2016/12/9 10:24:15来源:中国产业发展研究网【字体:】【收藏本页】【打印】【关闭】
极片制造是电池制造的关键工艺,锂电池制造的前端设备是核心。按照 生产流程,电池制造设备可分为前端设备、中端设备和后端设备,前端 设备是电池制造的核心设备,关乎整条生产线的质量,中后端设备相对 简单、技术方面的要求不高。按照制造流程,锂电池制造分为极片制作、电芯 组装、电芯激活检测和电池封装四个工序段。其中,极片制造是电池制 造的关键。极片制作包括正极片和负极片制作,主要环节包括搅拌、涂布、辊 压、分切、制片、极耳成型等工序,是电池制造的关键工艺,对极 片制造设备的精度、稳定性、自动化水平和生产效率等要求很高;电芯组装工艺最重要的包含卷绕或叠片、电芯预封装、注电解液等工序, 对精度、效率、一致性要求很高;电芯激活检测工艺最重要的包含电芯化成、分容检测等;电池封装工艺包括对构成电池组的单体电池来测试、分类、串并 联组合,以及对组装后的电池组性能、可靠性测试。
热辊压机逐步成为锂电池极片制造的趋势。随着新型锂电池的高标准要 求,电池本身的发展极其迅速,各种新型的电池材料对辊压工序的要求 也慢慢变得高,从而推动辊压设备的更新换代。电池极片辊压设备在短短 二十年中经历了传统的平板压制冷辊压热辊压的技术变化。目前平板压制技术已被市场淘汰;冷辊压技术发展时间比较久,技术成熟并已实现大规模生产,是目前 市场的主流;新生的热辊压技术是采取对加工材料预加热,以高精度温度控制的 加热辊对加工材料来辊压加工的技术。相较冷辊压技术,有着降 低加工压力、减少电池材料损伤、提高循环寿命、减少极片反弹约 50%、提升电池的体积密度、提高循环寿命、吸收辊压过程中的热 量、提高电池一致性、减小了电池内阻约 9%等诸多优势。通过精 确的温度控制,加热辊压技术能够很好的满足高分子材料或电池极片厚度 的精度要求,大幅度的提升电池的一致性和安全性。因此加热辊压技术 是未来辊压技术的发展方向。
辊压机市场增长的动力大多数来源于动力电池扩产、电池更新换代、锂电池 储能市场兴起等对设备的需求。锂电设备的市场需求与锂电池行业发展 息息相关,过去几年全球锂电池产量保持迅速增加,根据高工锂电产业 研究所(GBII)统计,2015 年中国锂电生产设备产值达到 78 亿元(不 含进口设备),同比 2014 年 38 亿元的产值增长了 105.3%。2016 年锂 电设备市场规模预计在 130 亿以上,同比增长 66.7%;到 2020 年锂电 设备市场规模 356 亿元,国产设备产值将达到 285 亿元,国产设备占 比提高到 80%。极片辊压机作为锂离子电池生产的关键设备,目前中国 在用的辊压机就有 2000 余套,据中国化学与物理电源行业协会统计, 2011 年至今电池行业对电池极片辊压设备的需求量平均每年为 300 台 套左右。随着锂电池行业规模的迅速增加以及国家对新能源产业促进政 策逐步推出,辊压机市场需求未来几年将继续保持快速增长,驱动力主 要来自动力电池扩产、电池更新换代、锂电池储能市场兴起等对设备的 需求。
“十三五”期间,电动汽车产业将继续处于快速成长通道,产能扩 建是未来几年辊压机需求量开始上涨的主要动力。2016 年 3 月,国务院 政府工作报告中明白准确地提出“全力发展和推广以电动汽车为主的新能 源汽车,加快建设城市停车场和充电设施”,这在某种程度上预示着从国家层面对 新能源汽车产业的扶持,电动汽车将继续作为新能源汽车发展的主 力引领行业发展。根据国务院印发的《节能与新能源汽车产业发展 规划(20122020 年)》,到 2020 年,纯电动汽车和插电式混合动 力汽车生产能力达 200 万辆、累计产销量超过 500 万辆。截止 2015 年底,我们国家新能源汽车的存量还不到 50 万辆,因此能预期“十 三五”期间,我们国家新能源汽车产业将继续处于快速成长通道,潜力 巨大。在政策的驱动下,国内动力电池厂商也纷纷加速扩产,预计 到 2016 年底国内主流动力电池厂商的产能将达到 33.44Gwh,是 2015 年底总产能的 1.76 倍,锂电池有突出贡献的公司比亚迪规划在今后每 年新增 6Gwh 的产能,其他动力电池企业也持续布局,大量新建产 能是短期内辊压机设备需求量开始上涨的主要驱动力。
锂电池的升级换代使辊压机的需求得到持续。目前锂电池主要使用在在消 费电子和电动汽车领域,这两个应用市场的共同特点是产品更新换代 , 从而对其上游的设备也提出了一直更新的需求。辊压机的理论常规使用的寿命 在 20 年以上,但由于锂电池生产技术、原材料性能、产品用途不断进 步,所以其更新换代周期远小于其常规使用的寿命周期,因此持续的更新换代 需求使辊压机市场在未来 10 年内都将处于不饱和状态。 辊压机在其他应用领域的市场将渐次打开。目前锂电池极片辊压机主要 用于消费电子、动力电池等领域,未来工业储能、风电等领域具有较大 应用价值。另外,超级电容、高分子材料等跨行业领域也具有较大的应 用价值。
锂电池在储能市场有待大规模应用,带动辊压机市场需求。目前锂 电池主要使用在在消费电子、动力电池等领域,储能市场还主要是采用 铅蓄电池,应用在通讯基站和数据中心等,规模比较小,但从潜 在的应用市场来看,应用空间较大。储能锂电池发展的驱动力主要 来自政策扶持、锂电池性价比提升和储能技术进步,根据《太阳能 利用十三五发展规划征求意见稿》(2015.12),到 2020 年底国内分 布式光伏累计装机达 70GW,未来 5 年年化增速超过 50%,另外通 信基站小型化也将拉动储能锂电池市场需求,因此未来储能领域对锂电池的大规模使用也将带来辊压机的大量需求。
现阶段,冷辊压技术已趋向于成熟,市场之间的竞争渐趋激烈。国内有纳科 诺尔、七星华创、海裕锂能、海裕百特、邵阳达利、康正、朝阳机械、 浩能、誉嘉、光环、兰格赢合等 11 家供应商进行类似产品的生产和销售, 但除纳科诺尔以外,国内其他厂商基本都处于仿制状态。国外厂商例如 日本日立、大野(ONO)、韩国 PNT 和 CIS、德国 BREYER 等公司, 以其优异的产品质量占据最高端市场,但由于产品价格高昂、对原材料 要求苛刻、售后服务不及时以及对中国的技术保密等原因,市场占有率 呈下降趋势。 目前,国内中高端极片辊压机市场基本由纳科诺尔及一些日韩厂商分割, 但国产设备供应商具有地域、成本等优势。近三年来,纳科诺尔的辊压 机销量持续占据国内市场的第一位,是国内锂电池极片辊压机有突出贡献的公司。