锂电装备行业前道设备

锂电装备行业：前道设备

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1）前段设备包括搅拌机、涂布机、辊压机和分切机等，产值占比约为35%，其中涂布机价值最大，占75%左右，其次是辊压机；

2）中段设备包括卷绕机、叠片机、注液机等，产值占比约30%，其中卷绕机价值占比70%；

3）后段处理需要分容化成柜和检测等设备，产值占比约35%，其中化成和分容占70%，组装占30%。

涂布机的主要技术指标包括涂布速度、宽度、厚度和精度，国内涂布机技术参数并不弱与日韩企业，甚至在速度和宽幅上都实现了超越，但由于我国涂布设备发展起步较晚，产品可靠性和使用寿命上还与日韩产品存在一定差距，整体国产化率超过80%。

前段核心设备供应商为先导智能、赢合科技、科恒股份、金银河、北方华创、璞泰来，各自均有优势细分领域。

搅拌的相关设备国内供应商有先导智能、金银河和北方华创，国外供应商龙头有浅田；

涂布的相关设备（转移式涂布机和挤压式涂布机）国内龙头供应商有先导智能、赢合科技、科恒股份和璞泰来，国外龙头企业有PNT、CIS、富士、平野、东丽和东芝；

辊压和分切的相关设备（辊压机和全自动分条机）主要由先导智能、西村、PNT和CIS供应；

模切的相关设备（模切机和卷式模切机）主要由先导智能和赢合科技供应。

4）年锂电设备新增需求市场规模约亿，年达到亿左右，按照前道设备价值占比35%计算，年锂电前道设备需求约亿元，到年前道设备需求约亿元。

锂电前道设备在产业链中的价值量占比较大

锂电池按照生产工艺可分为前、中、后三个阶段，前段工序的目的是将原材料加工成为极片，核心工序为涂布；中段工艺的目的是将极片加工成为未激活电芯，核心工序是卷绕；后段工序的目的是激活电芯，检测等级容量，核心工序是化成和分容。对应工序，锂电设备同样可以划分为前段设备、中段设备和后段设备。

前段设备包括搅拌机、涂布机、辊压机和分切机等，产值占比约为35%，其中涂布机价值最大，占75%左右，其次是辊压机；中段设备包括卷绕机、叠片机、注液机等，产值占比约30%，其中卷绕机价值占比70%；后段处理需要分容化成柜和检测等设备，产值占比约35%，其中化成和分容占70%，组装占30%。

锂电池生产环节及对应设备

涂布机是锂电前道核心设备，已基本国产化

锂电池生产前段工序主要包括浆料搅拌、正负极涂布、辊压、分切、极片制作和模切，分别对应搅拌机、涂布机、辊压机、分条机、制片机和模切机。核心设备涂布机价值量占比75%。

1）前段第一道工序：搅拌工艺与设备

在锂电池生产工艺流程中，电极浆料的制备是最前端的环节，搅拌效果直接影响电池性能，是电极浆料制备最关键的一步。目前市场上的真空搅拌机单台价格在20-40万元之间，容量越大，价格越高。目前搅拌机设备的国产化率已超过95%，基本实现国产化。

搅拌即使用真空搅拌机，在专用溶剂和黏结剂的作用下，将混合粉末状的正负极活性物质高速搅拌制成完全没有气泡的浆状正负极物质。锂电池正极包含活性物质、导电剂、溶剂、粘合剂、基体等物质，锂电池负极包含活性物质、粘合剂、溶剂、基体等物质。正负极浆料的搅拌需要分别使用1台搅拌机，总共需要2台搅拌机。在搅拌过程中，需要控制湿度和真空保压，真空保压的时间对浆料是否合格起着决定性作用，真空保压越高，搅拌机的品质越好，高品质搅拌机的真空保压时间通常在8小时以上。

2）前段第二道工序：涂布工艺与设备

涂布的主要目的是将稳定性好、粘度好、流动性高的浆料均匀地涂覆在正负极表面上，其对锂电池的重要意义主要体现在一致性、循环寿命、安全性三个方面。涂布方式的选择和控制参数对锂离子电池性能有重要影响，主要表现在：

（1）涂布干燥温度控制：温度过低不能保证极片完全干燥，温度过高则可能导致极片内部的有机溶剂蒸发太快，使得极片表面涂层出现龟裂、脱落等现象。

（2）涂布面密度：涂布面密度太小会使电池容量达不到标称容量，涂布面密度太大容易造成配料浪费，严重时如果出现正极容量过量，由于锂的析出形成锂枝晶刺穿电池隔膜发生短路，引发安全隐患。

（3）涂布尺寸大小：涂布尺寸过小或者过大可能导致电池内部正极不能完全被负极包住，在充电过程中，锂离子从正极嵌出来，移动到没有被负极完全包住的电解液中，正极实际容量不能高效发挥，严重的时候，在电池内部会形成锂枝晶，容易刺穿隔膜导致电池内部电路。

（4）涂布厚度：涂布厚度太薄或者太厚会对后续的极片轧制工艺产生影响，不能保证电池极片的性能一致性，进而影响电池寿命。

（5）涂布过程要严格确保没有颗粒、杂物、粉尘等混入极片中，如果混入杂物会引起电池内部微短路，严重时导致电池起火爆炸。

涂布机的主要技术指标包括涂布速度、宽度、厚度和精度，当前国内领先设备的涂布速度能够达到米/分钟，涂布宽幅最大为毫米，而国外设备涂布速度大致在70米/分钟的水平，涂布精度在±1.5%以内。整体来看，国内涂布机技术参数并不弱与日韩企业，甚至在速度和宽幅上都实现了超越，但由于我国涂布设备发展起步较晚，产品可靠性和使用寿命上还与日韩产品存在一定差距。

国内外主流厂商涂布机参数对比

涂布机是前段工序的核心设备，按照结构类型可划分为刮刀式、转移式和狭缝挤压式涂布机。刮刀式主要应用于实验室，转移式涂布主要应用于3C电池的生产，狭缝式挤压涂布主要应用于动力电池。近年来由于动力电池生产需求的爆发，狭缝挤压式涂布市场规模不断扩大。挤压涂布技术作为这三种中最先进的技术，可以用于较高粘度流体涂布，获得较高精度的涂层，具有涂布速度快、精度高、湿厚均匀的优点，且其在涂布过程中能防止污染物进入，使得浆料利用率高、保持性质稳定。挤压式涂布还可以进行多层涂布，并能适应不同浆料粘度和固含量范围，与转移式涂布工艺相比具有更强的适应性。

类别

原理

优点

刮刀涂布

箔基材经过涂布辊并直接与浆料料槽接触，过量的浆料涂在箔基材上，在基材通过涂辊与刮刀之间时，刮刀与基材之间的间隙决定了涂层厚度，同时将多余的浆料刮掉回流，并由此在基材表面形成一层均匀的涂层。目前流行的是逗号刮刀。

具有高的强度和硬度，易于控制涂布量和涂布精度，适用于高固含量和高黏度的浆料。

辊涂转移式

涂辊转动带动浆料，通过逗号刮刀间隙来调节浆料转移量，并利用背辊和涂辊的转动将浆料转移到基材上

狭缝挤压涂布

涂布液在一定压力一定流量下沿着涂布模具的缝隙挤压喷出而转移到基材上。

涂布速度快、精度高、湿厚均匀；涂布系统封闭，在涂布过程中能防止污染物进入，浆料利用率高、能够保持浆料性质稳定，可同时进行多层涂布。

不同涂布机原理和优点

涂布机国产化程度较高，国产涂布设备占总需求量的比例已超过80%。年全国各电池企业大型涂布机订单达台，其中国产设备占比超86%，进口设备不足14%。但高端产品中东丽、井上、PNT等国外企业仍占据主导。国内外涂布机价格差距较大，国产涂布机价格在0-万元之间，而国外涂布机价格能达到到万元，为国内的两倍。由于国内真正掌握涂布工艺核心技术企业较少，涂布行业呈现市场集中度提升的趋势，当前，国内前五大涂布企业市场份额占国产总量达到60%以上。

涂布机核心零部件是涂布模头，锂电涂布设备需求的增长带动其核心零部件的涂布模头市场快速增长。据高工产研锂电研究所（GGII）数据显示，年中国锂电涂布模头市场规模同比增长7.7%，为7亿元。主要是受CATL、比亚迪、国轩高科、中航锂电等国内主流动力电池企业扩产带动。随着-年锂电池行业进入新一轮扩产期，未来三年锂电涂布模头市场规模有望持续10%以上增速。

-年中国锂电挤压涂布模头市场规模及预测（亿元）

3）前段第三道工序：辊压工艺与设备

辊压是通过上下两辊相向运行产生的压力，对极片的涂布表面进行挤压加工，使原来蓬松的极片受到高压作用而变成密实状态的极片。辊压压实极片，提高电池的能量密度。极片在完成上一工序的涂布、干燥后，活性物质与箔片的剥离强度很低，此时需要对其进行辊压，增强活性物质与箔片的粘接强度，以防在电解液浸泡、电池使用过程中剥落。合适的压实密度可增大电池的放电容量、减小内阻、减小极化损失、延长电池的循环寿命、提高锂离子电池的利用率。

辊压对电芯的意义主要体现在三个方面：第一，辊压过程对电芯性能影响较大。辊压过程中可能会出现极片厚度不一致、部分位置出现过压等问题，影响电芯性能和容量；第二，辊压质量还会直接影响后续的极片加工效果。辊压后极片最好的状态是表面平整、光泽度一致、留白部分无明显波浪、极片无大程度翘曲。如果操作熟练度、设备运行情况等产生问题，将导致分切极片宽度不一致，极片出现毛刺；第三，辊压结果会影响极片的卷绕，严重的翘曲会造成极片卷绕过程中极片、隔膜间产生较大的空隙，在热压后会形成某些部分多层隔膜叠加，成为应力集中点，影响电芯性能。辊压机的主要技术指标包括厚度、均匀性、面密度、压实密度等，当前领先设备能够使得磷酸铁锂正极材料的比容量达到毫安时/克，压实密度达到1.5克/立方厘米。

4）前段第四道工序：分切工艺与设备

分切是将辊压好的电极带按照不同电池型号，切成装配电池所需的长度和宽度。低端的分切机机械精度低，张力控制简单，不能适应超薄膜材料的分切。随着用户对于分切效率和分切质量要求的提高，高端的分切机逐渐具备波浪边分切功能，并且拥有较好的张力控制技术，能优化分切速度和分切质量。据浩能收购书中介绍，国内高端分切速度已达到70米/秒。目前，市场上单台分切机的价格在50-万之间。

极片分切工艺的主要技术难点在于处理毛刺、波浪边和掉粉。毛刺，特别是金属毛刺对锂电池的危害巨大，尺寸较大的金属毛刺直接刺穿隔膜，导致正负极之间短路。而极片分切工艺是锂离子电池制造工艺中毛刺产生的主要过程，通常要求毛刺在12微米以下。分切时出现的波浪边时会导致极片分切和卷绕时出现边缘纠偏抖动，从而降低工艺精度，波浪边对电池最终的厚度和形貌也会产生不良影响；极片出现掉粉会影响电池性能，正极掉粉会导致电池容量减小，负极掉粉容易造成析锂。

锂电前道设备竞争格局较集中，且多数企业有单一优势领域

前道设备的国内供应企业主要有先导智能、赢合科技、科恒股份、金银河、璞泰来、北方华创和大族激光，其中先导智能和赢合科技的产线基本涵盖前、中、后全产业链；中道设备的供应商有先导智能、赢合科技和北方华创；后道设备国内龙头企业有杭可科技、星云股份、珠海泰坦、先导智能、赢合科技等。

锂电设备各环节参与企业

前段核心设备供应商为先导智能、赢合科技、科恒股份、金银河、北方华创、璞泰来。其中，搅拌的相关设备国内供应商有先导智能、金银河和北方华创，国外供应商龙头有浅田；涂布的相关设备（转移式涂布机和挤压式涂布机）国内龙头供应商有先导智能、赢合科技、科恒股份和璞泰来，国外龙头企业有PNT、CIS、富士、平野、东丽和东芝；辊压和分切的相关设备（辊压机和全自动分条机）主要由先导智能、西村、PNT和CIS供应；模切的相关设备（模切机和卷式模切机）主要由先导智能和赢合科技供应。

企业

公司介绍

优势领域

先导智能

公司成立于2年，目前已成长为具备整线设备生产能力的全球新能源装备龙头，前段设备有搅拌机、涂布机、辊压分条一体机、极片分条机、激光极耳成形机、制片机等。

搅拌机、涂布机、辊压机、模切机等

赢合科技

公司在前段设备领域尤其是涂布领域优势较强。公司锂电前段生产设备产品主要有子公司雅康精密旗下的涂布机系列、辊压机（冷热辊）、分切机系列，子公司MAX旗下的高速超声焊接制片机、激光极耳成型机以及和合自动化的模切机等产品。

涂布机、模切机

科恒股份

年公司并购了专注于锂离子电池自动化生产设备研发、设计、生产和销售的浩能科技，产品涵盖涂布机、辊压机、分条机、制片机等锂离子电池前段生产设备

涂布机

金银河

金银河成立于2年，是一家引领行业技术创新型企业，业务涵盖锂电池生产设备、有机硅生产设备、化工产品三大领域，公司于年在创业板上市。公司在锂电池生产设备主要包括正负极浆料混合设备、涂布设备和辊压设备。

搅拌机

璞泰来

公司成立于年，在短短数年间公司已经发展成为领先的锂电材料与设备供应商。公司于年收购涂布机细分领域龙头深圳新嘉拓，新嘉拓的涂布机产品精度和效率这两项设备关键技术指标均处于行业领先。

涂布机

北方华创

产品包括搅拌机系列，涂布机系列，分切机系列，轧机系列，卷绕机系列、叠片机系列、芯包自动组装线、测试设备、烘干设备、电池PACK生产线、储能柜等，能提供锂电池整线方案设计。

搅拌机

平野

创立于年，主要从事制造和销售涂布相关设备和化学相关设备。产品包括光学功能膜涂布生产线、柔性线路板涂布生产线、电池极片涂布设备、无纺布制造设备等，是中国锂离子电池进口涂布设备的主要供应商之一。

涂布机

浅田

创立于年，长期从事搅拌、分散、粉碎机械的研发生产，其中公司的搅拌设备包括剪式搅拌器和搅拌揉捏机。

搅拌机

PNT

成立于3年，是韩国最负盛名的生产涂布机、辊压机、分条机、卷绕机的公司。PNT专业从事研发制造锂电池及隔膜的涂布设备、各种光学涂布设备，及电解铜箔设备

涂布机、辊压机、分条机

CIS

成立于2年的韩国公司。CIS公司是锂电设备的集大成者，生产从极片制作、电池单元（电芯）制作和电池组装各个工段所需要的各种设备，并且在技术上具备一定的优势。

涂布机、辊压机

锂电前道设备核心企业介绍

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