动力电池设备企业的危与机

想象一下这种场景，每卷长度超过1000m的微米级厚度铜箔，在以人类慢跑的速度下，均匀涂上浆料，不能拉断、不能跑偏、不能被应力褶皱，重量、误差要控制在很小的范围内。

更何况，厂商们为了提高生产效率，还在追求更宽的涂布宽度、更快的涂布速度，更薄的箔片。

这是刀尖上起舞的艺术。

目前，国产厂商在高端涂布设备领域离日韩企业还有差距，尚未完成进口替代。

第三步，辊压。将涂布后的极片进一步压实，提高压实密度，进而提升电池能量密度。

第四步，分切、模切、制片。将一大卷已经均匀涂满正极或负极的金属箔片，切割成需要的尺寸，焊接极耳，为后面的卷绕或者叠片工序做准备。

以上各种花里胡哨的动作完成之后，我们就会得到下面这个东西（注：此为叠片所需要用到的极片）。

请注意，这是一摞极片，每张极片都非常薄，和A4纸的厚度差不多，并且各项指标（例如尺寸、面密度、毛刺等）都非常严苛，公差非常小。

前段工序结束之后进入中段工序。中段工序是电芯组装，主要的工作是将正极片、负极片、隔膜通过卷绕或者叠片方式，做成极芯。然后再将数个极芯连接之后，封装进电芯的壳体中，然后再注入电解液。

中段工序的核心要求是一致性，对精度、效率、良品率有着较高的要求。

中段工艺第一步，卷绕或者叠片。这是各个工序中非常关键的一环。

将隔膜设置在正极片和负极片中间，三者之间通过卷绕或者层层叠放的方式，制作极芯。

在卷绕设备领域，中国的设备厂商保持着优势，这也是先导和赢合等厂商起家的设备。

而叠片设备领域，最大的瓶颈在于生产效率低，韩国人是这方面的领先者。根据东吴证券统计的数据，目前国产设备以双工位居多，效率普遍在0.5-0.8秒/片，而进口叠片机效率可达0.2秒/片。

比亚迪重庆弗迪电池工厂生产的刀片电池，采用比亚迪完全独立自主开发的设备和裁切方案。设计的叠片速度在0.3秒/片，在业界处于领先水平。

中段工艺第二步，电芯封装。在这之前还需要做一些绝缘的处理，通过焊接进行极芯的连接等，然后装入电芯进行封装。

中段工艺第三步，将电解液通过一个小孔，注入电池壳体中。

中段工序结束后，我们就得到了一个成型的电芯。

接下来就是后段工序，后段工序的作用，是将电池充电活化，形成SEI膜，并对电池各项指标数据进行监测、分选，在最后环节确保电池的质量以及一致性。

后段工序的第一步是化成、分容，这也是电池生产中的一个关键环节。通过化成分容，将电池充电活化，并测试电池的容量和其他电性能。

在化成分容方面，中国企业拥有优势。

最后一步是监测、分选，主要通过充放电时的电流、电压、时间等相关数据和曲线图表，区分电池品质，剔除不良品。

这样做好之后，一块电芯就制作完成了（我们就可以开吃了）。

必须说明的是，单体电芯还需要模组组装、PACK等环节才能组成电池包，最后应用在新能源汽车上。

以上只是电芯生产环节高度抽象之后的概括，真正的电池生产过程，远比以上介绍要复杂很多倍，在精度、稳定性、效率等方面的要求也非常苛刻。另外，在环境控制、监测、自动化、物流、工业软件等方面互相配合，还有诸多的细节，亦不能说尽。

锂电池生产过程简图，来源：高工锂电、东北证券

动力电池是仅次于芯片制造的高度专业、复杂、精密的现代制造业。

三

随着消费者开始真正为智能电动车买单，行业的格局、对企业的要求，都在悄悄发生变化。

设备行业当前的挑战和压力来自动力电池发展和竞争的压力。动力电池企业的使命是提供成本更低、能量密度更高、质量更好、循环寿命更长的电池，而这些都和设备行业息息相关。

从2019年开始，动力电池产业加大了在制程和设备方向的探索。

CTP、刀片电池等电池结构上的创新，背后是对行业深刻的理解。

这些由车企和电池企业发起的行业创新，极大地促进了设备和制造的变革，同时也对设备企业提出了更高的要求。

随着动力电池产业越来越集中的发展趋势，电池企业对设备企业的要求会更高，对单项技术的追逐会更加极致。

另外，像特斯拉这种巨头还在试图进入电池制造领域。

9月15日，特斯拉将要举办电池日活动，这一天特斯拉极有可能会放一个大招。

马斯克曾不止一次地提到过，“我们非常了解电池”。

在收购了电池制造商海霸之后，擅长制造「制造机器的机器」的特斯拉，将要如何定义电池的制造、电池的创新，非常值得期待。

在下游的客户越来越集中，并且都非常懂电池、懂生产的情况下，选择纵整线战略，而不是技术深耕的战略，是非常危险的。

如今的动力电池行业，要求锂电设备在单一环节进行深耕，而不是漫天撒胡椒面。

它要求设备企业必须不断在以下等领域深入深入再深入，建立自己的核心竞争力：

1、高精度、高稳定性

高精度、高稳定性是对一致性的追求。一致性是动力电池制造最关键的指标，这和设备有直接的关系，也将直接影响电池的质量、性能，间接通过良品率等影响电池的成本。

关于设备精度对成本的影响，一位资深电池专家表示，

以做135Ah电芯为例，135Ah是最低要求，如果精度高，在工艺设计的时候，按照137Ah去设计就完全可以满足要求。

但如果精度不够高，就需要按照140Ah去设计，才能保证135Ah。这给电池产线带来的损失是比较大的，也很难去追求一些极限的东西。

2、高速自动化

高速自动化是出于对效率的追求。

基本上在锂电生产中，所有的环节都有时间这个维度。高速匀浆、高速涂布、高速叠片、高速卷绕，时间就是金钱。

叠片、涂布等领域，中国的设备厂商们还没有建立起足够的竞争力。

而自动化，头部厂商们已经在大部分环节上已经实现了，但仍然还有很大空间。

3、集成一体机

在锂电池制造的诸多工序中，某些环节并不是一定要严格分开，设备厂商可通过做设备的集成，将上下环节合并，也就是各种集成的一体机。

在谈到设备集成时，弗迪电池副总经理孙华军在接受《建约车评》采访时表示：

例如将辊压、分切做成一体的设备，减少操作和中转次数，这样也可以降本。

如果是分开的设备，多上、下一次卷，会带来误损；物料转运也需要物流设备去满足；另外，多设备下，占用空间更大、管理更复杂、能耗也高。

设备集成之后，这些环节的优化，都是在降低企业的成本。

他表示，“如果设备厂能将涂布、辊压、分切做成一体的设备，竞争力就会非常强。”

“很多事不是不能做，是很多人不敢想。”

努力的方向不止以上，还有很多，但都必须是对极限的追求，而不是大而全的扩张。

每一个方向不断向下的追求都是无穷无尽的，并且还有很大的创新空间，而这些创新必将带来度电成本的下降、电池性能的提高、电池质量的提升。

而这些创新的起点，来源于对材料、电池的认识，来源于企业对技术孜孜不倦的追求，来源于企业重新发现问题、定义问题、解决问题。在动力电池行业，还要加上对电动车行业的理解。

以上说法也许未必能让一些企业信服，这里抛出一个问题，仅供思考：

大众的MEB 590模组、特斯拉-松下-LG化学的2170圆柱、比亚迪的刀片电池正在逐渐成为纯电动平台的三股势力，这些创新是谁定义的？

台积电的7nm、5nm又是谁定义的？

差距在哪里？

结语

2020年5月7日，马斯克在参加《乔罗根秀》时表示：“太多聪明人从事法律和金融，应该让更多聪明的人回归制造业”。

在锂电制造行业，聪明人确实是大有可为的。

在这样一个电化学、机械、电气自动化、软件等多学科交叉点，行业的上限很高，永远有令人兴奋的创新机会，可以改变这个世界。

在这样的行业中，是有机会产生台积电、ASML这种企业的。

但要求也是非常高的。

这些经常与电气、机械等打交道的设备企业对材料、电池、电动车的了解到底有多深，战略思考是否深入，对行业理解是否透彻，都关乎着一家企业的命运。

相信分工、相信专注、相信创新、相信技术。

而不是迷恋规模。

做ASML，还是做德尔福，需要做出选择。

参考资料：

银河证券，从新能源车黄金十年推演锂电设备发展机会，乘风而起，扶摇直上

西南证券，锂电设备行业专题报告：新的起点，群雄逐鹿，全球争霸

东方证券，先导智能——具备“伟大”基因的非标自动化龙头企业