摘要：锂电池由正极材料、隔膜、电解液和负极材料四大关键材料构成，是指依靠锂离子在正负极之间移动来实现充放电的二次电池，具备能量密度较高、使用寿命较长、重量较轻等特点，系当今最主流的能量储存方式之一，广泛应用于新能源汽车、储能、3C 产品等众多领域；锂电池根据形态可以
锂电池由正极材料、隔膜、电解液和负极材料四大关键材料构成，是指依靠锂离子在正负极之间移动来实现充放电的二次电池，具备能量密度较高、使用寿命较长、重量较轻等特点，系当今最主流的能量储存方式之一，广泛应用于新能源汽车、储能、3C 产品等众多领域；锂电池根据形态可以分为圆柱、软包、方形及其他锂电池，根据下游应用可以分为消费电池、动力电池与储能电池等。
由于锂电池生产过程的工序复杂性、材料特殊性与多元性、工艺参数敏感性与高标准，且生产流程涉及 30 多道工序，需多种设备配套完成，因此锂电设备系锂电池生产流程中的必要装备，其如精度、稳定性等工艺水平及其运行情况直接影响锂电池的性能及质量，系决定锂电池品质的关键因素之一。
锂电池的生产可分电芯制造和模组/PACK 两大环节，其中电芯制造包含极片制作（前段）、电芯装配（中段）和电芯激活测试（后段）三大工序。根据在锂电池生产环节中应用情况，锂电设备可分为前段设备、中段设备、后段设备以及模组/PACK 设备。
从价值量来看，锂电池生产前段、中段、后段设备成本占比分别为 35%、35%、30%，均在生产环节中占据基本同等重要地位。
1、锂电设备行业发展现状
锂电池生产可分为前中后三段，前段为极片制作环节，通过正负极材料的搅拌制浆、涂布、辊压、分切等工序制作出表面涂覆有正负极材料的极片，中段为电芯装配环节，将前段环节制作的极片加入隔膜后通过卷绕叠片、电芯封装与注入电解液等流程装配电芯，后段为电化学环节，包括化成、分容、电池组组装等工序。
（1）锂电池行业市场规模
近年来锂电池市场需求持续增加，出货量逐年上升。根据 GGII 调研统计，2022 年度中国锂电池市场出货量 658GWh，同比增长 101%，增速较快，其主要原因为 2022 年中国新能源汽车产量 705.8 万辆，同比增长 96.9%，海外新能源汽车产量超 400 万辆，带动国内动力电池出口增加；同时，储能电池也受海外市场带动，出货达到 130GWh，同比增长 171%。
2023 年度上半年中国锂电池市场出货量为 380GWh，同比增长 36%，主要原因系 2023 年度上半年中国新能源汽车销量 374.7 万辆，同比增长 44.1%，带动中国动力电池出货量达到270GWh，同比增长 33%；此外，电力储能、工商业储能受国内政策带动，同比保持高速增长，带动中国储能电池出货量达到 87GWh，同比增长 67%。
根据 GGII 预计，2021-2025 年中国锂电池市场年复合增长率将达到 53.3%，2025 年中国锂电池出货量将达到 1,805GWh。锂电池应用领域广泛，根据应用场景的不同，可分为动力电池、储能电池和消费电池三大类。得益于近年来新能源汽车、储能及消费电子等下游市场的快速发展，锂电池行业市场需求的持续增长。
（2）锂电池设备行业市场规模
随着新能源汽车、储能及消费电子市场的发展，动力电池、储能电池和消费电池市场需求均呈逐年增长的趋势，锂电池行业发展前景良好，锂电池生产企业纷纷制定和实施扩产计划。根据高工产研锂电研究所（GGII）数据，针对电芯生产环节中使用的锂电设备中，2021年中国其市场规模为 588 亿元，同比增长 104.88%，其中中段设备市场规模为 210 亿元，同比增长 100%；2022 年中国上述锂电设备市场规模为 1,000 亿元，同比增长达 70.10%，其中中段装配设备市场规模为 155 亿元，同比增长 72.20%。
同时，GGII 预计 2023 年中国不含模组 PACK 组装设备的锂电设备市场规模将达 1,240 亿元，到 2025 年市场规模将达到 1,550亿元，其中锂电中段装配设备市场规模达 245 亿元
锂电模组 PACK 设备涉及的工序和设备较多，因下游动力、储能、3C 等应用领域不同存在一定差异：从制造效率上看，动力电池制造效率更高。目前动力电池基本上是高速线，动力方壳电池模组 PACK 线效率能做到 50-60PPM，储能方壳电池模组 PACK 线效率大部分在 10-20PPM，主要原因系储能电池企业客户订单较零散，对于规模化生产要求较低，应用标准线性价比更高所致；
从制造工艺上看，储能线工艺要求比动力更低，主要表现为储能模组 PACK 线自动化率相比较低、储能模组线相比较标准通用等。近年来锂电模组及 PACK设备主要由动力电池市场需求带动，根据 GGII 调研统计，2022 年度中国锂电模组 PACK 设备市场规模达到 135 亿元，同比增长 68.8%，预测至 2025 年度中国锂电模组及 PACK 设备有望突破 225 亿元。
2、锂电设备行业发展趋势
（1）下游需求推动锂电设备行业的发展
锂电设备制造业上游包括机械零件，钢材、铝材等毛坯料，伺服、气缸、人机界面触摸屏等电气元件，下游主要为各锂离子电池生产制造商，领域包括新能源汽车行业、动力电池、消费类电子、储能产业等。
①3C 行业的稳健发展推动锂电池生产设备需求持续增长
目前消费电子产品（包括 PC、平板电脑、移动设备和手机）仍然是锂电池应用的最重要领域之一。消费电子产品销量经历多年的上涨之后，总需求保持稳定。2020 年宏观经济影响下，远程办公、远程教育、线上游戏等催生了对笔记本电脑、平板电脑的需求，5G 的推广应
有望带来新一轮换机潮，智能穿戴（智能手环、智能手表、TWS 耳机等）、自动驾驶等新型终端也蓄势待发，这都将进一步推动对消费电子行业制造设备的需求。由于消费类电子产品存在产品更新快、使用周期短的特征，新产品中有相当部分需要使用新型号的锂离子电池；同时，随着智能手机、平板电脑等的推广普及，人们对锂离子电池的容量和稳定性要求越来越高，并且锂离子电池产品同样存在快速更新的情况，从而带动相关锂离子电池生产设备需求持续快速增长。
②汽车电动化趋势带动锂电设备需求增长
目前，国外主要国家通过制定政策来促进新能源汽车产业发展。优惠政策的主要方式包括购车补贴、税费减免、投入资金支持研发等，并通过行政手段强制提高新能源汽车渗透率。我国也出台多项政策鼓励促进新能源汽车产业发展，我国提出的“2030 年前碳达峰、2060 年前碳中和”的总体目标，实际也为新能源汽车发展指明了方向、拓展了空间，带来了重要机遇。
新能源汽车相关鼓励型政策陆续出台，汽车换购需求以及电动车低成本、高性能优势，促使国内新能源车市场呈现爆发式增长。根据中汽协统计，2022 年度中国新能源汽车产销分别完成 705.8 万辆和 688.7 万辆，同比分别增长 96.9%和 93.4%；其中，纯电动汽车销量 536.5 万辆，同比增长 81.6%；插电式混动汽车销量 151.8 万辆，同比增长 1.5 倍。
中汽协数据显示，2022 年度中国新能源汽车市场占有率达到 25.6%，较 2021 年度增长 12.1%。随着新能源汽车市场需求进入爆发期，市场对动力电池的需求也快速增长。根据未来网数据预测，2011 年度全球动力电池出货量只有 1.08GWh，而到了 2022 年全球动力电池出货量已经达到 518GWh，十年增长 480 倍，年度复合增长高达 85%。
现阶段，新能源汽车在动力电池的技术上主要通过提升电池材料的性能进而降低成本、提高安全性，以及通过电池结构的优化，充分挖掘电池的潜力，进一步扩大新能源汽车的市场。
③动力电池行业产能扩张拉动上游锂电池生产设备需求
新能源汽车终端的快速增长带动动力电池产能的快速扩增，根据高工产业研究院数据，2021 年国内动力电池装机量 139.98GWh，同比增长 128%。根据中国汽车动力电池产业创新联盟数据，2022 年国内动力电池总产量为 545.9GWh，同比增长 148.5%，同比增长率较上年提升 39.5%。
据 SNEResearch 数据预计，2030 年全球动力电池在电动车上的装机量将达到 2,963GWh，出货量达到 3,500GWh。动力电池领域中国企业渗透率较高。根据调研机构 SNEResearch 数据，2022 年全球动力电池装车量达到 517.9GWh，同比增长 71.80%。
2022 年动力电池装机电量 TOP10 企业分别为宁德时代、LG 新能源、比亚迪、松下、SKOn、三星 SDI、中创新航、国轩高科、欣旺达、孚能科技，其中，中国动力电池企业占据 6 席。国内动力电池产业发展较为领先，宁德时代 2022 年动力电池全球装机量达到 191.6GWh，同比增长 92.5%，市场占有率为 37%，位居全球第一。
未来几年，锂电池生产设备的增量需求主要来自动力电池厂商扩产，动力电池主要生产厂商产能的扩张将极大拉动对上游锂电池生产设备的需求。
④储能产业未来市场潜力推动锂电池生产设备发展
随着各国政府对储能产业的相关支持政策陆续出台，储能市场投资规模不断加大，而锂电池储能系电化学储能的重要手段之一，得益于锂电池成本大幅降低，技术性能不断突破，锂电储能技术商业化、规模化应用持续加速，目前已在全球电化学储能市场中占据主导地位。
近年来，锂电储能的应用场景陆续拓展，已在电力自发自用、提升供电可靠性、新能源并网、辅助动态运行、调峰调频等众多功能应用领域发挥重要作用。
根据 GGII 统计，2019 年至 2022 年，我国储能锂电池出货量由 9.5GWh 增长到 130GWh。截至 2022 年，储能锂电池出货量中国市场占比 19.8%，增速达到 171%，主要受益于政策推动、能源危机以及俄乌战争等因素带动海外市场需求提升。从细分市场看，电力储能出货92GWh，同比增长 216.2%；户用储能出货 25GWh，同比增长 354.5%；便携式出货 4GWh，同比增长 207.7%。
此外，2022 年国内储能电池出口量呈快速增长态势，主要受美国、欧洲、澳大利亚等电力储能市场需求强劲带动，储能锂电池市场进入快速增长阶段。储能产业发展具有重要意义，且未来市场潜力巨大。根据 GGII 预测，至 2025 年，年中国储能锂电池出货量有望达到 180GWh，比 2020 年规模增长 10 倍以上，5 年复合增长率超 60%。
（2）技术要求的持续提升
在保证安全性为前提的情况下，锂电池需在保持其成本优势的基础上，尽可能提升其性能、寿命，以及在不同温度、状态下能够正常运作的能力，其制造工艺的要求较为苛刻，在此背景下，锂电设备水平系锂电池技术发展的关键基础和技术支撑，锂电设备的性能对于锂电池产品的性能有着极为重要的影响。目前锂电池受限于整体技术水平，整体储放水平仍有较大发展空间，而随着锂电池行业整体技术水平需求提升，锂电设备技术将同步快速发展。
3、行业技术特点和技术水平
目前，全球锂电设备市场主要参与者以中、日、韩三国锂电设备生产企业为主。日本和韩国在锂电池产业技术发展上具备先发优势及技术积累，设备现主要集中于锂电池制造前中段工艺环节，如日本 CKD（主营卷绕机）、日本平野（主营涂布机）、韩国 PNT（主营涂布机、碾压机、分切机等）、韩国 CIS（主营涂布机、碾压机、分切机等）等均系具备高稳定性、高精密度和高自动化程度的优质锂电设备企业。
然而，受当地下游终端市场需求影响，日韩锂电设备企业普遍规模不大，产能较小。而中国在近年来国家对新能源汽车行业的大力支持、新能源行业飞速发展的背景下，虽锂电池及锂电设备行业不具备先发优势，但整体行业呈快速发展态势；目前中国锂电设备企业已具备与日韩企业竞争的技术实力，且在经营规模方面，超越日韩企业并成为了行业内的主要力量。
从技术特点来看，由于锂电池制作复杂，各个工艺环节的技术要求、介入时间、工序的复杂程度均存在差异。除行业内部分规模较大的龙头企业外，多数锂电设备企业均结合自身技术储备情况，在具备竞争优势的细分领域深耕，其技术发展现状也存在差异化。
（1）前段高端设备主要由海外厂家主导
从前段工艺来看，目前国产设备的效率、精度、稳定性还与国外先进水平存在一定的差距。以前段价值量最高的涂布机为例，涂布机的幅宽和速度是反映涂布技术优劣的重要指标，目前国内锂电设备企业的极片最大涂覆一般在 650mm 左右，与日韩企业 1000mm 幅宽相比还有较大差距，因此我国的高端涂布机仍需大量进口。国产厂家璞泰来、科恒股份、赢合科技三者的涂布机大多面向中低端市场，三者市场份额占据 50%以上。
（2）中段国产设备逐步崛起
中段设备来看，目前国产设备在效率、精度、稳定性与国外最先进水平已基本不存在显著差距。以价值量占比最高的卷绕机为例，技术核心在于提升卷绕线速度以及在提升生产效率的同时保障卷绕的对齐度、张力控制和位置精度。先导智能卷绕机已进入国际第一梯队，其他主要竞争者包括赢合科技、诚捷智能等。
（3）后段设备已实现国产替代
由于后段设备核心技术为电路控制技术，国产设备商积累较多，所以目前后段设备的国产化率已超过 90%。虽然后段设备在国内最早实现国产化，但并不意味着后段工艺更为简单，恰恰相反，锂电后段制造是高危险性、高技术含量的环节，后段环节发生爆炸的概率远高于前、中段环节，锂电后段设备能否长期保持高效、稳定的运行将直接影响锂离子电池的性能、良品率及一致性，因此电池厂商对于后段设备的质量要求较高，且在前期选择设备供应商时较为谨慎，一般会从研发设计水平、共同开发能力、对生产工艺的掌握程度、售后服务能力、产品销售记录、产品质量记录、客户群体以及客户口碑等多个方面对供应商进行严格考察；设备开发成功后又须经过安装调试、试生产等多个环节后才能获得客户认可，故存在一定的供应商进入壁垒，一旦形成供货关系不会轻易更换。
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来源：思瀚研究院