dá)到 600GWh,其中乘用車 340GWh、儲(chǔ) 能 37GWh、非高速車 40GWh、商用車 37GWh。圖18:蜂巢能源已公布的未來新增擴(kuò)產(chǎn)約 280GWh,短刀電池中段工藝為疊片區(qū)域中國歐洲工廠江蘇金壇工廠江蘇南京工廠產(chǎn)能規(guī)模(GWh)電池類型方形(短刀)軟包中段工藝疊片疊片進(jìn)度預(yù)計(jì)2022

47、年投產(chǎn)未透露預(yù)計(jì)2023年全部投產(chǎn)已有產(chǎn)能未透露6814.6222.52089282430江蘇鹽城工廠江蘇捷威動(dòng)力合作項(xiàng)目浙江湖州工廠方形(短刀)軟包方形疊片疊片卷繞/疊片卷繞/疊片卷繞/疊片卷繞/疊片卷繞/疊片四川成都、遂寧工廠安徽馬鞍山工廠江西上饒工廠方形方形未透露未透露預(yù)計(jì)2023年投產(chǎn)預(yù)計(jì)2023年投產(chǎn)方形方形德國薩爾州工廠產(chǎn)能合計(jì)預(yù)計(jì)新增產(chǎn)能298278數(shù)據(jù)來源:高工鋰電等,東吳證券研究所2.2. 疊片機(jī)仍處于技術(shù)迭代中,新老玩家均積極布局2.2.1. 疊片機(jī)技術(shù)路線多樣,切疊一體機(jī)成為發(fā)展趨勢目前疊片機(jī)技術(shù)路線主要分為 4 類:Z 字型疊片機(jī)、切疊一體機(jī)、熱復(fù)合疊片機(jī)和卷疊一體機(jī)。

48、其中 Z 字型疊片機(jī)和切疊一體機(jī)本質(zhì)均為 Z 字型疊片,也是國內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的機(jī)型;熱復(fù)合疊片機(jī)最大的特點(diǎn)為實(shí)現(xiàn)正極、負(fù)極和隔膜一次性完全切片堆疊,有效提高了疊片及電芯的質(zhì)量和生產(chǎn)速率,相對而言技術(shù)難度更高;國外以 LG 新能源為例,采用的是卷疊一體機(jī),效率較高但受 LG 專利保護(hù)。17 / 31東吳證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分行業(yè)深度報(bào)告表5:主流四種疊片機(jī)路線對比,其中卷疊一體機(jī)是 LG 專利Z 字型疊片機(jī)切疊一體機(jī)熱復(fù)合疊片機(jī)卷疊一體機(jī)將正負(fù)極片分別貼在隔膜上,用卷繞的方式,實(shí)現(xiàn)兩組正負(fù)極片相間疊放主疊片臺(tái)帶動(dòng)隔膜呈Z 字型往復(fù)并放置裁切好的正負(fù)極片烘烤后的正負(fù)極片與隔膜熱

49、復(fù)合,然后進(jìn)行疊片模切&Z 字型疊片機(jī)&原理效率貼膠熱壓機(jī)0.45-0.6s/pcs/工位0.45-0.8s/pcs/工位0.125s/pcs(以先導(dǎo)智(以先導(dǎo)智能為例) (以先導(dǎo)智能為例)能為例)LG 專利,不對外銷價(jià)格毛刺100-200 萬元600 萬元600-800 萬元售10um0.4mm(以先導(dǎo)智能為例)15um0.4mm(以先導(dǎo)智能為例)10um0.6mm(以先導(dǎo)智能為例)電芯對齊度稼動(dòng)率0.4mm95%80%95%杜絕左側(cè)傳統(tǒng) Z 型疊片機(jī)中的問題,同時(shí)提高生產(chǎn)效率先導(dǎo)智能、吉陽智能、韓國 DA、德國Manz容易出現(xiàn)吸多片、隔膜張力不均、拉傷、起皺等問題效率高,但該產(chǎn)品涉及日韓專

50、利特點(diǎn)先導(dǎo)智能、利元亨、格林晟、科瑞技術(shù)、贏合科技、福能東方(超業(yè)精密)、韓國 DA、韓國 mPLUS設(shè)備商德國 ManzLG 新能源CATL、BYD、萬向 123、卡耐新能源、桑頓新能源萬向 123、中航鋰電、天津捷威應(yīng)用客戶數(shù)據(jù)來源:高工鋰電,各公司官網(wǎng),東吳證券研究所(1)Z 型疊片存在隔膜變形&單片堆疊效率不高問題,切疊一體機(jī)成為發(fā)展趨勢。Z 型疊片技術(shù)是目前較為常見的一種疊片工藝,其原理如下圖所示通過可移動(dòng)疊片臺(tái)拉動(dòng)隔膜在疊片平臺(tái)之間來回移動(dòng),實(shí)現(xiàn)正極極片和負(fù)極極片的交叉堆疊。圖19:Z 型疊片技術(shù)原理圖數(shù)據(jù)來源:熱復(fù)合式疊片機(jī)在鋰離子電池中的應(yīng)用研究,東吳證券研究所Z 型疊片技術(shù)的

51、問題在于隔膜容易變形且堆疊效率不高。隔膜容易變形:Z 型疊片技術(shù)隔膜會(huì)隨可移動(dòng)疊片臺(tái)左右擺動(dòng),隔膜擺軸容易造成不對稱,導(dǎo)致隔膜變形不一18 / 31東吳證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分行業(yè)深度報(bào)告致;隔膜張力每次從零到最大,導(dǎo)致隔膜拉伸不一致、變形,同時(shí)隔膜的孔隙率、平均孔徑、比表面積都會(huì)有較大的變化,影響電芯質(zhì)量。堆疊效率不高:在疊片過程中,需要擺動(dòng)隔膜來疊放極片、避讓隔膜交替進(jìn)行,增加了單次疊片所需要的時(shí)間,同時(shí)只能實(shí)現(xiàn)單片堆疊,疊片效率很難有大的提升,一般為 0.5s/pcs/工位,若電池極片層數(shù)為30 層,則完成一個(gè)電池的時(shí)間為 15 秒,則一分鐘內(nèi)能完成 4 個(gè)電池,即效率

52、僅有 4PPM。切疊一體機(jī)逐漸成為發(fā)展趨勢,其優(yōu)點(diǎn)在于提升良率&提升效率。提升良率:電池在不同工序轉(zhuǎn)運(yùn)過程中容易發(fā)生損傷,將多個(gè)環(huán)節(jié)集中到一臺(tái)設(shè)備上,就能夠在工藝流程上減少電池?fù)p傷的可能性。過去傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式為疊片機(jī)從料盒中取切片進(jìn)行疊片。取片過程中可能會(huì)發(fā)生磕碰和極耳翻折,而切疊一體機(jī)將極片模切/激光切、Z 字型疊片機(jī)、貼膠熱壓機(jī)三類機(jī)型進(jìn)行整合,解決了折彎和吸片的問題,通過減少上下料、轉(zhuǎn)運(yùn)工序,減少磕碰、提高良率。提升效率:切疊一體機(jī)將正負(fù)極片和隔膜同時(shí)收放,在主疊片臺(tái)或擺桿作用下,呈 Z 字型折疊,當(dāng)疊放至設(shè)定片數(shù)后,隔膜裁切貼膠,再熱壓成電芯,如先導(dǎo)智能最高疊片效率達(dá) 800PPM(0

53、.075s/pcs),利元亨高速切疊一體機(jī)的疊片速度達(dá) 0.15s/pcs(三工位)。布局 Z 字型疊片路線的設(shè)備廠商包括先導(dǎo)智能、利元亨、格林晟、科瑞技術(shù)、贏合科技、福能東方(超業(yè)精密)等,其中先導(dǎo)智能微信公眾號(hào) 2022 年 3 月發(fā)布中標(biāo) 200+臺(tái)疊片機(jī)訂單(切疊一體機(jī)和熱復(fù)合疊片機(jī)),最高疊片效率達(dá) 800PPM(0.075s/pcs),切疊穩(wěn)定效率為 0.45s/pcs(單工位),良品率達(dá) 99.7%;利元亨的高速切疊一體機(jī)疊片速度達(dá) 0.15s/pcs(三工位,即單工位 0.45s/pcs),正開發(fā)整機(jī) 0.125s/pcs 超高速疊片。(2)熱復(fù)合疊片機(jī):避免 Z 型隔膜變形問

54、題,更適合高能量密度大電芯。熱復(fù)合疊片機(jī)的工作原理為正極卷料、負(fù)極卷料、隔膜同時(shí)進(jìn)料,在進(jìn)入加熱裝置前,正極片、負(fù)極片通過切刀裁切成所需尺寸的單個(gè)極片,正極片、負(fù)極片、隔膜的組合體在輥輪的作用下進(jìn)入加熱系統(tǒng)。加熱后再進(jìn)行熱輥壓、切刀,將隔膜切斷,形成單個(gè)的疊片單元,然后通過機(jī)械裝置將單個(gè)疊片單元堆疊在一起,之后再對疊片堆進(jìn)行熱平壓,形成極芯。圖20:熱復(fù)合式疊片機(jī)工藝原理圖數(shù)據(jù)來源:熱復(fù)合式疊片機(jī)在鋰離子電池中的應(yīng)用研究,東吳證券研究所19 / 31東吳證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分行業(yè)深度報(bào)告熱復(fù)合疊片機(jī)極片和隔膜同時(shí)收放,能夠避免 Z 字型疊片隔膜變形等問題。熱復(fù)合疊片工藝中,

55、隔膜和極片所受的拉力方向始終不變、速度保持均勻,相對于卷繞工藝過程中拉力不斷變化、Z 型疊片的拉力周期性變化和擺動(dòng),熱復(fù)合式疊片機(jī)在生產(chǎn)過程中連續(xù)單方向輸送、速度和張力控制穩(wěn)定,生產(chǎn)的極芯界面平整,隔膜的機(jī)械性能、孔隙率、平均孔徑、極片與隔膜界面等均勻一致,電芯質(zhì)量更高。熱復(fù)合疊片技術(shù)難度比 Z 型疊片更高,適合高能量密度大電芯。熱復(fù)合疊片機(jī)比 Z型疊片多熱復(fù)合和輥壓等工序,技術(shù)難度更高,后期注液等工序難度更大;熱復(fù)合疊片機(jī)同時(shí)集成制片、疊片、熱壓一體,高效節(jié)能、省空間,更適用于高能量密度大電芯。布局熱復(fù)合切疊技術(shù)路線的公司包括先導(dǎo)智能、吉陽智能等,根據(jù)先導(dǎo)智能微信公眾號(hào),先導(dǎo)智能的熱復(fù)合設(shè)備

56、集放卷、沖切、制片、熱復(fù)合、隔膜裁斷、疊片、貼膠、下料等功能于一體,無 PET、可平均節(jié)約 1 千萬米/年/臺(tái),從而降低生產(chǎn)成本;同時(shí)支持廢片剔除、能夠提高材料利用率;各工序均有 CCD 復(fù)檢,保證電芯良率。(3)卷疊一體機(jī):LG 享有獨(dú)家專利,效率較高。LG 享有 Stack & Folding 專利,不對外出售,設(shè)備商為德國 MANZ,其工藝流程一般是先將正負(fù)極片裁切成單元,并通過對轉(zhuǎn)臺(tái)與升降吸盤的設(shè)置,分別貼在隔膜上;然后用卷繞的方式將極片分別包裹起來,實(shí)現(xiàn)兩組正負(fù)極片相間疊放,速度和效率較高。圖21:卷疊一體機(jī)工作原理圖數(shù)據(jù)來源:Integrated cut and place mod

57、ule for high productive manufacturing of lithium-ioncells,東吳證券研究所根據(jù) LG 新能源官網(wǎng),LG 的 Stack & Folding 專利將一片正極、一片負(fù)極和一片隔膜堆疊組成 Bi-cell 后,再將多個(gè) Bi-cell 折疊組成一個(gè)電池。在正負(fù)極片之間 LG 新能源還利用其專有的 SRS(Safety Reinforced Separator)隔膜,該技術(shù)是在隔膜上涂覆陶瓷并加熱來增加機(jī)械強(qiáng)度,從而防止內(nèi)部短路,大大提高了電池安全性和性能。20 / 31東吳證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分行業(yè)深度報(bào)告圖22:LG 的

58、Stack & Folding 專利數(shù)據(jù)來源:LG 新能源官網(wǎng),東吳證券研究所2.2.2. 疊片機(jī)廠商注重提升效率,國產(chǎn)替代趨勢日益明朗效率仍是疊片機(jī)廠商研發(fā)改進(jìn)的重點(diǎn),精度也是重要指標(biāo)。疊片路線過去發(fā)展受限的重要原因?yàn)橄噍^于卷繞機(jī),疊片機(jī)效率較低;近年來我國設(shè)備廠商不斷投入研發(fā)以提高設(shè)備效率、降低成本,例如目前先導(dǎo)智能穩(wěn)定的切疊速度達(dá) 0.45s/pcs(單工位),最高疊片效率達(dá) 800PPM(0.075s/pcs);利元亨的高速切疊一體機(jī)效率已達(dá) 0.15s/pcs(三工位,即單工位為 0.45s/pcs),正在研發(fā)突破 0.125s/pcs 更高速度。圖23:國內(nèi)疊片機(jī)主要設(shè)備廠商產(chǎn)品參

59、數(shù)對比,注重效率和精度等指標(biāo)產(chǎn)品名稱設(shè)備效率復(fù)合片陰陽極對齊度 電芯整體對齊度備注隔膜裁斷式熱復(fù)合疊片機(jī)隔膜連續(xù)式熱復(fù)合疊片機(jī)300pcs/min(0.2s/pcs)0.3mm0.5mm0.2mm0.2mm0.3mm0.3mm0.3mm0.2mm0.2mm0.6mm0.6mm0.4mm0.4mm480pcs/min(0.125s/pcs)先導(dǎo)智能利元亨電芯尺寸:100-250mm(W),100-400mm(H),2-25mm(T)電芯尺寸:100-250mm(W),100-650mm(H),2-25mm(T)正在開發(fā)整機(jī)0.125s/pcs的超高速疊片工藝Z字型疊片機(jī)0.45-0.6s/pcs

60、(單工位)Z字型切疊一體機(jī)0.45-0.8s/pcs(單工位)0.15s/pcs(三工位,即單工位為0.45s/pcs)240PPM整機(jī)(即0.25s/pcs,未標(biāo)注工位情況)1.1-1.3s/pcs(單工位)0.3-0.4s/pcs高速切疊一體機(jī)切疊一體機(jī)0.4mm0.5mm0.4mm0.4mm0.3mm輔助時(shí)間少于10s單工位Z字形自動(dòng)疊片機(jī)雙工位Z字形全自動(dòng)疊片機(jī)四工位全自動(dòng)疊片機(jī)雙工位制袋疊片一體機(jī)主要用于方型鋰離子動(dòng)力電池電芯的Z字形疊片主要用于方型鋰離子動(dòng)力電池格林晟(雙工位,與極片大小有關(guān),單工位為0.6-0.8s/pcs)電芯的Z字形疊片0.3-0.4s/pcs輔助時(shí)間少于10

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