储能锂电池渐受到重视 市场占比将上升至8%

锂离子电池设备泛指锂离子电池生产过程中使用的各种制造设备，是锂离子电池性能和成本的决定因素之一。锂离子电池生产工艺较长，包括50多道工序，相应需要50多种设备。整个制造工艺可分为极片制作、电芯组装、电芯激活检测和电池封装四个工序段，其中极片制作相关设备称为前端设备，电芯制作相关为中端设备，电芯激活检测和电池封装设备为后端设备。整个锂离子电池工艺流程约需15天完成，其中浆料制备、干燥、化成时间较长，少则10小时，多则48小时;而其他工艺较快，平均是5-6小时。

搅拌、涂布、分切、检测工序最为核心。前端设备包括极片制作工序中所需要的搅拌机、涂布机、辊压机和分切机等。中端设备是电芯装配工序中涉及的卷绕机、叠片机、注液机、封口焊接等设备。后端设备用于电芯激活化成、分容检测以及组装成电池组等工艺。

前端设备由于精度和自动化要求最高，最为核心，价格也最高。其中，搅拌机的搅拌效果直接影响电池性能，被认为在锂离子电池的整个生产工艺中对产品的品质影响大于30%;涂布机要求将搅拌后的浆料均匀得涂在金属上，厚度需精确到小于3μm;分切机需要保证切片表面不存在任何毛刺，否则对后续工艺产生很大影响。中端设备中的卷绕机、叠片机，后端设备中的检测设备技术壁垒也较高，产值空间大。

涂布机、卷绕机、检测设备产值占比最高。根据高工锂电披露的锂电设备成本占比分布，属于前端设备的涂布机占比约30%，卷绕机占比约20%，后端的活化分容检测设备占比约20%，组装干燥相关设备(包括搅拌机)占比10%。结合该产值比例和预测的锂电设备市场规模，计算出各设备市场规模2016-2020年的预测值。涂布机、卷绕机和活化分容检测设备市场规模最大，2016年分别在30亿元、20亿元、20亿元左右，2020年预计将超过60亿元、40亿元、40亿元。

国内锂电生产线设备成本占比

数据来源：公开资料、智研咨询整理

各设备市场规模预测(亿元)

数据来源：公开资料整理

浆料搅拌对锂离子电池品质影响度大于30%，是锂离子电池生产工艺中的重要环节。锂离子电池正极浆料由粘合剂、导电剂、正极材料等组成，负极浆料由粘合剂、石墨碳粉等组成;正负极浆料的制备都包括了液体与液体、液体与固体物料间的相互混合、溶解、分散等;浆料分散质量的好坏，直接影响了锂离子电池的质量及性能。

搅拌环节主要是国内设备企业间的竞争。早在2012年，国产搅拌机的市占率已超过95%基本实现国产化。高工锂电数据显示，2013年国内锂电搅拌设备企业已达56家，仅珠三角地区就超20家，其中金银河(56.76 +10.00%,诊股)、广州红运、柳州豪杰特脱颖而出，成为该细分领域专家。

涂布决定了电池的一致性和优越性，在电池制造中占有很高的技术地位。不管生产何种(如圆柱形或方形)电池，制造中所使用的涂布机都是一样的;不同类型电池需配备不同类型的卷绕机，但是涂布机应用更加广泛。目前市面上常见涂布机有转移式、挤压式、微型凹版涂布机。最初电池涂布起源于刮涂，然后是转移涂布。

涂布机提高效率的方向是宽幅、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，幅宽越大，速度越高，代表生产效率越高。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。商用锂离子电池的正极基片为铝箔，化学性质活泼易氧化。国内大多数锂电企业的涂布速度一般最大为30m/min，而德国机械设备制造业联合会(VDMA)在2014年便提出要将速度提升至70-100m/min，国内企业可提升空间巨大。行业正进入高速涂布时代，涂布速度达50-100m/min、宽度1300mm将会逐渐普及。国内锂离子电池制造主要采用的是单面涂布方式，涂布时，未涂布的一面完全暴露在高温、高湿的环境中，氧化反应加剧，对极片质量造成恶劣影响。而双面涂布技术不仅可以完全解决该问题，还可以大幅提高生产效率。

卷绕机国产化进程加快，已部分实现进口替代。除锂离子电池卷绕机外，还有电容器卷绕机、纺织卷绕机等。按照机器的运行方式，可分为手动卷绕机、半自动卷绕机、全自动卷绕机。以高压电力电容器自动卷绕机为例，我国从1970年代开始研发，但由于生产效率低下，大批量生产仍依靠进口设备。21世纪以来，设备国产化进程明显加快。目前，中国锂离子电池卷绕环节还处在半自动到单体全自动的转型期，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，不过大规模的电池厂家(如比亚迪(67.87 +4.42%,诊股)、CATL等)仍会选用一些日韩进口的卷绕机。

出于提高锂离子电池一致性、提升产品合格率、降低劳动力成本的需要，自动化成为锂离子电池制造行业重要发展方向。在“智能制造”、“工业4.0”的大背景下，锂离子电池传统的手工制造工艺难以满足锂离子电池市场日益严苛的需求，取而代之的将是全智能自动化生产线。根据国际机器人(21.51 +1.61%,诊股)联合会(IFR)的报告，我国工业机器人产量不断增加，2009-2016的年复合增长率高达49%，标志着我国自动化水平稳步提升。机器人自动化企业也在不断拓展对锂离子电池制造行业的布局，已有不少公司在生产线上使用机器人。时代高科的董事长田汉溶表示：“机器人在锂电设备行业的应用才刚刚开始”。

我国工业机器人产量(台)

FR：中国储能网