20220710-天风证券-机械设备行业研究周报_切叠一体机技术工艺及路径探讨_18页_1007kb

机械设备：切叠一体机技术工艺及路径探讨总结

核心内容

本报告围绕锂电设备中的卷绕机与叠片机展开分析，重点探讨了中段设备市场的发展趋势、技术工艺对比及切叠一体机的应用前景。报告还提供了当前锂电设备行业的核心组合与重点组合，以及市场风险提示。

主要观点

1. 锂电设备市场结构与增长

• 锂电设备按工艺流程分为前段、中段、后段设备，价值占比约为4:3:3。
• 中段设备是锂电制造的核心环节，其中卷绕/叠片工序价值占比约70%。
• 2021年中国锂电生产设备市场规模为588亿元，同比增长104.88%；预计到2025年将达1200亿元，年均复合增速19.52%。
• 2025年我国锂电池中段市场规模预计达415亿元，叠片机市场空间预计达125亿元，2022-2025年CAGR达57%。

2. 锂电池类型与工艺

• 锂电池分为圆柱、方形和软包三种类型，其中软包电池在能量密度、安全性和外形设计上更具优势。
• 圆柱电池多采用卷绕工艺，方形电池以卷绕为主，也可用叠片工艺，软包电池则主要采用叠片工艺。
• 随着新能源汽车的发展，动力电池电芯正朝着长薄化方向发展，叠片工艺逐渐成为主流。

3. 卷绕机与叠片机技术对比

• 卷绕机：适用于圆柱和方形电池，技术成熟，国内国产化率高达98%以上，市场集中度高（CR3约60%-70%）。
• 叠片机：多用于软包电池，技术难度较高，目前国产设备效率仍低于日韩设备，但正持续提升。
• 切叠一体机：作为一体化设备趋势，兼具切片与叠片功能，可提升生产效率和一致性，已逐渐成为行业主流。

4. 卷绕机关键影响因素

• 张力控制：影响电芯一致性，国内领先企业可将圆柱电池张力波动控制在5%以下，方形电池在10%以下。
• 自动纠偏技术：确保极片与隔膜位置准确，偏差需小于0.5mm。
• 卷绕速度：国内圆柱电池可达18米/秒，方形电池则在0.8米/秒以上。

5. 国内叠片机发展现状

• 国内叠片机市场集中度较高，超业、佳的、格林晟占据60%-70%市场份额。
• 国产叠片机效率持续提升，部分企业已接近或达到日韩设备水平。
• 切叠一体机成为行业趋势，多家厂商提前布局，如赢合科技、利元亨等。

6. 技术路线与市场空间预测

• 2025年我国叠片机市场空间预计超100亿元，主要受软包电池占比提升和电芯长薄化趋势推动。
• 随着软包电池占比从12%提升至16%，叠片工艺动力电池需求量预计从30GWh增长至307GWh。
• 叠片机单GWh设备投资额预计每年下降5%，推动市场空间扩大。

关键信息

• 核心组合企业：三一重工、恒立液压、先导智能、杭可科技、迈为股份、奕瑞科技、柏楚电子、华峰测控、华测检测。
• 重点组合企业：中联重科、锐科激光、欧科亿、华锐精密、国茂股份、至纯科技、杰克股份、杰瑞股份、弘亚数控、美亚光电、联测科技。
• 市场趋势：叠片工艺在能量密度、安全性和充放电效率方面优于卷绕工艺，成为动力电池发展的方向。
• 设备厂商：先导智能、赢合科技、利元亨、格林晟等企业在叠片机及切叠一体机领域布局领先。
• 风险提示：下游投资不及预期、行业竞争加剧、原材料价格波动、宏观经济周期波动及报告测算的主观性。

行业趋势

• 一体化设备：切叠一体机因效率提升、工艺整合，成为未来行业发展的大趋势。
• 国产替代：国内锂电设备技术水平持续提升，逐步进入国际供应链，尤其在卷绕机领域表现突出。
• 技术突破：部分国产设备在效率、精度、良率等方面取得突破，有望在叠片工艺中实现与卷绕工艺的效率比肩。

图表说明

• 图1：锂离子电池的一般生产工艺过程。
• 图2：2015-2025年中国国产锂电设备市场规模及预测。
• 图3：2017-2021年中国锂电池中段设备市场规模分析。
• 图4：先导智能热复合叠片机。
• 图5：赢合科技全自动锂电叠片机。
• 图6：利元亨动力切叠一体机。
• 图7：先导智能切叠一体机。

技术指标对比

项目	软包电池	方形电池	圆柱电池（新型4680）
壳体	铝塑膜	钢壳或铝壳	钢壳或铝壳
制造工艺	叠片或卷绕	叠片或卷绕	卷绕
能量密度	高	中	中
安全性	高	中	中
生产效率	中	高	高
标准化程度	低	中	高

卷绕工艺与叠片工艺对比

项目	卷绕工艺	叠片工艺
内阻	低	低
电池寿命	较低	较高
一致性	较差	较好
工艺复杂度	低	高
效率	高	稍低
适用场景	一般（HEV、PHEV、EV）	高功率（HEV、PHEV、EV）

叠片机类型与特点

叠片机类型	特点	生产厂家	应用端客户
Z字型叠片机切叠一体机	存在隔膜褶皱、对齐度差	先导智能、赢合科技等	CATL、BYD等
热复合一体机	技术难度高，后期注液复杂	德国MANZ、格林晟等	万向123、中航锂电等
卷叠一体机	涉及日韩专利，不适合大电芯	德国MANZ	LG化学
激光切叠一体机	效率高，精度控制好	赢合科技	多家电池企业

市场空间测算

年份	汽车销量（万辆）	新能源汽车渗透率	新能源汽车销量（万辆）	软包电池技术路线占比	软包电池单车带电量（KWh）	软包电池需求量（GWh）	方形电池叠片工艺占比	采用叠片工艺的方形电池需求量（GWh）	叠片机设备市场空间（亿元）
2020	2531	5%	137	6%	40	3	10%	7	5
2021	2628	13%	352	7%	44	11	11%	24	17
2022E	2759	18%	500	12%	48	29	13%	39	32
2023E	2855	26%	739	13%	53	51	16%	75	57
2024E	2963	31%	929	14%	59	76	19%	121	84
2025E	3049	37%	1138	16%	64	117	23%	190	125

风险提示

1. 下游投资不及预期。
2. 行业竞争加剧。
3. 原材料价格波动。
4. 宏观经济周期波动。
5. 报告测算具有一定主观性，仅供参考。

分析师声明

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投资评级声明

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