鋰電設(shè)備行業(yè)的核心工藝：極片、電芯、模組＆Pack

LIGwppiyrgqsth 2023-03-12 發(fā)布于江蘇

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鋰電設(shè)備行業(yè)的核心工藝：極片、電芯、模組&Pack

Source from: CHINA SECURITIES

【摘要】

鋰電設(shè)備屬于非標(biāo)設(shè)備，市場空間的擴大依賴于下游的加速擴產(chǎn)以及技術(shù)路線的較大變化

1）下游擴產(chǎn)：近年來，受益于動力電池企業(yè)擴產(chǎn)不斷，鋰電設(shè)備的市場空間持續(xù)高增，且中短期內(nèi)該趨勢仍將延續(xù)。但長期看，非標(biāo)設(shè)備企業(yè)具有“二階導(dǎo)屬性”，在行業(yè)增速放緩之際或?qū)⒂龅匠砷L瓶頸。因此，鋰電設(shè)備企業(yè)需基于自身核心工藝技術(shù)的延展性，提前布局其他具備高成長性的下游領(lǐng)域，打造第二成長曲線。

2）技術(shù)路線變化：目前為止，鋰電領(lǐng)域的技術(shù)路線變化對設(shè)備端影響較小；未來，大圓柱電池、長薄化方型電池、固態(tài)電池等

新技術(shù)有望創(chuàng)造設(shè)備升級需求。

鋰電池生產(chǎn)流程

1）極片制片（電芯前段）：包括攪拌、涂布、輥壓、分切及制片模切環(huán)節(jié)，對應(yīng)涂布機、輥壓機、分切機、模切機等設(shè)備；

2）電芯裝配（電芯中段）：包括卷繞/疊片，封裝、干燥、注液環(huán)節(jié)，對應(yīng)卷繞機、疊片機、電芯裝配線等設(shè)備；

3）電芯檢測（電芯后段）：包括化成、分容和檢測環(huán)節(jié)，對應(yīng)化成柜、分容柜和電芯檢測設(shè)備等；

4）模組&Pack線：在上述前、中、后段工序完成單體電芯制造之后，需要對動力電池模組、PACK進行自動化組裝，對應(yīng)模組組裝

線與Pack組裝線。

·值得一提的是，激光加工技術(shù)貫穿于電芯的前、中段、以及模組&Pack線

鋰離子電池生產(chǎn)流程圖

1）前段環(huán)節(jié)為極片制片，所需工藝積累側(cè)重于漿料處理、箔材處理和激光切割

電芯前段工藝包括漿料的分散&混合、金屬箔材的涂布、輥壓和切割，其背后的核心技術(shù)包括張力控制技術(shù)（涉及精確、穩(wěn)定的運動控制技術(shù)，以及生產(chǎn)、調(diào)試人員的豐富經(jīng)驗）、自動糾偏技術(shù)、溫度控制技術(shù)、粉塵處理技術(shù)，以及各環(huán)節(jié)所需要的專有技術(shù)。相對于中后段，前段設(shè)備的技術(shù)通用性較強，相關(guān)企業(yè)可廣泛拓展至高分子材料處理、金屬材料處理、燃料電池、醫(yī)藥等領(lǐng)域。

電芯前段中的制片環(huán)節(jié)涉及激光切割工藝，激光切割工藝的可拓展應(yīng)用方向非常廣泛。

鋰電設(shè)備前段核心工藝技術(shù)及可拓展應(yīng)用方向：

2）中段環(huán)節(jié)為電芯裝配，所需工藝積累側(cè)重于機械與自動化、激光焊接

電芯中段對生產(chǎn)設(shè)備的精度、效率和一致性要求較高。卷繞/疊片為中段的核心工序，二者所需的底層技術(shù)類似，均為張力控制技術(shù)、運動控制技術(shù)、自動糾偏技術(shù)等，但在實際的設(shè)計、生產(chǎn)與調(diào)試當(dāng)中，二者差異較大，需要企業(yè)不斷的工藝積累以及相關(guān)技術(shù)人員豐富的經(jīng)驗。相對而言，卷繞/疊片環(huán)節(jié)技術(shù)的專用化屬性較強，可拓展方向基本局限于卷繞機與疊片機的跨領(lǐng)域應(yīng)用。中段的其他環(huán)節(jié)包括裝配線、烘烤（干燥）和注液，相對而言，技術(shù)通用性較強，可拓展的方向廣泛。電芯裝配段涉及多個激光焊接工序，相關(guān)工藝的可拓展方向非常廣泛。

鋰電設(shè)備中段核心工藝技術(shù)及可拓展應(yīng)用方向：

3）后段環(huán)節(jié)為電芯檢測，所需工藝積累圍繞電源控制技術(shù)

后段環(huán)節(jié)為電芯檢測，所需工藝積累圍繞電源控制技術(shù)，所需核心技術(shù)包括電流&電壓高精度控制及檢測技術(shù)、能量變換技術(shù)、功率變換技術(shù)等，底層技術(shù)涉及電路電網(wǎng)與PCB設(shè)計，后段設(shè)備未來可拓展的方向主要包括各類鋰電池（包括儲能鋰電池、消費鋰電池）的化成分容與檢測、燃料電池的檢測等。

鋰電設(shè)備后段核心工藝技術(shù)及可拓展應(yīng)用方向：

4）模組和Pack組裝線環(huán)節(jié)涉及激光、檢測、視覺、裝配等多領(lǐng)域工藝

由于動力電池模組和Pack種類繁多，模組和Pack組裝環(huán)節(jié)的定制化屬性遠(yuǎn)高于單體電芯制造環(huán)節(jié)，因此目前模組和Pack組裝線的自動化水平較低。提供自動化組裝線的企業(yè)為系統(tǒng)集成商，核心技術(shù)主要體現(xiàn)在研發(fā)設(shè)計與裝配集成，企業(yè)通過特有的技術(shù)設(shè)計結(jié)構(gòu)、軟件模塊等方式，取得不同的解決方案，以滿足自動化率、生產(chǎn)節(jié)拍等最終產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)要求，同時最大程度節(jié)約成本。

該環(huán)節(jié)所需技術(shù)通用性較強，相關(guān)企業(yè)未來可拓展的方向較為廣泛，主要包括燃料電池電堆&系統(tǒng)組裝線、汽車零部件生產(chǎn)線等。

與電芯裝配段類似，模組、PACK裝配段同樣涉及多個激光焊接工序，激光焊接工藝的可拓展應(yīng)用方向非常廣泛。

鋰電設(shè)備自動化組裝線、物流裝備的核心工藝技術(shù)及可拓展應(yīng)用方向：

鋰電設(shè)備企業(yè)的核心工藝及業(yè)務(wù)延展性：鋰電池生產(chǎn)工藝可拓展至多領(lǐng)域，與燃料電池生產(chǎn)工藝共同性最強

前段工藝技術(shù)側(cè)重于漿料處理、箔材處理和激光切割，相關(guān)設(shè)備企業(yè)有望拓展至新材料、功能性薄膜領(lǐng)域，延展性最強；

中段工藝技術(shù)側(cè)重于機械與自動化、激光焊接，卷繞與疊片工藝的延展性較差，自動化、激光工藝的延展性較強；

后段工藝技術(shù)圍繞電源控制，相關(guān)企業(yè)業(yè)務(wù)延展性相對較弱。

燃料電池和鋰電池生產(chǎn)工藝的共通性較強，從事前、中、后段多數(shù)環(huán)節(jié)的鋰電設(shè)備企業(yè)具備向燃料電池領(lǐng)域的拓展可能性；

激光加工、自動化組裝和物流技術(shù)本就通用性較強，相關(guān)企業(yè)可將業(yè)務(wù)廣泛延伸至眾多制造業(yè)領(lǐng)域。

鋰電池生產(chǎn)工藝可拓展至多領(lǐng)域：