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大众收购国轩,锂电设备行业稳中求进

梧桐树资本
2020-06-02 · 18:38
[ 亿欧导读 ] 新体系电池或新品类电池的出现和需求增长,也带来了相应的设备需求增长
新能源汽车,产业链,新能源,锂电池

作者:梧桐树资本,图片来自“123RF”

“2020年4月,网传大众汽车携资52亿入股中国动力电池供应商国轩高科,并计划成为其最大股东。从2019年开始,大众汽车就萌生了控制一家中国电池制造商的念头,以更好地为其电动汽车全球市场供应电池。国际汽车巨头押注中国电动汽车市场,再次推动新能源汽车行业高涨。

受益于新能源汽车销量与单车带电量提升,动力电池需求空间巨大。龙头电池厂商正加速全球化布局,满足动力电池需求的快速增长,利好锂电池设备行业。

锂电池制造设备是锂电池行业的重要环节,关系到锂电池产品品质和成本。锂电池制造的各个工序都需要特定的专用设备,锂电设备相应可分为前端、中端和后端设备。前端设备成本占比最高,其中涂布机、辊压分切和制片模切分别占比30%、10%、10%;中端设备中的卷绕机占比20%、后端设备中的活化分容检测占比20%。设备的折旧和维护成本占到电池成本的25%,是短期内进一步降低锂电池成本的关键。

本文选自梧桐树资本新能源新材料产业投资团队投资总监郝晓明《锂电设备行业研究报告》一文,重点分析锂电池制造设备行业发展状况,并且从高速叠片机的细分领域进行探究。”

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锂电池制造设备行业发展状况分析

(一) 国内产业规模及发展阶段分析

1.产业规模——2025年锂电设备市场规模可达1650~2200亿元。

(1)全球新能源汽车长期向好趋势不变

总体来看,根据EVSales最新数据显示,2019年全球销售新能源汽车约221万辆,同比增长10%,增速放缓,主要是由于国内市场补贴退坡以及欧洲车企尚处于预热阶段。

2020年3月,中汽协数据,新能源车产销量5.0/5.3万辆,同比增长-56.9%/-53.2%,环比增长3.8/3倍,乘联会数据,3月新能源车批发销量5.6万量,同比下降49.2%,环比增长4倍。充电桩领域加大了投资和补贴力度,根据充电联盟统计,截止3月底,全国充电基础设施累计数量126.7万台,同比增加37.6%,其中公共充电桩数量达到54.2万台。发改委规划,2020年将完成投资100亿元加码充电桩,新增公桩20万个,私桩超40万个。

新能源汽车国内市场受益于国内市场补贴平稳,且长期规划确定,海外市场由特斯拉驱动、欧洲碳排放趋严,整体销量及长期增长确定性非常高,到2025年,全球电动车渗透率有望超过15%,2019渗透率仅为2.4%,全球新能源电动车2019-2025年复合增速有望达到38.2%。

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(2)国内市场中期确定性较高

国内市场2019年销售情况较为平淡,增速明显放缓,整体来看,2019实现新能源汽车销量120.6万辆,同比下降4%(2018年为同比增长62%),根据高工锂电数据,对应动力电池装机62.38GWh,同比增长9%。分月度来看,2019年7月份开始,由于补贴政策缓冲期结束,国内销量开始明显负增长,2019Q1-2019Q4单季同比增速分别为93%、30%、-20%、-37%。总体来看,2019年由于退坡力度持续并且整体汽车市场环境较差,导致行业需求一般。

对于2020的国内市场需求来看,将恢复到30%-40%的增长:1)类似model3、modely、ID4、奥迪e-tron等优质车型在国内上市,有望带动消费端的购买力;2)政策鼓励公务车、出租车等环节,补贴有望维持稳定,根据2019年5月20日,中国发布的第一个传统燃油车退出时间表研究报告《中国传统燃油车退出时间表研究》,在公务车、出租车(及网约车)等领域作为实现完全电动化的第一梯队,有望形成一定增长。

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(3)锂电产业链的龙头企业纷纷加码扩充产能

随着新能源汽车补贴政策延长2年,新能源汽车产销量止跌反弹,锂电产业链将直接受益。

从市场结构来看,纯电动汽车是新能源汽车的销售主力。2019年,纯电动汽车销售量约为97.2万辆,占新能源汽车销售总量的80.6%,对应装机量为62.37GWh。如果按照相同比例,今年动力电池装机量或将达80.35GWh。

与此同时,随着锂电行业经历近两年来的深度洗牌。据动力电池应用分会数据,2019年我国新能源汽车产业有装机量的涉动力电池类企业仅有79家,较2018年减少13家。而国内动力电池装机量前10的企业,市占率已经达到87.91%,头部效应已经非常明显。

加上融资新政的实施,今年一季度以来,锂电产业链的龙头企业纷纷加码扩充产能,以巩固市场地位。例如:2月26日,宁德时代公告称,拟募资200亿元用于动力电池及储能电池项目建设、研发及补充流动资金,并计划投资不超过100亿元建设宁德车里湾锂离子电池生产基地项目。

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宁德时代定增募投项目  图片来源:公司公告

3月9日,亿纬锂能拟募资25亿元用于新项目,其中4.5亿元将用于“三元方形动力电池量产研究及测试中心项目”,以进一步完善公司动力电池技术路线布局。恩捷股份3月24日,宣布拟定增募资不超过50亿元,用于扩产锂电池隔膜、新材料项目。璞泰来在3月27日公告了49.59亿元的定增预案,拟投向年产5万吨高性能负极材料建设项目、年产5万吨锂负极材料石墨化项目等。

全球五大电池龙头2020年产能规划已达到366GWh

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数据来源:公开资料整理

(4)锂电设备全球需求3年翻倍

结合分析,对全球锂电设备需求进行测算,可以得到以下结论:

2020年为行业销量的拐点,2020年以后销量增长确定性较强,预计2020~2024年合计需求接近1100GWh。

根据销量预期以及电池装机容量的预测,对2020-2022年全球锂电池设备市场空间进行测算,锂电设备有望实现3年翻倍增长,由2019年的209亿元增长到2022年的402亿元,得到结论为2020年-2022年市场空间为316.1亿、359.4、402.6亿元,同比增长51%、13.75%、12%,其中国内市场2019-2022年复合增速为12.47%,海外市场2019-2022年复合增速为50.5%。

在行业集中化趋势下,假设2025年国内外产能利用率分别提升至40%与50%,则对应的行业产能需求约1660GWh,即2021~2025年行业需新增产能近1100GWh,若以单GWh锂电设备投资额1.5亿~2亿元测算,则对应锂电设备市场高达1650~2200亿元。

具体假设及测算:

1、国内来看:从销量角度,我们预计国内新能源汽车2019-2025年复合增速达到32.1%,从带电量角度,假设乘用车单车EV、PHEV带电量略有提升(由于高端车型电动化加快),客车带电量维持稳定,专用车带电量有所提升(逐步向中大型化发展),根据动力电池应用分会研究部统计,2019年中国动力电池装机总量约为62.2GWh,同比增长9.3%,2020年有望同比增长38.7%,我们预计2019-2025年动力电池装机有望达到复合增长35.4%,到2025年有望达到384Gwh。

2、海外来看:海外销量来看,2019年海外新能源汽车市场销量达到101万辆,同比增长33.4%,2020年有望同比增长59%,预计2019-2025年海外新能源汽车销量复合增速为44.1%,动力电池装机方面,2019年海外市场装机达到49.6Gwh,同比增长37%,预计海外整体2019-2025年装机复合增长有望达到45.48%,到2025年有望达到470Gwh。

3、根据装机容量,测算整体市场空间:根据国内、海外装机容量情况,产能利用率推算出整体产能情况,新增加的产能为对应设备的市场需求,根据单GWh的投资额的情况,推算出整体设备的市场容量。

假设国内2020-2022年产能利用率为29%、30%、32%,新增产能继为锂电设备市场需求,锂电设备单GWh投资额2020-2022年为2.5、2.3、2.1亿。前段、中段、后段比例维持30%、40%、30%占比。

假设海外2020-2022年产能利用率为70%、70%、70%,新增产能继为锂电设备市场需求,锂电设备单GWh投资额2020-2022年为2.6、2.4、2.2亿。前段、中段、后段比例维持30%、40%、30%占比。

最后,可以得到结论,国内锂电池设备市场有望从2019年157亿元,增长到2022年222.7亿元,年复合增速为12.47%,海外锂电池设备市场有望从2019年53亿元,增长到2022年180亿元,海外市场2019-2022年复合增速为50.5%。

2. 锂电设备行业市场集中度分析

2015年以前设备行业竞争格局较为分散,领域内企业有436家,大多数规模较小,年收入在1亿元以上的设备商不超过20家。近两年随着国内动力电池的崛起,设备行业开始出现少数几家技术优势明显、规模较大、具备一定引领作用的优势企业,包括先导智能、赢合科技、新嘉拓,三家企业2016年锂电设备产值均超过5亿元。

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数据来源:梧桐树资本根据公开资料整理

到2018年6月,我国从事锂电设备行业的企业减少为260多家,其中专注在锂电设备领域只有少数。锂电设备营收过亿元的企业不超过10家,绝大多数锂电设备企业营业额较小。与此同时,由于下游需求变化较大,单台设备售价较高,锂电设备企业的营业额年度变化较大。2017年市场企业集中度CR3为22%,CR5为26%。一般来说成熟期行业的CR3超过50%,CR5超过70%。

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数据来源:梧桐树资本根据公开资料整理

3. 锂电池设备行业发展周期、主要历程

(1)锂电池设备发展主要历程

我国锂电池的产业化始于1997年,早期设备主要依赖进口。随着我国锂电池制备技术的发展,锂电池装备也经历了以手工制造为主逐步发展到今天的半自动或全自动化的产业化装备制造。

全球锂电池产量及增速

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数据来源:梧桐树资本根据公开资料整理

目前国内锂电池专用设备行业已经形成一定规模,生产企业多达100余家,基本涵盖锂电池制造的所有环节,并且在一定程度上实现了进口替代。国内锂电池设备行业的发展大致经历了以下三个阶段:

第一阶段:1997-2002年我国锂电池中试生产和小规模化生产装备研究、制造阶段。

这一阶段国内几乎没有专业锂电设备制造商,锂电设备主要依赖进口。一些机械制造企业、电池生产企业和锂电池研究院所一起合作,研究、开发和制造了我国第一代锂电池制造装备,为我国锂电池行业的发展提供了有力支持。

第二阶段:2002-2006年是我国锂电池规模化生产装备研究、制造阶段。

随着手机、数码产品、笔记本电脑、电动玩具、军工等领域大量采用锂电池作为电源,国内锂电池产业迅猛发展,制造业也随之发展壮大,部分企业从日本等国聘请电池装备专家,加速了发展。部分企业开始向国外出口,标志着制造水平得到国际同行业的认可。

第三阶段:2007年以来是我国锂电池装备向国际水平发展阶段。

日本三洋、松下、索尼等外资锂电巨头纷纷调整战略,在中国投资建设生产基地;与此同时,国内产业在政府的政策支持下也进入快速发展的阶段,据统计2009年我国锂电池生产企业多达1500家。国内制造厂商抓住契机,充分借鉴国外锂电装备制造技术,率先转向全自动控制、大规模生产的锂电池装备的研发与制造,使国产装备向国际水平发展。

(2)国内外锂电池设备行业水平发展概况

国外企业的锂电池制造设备技术相对成熟,自动化程度高,价高。国内只有几家生产规模较大的电池厂家会在部分生产工序中采用国外设备。

日本的锂离子电池制造业发展最早,发展最完善,占有有重要的地位,近年来市场占比有所下降,开始转向固态电池前沿方向。设备方面,日本平野长期从事涂布机械的生产,在手订单充裕;CKD是卷绕机行业的领先企业,产品具有高精度、高卷绕速度、彻底防尘的特点;日本浅田是生产前端搅拌设备的老牌企业,竞争优势明显。

韩国紧随日本之后的锂电大国,在电池制造和设备生产方面都有极强的竞争力。代表的电池企业是三星SDI和LGChem,代表的设备制造企业包括:PNT是最负盛名的涂布机、辊压机、分条机、卷绕机公司,主要客户包括三星SDI、LGChem、LGE、SKInnovation、以及Cheil Ind等;韩国CIS,可以生产从极片制作、电池单元(电芯)制作和电池组装工段所需要的各种设备,是锂电设备的综合服务供应商,2015年与浩能科技合资创办了智慧易德,强化技术和市场的合作。Koem公司优势产品为卷绕机,1999年开发出锂一次电池卷绕机和锂一次电池装配机,技术水平一直处于全球领先地位。

中国凭借良好的性价比优势,正逐渐成为全球锂电池的重要产地。据高工锂电产业研究所(GBII)统计,2014-2016年,我国锂电设备市场规模为由38亿增长至130亿元,期间增速约85%。随着行业竞争的日趋激烈,同时国外的厂家也将销售渠道引向我国,相比之下,我国的产品在市场上的竞争力比较弱,生产的成本也比较高,企业面临着巨大的挑战。

锂电设备外资品牌

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数据来源:梧桐树资本根据公开资料整理

(3)我国锂电池制造设备行业特点和现状

定制化生产:设备厂商需要将生产工艺技术、参数融入到设备设计和制造之中,使设备有能力实现电池厂商独特工艺、技术的专用设备;根据客户订单及技术参数安排生产,批量生产可能性较小。

下游需求旺盛:新能源汽车、储能业、数据中心、机房等领域大规模的发展,锂电池制造设备的规模和成长空间在近几年来得到大幅提升。

水平有待进一步提高:国内锂电池设备精度低于国外先进设备;行业内锂电池设备行业标准以及相关的技术体系实施不完善;部分企业知识产权保护工作滞后,存在一些仿制现象,部分企业缺乏自主研发能力。

国内主要锂电池设备企业及其主要客户

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资料来源:公司公告、天风证券研究所

(4)我国锂电设备行业专利申请情况

近年来,我国各产业知识产权保护的意识和能力开始增强。2013-2017年锂电行业的专利申请逐年增多,2017年专利申请量达到429件,同比增长11%。预计到2020年我国锂电设备行业专利申请量将达到603件,2013-2020年专利申请量复合增长率达到17.33%。专利申请量增长较快,显示锂电设备行业的技术创新比较活跃。

2013-2020年我国锂电设备行业专利申请及增长预测

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数据来源:梧桐树资本根据公开资料整理

(5)我国锂电池制造设备行业发展趋势

“全覆盖”和“专精化”两种思路各有所长。目前锂电设备厂商大体分为两种发展战略,一种是“全覆盖”,即生产设备全线覆盖,提高生产线自动化水平,与上下游建立紧密合作关系,代表企业为赢合科技;另一种是“专精化”,即专注于单类生产设备,着力提高产品质量和竞争力,代表企业为先导智能和新嘉拓。整体而言,在客户、资金和研发能力方面拥有优势的企业将有望成为未来的锂电设备龙头。

锂电设备技术将向自动化和高端化迈进。动力电池需求的升级倒逼设备企业加大自身技术的研发及工艺的提高。目前国内高端锂电设备市场在短期内仍将面临日本、韩国的先进设备竞争,随着国内企业不断通过引进和吸收再创新的方式提高产品自动化水平,国产锂电设备的进口替代化会逐渐由低端向高端市场延伸,最终形成全产业链国产化的竞争格局。

设备自动化升级需求明显。一方面政府不断提高锂电池行业准入标准,对锂电产品的安全性和一致性有更高要求,另一方面各厂商的产能不断扩大,规模化生产必须依赖高度自动化、智能化设备。目前国内锂电池一线厂商自动化率约为50%(宁德时代的车间内从自动搬运材料到为设备喂料100%实现了自动化),二线厂商仅为20%,对比国际一流厂商近80%的自动化率,仍有较大提升空间。我们预计未来国内锂电池厂商将产生较多的设备自动化升级需求。

锂电设备的国产替代需求强烈。长期以来,我国的锂电设备依赖进口,成本高昂,投资回收期长。随着锂电池企业利润被不断压缩。下游对锂电设备国产化的需求越来越强。随着行业整合的深入,2016年,国产设备整体份额接近80%,在高端领域,国产仅为46.7%,仍存在较大提高空间。

(二)国内产业链分析

1. 产业链地图及关键数据

锂电池的生产制造要经过21道工序,三个阶段,搅拌涂布阶段(前段)、电芯合成的卷绕注液阶段(中段),以及化成封装的包装检测阶段(后段)。

锂电池生产的三个阶段

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数据来源:梧桐树资本根据公开资料整理

锂电池制造涉及的主要工艺、设备及其功能

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数据来源:梧桐树资本根据公开资料整理

相比于磷酸铁锂,三元材料,特别是高镍材料活性强,对前段设备尤其是涂布机的要求也高,预计未来前段设备占比还将进一步提升,将有望达到占整线总产值的50%以上。

锂电池生产工艺环节价值占比

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数据来源:梧桐树资本根据公开资料整理

2. 各领域现状及趋势简要分析

——涂布机技术壁垒较高,市场集中度高;卷绕机进步快,部分企业已发展到国际化阶段;检测设备行业整合和布局将加速进行,品牌意识将大幅提高

(1)涂布机

涂布机将搅拌后的浆料均匀地涂在金属集流体箔材上并烘干制成正、负极片,影响电池制作的一致性和安全性,技术壁垒较高。成本在锂电设备产线中占比较高,约为30%。由于涂布机技术要求高,我国与国外涂布机厂商仍存在较大技术差距,根据中国报告网预测,到2020年,涂布机市场规模将达到63亿元。

涂布机市场规模预测(单位:亿元)

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数据来源:梧桐树资本根据公开资料整理

涂布机技术提升方向是宽幅、高速、双层涂布。涂布的幅宽和速度是反映涂布技术优劣的重要指标。目前国内锂电企业的极片最大涂覆一般在650mm左右,与日韩企业1000mm幅宽相比还有较大差距。我国高端涂布设备仍旧依赖进口,日本东丽工程和平野机械是世界领先的涂布机生产企业,也是中国进口涂布机的主要供应商。

新嘉拓率先开发出双闭环张力系统,率先在国内推出双面自动化涂布机及动力电池高速宽幅双面涂布机,精度和效率两项设备关键技术指标均处于行业领先地位。新嘉拓的高速涂布机的涂布速度已达70m/min,是国内同行的2-3倍;在超高速的涂布机方面,已实现超过600m/min实际案例应用,在国内同行中最接近国际一流水平。据上海有色网(SMM)统计,2016年新嘉拓在我国锂电设备市场占有率达到7%,排名第一。

2016年我国锂电设备市场占有率(%)

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数据来源:梧桐树资本根据公开资料整理

(2)卷绕机

卷绕机国产化进程加快,已部分实现进口替代。目前,中国电池卷绕环节处在半自动到单体全自动的转型期,发展速度较快,部分公司产品可实现进口替代。如今大部分电池生产厂家都会选择国产卷绕机,规模大的电池厂家(如比亚迪、CATL等)仍会选用一些日韩进口的卷绕机。

卷绕机市场集中度也在进一步加强,排名前五的企业先导智能、赢合科技、诚捷智能、吉阳智能、华冠科技的市场份额超过90%,其中先导智能市场占有率超过60%,市场寡头特征日益明显。

先导智能是国内首批上市的锂电设备公司,是国内卷绕设备领域的龙头之一,其部分技术已达到甚至超越日韩水平。国内客户包括ATL、CATL、比亚迪、力神、中航锂电、亿纬锂能、鹏辉等,先导智能还向松下、索尼、三星等国外锂离子电池制造巨头供货,为国产设备超越进口做出了表率。

(3)检测设备

锂电池检测系统处于锂电池产业链的中游,系锂电池研发、生产及应用的重要组成部分。锂电池检测系统主要用于锂电池功能性、安全性及可靠性检测,包括锂电池组充放电检测、BMS检测、锂电池组EOL检测及工况模拟检测等。


锂电池检测系统行业竞争格局

1、国外企业技术发展时间长,品牌效应高

国外的锂电池检测系统开发起步较早,技术较为成熟。全球锂电池检测系统制造商中,规模较大、知名度及市场份额较高的企业有美国Bitrode、德国Digatron及纳斯达克上市公司AV等公司。此外,美国MACCOR、日本HIOKI在部分锂电池产品检测领域也具有一定产品优势。国外企业具有市场先发优势,品牌效应高,占据高端锂电池检测系统一定市场份额。

2、国内企业技术发展迅速,本地服务优势明显

我国锂电池检测系统生产具有紧密结合实际应用优势,围绕主要锂电池生产区域形成一定规模。目前国内企业已开发出不同应用领域的锂电池检测系统,技术成熟,部分产品参数达到国际领先水平,如应用于电动汽车动力锂电池的工况模拟检测系统。随着国内企业技术水平的迅速发展,部分领先企业的产品已应用对供应商要求严格的下游企业供应链中。

国外检测系统开发企业发展时间长,生产流程相对固化,多数仅供应标准化检测系统,无法满足国内客户的定制化需求;且多数国外企业尚未在中国设立分支机构和办事处,仅借助代理商渠道进行销售,本土服务能力较弱,给下游企业带来设备维护成本高、维护周期长等问题。国内企业则具备应用灵活、本地化服务的优势,更适应国内厂商需求。

锂电池检测系统行业技术特点及发展趋势

行业技术水平与电芯的类型、锂电池的指标要求、应用领域等情况密切相关。当前主要检测的产品如18650电芯、软包电池、方型锂电池等的电芯充放电检测和化成设备已较为成熟,而与新能源汽车相关的能量回馈式电芯充放电检测系统、电池组工况模拟检测系统、大功率电池组充放电检测系统等检测技术正不断地被开发并推广。电池指标要求不同,其对检测系统的技术要求也不同。检测系统技术较为复杂,涉及测控、能量变换、功率变换、系统集成及制程工艺等,相应技术开发及集成能力决定了检测系统的品质,随着锂电池应用领域的不断拓展和行业技术的进步,检测系统向节能、高效率、高性能、高精度、智能化方向发展。

1、节能、检测效率及检测精度提高

目前,传统大功率充放电检测系统,需消耗大量电能,而采用能量回馈等技术可大幅度降低能量消耗。在检测效率方面,以优化检测流程及改进检测方法为主要方向,以动力锂电池为例,由于功率大、电池组充放电检测量大,其充放电时间一般长达4-8小时;为此,行业中针对动力锂电池快充快放技术的研发投入持续加大,将应用于新型充放电检测系统的产品开发,持续缩短检测时间。

对一致性、容量、寿命及放电倍率等要求更为严格,推动检测系统精度和稳定性不断提高。

2、检测系统向标准化、智能化方向发展

检测系统行业下游客户众多,要求各不相同,具有多样性、个性化定制特征;针对每款定制产品,企业都需结合现有产品,重新设计方案,投入产品开发费用,增加大量的成本。随着人力成本的增长,以及对锂电池市场的旺盛需求,下游电池制造工序和产品标准化程度持续提升,行业企业有内外双重动力推动产品向标准化方向发展。

检测系统行业具有下游技术复杂,涉及的生产环节多、流程长的特点。随着下游锂电池制造环节自动化程度的提高、智能制造体系的建立,企业对锂电池检测系统承担的制造过程各个节点数据收集、分析及预测,工位管控、反馈、追踪问题,人机智能交互,高度集成、智能生产等智能化方面有更加迫切要求。

3、锂电池检测系统主要应用领域的发展需求

下游应用领域对锂电池的品质要求各不相同,动力领域较为注重锂电池的续航能力及安全性;储能领域较为注重锂电池的循环寿命;航天航空等新领域较为注重锂电池在恶劣环境下或失重环境下使用的稳定性。行业内企业需要根据电池品种和应用领域的检测要求进行针对性的产品研发,并展开工况模拟和仿真测试。

(三) 国内相关政策、法律、法规等宏观形势

2019年以前的历史政策法规

双积分政策

工信部2019年9月11日发布征求对《关于修改<乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法>的决定(征求意见稿)》,调整内容主要包括:1、单车积分降低及技术标准的提高,从按照NEDC续航满足350km拿5分,到按照中国工况CATC测试,且满足500km及以上才能3.4分,同时,对于电耗技术条件修改。2、明确未来3年积分比例:2021年度、2022年度、2023年度,新能源汽车积分比例要求分别为14%、16%、18%。3、允许结转:2021年度及以后年度企业传统能源乘用车平均燃料消耗量实际值与企业平均燃料消耗量达标值的比值不高于123%的,允许其当年度产生的新能源汽车正积分向后结转,每结转一次,结转比例为50%。

CATC的全称是 “China Automotive Testing Cycle”(中国汽车测试循环),它借鉴了NEDC、EPA等发达国家的测试标准,但数据采集更细分化。

双积分政策的推动,将较好保证国内新能源汽车市场中期的发展,对于未来销量设定了基本的完成目标,对于高端电车彰显鼓励。

2019年12月3日,工信部装备工业司发布《新能源汽车产业发展规划(2021 - 2035年)》(征求意见稿),对于未来发展的整体思路做了清楚阐述,并提出了2025年的目标和2035年的发展愿景。意见稿中提出到2025年新能源汽车新车销量占比达到25%左右,智能网联汽车新车销量占比达到30%,高度自动驾驶智能网联汽车实现限定区域和特定场景商业化应用。

2020年初锂电行业相关政策整理

1、工信部:关于“废旧动力电池回收”

1月2日,工信部公布了《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件(2019年本)》和《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范公告管理暂行办法(2019年本)》。应对即将到来的动力电池淘汰潮,引导行业持续健康发展,并确保动力电池实现安全有效地回收。此次《规范条件》和《办法》的发布,是旨在让动力电池回收体系更加完善安全。利好锂电梯次利用和废旧锂电池回收业务及相关设备产业。

2、工信部:关于“锂电池行业规范”

为加强锂电行业管理,引导产业转型升级,大力培育战略性新兴产业,推动锂离子电池产业健康发展;工信部根据国家有关法律法规及产业政策,按照优化布局、规范秩序、保障质量、安全管理、推动创新、分类指导的原则,制定的《锂离子电池行业规范条件》(简称“《规范条件》”)和《锂离子电池行业规范公告管理暂行办法》正式施行。同时《规范条件》还说明,会严格控制新上单纯扩大产能、技术水平低的锂离子电池(含配套)项目,将定期公布符合条件的企业名单。利好锂电池设备技术将向自动化和高端化迈进。

3、工信部:关于“免征车船税”。1月21日,工信部发布《享受车船税减免优惠的节约能源使用新能源汽车车型目录(第十三批)》,截止目前,13批目录中共计138款燃料电池商用车上榜。

4、海南省发改委:新建住宅小区今年100%建充电设施。

5、重庆:关于“重庆市汽车电子产业发展指导意见”。到2025年,力争全市汽车电子产业实现销售收入超过800亿元。

6、安徽发改委:关于“两部制电价”政策。执行两部制电价的电动汽车集中式充电设施用电免收基本电费至2025年底,港口岸电运营商执行工商业单一电价、不收基本电费。

(四) 该行业的投资机会和风险分析

1) 投资机会

整体来说锂电设备行业2020年将重回高增长,2025年,全球设备投资需求预计为716亿元。随着现有锂电池生产工艺升级换代、新体系电池的出现和迈向量产,会迎来相应的生产设备的新一轮增长。重点关注与一线电池厂深度绑定、具备新工艺流程设备的开发能力的厂商。

2) 投资风险

风险提示。

下游电池扩产项目进程不及预期;新能源汽车退补可能带来短期需求阵痛;动力电池产能过剩的风险;新体系电池技术推出时间不及预期。

重点关注的细分领域介绍——高速叠片机

叠片电池在空间效率和安全性上更有优势,有望成为电动汽车规模化发展的主流需求。带动全自动叠片机产值增长较快,占比增大,市场规模将达到247~330亿元;

叠片机行业集中度较低,未来会向技术实力深,绑定大客户的头部企业集中;

重点关注既有业务具有一定行业地位,有能力提升产品品质,同时布局新体系电池设备的头部企业。

1. 产业规模——叠片机市场规模将达到247~330亿元

目前市场上电池生产工艺主要有叠片和卷绕两种类型。传统叠片工艺电池以软包电芯为主,叠片效率受制于设备等原因一直处在较低水平,卷绕工艺生产效率较高,但随着电池能量密度要求逐步提高,电芯企业有将电池越做越大的趋势,存在安全性、生产效率、极片与隔膜卷绕或对叠的控制、产线集体效率等问题。

叠片工艺可以更好的发挥大型电芯优势,在安全性、能量密度、工艺控制比卷绕占据优势,因此对于动力电池,叠片工艺是软包电池长期发展的应用趋势。

2020年,我国锂电池产能将达到275GWh。按照每GWh产能4亿元设备投资额测算,2020年,锂电设备市场规模将达210亿元。假设叠片机产线成本占比15%,叠片机机市场规模将达到30亿元。2025年锂电设备市场规模可达1650~2200亿元,叠片机市场规模将达到247~330亿元。

2. 商业模式——订单销售模式

锂电池制造需要将生产工艺技术、参数融入到设备设计和制造之中,使设备有能力实现电池厂商独特工艺、技术的专用设备;因此设备制造商需要根据客户订单及技术参数安排生产,批量生产可能性较小,属于订单式的产品销售模式。

3. 行业上下游分析

环节拆分:锂电设备指用于生产锂电池的各类设备。上游:包括钢材、(伺服)电机、控制系统、气缸、轴承、光纤器材等原材料和零部件。下游:包括新能源汽车、消费电子、电力储能等领域使用的锂电池。其中储能电池需求较小、消费电子电池需求饱和,而动力电池需求增长迅速。高端的伺服电机和控制系统目前主要依靠进口,其他材料基本实现国产化。

下游市场分析——动力电池进入“叠”时代

各大电池制造工厂都在投入资金、人力研发新技术,扩大叠片电池在动力电池中的比例。以蜂巢新能源为例,拥有车企基因,大批核心骨干人才拥有汽车行业从业背景,在汽车电池研发方面的优势十分突出,相比之下更关注汽车的需求,产品平台也是根据汽车在不同应用场景下的需求来设计。对技术方向的引领作用十分值得关注。蜂巢能源与欧洲顶级车企的技术团队深入合作,在江苏金坛建造了在方形铝壳电芯上采用“高速叠片工艺”的电芯智能制造工厂,集合了智能配送、数字化看板与分析、质量追溯与分析、数字化质量检验等智能化系统。

高速叠片工艺是蜂巢能源在传统叠片工艺上进行的创新性变革,极大提升了生产效率。蜂巢能源已将该工艺应用于方形铝壳电芯。传统叠片工艺效率为单工位每片1S,蜂巢一期产线已提升至0.6S,二期可实现0.45S,并且正在开发单工位0.25S的超高速叠片工艺,有望解决叠片的效率问题,甚至超越卷绕效率。

和卷绕工艺电池相比,高速叠片工艺电池有多重优势:内阻低、高倍率放电容量较高,边角处空间利用率更高,能量密度可提高5%;全生命周期更低变形和膨胀,循环寿命提升10%以上;边缘结构更简单,结构适应性更好,电池安全性更高。有望成为电动汽车规模化发展的主流需求产品。

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数据来源:梧桐树资本根据公开资料整理

包括孚能科技、北京国能电池、天劲股份、万向A123、微宏动力在内的长期坚持软包技术路线的企业均表明,未来会坚持使用叠片工艺为主。部分方形动力电池企业也开始尝试叠片工艺。

国内此前主推卷绕设备的优秀大型锂电装备企业也逐步加大在叠片设备布局,如赢合科技、先导智能、兴诚捷等,卷绕、叠片双管齐下,两手准备。

目前国内在叠片机应用方面存在的不足点在于:

(1)设备效率慢。目前叠片机行业效率普遍在0.8秒/片,与进口机0.17秒/片的效率还存在较大差距。

(2)折叠过程中的对齐精度。叠片工艺十分繁琐,且极片分切合格率很低,每个极片都要四刀,极片的质量(断面、毛刺等)很难保持高度一致性,而对齐精度不够会影响电池的最终性能。

(3)产线连贯自动化程度偏低。目前中段环节产线一体自动化程度还偏低,方案还不够成熟。

(4)设备体型过大。电池厂商期望自动化叠片机占地再缩小20%。


4. 市场集中度——市场集中度较低

我国锂电池叠片机设备行业,过去格林晟一家独大,现在是群雄割据的局面,包括格林晟、赢合科技、先导智能、吉阳科技等多家企业都涉及叠片机业务。其他还有佳的自动化、深圳市中天和自动化、广东精毅科技等企业。

“2018年度中国叠片机十大品牌”榜单的优秀企业和品牌

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数据来源:梧桐树资本根据公开资料整理

2013-2016年上半年,普通型叠片机产值增长有限,而全自动叠片机产值增长较快,随着新能源汽车市场的爆发,终端市场对动力电池的续航、安全性要求越来越高,市场份额将向全自动叠片机集中。

格林晟自成立以来已经销售了200多台叠片机,未来的发展目标是成为动力电池装配设备的卓越领先者。旗下四家子公司包括:格林晟科技(叠片机设备)、力德科技(注液机设备)、万德科技(卷绕机设备)、群新智能科技(软件支持)。

东莞市佳的自动化设备科技有限公司,2017年至今,其双工位全自动叠片机,累计销量达71台,销量占行业市场比重达31%;CCD对位自动叠片机累计销量达39台;高速五金模切机累计销量达52台,销量占行业市场比重达16%。仅此三种机型累计销售额就达1.397亿元。成立于2009年,研发人员有56人,自主研发全自动叠片、模切设备、切叠一体设备、卷绕、补锂机系列设备以及全自动输送线。

截至2018年10月,公司拥有自主知识产权和专利166余项,其中发明专利23项。公司已与赣锋锂业、天津捷威,欣旺达、光宇、多氟多、派能、超威、南都电源、天丰,桑顿、骆驼、西安瑟福、鹏辉、天劲、国能等深度合作,海外市场已遍布台湾、俄罗斯和美国。同北美、印度、巴西等企业或机构保持长期技术交流与业务往来。在动力电池自动化设备行业占有较大市场份额,已成为国内技术最先进、设备最专业、性价比最好,服务最完善的电池设备生产供应商。2018年全年销售额突破1.5亿元,模切叠片设备总体出货量排在国内前列。预计2019年,公司销售额将突破2亿元。

先导智能[300450]的锂电叠片机已经批量出货60台(大概对应5GWh左右)。

赢合科技[300457]子公司和合自动化,将极片裁切,Z字形叠片集成到一台设备上;CCD实时检测,在线剔除不良极片;实现了一体化整合,占地仅为单机的1/2;此外,还有效控制极片损伤及掉粉,提升产品安全性。

国睿科技[600562]股份有限公司是由中国电子科技集团公司第十四研究所组建而成。公司下辖南京恩瑞特实业有限公司,南京国睿微波器件有限公司及芜湖国睿兆伏电子有限公司,注册资本6.22亿元。

达力电源实业公司是生产锂离子电池、镍氢电池备及超级电容器设备为主的生产企业,已形成镍氢、镍镉、锂离子、超级电容器全套自动线设备,是电池行业中电池设备品种最多、规模最大企业之一,产品畅销全国各大、中、小型企业,并出口香港、巴基斯坦、俄罗斯等国及地区。

恒捷自动化有限公司位于广东省东莞市塘厦镇,是一家专业生产自动化设备的企业。主要产品有隔膜涂覆系列、隔膜涂覆系列、自动叠片机、全自动焊接线等。

东莞市中锂自动化设备有限公司专业研发制造高精密、高性能锂电池生产自动化设备。主要产品:间歇式单面涂布机,自动分条机,全自动叠片机、极片自动成型机、手动冲片机、手动叠片机、定长裁片机、双面真空封装机、顶侧封、八工位转盘式顶侧封、打钢珠机。

超业精密是中港合资的高新技术企业,成立于2012年,“自动包装机”、“自动注液机”、“全自动膜内真空抽气机”以及“全自动电芯极耳焊接机”获得了6项高新技术产品认定。

东莞市钇伸自动化机械设备有限公司成立于2010年,已成为同行业具有一定规模的自动化设备制造商。自主研发的全自动叠片机、切折燙三合一机、圆柱半自动卷绕机、方型半自动卷绕机、二次真空封装机、动力顶侧封机广泛用于锂电池行业 。

目前,除了个别企业外,从公开资料无法获得其他公司出货量的信息,叠片机行业处于发展较早期,具有大较的增长空间。

重要结论

国内锂电池设备企业起步较晚,但成长速度较快,市场规模巨大。直接受益于2013年以来新能源汽车的迅速发展,已具备一定的规模,涌现出一批优质的设备厂商。2016-2018年中国锂电生产设备产值分别为120亿元、150亿元、186亿元。2017,2018年平均增长率为25%左右。预计2020锂电池设备市场规模达243亿元。

国内锂电池设备国产化率提升,可实现整线设备生产。尽管在稳定性、可靠性、精度等方面相较于进口锂电设备尚存在差距,但近几年国产锂电设备的技术已有了较大进步。2017年前端、中端、后端设备的总体国产化率分别达到88%、90%以上、95%以上,虽然对于高端的前端设备,锂电池生产企业仍偏好于进口日韩设备,但国内企业已经可以提供锂电池整线的设备。

国内锂电池设备企业发力设备高端化和整线布局。目前主流锂电设备企业在设备高端化和整线布局上同时发力,如原先专注于单一或少数几种设备高精度化、高端化的璞泰来和先导智能正在布局整线设备;原先着力于锂电设备全线覆盖的企业如赢合科技向设备高端化发展。

国内锂电池设备行业集中度提升。2018年锂电设备企业Top10的市占率超过60%,预计2020-2021年将超80%;而细分设备的集中度更高,如2018年国产卷绕机Top5的市占率超过90%,其中先导智能市场占比超过60%。

2020年为行业销量的拐点,2020年以后销量增长确定性较强,预计2020~2024年合计需求接近1100GWh。根据对于销量预期以及电池装机容量的预测,我们对于2020-2022年全球锂电池设备市场空间进行测算,锂电设备有望实现3年翻倍增长,由2019年的209亿元增长到2022年的402亿元,得到结论为2020年-2022年市场空间为316.1亿、359.4、402.6亿元,同比增长51%、13.75%、12%,其中国内市场2019-2022年复合增速为12.47%,海外市场2019-2022年复合增速为50.5%。

在行业集中化趋势下,假设2025年国内外产能利用率分别提升至40%与50%,则对应的行业产能需求约1660GWh,即2021~2025年行业需新增产能近1100GWh,若以单GWh锂电设备投资额1.5亿~2亿元测算,则对应锂电设备市场高达1650~2200亿元。

投资机会,锂电设备需求由新增的锂电池产能规模决定,设备需要持续升级,且锂电设备更新周期3~5年,三元电池高镍化及固态电池进阶路线,催化设备换新的需求,看好与积极扩产能和提升技术的动力电池龙头绑定的优质锂电设备企业。同时新体系电池或新品类电池的出现和需求增长,也带来了相应的设备需求增长。

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