锂电池设备行业及重点企业

  • 发布时间:2021-02-20
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锂电池设备行业及重点企业

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01
 
电池分类
锂离子电池按外形分为软包锂电池、方形锂电池和圆柱形锂电池。
软包电池:液态锂离子电池套上一层聚合物外壳。在结构上采用铝塑膜包装,在发生安全隐患的情况下软包电池只会鼓气裂开。方形电池:通常指铝壳或钢壳方形电池。圆柱电池:分为磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、钴锰混合、三元材料不同体系,外壳分为钢壳和聚合物两种。
 
软包、方形、圆柱电池在不同性能上各有优势。其中,在产品一致性上,圆柱电池表现优于软包、方形电池。而软包电池在电芯安全性、设立灵活性、循环寿命和充放电倍率性能上都表现最佳,圆柱电池表现较弱。方形电池在PACK成组效率性能上也表现优于圆柱电池。
 
02
 
锂电设备
根据锂离子电池生产程序,一般分为极片制作、电芯组装、后处理(激活电芯)等三大步骤,分别为前中后三道程序。核心设备包括前段的搅拌机、涂布机和辊分机等,中段的卷绕机、叠片机和焊接机等,后段的化成分容设备。
 
前道工序为极片制作,包括均浆、涂布、烘干、辊压、分切等工序,其中涂布、辊压和分切为主要工序。涂布:把搅拌后的浆料均匀涂抹在基材铜箔(负极载体)和铝箔(正极载体)上,以制作正极和负极,是锂离子电池研制和生产中的关键工序之一。辊压:对已涂好的正负极材料进行轧压使其压实更好的依附在铝箔和铜箔上,提升电池能量密度。分切:分条是指将较宽的整卷极片连续纵切成若干所需宽度的窄片。锂离子电池对极片的主要技术要求是分条后的极片不能出现褶皱、脱粉,分条尺寸精度高等,同时要求极片边缘的毛刺小。
 
中道工序为电芯组装,包括注液、焊接帽、焊接、入壳、卷绕或叠片等工序卷绕与叠,其中卷绕或叠片为主要工序。卷绕:将制片工序中制作的极片制成锂离子电池的裸电芯。卷绕电芯是指正极、负极极片料卷或长片间夹有一层隔膜,一起卷绕成一个圆柱体或棱形体的电池芯体,是完成锂离子电池制造的关键工序之一。叠片:将模切完成的正、负极片与隔膜间隔堆叠成电池的裸电芯。
 
后道工序为后处理,其中电芯化成、分容为主要工序。化成:进行充电活化并测量容量。分容:将化成好的电池按照1C放电容量进行分类,以适合不同的容量需求。检测:充放电机记录电芯充放电的相关数据和曲线图表,以作为计算电芯电容量及评价电芯是否合格、如何分类的依据。在充放电之外,电芯静置前后还要接受专门的测试设备的检测,以测试电芯的电压和内阻。
 
在生产工艺上,前段软包电池和方形电池的制作工序基本一致,在中段和后段工序上,软包电池和方形电池的制作工序区别较大。方形电池的中段工序主要为卷绕、焊软连接、卷芯入壳、焊顶盖和气密性检测等,而软包电池的中段工序主要为叠片、TAB焊接、极耳贴胶、电芯平压测Hi-pot和热冷压等。方形电池的后段工序为化成、焊接封顶、分容测试等,而软包电池的后段工序为化成、TAB套绝缘管、容量测试、其他测试等。因此前段工序所需的设备稳定。中后道生产设备会根据电池生产技术的革新而迭代,或技术路径的切换导致设备置换的需求。
 
03
 
电池市场应用
一是新能源汽车领域。车企新产品周期驱动新一轮电动化渗透率提升周期,新能源汽车方向确定性进一步增强。新能源汽车的高增长驱动动力电池行业排产持续超预期,部分头部企业的排产计划和新产线招标都积极扩张。国内新能车的渗透率将在未来5年显著提升,电动化趋势拥有较强的确定性。年复合增长率各路人马预测不同,但基本都在30%以上,部分乐观的预测50%。
 
二是储能电池领域。储能将作为电网峰谷调节的重要环节,储能行业的发展趋势确定性较强发展潜力巨大,但由于电力、储能政策、锂电池价格等原因,相对于动力电池增长滞后。电池成本制约发展,发改委、财政部、科技部、工信部、能源局联合发布《关于促进储能技术和产业发展的指导意见》,计划到2025年,使储能产业实现规模化发展,形成较为完整的产业体系,成为能源领域经济新增长点。在政策的刺激下,电池领域上市公司纷纷开启储能产业布局。整个市场会随着电池成本的逐步降低和规模效应的逐步凸显,中长期值得期待。
 
三是3C产品领域。5G通信网络落地实施,3C电子产品不断更新发展,共同提高了3C锂电池市场增长率。5G换机潮大容量电池成为智能手机必需品。5G推出后,电池容量由原来的3800mAh左右增长至4200mAh以上。同时软包电池的适用度高和贴合性好符合5G手机向体型轻、厚度薄趋势发展的要求。可穿戴设备、无人机、服务机器人等领域需求增长的带动,3C软包电池将成为3C锂电池市场的主要增长点。整个市场在5G换机潮带动下增长较为平缓,预计行业整体未来五年将维持1.38%的年复合增长。

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