锂电池设备行业专题报告：设备技术构筑竞争壁垒，整线和专一双模式扩张各领风骚.pdf

敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 特别声明： 作者保证本报告中的信息均来源于合规的渠道，研究逻辑力求客观、严谨；报告的结论是在独立、公正的前提下得出，并已经清晰、准确地反映了作者的研究观点。除特别声明的情况外，在作者知情的范围内，本报告所研究的公司与基业常青经济研究院及作者无直接利益相关。特此声明。 研究副总监：谭潇刚 中国科学技术大学博士，知名券商背景，兼备理工/金融复合背景和跨一、二级市场研究视角；专注新能源汽车产业链，深度挖掘锂电池材料、回收、设备等细分领域机会。 电话：0755-83068383-8033 E-mail:tanxiaogangjiyechangqing 感谢实习生陈鹏飞对本报告的贡献 基业常青经济研究院携国内最强大的一级市场研究团队，专注一级市场产业研究，坚持“深耕产业研究，助力资本增值，让股权投资信息不对称成为历史”的经营理念，帮助资金寻找优质项目，帮助优质项目对接资金，助力上市公司做强做大，帮助地方政府产业升级，为股权投资机构发掘投资机会，致力于开创中国一级市场研究、投资和融资的新格局！ 行业报告 Page 1/25 行业深度研究报告 新能源行业 锂电池设备行业专题报告 推荐 （首次评级） 2018年8月22日 设备技术构筑竞争壁垒，整线和专一双模式扩张各领风骚 市场空间：设备是锂电智能制造的关键，2020 市场空间将达 330 亿 锂电池制造工艺繁复，锂电设备的质量对电池性能和电池生产的经济效益影响巨大：锂电设备的制造涉及前、中、后段数十道工序，而各个工序的高效实现都依赖各类锂电设备。在“安全+高能”的电池性能要求和电池厂对经济效益诉求的双驱动下，质量上乘的锂电设备将会受到下游电池厂更多的青睐。 智能制造引领锂电设备走向自动化和智能化。2015年，我国发布了中国制造2025，提出了智能制造的总体规划；而实现智能制造的必要条件便是普及自动智能化的设备和系统，因此锂电设备的自动化和智能化将是未来设备技术升级的重要方向。 新能源汽车需求拉动下，锂电池产能扩张迅速，以CATL为首的11家大型锂电厂未来三年规划年产能增量合计超过140GWh。综合考虑动力、消费和储能锂电设备空间，我们预测到2020年我国锂电设备需求有望达330亿元,三年复合增长率为24.39%。 核心竞争力：锂电设备行业竞争加剧，核心技术构筑壁垒 现在的锂电设备市场的角逐者主要分为三类：始终专注于锂电设备的国内老牌企业、半道切入锂电设备的新进入者以及国外技术领先的设备公司。在多方力量的角逐下，锂电设备行业竞争加剧，而其中技术壁垒相对较低的后段设备的企业竞争更加激烈。 设备技术构筑了锂电设备企业核心竞争优势：在不断加剧的行业竞争中，只有掌握核心技术的企业才可能脱颖而出。具体而言，技术差异主要体现在设计出图、制造工艺和加工精度等方面，而设备性能指标则包含加工速度、自动化程度、良品率等。 竞争格局：锂电设备扩张路径多元化，整线和专一双模式各领风骚 国内单一锂电设备领域空间有限，以市场规模最大的涂布机行业为例，预计2020年其国内市场空间也不足60亿元。因此在“体量增长扩营收”和“规模效应控成本”的目标驱动下，“扩张”自然成为了锂电设备企业发展的主旋律。 整线化纵向扩张具有交付周期短、客户黏性高、规模效应显著的优势，适合资金实力较强的企业。同时，整线化设备供应商还能够在产线方案设计上拥有更高的主动权，因此方案设计有望成为整线设备商的未来利润增长点之一。 深耕单一设备，横向扩张实现下游的多领域运用，规避新设备开发风险。凭借单一领域的专注投入，该类企业更容易在细分领域取得技术突破，进而拥有一定该领域的话语权和定价权，同时也规避了新类型设备的开发风险。 阶段化扩张路径是介于纵向整线扩张和横向多领域扩张之间的折中发展路径，既可以规避整线扩张带来的资金压力，也降低了单一业务的经营风险。 投资策略：看好细分领域技术领先或者具备整线化潜力的设备供应商 在非上市的锂电设备企业中，我们更看好两类：一是在细分设备领域的技术领跑者；二是拥有整线化潜力的设备供应商。据此我们推荐关注2家新三板挂牌企业： 联赢激光（833684）：深耕精密焊接领域的锂电设备龙头 纳科诺尔（832522）：国内领先的辊压设备供应商 其他建议关注的企业：阿李股份、时代高科、科锐机电等三家非上市企业 风险提示： 政策调整；技术进步不及预期；下游行业进入洗牌期。 敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 行业报告 Page 2/25 内容目录 1 设备是锂电智能制造的关键，2020 市场空间有望突破 300 亿 . 4 1.1 锂电池制造工艺繁复，优质设备可显著提高电池性能和经济效益 . 4 1.2 智能制造政策框架明晰，推动锂电池制造不断走向智能化 . 6 1.3 需求拉动锂电设备行业高速增长，预计 2020 年市场规模可达 330 亿 . 8 2 锂电设备行业竞争加剧，核心技术构筑壁垒 . 10 2.1 国内外设备企业角逐市场，后段锂电设备面临更激烈竞争 . 10 2.2 设备技术构筑行业竞争壁垒，把握核心技术方可立于不败 . 13 3 锂电设备扩张路径多元化，整线和专一双模式各领风骚 . 14 3.1 国内单一锂电设备空间有限，业务扩张是企业发展的关键 . 14 3.2 实施锂电设备业务的纵向扩张，打造整线化设备供给能力 . 16 3.3 深耕单一设备的需求端横向扩张，立足领先技术打通多个下游领域 . 18 3.4 实现业务小范围延伸，建设阶段化锂电设备供给能力 . 19 4 投资策略 . 20 4.1 联赢激光（833684）：深耕精密焊接领域的锂电设备龙头 . 21 4.2 纳科诺尔（832522）：国内领先的辊压设备供应商 . 21 4.3 其他建议关注的优秀锂电设备企业 . 22 4.3.1 阿李股份：具有整线化潜力的锂电设备佼佼者 . 22 4.3.2 时代高科：国内锂电隧道干燥设备的领跑者 . 23 4.3.3 科锐机电：国内一线的搅拌设备制造商 . 23 5 风险提示 . 24 敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 行业报告 Page 3/25 图表目录 图表1 锂离子电池与其他电池性能比较 . 4 图表2 锂电池制造工艺流程 . 4 图表3 锂电池制造涉及的主要工艺、设备及其功能 . 5 图表4 我国新能源汽车补贴政策着力于推动高续航里程（单位：万元/辆） . 5 图表5 前、中、后段设备对电池性能和经济效益的主要影响 . 6 图表6 我国智能制造政策框架体系逐渐明晰 . 6 图表7 我国设备行业政策细则不断落地 . 7 图表8 制造业智能化发展历程 . 7 图表9 新能源汽车销量和动力电池装机量增长高度一致 . 8 图表10锂电池需求量逐年走高（单位：GWh） . 9 图表11 下游电池厂纷纷扩产（单位：GWh） . 9 图表12 我国锂电设备市场空间不断放大（单位：GWh） . 10 图表13 通过业务扩张切入锂电设备的代表性上市企业 . 10 图表14 技术领先的日韩锂电设备企业 . 11 图表15 2013-2017年我国锂电设备行业平均毛利率呈走低趋势 . 12 图表16 偏后段锂电设备竞争最为激烈 . 12 图表17 锂电设备的主要技术类别和性能指标. 13 图表18 主要锂电设备的技术性能参数 . 13 图表19 国内外三家领先卷绕设备企业研发费用率对比 . 14 图表20 我国锂电设备的价值量占比 . 15 图表21 我国主要锂电设备的市场空间（单位：万元） . 15 图表22 我国锂电设备企业业务范围扩张的主要动机 . 16 图表23 我国锂电设备企业的三种典型扩张路径 . 16 图表24 整线化设备企业的独特优势 . 17 图表25先导智能和赢合科技的设备达到整线覆盖（含外采） . 17 图表26 锂电设备龙头企业营收规模更大（万元） . 18 图表27 锂电设备龙头企业的团队（人）规模更具优势 . 18 图表28 单一设备跨领域开发企业的独特优势. 18 图表29 单一设备跨领域开发的代表性企业 . 19 图表30 阶段化设备企业的独特优势 . 19 图表31 三种主要阶段化设备的扩张方式 . 20 图表32 两种高度自动化的锂电设备阶段一体化方式 . 20 图表33 联赢激光近几年营业收入情况 . 21 图表34 联赢激光近几年扣非归母净利润情况. 21 图表35 纳科诺尔近几年营业收入情况 . 22 图表36 纳科诺尔近几年扣非归母净利润情况. 22 图表37 阿李股份近几年营业收入情况 . 23 图表38 阿李股份近几年扣非归母净利润情况. 23 敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 行业报告 Page 4/25 1 设备是锂电智能制造的关键，2020 市场空间有望突破 300 亿 1.1 锂电池制造工艺繁复，优质设备可显著提高电池性能和经济效益 近年来，锂电池因高比容量、寿命长、轻量便携和环境友好等优点，广泛运用于下游各个领域，在与铅酸、镍镉等传统电池的市场竞争中优势凸显，日益成为产销量增长最为迅猛的电池产品。2017年中国累计生产111亿只锂离子电池，同比增长31.3%；同年锂电池产值突破1500亿大关，同比增长18%。 图表 1 锂离子电池与其他电池性能比较 电池种类 主要运用领域 主要优点 主要劣势 铅酸电池 动力电池 成本低、工艺简单 重金属污染严重，体积和重量大 镍镉电池 消费电子 内阻小、抗温差好、放电能力强 重金属污染、记忆效应缺陷 镍氢电池 消费电子 放电率高 高温特性差、记忆效应仍有欠缺 锂电池 消费、动力、储能电池 比容量高、寿命长、便携环保 工艺复杂，成本较高 资料来源：赢合科技招股书，公开资料，基业常青 虽然锂电池相比传统电池有着显著的性能优势，但制造锂电池的过程相对繁琐，工艺也比较复杂。以生产环节的先后顺序为划分标准，锂电池制造可以分为三个连续的工艺阶段：前段工艺（极片制作）、中段工艺（电芯组装）以及后段工艺(电芯激活检测和电池封装)。 图表 2 锂电池制造工艺流程 资料来源：公开资料， 基业常青 锂电池制造工艺繁复，最后的出厂的电池包通常需要经过数十道工序的层层加工。回溯历史，在锂电池产业化初期，电池生产高度依赖于人工加工，敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 行业报告 Page 5/25 因此电池在能量密度、一致性和可靠性方面一直存在诸多问题。但随着设备技术的不断升级，前、中、后各个工艺段的锂电池设备相继问世，且加工精度和自动化程度日趋提高，锂电池性能问题也逐步得到改善。 图表 3 锂电池制造涉及的主要工艺、设备及其功能 工序段分类 工艺流程 设备 设备功能 前段工艺 浆料搅拌 搅拌机 把正、负极材料粉末与溶剂混合搅拌为浆状 极片涂布 涂布机 将浆料涂敷在极片上，烘干后制成正、负极片 极片辊压 辊压机 将涂布后的极片压实，提高能量密度 极片分切 分条机 把较宽的整卷极片连续纵切为所需的窄片 极片制片 制片机 可用来完成极耳焊接、贴胶和包胶等工序 极片模切 模切机 将极片冲切成型，用于后续的卷绕或叠片工艺 中段工艺 电芯卷绕 卷绕机 将模切成型的极片卷绕成锂离子电池电芯 电芯叠片 叠片机 将模切完成的单体极片叠成锂离子电池电芯 电芯入壳 入壳焊接设备 将电芯放入电芯外壳(不封口) 电芯烘干 干燥设备 将电芯进行烘烤干燥 电芯注液 注液机 把电解液定量注入电芯中 电芯封装 封装设备 将卷芯放入外壳中（注液前），注液后进行封装 后段工艺 化成、分容 化成柜、分容柜 化成设备将电池充电活化；分容设备是测试电池的容量和其他电性能测试 检测设备 电池测试设备 检测电芯和电池包的相关性能指标 成组、PACK 模组和电池包组装设备 将单体电芯装配成模组，进而组装成电池包 辅助工艺 电芯、模组部件焊接 各类焊接设备 辅助极片制造、电芯封装、电芯PACK等工艺 资料来源：公开资料、基业常青 随着锂电池作为动力输出装置列装新能源汽车，动力锂电池的性能诉求又进一步提升。2017年3月1日，四部委发布促进汽车动力电池产业发展行动方案，指出到2020年，动力电池比能量超过300Wh/kg，系统比能量力争达到260Wh/kg。补贴政策也着力于推动新能源车续航里程和动力电电池能量密度的提高，高续航里程车的补贴显著高于低续航里程车。另一方面，高能量密度要求驱动下，三元材料体系被更广泛采用，使得动力电池安全性的问题日益凸显，诸如特斯拉电池起火等事件已为行业敲响了警钟。 图表 4 我国新能源汽车补贴政策着力于推动高续航里程（单位：万元/辆） 纯电动乘用车历年补贴情况 纯电动续驶里程 R(工况法、公里) R80 80R100 100R150 150R200 200R250 250R300 300R400 R400 2015 / 3.15 3.15 4.5 4.5 5.4 5.4 5.4 2016 / / 2.5 4.5 4.5 5.5 5.5 5.5 2017 / / 2 3.6 3.6 4.4 4.4 4.4 2018 / / / 1.5 2.4 3.4 4.5 5 敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 行业报告 Page 6/25 资料来源：工信部，基业常青 在动力电池“安全+高能”的诉求下，电池厂商也开始寻求动力电池性能改良的方式。除了加强技术研发来设计高性能锂电池外，也开始更多地与上游设备商开展合作，定制高性能非标设备来定向支持各型号电池的制造。通过高端设备的定制，电池厂可以提高锂电池性能并优化自身的生产经营效益。 图表 5 前、中、后段设备对电池性能和经济效益的主要影响 设备序段 电池性能 经济效益 安全性 能量密度 生产效率 生产合格率 前段设备 中段设备 后段设备 资料来源：锂电企业家峰会，市场调研，赢合科技招股说明书，基业常青 锂电池制造过程中的各个工序段设备均能显著影响电池性能，但具体影响不尽相同。对于电池安全性而言，中段和后段设备的作用更大，如果用于电芯组装的中段设备质量不合格，很容易导致漏液的情况发生；而后段的模组和PACK设计不合理也会导致电池包的散热较差，影响锂电池的正常运作。对于能量密度的威胁则主要存在于前段设备和后段设备：前段设备的涂布密度和辊压压实程度会影响极片集流作用；而在后段电池包的集成过程，封装设计不合理也会导致能量密度产生较大的内部损耗。此外，生产效率和良率有明显的“木桶效应”，即取决于生产流水线中效率和良率最低的工序，因此锂电池生产中各个工序的设备都可以显著影响电池制造商的经济效益。 锂电池设备是改良电池性能和提升电池厂经营效益的重要一环，因此我们认为优质锂电池设备未来有望迎来持续放量，以满足下游核心需求：更优的电池性能和更高的经济效益。 1.2 智能制造政策框架明晰，推动锂电池制造不断走向智能化 我国政府于2015年正式发布中国制造2025，强调要以智能制造为主方向来升级我国现有制造业，并以此为大纲发布了一系列智能制造的方针政策来大力推进我国制造业的自动化和智能化；2015年以来，我国有关单位相继发布国家智能制造标准体系建设指南（2015年版）、智能制造发展规划（2016-2020年）、智能制造综合标准化与新模式应用项目管理工作细则等政策细则指导和推动智能制造的发展。具体到锂电池制造本身，它作为我国重点扶持的新能源制造业，未来必然会朝着自动化和智能化的方向发展。 图表 6 我国智能制造政策框架体系逐渐明晰 时间 参与单位 政策/文件名称 2015-12 工信部、国家标准委 国家智能制造标准体系建设指南（2015年版） 敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 行业报告 Page 7/25 2016-09 工信部、发改委 智能硬件产业创新发展专项行动（2016-2018年） 2016-12 工信部、财政部 智能制造发展规划（2016-2020年） 2017-11 工信部 高端智能再制造行动计划（20182020年） 2017-12 工信部、中国工程院、中国科学技术协会、中国企业联合会、中国科协智能制造学会 中国智能制造绿皮书（2017） 2018-03 工信部 智能制造综合标准化与新模式应用项目管理工作细则 资料来源：政府网站，工信部，基业常青 智能制造的实现需要实现“四化”：设备自动化、生产精益化、管理信息化和人员高效化，以持续推进我国工业化和信息化的深度融合；其中自动化的设备和系统便是我国需要实现智能制造所需的重要一环。为大力推动我国智能制造设备行业的发展，工信部连续三年发布首台（套）重大技术装备推广应用指导目录。可以预见，锂电设备作为高端装备行业的典型代表会持续享受政策利好，保持高速增长。 图表 7 我国设备行业政策细则不断落地 时间 参与单位 政策/文件名称 2015-03 工信部 首台（套）重大技术装备推广应用指导目录（2015年版） 2016-08 工信部、国家质检总局、国家国防科工局 促进装备制造业质量品牌提升专项行动指南 2016-08 工信部、国家质检总局、国家标准委 装备制造业标准化和质量提升规划 2017-01 工信部 首台（套）重大技术装备推广应用指导目录（2016年版） 2018-01 工信部 首台（套）重大技术装备推广应用指导目录（2017年版） 2018-02 工信部 重大技术装备进口税收政策有关目录（征求意见稿） 资料来源：政府网站，工信部，基业常青 在政策的强力驱动下，自动化和智能化的设备得到了越来越广泛的应用，制造业的生产效率和产品良率也得到大幅的提升。具体来看，我国锂电池制造业目前位于初级智能和恒定智能阶段之间，而锂电池平均良率已经接近90%。未来在智能制造的大趋势下，我国锂电池的制造还将进一步减少人工比例，以自动化和智能化的方式不断提升生产效率和良率。 图表 8 制造业智能化发展历程 智能化阶段 网络连接 智能功能 制造合格率 无智能 无单机生产网络连接 手工抄写记录数据 小于80% 敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 行业报告 Page 8/25 初级智能 设备网络互联、互通 产能、质量统计，设备诊断，产品追溯 小于90% 恒定智能 设备网络互联、互通、互操作 工序闭环，质量反馈，失效模式分析 小于95% 开放智能 设备网络互联、互通、实时互操作 质量自完善，物料、产能自平衡，柔性生产 99% 资料来源：公开资料，锂电企业家峰会，基业常青 1.3 需求拉动锂电设备行业高速增长，预计 2020 年市场规模可达330 亿 在国家能源战略的指导规划下，2014年以来新能源汽车相关政策集中出台，伴随着动力电池技术的不断进步，整个产业链进入高速发展期。2014-2017四年间，新能源汽车销量平均复合增速达157.77%；而同期动力电池装机量复合增速更是达到了160.54%，二者呈现出了高度一致的增长态势。未来在下游新能源汽车旺盛产销的带动下，动力电池需求有望持续增加。 图表 9 新能源汽车销量和动力电池装机量增长高度一致 资料来源：中汽协，高工锂电，基业常青 2017年4月三部委发布汽车产业中长期发展规划，对未来10年我国新能源汽车行业的发展做出了明确规划：到2020年，新能源汽车年产销达到200万辆。以此为基础，考虑到动力电池组系统能量密度的提升，以及新能源乘用车占比大幅上升的趋势，我们预测到 2020 年动力电池出货量将超过120GWh；考虑消费电池和储能电池后，2020 年锂电池市场有望突破 160GWh。 0%50%100%150%200%250%300%350%400%01020304050607080902012 2013 2014 2015 2016 2017 2018Q1新能源汽车销量（万辆） 动力电池装机量（GWh）新能源汽车销量增速 动力电池装机量增速敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 行业报告 Page 9/25 图表 10 锂电池需求量逐年走高（单位：GWh） 资料来源：中汽协，新能源汽车蓝皮书，基业常青 在动力电池需求量不断走高的大背景下，各个电池厂商纷纷进行扩产以提升市场份额。此外，2016年11月工信部发布了汽车动力电池行业规范条件（2017年）（征求意见稿），明确规定了锂离子动力电池单体企业年产能最低门槛为 8GWh，相比之前汽车动力蓄电池行业规范条件所规定的0.2GWh有了显著提升。在市场需求和政策引导的双驱动下，许多电池厂商加快扩产节奏；未来三年，以宁德时代为首的十一家大型电池厂商供给产能扩建规模预期将超过 140GWh/年。 图表 11 下游电池厂纷纷扩产（单位：GWh） 资料来源：市场调研，高工锂电，OFweek锂电网，基业常青 作为典型的制造产业，锂电池产能扩张直接对应厂房和设备的增加，因而下游电池厂的产能“军备竞赛”带来了巨大的锂电设备需求。锂电设备的需求主要来源于两部分：下游电池需求增量带来的新设备需求，以及落后产能替换升级。考虑到我国动力电池产能利用率不高、电池能量密度上升和单位电池出货量对应的设备成本下降，我们测算到 2020 年国内锂电池设备需求可达 330 亿元，2017-2020 年复合增长率为 24.39%。 0204060801001201401601802002016 2017 2018 2019 2020储能电池 动力电池 消费电池01020304050602020前新产能（GWh） 现有年产能（GWh）敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 行业报告 Page 10/25 图表 12 我国锂电设备市场空间不断放大（单位：GWh） 资料来源：第二届中国消费电子先进电池技术论坛高工锂电，市场调研，高工锂电，基业常青 2 锂电设备行业竞争加剧，核心技术构筑壁垒 2.1 国内外设备企业角逐市场，后段锂电设备面临更激烈竞争 锂电池设备制造属于非标设备定制行业，近年来因行业需求大、毛利率相对较高而吸引了不少企业进入锂电池设备行业。目前，我国锂电池设备行业平均毛利率超过 30%，业内企业总数达数百家。除了先导智能、赢合科技和星云股份等国内老牌锂电设备企业外，许多公司如大族激光、正业科技等通过强大的资本实力和技术积淀，将业务拓展至锂电设备领域，而这些新进入者的不断涌现也带来了行业供给的持续增加。 图表 13 通过业务扩张切入锂电设备的代表性上市企业 股票代码 公司简称 切入时间 切入领域 切入方式 300693 盛弘股份 2012 电池化成检测设备 基于积累的储能变流器双向变流技术，推出了电池化成及检测设备 002008 大族激光 2015 涂布、注液、焊接、成组和PACK 利用自身在焊接领域的优势，快速切入锂电领域；2013开始锂电涂布和其他设备的研发 300410 正业科技 2015 检测设备 凭借在PCB检测的技术沉淀，切入锂电检测设备 002371 北方华创 2015 搅拌、涂布、辊压、分切、卷绕 自2013年以来开始进行锂电相关设备研发，借助在半导体装备的制造经验，切入锂电领域 资料来源：公司公告，公司官网，高工锂电，基业常青 此外，虽然锂电设备的国产化率在逐年提高，但以日韩为主的锂电设备37.44%15.93%20.80%0%5%10%15%20%25%30%35%40%0501001502002503003502017 2018 2019 2020储能电池设备 动力电池设备 消费电池设备 设备需求增速