一、鋰電池生產制造流程及核心設備

（一）生產流程

鋰電池的生產工藝分為前、中、后三個階段，前段工序的目的是將原材料加工成為極片，核心工序為涂布；中段目的是將極片加工成為未激活電芯；后段工序是檢測封裝，核心工序是化成、分容。

鋰電設備按照電池生產制造流程，劃分為前段設備、中段設備、后段設備。

前段設備價值占比約40%，其中涂布機價值占75%，輥壓機價值大于分切機。三元材料對前段設備的性能要求更高，前段設備價值占比會逐步增加。

中段設備價值占比約30%，其中卷繞機價值占比70%。目前卷繞機市場集中度較高，CR3達到60%-70%。卷繞機高端市場受到韓國KOEM和日本CKD的競爭，國內高端市占率50%。

后段設備價值占比約30%，其中化成分容系統(tǒng)占70%，組裝占30%。

（二）前段：打造涂覆有正負極活性物質的極片

1、前段工序

前段工序主要包括漿料攪拌、正負極涂布、輥壓、分切、極片制作和模切。

攪拌：先使用鋰電池真空攪拌機，在專用溶劑和黏結劑的作用下，混合粉末狀的正負極活性物質，經過高速攪拌均勻后，制成完全沒有氣泡的漿狀正負極物質。

涂布：將制成的漿料均勻涂覆在金屬箔的表面，烘干，分別制成正、負極極片。

輥壓：輥壓機通過上下兩輥相向運行產生的壓力，對極片的涂布表面進行擠壓加工，極片受到高壓作用由原來蓬松狀態(tài)變成密實狀態(tài)的極片，輥壓對能量密度的明顯相當關鍵。

分切：將輥壓好的電極帶按照不同電池型號，切成裝配電池所需的長度和寬度，要求在切割時不出現(xiàn)毛刺。

2、涂布機

涂布的主要目的是將穩(wěn)定性好、粘度好、流動性好的漿料，均勻地涂覆在正負極表面上。其對鋰電池的重要意義主要體現(xiàn)在一致性、循環(huán)壽命、安全性三方面。在涂布過程中，若極片前、中、后三段位置正負極漿料涂層厚度不一致，或者極片前后參數(shù)不一致，則容易引起電池容量過低或過高，且可能在電池循環(huán)過程中形成析鋰，影響電池壽命。涂布過程要嚴格確保沒有顆粒、雜物、粉塵等混入極片中，如果混入雜物會引起電池內部微短路，嚴重時導致電池起火爆炸。因此為使中段的卷繞工藝能盡可能粗細均勻、緊密，要求正負極的涂布誤差盡可能小，涂布機的先進程度會直接影響電池化學性能的優(yōu)劣，以及最終產品的良品率（電池廠家通常要求在99%以上）。

涂布機是前段工序的核心設備。涂布機經歷了三種結構類型的演化，依次是刮刀式、轉移式、狹縫擠壓式涂布。刮刀式主要應用于實驗室條件下；轉移式涂布主要應用于3C電池的生產；狹縫式擠壓涂布主要應用于動力電池，近幾年該類型由于動力電池生產需求的爆發(fā)而快速增加。擠壓涂布技術作為這三種中最先進的技術，可以用于較高粘度流體涂布，獲得較高精度的涂層。將涂布機的結構分拆來看，涂布頭的設計對涂布精度有極為重要的影響，這類高精度控制的核心零部件尚需要進口。涂布機當前的國產化率較高，達到70%-80%以上，但高端產品的涂布頭仍主要有國外提供，如龍頭新嘉拓的涂布頭曾主要由松下提供。

涂布機設備的技術先進程度主要考察四個方面：涂布技術，張力技術，糾偏技術，干燥技術。涂布技術需要滿足不同厚度的生產要求，現(xiàn)在正極鋰電鋁箔厚度已經薄至6-8微米，負極鋰電銅箔厚度已經薄至4.5-6微米，隔膜涂布也只有幾個微米，石墨烯涂布甚至更薄，不同的厚度還需要針對客戶開發(fā)不同的涂布方法，保證對漿料的涂布厚度精度控制在2微米以下。張力技術，由于幅材沿著涂布方向運動不可避免地出現(xiàn)張力不均勻狀態(tài)，導致涂布質量缺乏一致性，因此需要確保片路運行過程中各段均有良好的張力控制。糾偏技術，由于涂布設備長度多在數(shù)十米，片路運行過程中會出現(xiàn)位置偏差，為了保證無論是銅膜鋁膜還是很薄的隔膜都能在片路上平穩(wěn)有效地運行，并實現(xiàn)精密涂布，需要選用不同的驅動形式配合響應的控制系統(tǒng)來糾偏。干燥技術，涂布生產的速度瓶頸在于烘干干燥，最直接的手段是加長風箱，但會帶來成本和占地增加，加強之后還需要增強糾偏和張力控制，要想進一步改善干燥效率就需要改進風場的控制，溫度場的控制，布局形式，盡量在保證涂布速度的情況下減小風箱長度。

涂布效率是領先企業(yè)進一步比拼技術實力的重要標準。當前領先的涂布機設備在保證上述技術的前提下，主攻提升涂布效率，主要的手段包括提升涂布機運行速度和涂布寬度，領先企業(yè)的涂布速度能達到120m/min，涂布寬幅達1400mm。

3、輥壓機

輥壓的意義在于壓實極片，提高電池的能量密度。極片在完成上一工序的涂布、干燥后，活性物質與箔片的剝離強度很低，此時需要對其進行輥壓，增強活性物質與箔片的粘接強度，以防在電解液浸泡、電池使用過程中剝落。合適的壓實密度可增大電池的放電容量、減小內阻、減小極化損失、延長電池的循環(huán)壽命、提高鋰離子電池的利用率。極片輥壓一般由雙輥壓機完成，雙輥壓機是由兩個鑄鋼壓實輥以及電機和傳動軸組成。開啟輥壓模式后，電機帶動上下輥同時轉動，收卷機構拉動極片將穩(wěn)步穿過輥壓間隙，最終被壓到所需壓實密度。

輥壓過程對電芯性能影響很大。輥壓過程會出現(xiàn)幾個典型問題：①極片厚度不一致。厚度不一致，意味著活物質密度不一致，鋰離子和電子在極片中傳輸、傳導速率會有所不同。當電流密度不同時，極易引起鋰枝晶的析出，對電芯性能不利。此外，極片厚度不同時，活性物質與集流體之間的接觸電阻也不同，極片越厚內阻越大，電池極化也就越嚴重，影響電芯容量。②極片部分位置出現(xiàn)過壓。由于涂布時部分位置厚度過厚，輥壓后則有可能出現(xiàn)過壓的現(xiàn)象。過壓的位置活物質顆粒出現(xiàn)破碎，活物質顆粒間接觸緊密，在電芯充放電過程中，電子導電性增強，但離子移動通道減小或堵塞，不利于容量發(fā)揮，放電過程中極化增大，電壓下降，容量減小。同時，過壓后影響電解液的浸潤效果，對電芯的性能也有很大的影響。

從工藝流程上看，輥壓質量還會直接影響后續(xù)的極片加工效果。輥壓后極片的理想狀態(tài)是極片表面平整、光澤度一致、留白部分無明顯波浪、極片無大程度翹曲。但是在實際生產中，操作熟練度、設備運行情況等不可避免會產生一些問題，影響后續(xù)工序中的極片分切，導致分切極片寬度不一致，極片出現(xiàn)毛刺。輥壓結果還會影響極片的卷繞，嚴重的翹曲會造成極片卷繞過程中極片、隔膜間產生較大的空隙，在熱壓后會形成某些部分多層隔膜疊加，成為應力集中點，影響電芯性能。

衡量輥壓機技術先進程度，主要看面密度、壓實密度。當前領先設備能使得磷酸鐵鋰正極材料比容量達到200毫安時/克，磷酸鐵鋰正極材料壓實密度達到1.5克/立方厘米。

4、分切機

分切機的功能是將輥壓后的極片分切到需要的寬度，是卷繞的前一道關鍵工序。低端的分切機機械精度低，張力控制簡單，不能適應超薄膜材料的分切。隨著用戶對于分切效率和分切質量要求的提高，高端的分切機逐漸具備波浪邊分切功能，并且擁有較好的張力控制技術，優(yōu)化分切速度和分切質量。據浩能收購書中介紹，國內高端分切速度已達到70米/秒。

極片分切工藝的主要技術難點在于處理毛刺、波浪邊和掉粉。毛刺，特別是金屬毛刺對鋰電池的危害巨大，尺寸較大的金屬毛刺直接刺穿隔膜，導致正負極之間短路。而極片分切工藝是鋰離子電池制造工藝中毛刺產生的主要過程。通常要求毛刺在12微米以下，如下圖工藝缺陷形成的集流體毛刺，尺寸達到100微米。波浪邊和掉粉：下圖是極片分切時存在的掉料和波浪邊缺陷。出現(xiàn)波浪邊時，極片分切和卷繞時會出現(xiàn)邊緣糾偏抖動，從而降低工藝精度，另外對電池最終的厚度和形貌也會出現(xiàn)不良影響。極片出現(xiàn)掉粉會影響電池性能，正極掉粉時，電池容量減小，而負極掉粉時出現(xiàn)負極無法包裹住正極的情形，容易造成析鋰。

（三）中段：完成電芯的卷繞和注液

1、工序

中段工序主要包括電芯的卷繞/疊片和電芯注液，涉及的設備為卷繞機、疊片機、注液機。卷繞機對電芯進行卷繞時，可根據下游廠商需要進一步分為圓柱形卷繞和方形卷繞。疊片機在正、負極料盒中拾取極片，經過二次定位，交替將正、負極片放在疊片臺上。隔膜主動放卷，疊片臺帶動隔膜左右往復移動形成Z字形疊繞。疊片完成后，按照設定長度切斷，自動送出人工貼膠。通過注液機，將電解液注入卷繞或疊片后的電芯中。

鋰電池的中段設備較前段更加強調個性化，對工序的精度、效率、一致性要求非常高。針對方形、圓柱、軟包電池，中段設備會分別使用卷繞機或者疊片機。目前卷繞機應用更為普遍，突出的優(yōu)勢在于生產速度快，產品一致性高；疊片機工藝復雜，良品率低，生產效率較低，但其生產的軟包電池尺寸更為靈活，散熱設計合理，能量密度高，具有圓柱和方形不具備的諸多優(yōu)勢。國內企業(yè)目前大多采用中小尺寸卷繞機，疊片機的比例還不高。

2、卷繞機

張力控制是影響卷繞機先進程度的核心技術。在整個卷繞過程中，為了保證電芯組裝成的電池具有高一致性，需要尤其注意卷繞的張力控制。張力波動導致的松緊差異會使得卷繞出的電芯產生不均勻的拉伸形變，使電芯材料分層或出現(xiàn)S型皺褶，嚴重影響產品的一致性，隔膜、極片表面不平整起的褶皺會增大電池內阻。卷繞張力控制是一個高速的動態(tài)平衡過程，卷繞機在電氣和軟件控制方面要求很高，要求伺服控制系統(tǒng)快速反應，軟件的編程也需要獨到的經驗水平。對于方形鋰電池的卷繞，需要保持卷繞的線速度不變，角速度需要自動調整，因此方形鋰電池卷繞的張力控制對技術要求更高。當前國內領先企業(yè)能做到圓柱電池張力波動控制在5%以下，方形電池張力波動控制在10%以下。

卷繞機的自動糾偏技術和卷繞速度也比較關鍵。糾偏系統(tǒng)能保證電池卷繞過程中極片隔膜卷繞整齊，正極/負極/隔膜之間相對位置準確，目前行業(yè)通常要求卷后正負極片或隔膜的上下偏差均小于0.5mm，超過這一數(shù)值將對電池形變產生影響。目前國內領先企業(yè)的圓柱電芯能達到18米/秒以上的高速卷繞速度，方形電芯由于需要保證線速度恒定，因此變角速度卷繞較慢，國內領先企業(yè)能達到0.8米/秒以上。

3、疊片機

疊片機用于軟包電芯生產，能實現(xiàn)高于圓柱和方形電池的性能和安全性。疊片機是將正極片、隔膜、負極極片按照順序疊合成小電芯單體，然后將小電芯單體疊放并聯(lián)起來組成大電芯。疊片工藝生產出的電芯優(yōu)點在于：由于相當于多個小極片并聯(lián)，內阻較低，放電平臺高；電芯極片隔膜之間受力面積一致，無明顯應力集中點；內部空間利用較為充分，體積比容量和能量密度更高；疊片工藝相當于多極片并聯(lián)，更容易在短時間內完成大電流放電，倍率性能佳。

疊片工藝的缺點在于操作要求高，生產控制繁瑣，次品率高，最大的瓶頸在于生產效率低。目前國產動力電池用疊片機的效率相比韓國差距較大，國產設備以雙工位居多，效率普遍在0.5-0.8秒/片，而進口疊片機效率為0.17-0.2秒/片。卷繞式工藝生產的電芯在電化學性能上略差于疊片式，但優(yōu)勢在于自動化程度高，制成容易，適合大規(guī)模生產，因此市場上的方形電池，尤其是圓柱電池一般都是卷繞式工藝生產。

（四）后段：化成分容及測試分選設備

1、工序

后段工序主要包括封裝、化成分容、測試分選、模塊裝配及PACK等。

封裝是將電芯放入金屬或軟包外殼中。

化成是通過充放電方式，將電池內部正負極物質激活，使得電池充電活化。

分容在化成之后，對電池進行充放電循環(huán)并檢測電池各項參數(shù)，根據測量參數(shù)對電池進行配組。

模塊裝配及PACK包括對電池模組上線檢測、電池包PACK裝配、電池包下線檢測等，該工序之后電池基本就達到了出廠要求。

2、化成分容

化成分容及檢測系統(tǒng)是后段工序中最關鍵的環(huán)節(jié)。鋰電池電芯的化成分容是通過充放電的方式實現(xiàn)電池的初使化，使電芯的活性物質激活，是一個能量轉換的過程。鋰電芯的化成分容原理比較復雜，但同時也是影響電池性能很重要的一道工序，因為在Li+第一次充電時，Li+第一次插入到石墨中，會在電池內發(fā)生電化學反應，在電池首次充電過程中不可避免地要在碳負極與電解液的相界面上、形成覆蓋在碳電極表面的鈍化膜或SEI膜（solid[?sɑ?l?d] electrolyte[??lektr?la?t] interface[??nt?rfe?s],固體電解質界面(膜)）。SEI膜的性能直接決定了電池的倍率、自放電等性能。為了達到使電池狀態(tài)穩(wěn)定，通?；煞秩葸^程中會進行多次的充放電、60℃以下的恒溫靜置等。鋰電池化成分容系統(tǒng)可以對單體鋰電池進行恒流充電，當電壓達到鋰電池的充電上限電壓時，轉為恒壓充電，直至充電電流逐漸降為0。然后再對電池進行恒流放電，直至電池電壓達到放電截止電壓。

化成和分容原理上略有區(qū)別，但均可用充放電機完成。化成只是充電的過程，不需要對電芯進行放電，所以化成的時候，可以使用單獨的充電機，因而充電機也常常被稱為化成機，又因為充電機的外表往往是方正的柜子形態(tài)，充電機又被稱為化成柜。雖然化成不需要放電，但有些電芯的化成工藝需要進行一次以上的充電，緊接著化成之后的分容工序，需要對電芯先充電再放電，化成充電之后，還必須對電芯進行放電，這種工藝上的需要也導致很多電池生產廠家，直接使用帶有充電和放電功能的充放電機來進行化成。

分容的意義在于篩選出合格電池并進行分組。由于電池制造過程中的工藝原因使得電池的實際容量不可能完全一致，通過一定規(guī)范進行“充滿電-放完電”循環(huán)，循環(huán)時間乘以放電電流就是電池的容量。只要測試得到的容量滿足或大于設計容量，電池就是合格的。通過對不同容量的電池進行分類，可以優(yōu)化電池組的一致性。鋰電池的化成分容過程中，對充放電電壓和電流的要求非常嚴格，電壓的高精度控制可以避免電池過充過放情況的出現(xiàn)。在分容過程中，需要使用到的主要設備是鋰電池充放電機。具有“能量回饋”技術的充放電機可以較好解決分容充放電模塊的散熱問題，相比傳統(tǒng)化成分容系統(tǒng)節(jié)電60%-80%。

充放電機是化成分容中的重點設備，也是后段使用量最多的設備。充放電機的最小工作單位是“通道”。一個通道可以為一個電芯進行充電或放電。在充放電機實際使用中，一個“單元”由一定數(shù)量（如24個、32個、64個等）的通道組合而成?！皢卧卑巳舾蓚€“通道”，是充放電機制造和安裝時的最小單位，日韓企業(yè)將此單位稱為BOX。從原理上說，一臺充放電機可以由無數(shù)個BOX組成，國內較多采用手工操作的習慣影響下，一般一臺充放電機的BOX數(shù)量并不大，一條生產線后段往往需要十幾臺到上百臺充放電機。

二、鋰電設備行業(yè)特點

（一）定制化研發(fā)，毛利率普遍較高

鋰電設備廠商的研發(fā)模式主要是客戶提需求，由設備廠商成立專項研發(fā)小組定制化開發(fā)。由于各個客戶生產設備差異較大，設備廠商需開發(fā)同類功能不同型號的設備。部分大型設備企業(yè)會根據各類客戶需求總結研制開發(fā)集鋰電池生產過程不同工藝流程的多功能機器，比如焊接卷繞一體機。

當前鋰電設備行業(yè)平均毛利率為35%-45%，除隔膜以外，比其他鋰電原材料稍高。設備品質是制造好產品的前提，下游電池廠商對設備廠商溢價給予認可。考慮到鋰電池產品和設備均處在技術升級過程中，且設備折舊成本占電池生產成本的比例僅在6%左右，下一步預計鋰電設備高毛利率可以保持。

（二）以銷定產，存貨中庫存商品少，發(fā)出商品占比高

為了降低生產成本，大部分大型設備企業(yè)持續(xù)推進產品標準化工作，在滿足客戶個性化需求的基礎上提高設備的標準化水平，逐步實現(xiàn)所產設備由“標準構件”與“客戶非標構件”組成。針對部分市場需求大的設備，在取得客戶訂單后，對于標準構件部分的生產會適當增加投料量，從而實現(xiàn)標準構件的規(guī)?；a，這樣既能夠降低采購成本和生產成本，同時又能提高公司的生產效率，向客戶實現(xiàn)更快交付（通常在2-6個月交付）。

以后處理系統(tǒng)設備為例，鋰電設備作為鋰離子電池生產線的一部分，在新建或改造生產線時，需要與整條鋰離子電池生產線一起試生產，從發(fā)貨至驗收的時間間隔較長。后段設備商制造的設備運達電池廠后，需先進行安裝、調試和試生產，在能夠穩(wěn)定地滿足客戶生產需求后，經電池廠驗收合格方能確認收入，時間普遍在9個月到1年左右。期間，形成后端設備商的存貨。存貨金額較大，一方面占用了后端設備商的大量資金，降低了資金使用效率，另一方面也增加了后端設備商管理、成本控制等方面的壓力。

（三）高效率、一體化趨勢增強

隨著各工藝環(huán)節(jié)設備的效率提升，同樣單體設備的產能增加，導致每GWh設備價值量不斷下降。以涂布機為例，2018年高速雙層涂布機滲透率快速提升，涂布速度從原先的50-60m/min大幅提升至120m/min，150m/min涂布機產品也正在研發(fā)中。一體化方面，通過將幾個相鄰工序的鋰電設備集成可以提升產線生產效率，例如先導和贏合分別推出了激光切卷繞一體機（模切機及卷繞機集成）及涂輥分一體機（涂布、輥壓及分切機集成）等產品，優(yōu)勢體現(xiàn)在節(jié)省空間與時間（占地面積更小，減少收放卷及上下料耗時）、降低人力成本及原材料損耗（自動化率提升）。

（四）鋰電設備行業(yè)進入門檻較高

1、資金門檻

從商業(yè)模式上講，鋰電設備業(yè)務大多采用“3331”的收款模式，導致付款周期可能較長。所謂“3331”，是指客戶簽訂合同時僅付款30%，發(fā)貨后付款30%，客戶安裝調試并試運行后驗收并付款30%，質保期（通常為一年）結束后付款10%。客戶在付款時間點的選擇上較為自由，在合同允許的范圍內，可視自身現(xiàn)金流狀況來確定何時驗收并付款?，F(xiàn)在有客戶采取“163”模式，即一成付款，驗收付六成，質保期后付剩下三成。因此鋰電設備廠在處理業(yè)務時常需要做大量墊款，而業(yè)務回款趨緩，導致企業(yè)現(xiàn)金流緊張，對新進入企業(yè)的資金實力均提出了較高的要求。

2、自動化率門檻

一方面，政府不斷提高鋰電池行業(yè)準入標準，對鋰電池產品的安全性和一致性有更高要求，另一方面各電池廠商產能不斷擴大，規(guī)?；a必須依賴高度自動化、智能化設備。目前國內鋰電池一線廠商自動化率約為50%，二線廠商僅為20%，對比國際一流廠商近80%的自動化率，仍有較大差距。新進入的鋰電設備企業(yè)如果無法具備較高自動化率水平，將難以立足。

3、客戶粘性門檻

鋰電池廠商對設備供應商的粘性極大，在前期選擇設備供應商時極為謹慎，著重考察供應商的研發(fā)設計水平、生產工藝掌握程度、售后服務能力、產品銷售記錄、產品質量記錄等是否達到標準。設備開發(fā)成功后又須經過用戶現(xiàn)場操作、安裝調試以及樣機使用等多個環(huán)節(jié)，最終才能得到客戶認可。為保證鋰電池產品質量的一致性，一旦形成供貨關系，除非技術更新較大或擴張過快，客戶一般不會輕易更換供應商，而是優(yōu)先考慮原供應商的設備。以后段設備領先供應商杭可科技為例，其對主要客戶LG等體現(xiàn)出較強的粘性。

4、技術積累門檻

下游鋰電池行業(yè)集中度不斷提升，帶動上游設備龍頭行業(yè)地位越發(fā)穩(wěn)固。要想成為優(yōu)質供應商，其主打產品必須經過長時間的技術改良和Knowhow積累。以前段工序最重要的涂布機設備為例，國內龍頭新嘉拓、浩能、雅康均專注涂布設備研發(fā)十多年，逐漸接近日韓企業(yè)水平，吸引了希望覆蓋整線的大型鋰電設備企業(yè)的收購，享受相對較高的毛利率。相比之下，多數(shù)技術水平較低的設備生產企業(yè)，集中在高度同質化的低端產品市場，競爭激烈，利潤率逐年下降。

（五）行業(yè)國產化率提升，中后段設備盈利水平相對較高

1、行業(yè)國產化率提升

近年來鋰電設備國產化率不斷提升，從2008年的20%提升到2016年的50%左右。從2016年開始，國內設備替代進口進程開始加快，少數(shù)國內企業(yè)立足長期的技術積累，在卷繞機、分切機、化成分容系統(tǒng)等高端設備領域形成了一定的優(yōu)勢地位，逐步趕超國外巨頭。國內企業(yè)產品性能在不斷提升的同時，價格和服務優(yōu)勢相比國外巨頭優(yōu)勢明顯。據高工鋰電研究所調研，1GWh鋰電池建設項目，若采用國產設備，則大概需要5-6億元，其中設備價值占比50%-60%，對應國產設備成本約2.5-3.6億元，而同等設備國外價格約在4.8-5.4億元，部分重要設備國外的價格是國內的兩倍以上。

2、中后段設備盈利水平相對較高

技術領先的國產設備享有更高的議價能力，前段、中段、后段設備的盈利水平依次提升。

前段設備廠商中，新嘉拓和浩能主打產品為涂布機，贏合科技前段業(yè)務占一定比例，納克諾爾主打前段輥壓機，這些企業(yè)或業(yè)務的毛利率相對較低。原因有三個方面：一是國產前段設備目前與國外差距較大，主要欠缺高端精密設備和控制技術，比如涂布頭等關鍵部件依賴進口、控制系統(tǒng)和電氣控制軟件部分需要加強，導致國產設備偏向中低端，精度和穩(wěn)定性弱于國外；二是由于高端產品的關鍵部件依賴進口，客戶往往指定PLC、伺服、涂布頭等零部件的供應商品牌清單，導致這些部件進口比例較高，壓縮了利潤空間；三是前段設備偏標準化，而中段和后段設備的柔性化程度較高，客戶會對定制化方案設計給予高溢價，但對標準化且偏組裝性質的前段設備給的溢價少。

前段設備，以璞泰來（新嘉拓）為例，2019-2020年鋰電設備毛利率分別為27.35%、26.97%。

中段設備，以贏合科技為例，2019-2020年毛利率分別為35.42%、30.92%。

后段設備，以杭可科技為例，2019-2020年毛利率分別為49.36%、48.44%。

（六）未來市場空間

1、目前的市場規(guī)模

據GGII統(tǒng)計：2018年中國鋰電設備產值約186億元，后處理設備產值約62億元，杭可市占率約20%；2019年中國鋰電生產設備需求同比增長10.5%，達228.5億元。

根據智研咨詢數(shù)據：2020年全球鋰電池設備市場規(guī)模為532億元，同比增長4%。2020年中國鋰電池設備市場規(guī)模265億元。

2、遠期市場空間

（1）智研咨詢預測

智研咨詢發(fā)布的《2021-2027中國鋰電池設備行業(yè)市場全景評估及投資策略研究報告》顯示：2020全球鋰電池出貨量為259.5GWh，同比增長34%，預計到2025年將達1135.4gwh，相比2020年增長337.5%。到2030年為6486.6GWH。

從細分領域動力電池來看，2020年全球動力鋰電池（含汽車、電動自行車等動力類）出貨量為190.5GWH，同比增長36.95%。預計到2025年為873.6GWH，2030年為4704.1GWH。

從儲能電池出貨量來看，2020年全球應用于電力電網、工業(yè)儲能、家庭儲能和通信儲能等儲能領域的鋰電池出貨量為19GWH，同比增長52%。預計到2025年全球鋰電池出貨量為167.5GWH，2030年全球鋰電池出貨量為1566.7GWH。

從3C數(shù)碼類電池來看，2020年全球3C數(shù)碼類的鋰電池出貨量為50GWH，同比增長17%。預計到2025年全球3C數(shù)碼類的鋰電池出貨量為94.6GWH，2030年全球3C數(shù)碼類的鋰電池出貨量為215.8GWH。

2020年全球鋰電池設備市場規(guī)模為532億元，同比增長4%。預計到2023年，全球鋰電池設備市場規(guī)模將達912億元。2020年中國鋰電池設備市場規(guī)模265億元，預計到2023年中國鋰電池設備市場規(guī)模將達512億元。

（2）我的預測

單GWh設備投資

2018年CATL增發(fā)項目的單GWh設備投資金額為2.8億元，2020年定增對應項目的單GWh設備投資為2.1億元左右?？紤]到鋰電設備國產化替代加快，以及高端設備的不斷推出，預計未來單GWH設備投資金額下降幅度將收窄。

2021年6月初，在2021中航鋰電全球合作伙伴大會上，中航鋰電提出2025產能規(guī)劃為300GWh。中航鋰電副總經理耿言安透露，按照規(guī)劃，要是實現(xiàn)生產300GWh的產品，意味著中航鋰電未來有超過2000億元的材料訂單，以及400億元的設備訂單。（單GWh設備投資1.3億元）

假設到2025年，單GWh設備投資降至1.5億元左右。

單車帶電量

2020年12月，我國新能源汽車平均裝車電量53.4KWh，其中純電動乘用車和純電動客車單車平均帶電量分別為45.5KWh／輛和220.6KWh／輛。

假設到2025年，平均單車帶電量提升至70KWh。

按照2025年全球1755萬輛新能源乘用車、單車帶電量70KWh的預測，對動力電池的需求量為1229GWh。按照1GWh投資1.5億元測算，鋰電設備的總產值在1840億元左右，其中國內預計在900億元左右。

小結，5年后，到2025年，鋰電設備行業(yè)大概有3倍左右的增長空間。

三、競爭格局

（一）龍頭企業(yè)

1、前段設備：浩能、新嘉拓、雅康

涂布機是前段核心設備，目前與國際一流存在技術差距。前段設備對電芯性能影響較大，雖然國產化程度不斷加深，但國產設備在效率、精度、穩(wěn)定性等方面與國外還存在一定差距，決定電池一致性及品質的涂布機尤為明顯，目前高端涂布機仍然大量依賴進口。攪拌機國產率較高，尤其小容量攪拌機基本實現(xiàn)國產化，輥壓機的國產化率已達80%以上。一直以來，以涂布機為核心的鋰電池前段設備，在技術和市場方面長期被日韓企業(yè)所壟斷（日本東麗、日本井上、日本平野等）。盡管國產涂布機的產品性能近年來已經不斷提升，但在設備的穩(wěn)定性、涂布精度、涂布效率和自動化等方面與進口設備還存在一定的差距。

2015年開始，國內領先的電池廠倒逼涂布設備追趕國際最高水平，浩能、新嘉拓、雅康脫穎而出。之后浩能被科恒股份收購，新嘉拓被璞泰來收購，雅康被贏合科技收購。

2019年，我國國產涂布機在全國市場中的份額占比約為82%，但高端產能快速擴張的主力選擇仍然是國外產品。

2、中段設備：先導智能、贏合科技

（1）先導智能在卷繞機市場占有率突出，贏合卷繞機緊隨其后

先導智能主打中段、后段（泰坦）和部分整線業(yè)務，在高強度研發(fā)下持續(xù)保持技術領先。

先導智能卷繞機已進入國際第一梯隊，國內市場份額絕對領先。2018年國產鋰電卷繞機市場份額排名前五企業(yè)市場份額占比超過90%，其中先導智能遙遙領先，市場占比超過60%。

贏合卷繞機緊隨其后，高端卷繞機斬獲LG訂單。2018年同電池企業(yè)LG化學簽訂了采購協(xié)議，負責提供19臺MAX品牌的圓柱電池卷繞機設備，供南京LG的9/10號線，卷繞機單價400萬左右，顯著高于市場平均價格200-250萬。本次采購的MAX品牌采用六伺服直驅，實現(xiàn)了超精密控制、高速、超薄膠紙無泡貼膠、前置入片糾偏等功能，卷繞機性能指標對標日韓產品，效率上達到33pmm，較16年的18-20ppm提升明顯，設備尺寸為全球最小，同時在張力控制、除塵系統(tǒng)、長時間無需換料等方面具有明顯的技術亮點，預計能開拓大量國內外高端客戶。公司2018年11月公告將在波蘭設立鋰電設備子公司以加強海外市場拓展，后期有望在歐洲市場有所突破。

先導和贏合均開展了整線業(yè)務，但先導自制率已提升至95%，使得擴展客戶的同時盈利能力能夠較好維持。

（2）超業(yè)、佳的、格林晟占據60%-70%疊片機市場

行業(yè)積淀較深的疊片傳統(tǒng)公司超業(yè)、佳的、格林晟占據60%-70%疊片機市場，但是大部分公司規(guī)模體量相對較小，想要匹配未來軟包動力電池市場的發(fā)展，將面臨大型鋰電設備上市公司的沖擊。

贏合科技針對性的對于疊片設備的研發(fā)進行集中攻關，成功研發(fā)了模切疊片一體設備，已經開始逐步導入到國內多家主流電池企業(yè)應用，實現(xiàn)快速穩(wěn)定、連續(xù)生產。

先導智能從2017年開始做疊片機，憑借大力研發(fā)投入，在國產疊片機領域已位于前列，并獲得部分客戶的訂單。

3、后段設備：杭可科技、泰坦新動力、利元亨

后端設備的龍頭公司是杭可科技、泰坦新動力、利元亨。

隨著下游動力電池企業(yè)生產和技術要求的提升，牢牢掌握化成分容核心研發(fā)能力的杭可科技等企業(yè)脫穎而出，在自動化程度、檢測精度、高溫加壓等方面超越其他對手，且基于充放電設備（后段最關鍵單機，也是化成分容的主體）逐步集成pack、自動化倉儲物流等，贏得了越來越多的海外客戶訂單，盈利水平穩(wěn)中有升。相比之下，Pack業(yè)務偏多的星云股份的業(yè)務和盈利能力則受到侵蝕。

單就充放電設備來講，當前技術先進性的標準取決于自動化程度、檢測精度、充放電電流大小、能量回收功能、針對軟包電池的高溫加壓功能等。杭可目前的技術水平領先國內企業(yè)，比肩國外優(yōu)秀水平，尤其是高溫高壓技術為國內企業(yè)首創(chuàng)。杭可科技也以總包方式銷售全自動后處理系統(tǒng)生產線（含充放電設備和自動化物流線）。

某機構測算，2016-2018年，杭可的市場占有率分別為20.23%、22.72%、20.01%，在業(yè)內處于領先位置。

我的測算：根據智研咨詢的數(shù)據，2020年中國鋰電池設備市場規(guī)模265億元，假設后段設備占比1/3，其中化成分容占比70%，則2020年化成分容設備市場規(guī)模61.83億元。杭可，2020年充放電設備營業(yè)收入11.05億，占國內化成分容設備市場61.83億的18%。

杭可科技由于技術相較國外技術差距小，出口比例高。2020年，杭可境內和境外營業(yè)收入占比分別為59%、41%，境內和境外毛利率分別為39.62%、61.40%。

杭可、泰坦、利元亨財務數(shù)據比較

泰坦：2019年收入11.5億，利潤3億。2020年收入5.8億，下滑嚴重，虧損1億，虧損嚴重。

杭可：2019年營收13.13億，凈利潤2.91億。2020年營收14.93億，營業(yè)成本7.7億，財務費用-0.1億，管理費用1.42億，研發(fā)費用1.04億，信用減值損失（應收賬款計提壞賬）+資產減值損失0.55億，凈利潤3.72億。

利元亨：2019年營收8.89億，凈利潤0.93億。2020年營收14.3億，營業(yè)成本8.82億，財務費用0.31億，管理費用1.59億，研發(fā)費用1.64億，信用減值損失（應收賬款計提壞賬）+資產減值損失0.31億，凈利潤1.41億。

從財務數(shù)據的角度：杭可貌似全面優(yōu)于利元亨，毛利率高，營收接近的情況下，杭可管理費用低，財務費用低，不良計提更充分，利潤明顯高。同時，杭可貌似遠優(yōu)于泰坦。

（二）短期格局：設備龍頭綁定大客戶，短期地位穩(wěn)固

下游電池大客戶產能提升直接拉動上游設備商收入增長。總體來看，脫穎而出設備商的下游客戶均為行業(yè)領先的電池企業(yè)。

先導的卷繞機等產品定位高端，大客戶相對集中，CATL、ATL等一線電池龍頭占比高。

贏合的鋰電設備種類豐富，率先開展整線業(yè)務模式，前期客戶相對分散，除傳統(tǒng)大客戶國軒，2018年主動加強了CATL（中標涂布機）、LG化學（中標卷繞機）等一線電池企業(yè)客戶拓展，并與CATL、LG、國軒、比亞迪、孚能科技等客戶陸續(xù)簽訂合同，但整體中標體量及份額低于先導。

杭可主營后段鋰電設備，與國外技術差距小。目前第一個大客戶LG化學，杭可在LG化學的份額高達60%以上。

科恒股份子公司浩能專注于前段涂布機、輥壓、分切等設備，據說目前寧德時代一半的涂布機都是浩能的。

（三）長期格局：鋰電設備行業(yè)集中度會繼續(xù)提升

1、下游大客戶集中度提升

動力電池整體產能過剩，但高端產能不足，鋰電龍頭企業(yè)的行業(yè)集中度高。

2020年，全球動力電池裝機量為137 GWh。其中，寧德時代以34GWh的裝機量，成為全球最大動力電池企業(yè)，全球市場份額為24.82%；LG新能源以31GWh 的裝機量，位居全球第二，市場份額為22.63%；日本松下以25GWh的裝機量位居全球第三，市場份額為18.25%。前三強的市場份額集中度在提高，從2019年的62.4%升至65.2%。

2020年，比亞迪裝機量為10GWh，同比下滑14%，排位從2019年的第四位降至2020年的第五位。

2020年，國內動力電池裝機量63.6GWh，寧德時代在中國范圍內裝機量31.79GWh，比亞迪9.48GWh，和比亞迪兩家裝機量占國內比例65%。

下游動力電池企業(yè)集中度提升，帶動上游設備企業(yè)集中度提升，順理成章。以先導智能為例，2017年對CATL銷售額為6.16億元，占設備業(yè)務總營收的34%；2018年CATL中標訂單金額占比可能達到45%-50%；2020年對CATL銷售額可能為15.71億元，占鋰電設備總營收32.38億的49%。

2、設備企業(yè)橫向整合加速，多工序集成設備成為亮點產品

鋰電設備企業(yè)通過收購可以快速獲得新技術或者強化現(xiàn)有技術和市場。例如先導2017年完成并購泰坦后實現(xiàn)了后段設備的覆蓋；贏合在2016年收購雅康，增厚原有涂布機業(yè)務優(yōu)勢；科恒股份繼前期完成并購浩能后，2019年3月公告并購誠捷（卷繞）及譽辰（中后段自動化設備）。

多工序集成設備成為亮點產品，提升產線自動化率。技術積累較好的企業(yè)如先導和贏合近幾年分別推出了激光切卷繞一體機（模切機及卷繞機集成）及涂輥分一體機（涂布、輥壓及分切機集成）等產品，競爭優(yōu)勢明顯，具體體現(xiàn)在：節(jié)省空間提高效率（占地面積更小，減少收放卷及上下料耗時）、降低人力成本及原材料損耗（自動化率提升）。例如贏合的涂輥分一體機產品可以24小時不停機，人工成本降低50%，空間利用率提高30%，減少收放卷上下料時間50%，原材料的損耗可減少2%以上。

3、海外設備商逐漸喪失國內份額，高端國產設備替代取得突破

海外領先設備供應商正在逐漸喪失國內的市場份額，這一趨勢還會繼續(xù)持續(xù)。以前段設備商平野為例，2015-2017年日本本土、北美等地區(qū)的銷售收入在上升，而除日本之外的東亞地區(qū)收入卻在下降，占比從57%下降至41%。究其原因主要有三個方面：首先，從固定資產增速來看，海外設備供應商的產能擴張明顯更慢，CKD和平野的固定資產增速最高只有20%，某些年份甚至基本沒有增加，而先導和贏合增速在15%以上甚至在2018年達到70%多；其次，由于鋰電設備定制化程度高，售后服務及響應是設備廠商重要的競爭力，需要企業(yè)投入相應的人力以支持業(yè)務擴張帶來的售后需求增加，先導和贏合在2013年員工數(shù)量還和平野相當，但4年之后分別達到了平野的10倍和7倍，海外設備上人員增長之緩慢顯然無法滿足日益增長的中國客戶需求；最后，國內龍頭正在持續(xù)的研發(fā)追趕，先導和贏合在2013年研發(fā)投入還只有CKD的1/3，2017年研發(fā)投入已經達到CKD的3倍，且研發(fā)投入占比和研發(fā)人員數(shù)量也一直維持在較高水平。

從實際市場表現(xiàn)來看，中、后段設備國產化替代取得突破，龍頭設備企業(yè)份額有望進一步增長，比如比亞迪前期設備以進口為主，2018年開始逐步采用國產設備（卷繞：先導；化成分容：泰坦、杭可、擎天）。

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