锂电池装备行业深度展望调研投资分析报告.docx

1、锂电池装备行业深度展望调研投资分析报告2017年锂电池装备行业深度分析报告(此文档为word格式，可任意修改编辑！）2017年10月正文目录图目录表目录1. 锂电池制造工艺：因为复杂且有难度，所以价值高 1.1. 锂电池结构：不同结构形式、不同材料的工艺相似但装备需全新配置 锂离子电池构成主要有正极、负极、非水电解质和隔膜四部分组成。目前市场上采用较多的锂电池主要为磷酸铁锂电池和三元锂电池，二者正极原材料差异较大，生产工艺流程比较接近但工艺参数需变化巨大。若磷酸铁锂全面更换为三元材料，旧产线的整改效果不佳对于电池厂家而言需要对产线上的设备大面积进行更换。 图1：锂电池结构拆解 1.2. 锂电池

2、制造工艺：前中后三道工序，占比接近35%/30%/35% 锂电池的生产工艺比较复杂，主要生产工艺流程主要涵盖电极制作的搅拌涂布阶段（前段）、电芯合成的卷绕注液阶段（中段），以及化成封装的包装检测阶段（后段），价值量（采购金额）占比约为（3540%）:（3035）%:（3035）%。差异主要来自于设备供应商不同、进口/国产比例差异等，工艺流程基本一致，价值量占比有偏差但总体符合该比例。 锂电生产前段工序对应的锂电设备主要包括真空搅拌机、涂布机、辊压机等；中段工序主要包括模切机、卷绕机、叠片机、注液机等；后段工序则包括化成机、分容检测设备、过程仓储物流自动化等。除此之外，电池组的生产还需要Pack

3、 自动化设备。图2：锂电池主要生产工艺流程 1.2.1. 锂电前段生产工艺：极片制造关系电池核心性能 锂电池前端工艺的结果是将锂电池正负极片制备完成，其第一道工序是搅拌，即将正、负极固态电池材料混合均匀后加入溶剂，通过真空搅拌机搅拌成浆状。配料的搅拌是锂电后续工艺的基础，高质量搅拌是后续涂布、辊压工艺高质量完成的基础。涂布和辊压工艺之后是分切，即对涂布进行分切工艺处理。如若分切过程中产生毛刺则后续装配、注电解液等程序、甚至是电池使用过程中出现安全隐患。因此锂电生产过程中的前端设备，如搅拌机、涂布机、辊压机、分条机等是电池制造的核心机器，关乎整条生产线的质量，因此前端设备的价值量（金额）占整条锂

4、电自动化生产线的比例最高，约35%。图3：锂电前段工艺流程与对应的产品状态 表1：锂电前段生产工艺流程、设备及主要供应商 1.2.2. 锂电中段工艺流程：效率先行，卷绕走在叠片之前 锂电池制造过程中，中段工艺主要是完成电池的成型，主要工艺流程包括制片、极片卷绕、模切、电芯卷绕成型和叠片成型等，是当前国内设备厂商竞争比较激烈的一个领域，占锂电池生产线价值量约30%。 目前动力锂电池的电芯制造工艺主要有卷绕和叠片两种，对应的电池结构形式主要为圆柱与方形、软包三种，圆柱和方形电池主要采用卷绕工艺生产，软包电池则主要采用叠片工艺。圆柱主要以18650和26650为代表（Tesla单独开发了21700电

5、池、正在全行业推广），方形与软包的区别在于外壳分别采用硬铝壳和铝塑膜两种，其中软包主要以叠片工艺为主，铝壳则以卷绕工艺为主。 软包结构形式主要面向中高端数码市场，单位产品的利润率较高，在同等产能条件下，相对利润高于铝壳电池。由于铝壳电池易形成规模效应，产品合格率及成本易于控制，目前 二者在各自市场领域均有可观的利润，在可以预见的未来，二者都很难被彻底取代。由于卷绕工艺可以通过转速实现电芯的高速生产，而叠片技术所能提高的速度有限，因此目前国内动力锂电池主要采用卷绕工艺为主，因此卷绕机的出货量目前大于叠片机。图4：卷绕电池结构（圆柱电池）与形式 图5：叠片电池结构与形式 卷绕和叠片生产对应的前道工

6、序为极片的制片和模切。制片包括对分切后的极片/极耳焊接、极片除尘、贴保护胶纸、极耳包胶和收卷或定长裁断，其中收卷极片用于后续的全自动卷绕，定长裁断极片用于后续的半自动卷绕；冲切极片是将分切后的极片卷绕冲切成型，用于后续的叠片工艺。图6：锂电中段工艺流程与对应的产品状态 在锂电封装焊接方面，联赢、大族、光大的主流激光技术集成应用厂家均有所涉及，能够满足需求、无需进口。 表2：锂电中段生产工艺流程、设备及主要供应商 1.2.3. 锂电后段工艺流程：分容化成是核心环节 锂电后段生产工艺主要为分容、化成、检测和包装入库四道工序，占生产线价值量约35%。化成和分容作为后段工艺中最主要环节，对成型的电池进

7、行激活检测，由于电池的充放电测试周期长，因此设备的价值量最高。化成工艺的主要作用在于将注液封装后的电芯充电进行活化，分容工艺则是在电池活化后测试电池容量及其他电性能参数并进行分级。化成和分容分别由化成机和分容机通常由自动化分容化成系统完成。图7：锂电后段工艺流程表3：锂电后端生产工艺流程、设备及主要供应商1.2.4. 锂电Pack工艺：看似简单但需要与系统性设计结合 动力电池组系统是将众多单个的电芯通过串、并联的方式连接起来的电池组，综合了动力 和热管理等电池硬件系统。Pack是动力电池系统生产、设计应用的关键，是连接上游电芯生产和下游整车的应用核心环节，通常设计需求由电芯厂或汽车厂提出，通常

8、由电池厂、汽车厂或者第三方Pack厂完成。 锂电池 Pack 产线相对简单，核心工序包括上料、支架粘贴、电焊、检测等工艺，核心设备为激光焊接机以及各类粘贴检测设备。目前，各大锂电设备厂商在此领域的自动化集成 布局较少，而大族激光、联赢激光等激光设备厂商由于在激光领域的绝对优势，在 Pack设备领域占有率较高。 目前 Pack 生产的自动化比例相对较低，是因为目前的新能源车单款车销量都不够大，上自动化生产线的成本较高。 图8：锂电池组Pack工艺流程 图9：锂电池Pack结构示意图 表4：目前Pack厂商份额与分类名单1.2.5. 磷酸铁锂和三元：能量密度绕不开的话题，不同材料需要全套设备投资

9、目前国内主流动力锂电池的正极材料分为磷酸铁锂和三元两大种类。其中磷酸铁锂是目前最安全的锂离子电池正极材料，其循环寿命通常在2000次以上，再加上由于产业成熟而带来的价格和技术门槛的下降，使得很多厂商出于各种因素考虑都会采用磷酸铁锂电池。 然而磷酸铁锂电池在能量密度方面则存在明显的缺陷，目前磷酸铁锂电池龙头比亚迪磷酸铁锂单体电芯能量密度为150Wh，2017年底比亚迪预计将能量密度提升到160Wh，理论 上磷酸铁锂能量密度很难超过200Gwh。 三元聚合物锂电池是指正极材料使用镍钴锰酸锂的锂电池，镍钴锰的实际比例可以根据具体需要进行调整。由于三元锂电池具备更高的能量密度（目前宁德时代等动力电池一

10、流大厂三元锂电池能量密度普遍能达到200Wh/kg-220Wh/kg，业内预计到2020年三元电池单体电芯能量密度将达到300Wh/kg的水平），乘用车市场开始转向三元锂电池，而在安全性要求更高的客车上，磷酸铁锂则更受青睐。随着全电动乘用车的发展，三元锂电池正在占据越来越重要的位置。 两种材料的能量密度和成本有差异，不同的汽车、不同的车企有不同的选择。二者在生产工艺流程上大致相同，区别主要体现在材料的使用和配比上不同、具体工艺参数差异较大，设备无法共线生产，且单纯改造切换产能的成本较高（三元材料对真空除湿等要求严格，之前的磷酸铁锂生产线基本没有除湿要求），因此多家电芯厂在产能规划中会同时布局、

11、分别采购设备。 表5：主要厂商各类锂电池产能扩产计划2. 新能源产业扩张强劲，由政策驱动转变为消费驱动2.1. 新能源汽车蓬勃发展，消费需求将成最大驱动力2.1.1. 政策规范日趋成熟，新能源车推广节奏稳定 2010年9月国务院常务会议审议通过国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定，新能源汽车被纳入战略新兴产业范畴，同年我国开始对新能源汽车实施补贴政策，新能源汽车与其他六大产业成为国家重点发展方向。 2016年1月工信部、发改委、财政部、科技部联合发布关于开展新能源汽车推广核查工作的通知，同时启动骗补核查，全面核查财政资金使用及管理情况、新能源汽车生产与使用情况。经过此轮调查整改，行业得

12、到净化，未来将更健康发展。 2017年工信部陆续颁布了7批新能源汽车推广应用推荐车型目录，目前该目录正以每月一批的节奏稳定发布。截止2017年7月31日，七批推荐车型目录共包括178户企业的2265个车型。表6：近期发布的新能源汽车产业政策2.1.2. 补贴政策持续升级，双积分制理清行业发展思路 2010年我国开始对新能源汽车进行补贴，2013年9月国务院发布的关于继续开展新能源汽车推广应用工作的通知要求，在2013-2015年对消费者购买新能源汽车继续给予补贴。同时，全国多地推出地方性的补贴政策，“国家+地方”双层补贴有效激励了我国新能源汽车消费。 根据2017年最新新能源汽车补贴政策，纯电

13、动车和插电式混合动力车不同纯电续航里程补贴额度均有不同程度的下降，但仍然保持较高水平的补贴额度，续航里程超过250公里的纯电动车补贴额度为4.4万元/辆。表7：2013-2017年新能源乘用车补贴额度对比（单位：万元/辆） 作为补贴指标，系统能量密度分为95-95wh/kg、95-115wh/kg和11wh/kg以上三个档次，对应中央财政补贴调整系数为0.8、1和1.2。 乘用车方面同样引入系统能量密度作为财政补贴指标，动力电池系统能量密度为90-120wh/kg时对应的调整系数为1，能量密度大于120wh/kg时的调整系数为1.1倍。目前国内新能源乘用车电池以磷酸铁锂和三元为主，三元电池能量

14、密度较高，基本在90wh/kg以上，符合财政补贴要求。未来，三元材料电池在新能源车中所占的比例将进一步提升，高能量密度的NCA和高镍NCM三元电池应用空间有望进一步加大，研发高能量密度的锂电池也将成为更多企业的主要攻克目标。表8：2017年新能源客车和乘用车补贴标准 2017年6月13日，工信部颁布了新版的乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法（征求意见稿），对去年9月颁布的积分制进行了更新与改革。双积分其一是平均燃料消耗量积分（CAFC），其二是新能源汽车积分（NEV积分），考核的都是车企，但计算方法都是先计算车型，再加总为车企的分数。在车型的层面，计算思路都是差值考核，即计算

15、该车型的实际值与考核标准的差距，超出标准越多越能形成正积分，其中新能源车也要计算CAFC，将电量转换为传统的燃料消耗量。 两类考核值都分别给出了规定，需要注意的是NEV积分比例不是数量比例，以2018年的8%为例，对一家年产10万辆燃油车的车企来讲，当年必须要产生10万辆x8%=8000分，这是整个机制中的一个重要分-量转换的桥梁。在车企层面，就是每一辆车的达标情况的总和。 图10：双积分制解读 积分制颁布之后，对于车企而言其受到硬性的NEV积分比例和CAFC的要求压力，中小型的新能源汽车企业迫于积分压力将会积极扩产或者需求同大的车企进行合并、抱团取暖。碳配额、双积分的消息首先直接推动大众加速

16、与江淮的合作落地，同时，丰田、本田登车企都宣布将纯电动汽车加入终极目标，轴心发生转移。这种转向、加大投入、尽早投放将促进系能源汽车市场更快地成熟。2.1.3. 消费需求将成最大驱动力，预计2020年新能源汽车销量突破200万台 当前我国的新能源汽车发展主要由政策扶持，得到了飞速的发展。2016年，我国新能源汽车销量为50.7万辆，同比增长53%，截止2017年7月我国当年新能源汽车销量为26.8万 辆，同比增长10.34%，三四季度有望持续放量，全年销量超过70万辆。 我们认为新能源汽车行业将逐渐由政策驱动转变为需求驱动。根据尼尔森联合中国汽车工业协会联合发布的中国汽车消费者白皮书显示我国新能

17、源汽车行业还处于个人消费的起步阶段，消费者在购买新能源汽车时的主要出发点还是基于政策扶持与购买新能源汽车的补贴政策。伴随更多厂商加入新能源大军，一方面，市场竞争加剧倒导致整车厂下调销售价格，另一方面，厂家通过扩产实现规模效应以降低成本，双重因素影响下，新能源汽车价格将持续下降，需求驱动将成为行业发展的主要驱动力。图11：2011年-2017年5月新能源汽车年度销量 图12：2012-2017年7月每月新能源汽车销量根据国务院发布的“十三五”国家战略性新兴产业发展规划，到2020年，新能源汽车实现当年产销200万辆以上，累计产销超过500万辆，CAGR达到41%，市场前景广阔。根据天风证券汽车行

18、业研究团队的测算，预计2020年我国新能源汽车产量将达到242万辆，CAGR达到46.88%。其中，乘用车是主力车型，销量将突破200万辆。图13：预计2020年我国新能源汽车产量将达到242万辆 图14：纯乘用电动车成为新能源车销量主力车型（单位：万辆）2.1.4. 新能源车性能提升显著，盈亏平衡有望提前实现 通过对主流车型的性能进行梳理可以发现，新能源车性能提升显著，正逐渐向国际一流电动汽车看齐。根据天风汽车组的统计，2016年全年销量排名靠前的新能源汽车品牌分别是 比亚迪唐、比亚迪秦、比亚迪E6、众泰云100、帝豪EV、比亚迪e5、荣威550等。目前国内自主品牌中，纯电动车占据主导地位，

19、新车型的电池容量和续航里程均有所提升，电池正极材料也逐渐由磷酸铁锂向三元材料过渡，积极向国际高端品牌看齐。目前比亚迪E6电池容量82kwh，续航里程可达400千米，与特斯拉model X性能相当，但电池慢充充满时间低于特斯拉model X 2.5个小时，且售价不足特斯拉的一半，性价比优势明显。 图15：2017年1-5月新能源汽车品牌销量排名（单位：台）表9：新能源汽车主流车型性能对比 根据UBS Evidence Lab的电动车拆解报告,新能源汽车与传统燃油汽车的成本差距将在未来几年大幅缩小。以雪佛兰Bolt为例，当前电池组是Bolt的最大成本项，约1.25万美元，是可比燃油车大众高尔夫成本

20、的两倍左右。伴随技术升级和扩产实现的规模效应，到2025年，Bolt电池组成本有望下降36%达到8000美元左右，与高尔夫的差距缩小至2300美元。总持有成本方面，根据UBS的预测，中国将在2023年实现电动车与燃油车在EBIT层面的盈亏平衡，若考虑我国对新能源汽车的高额补贴，则这一时间点有望大幅提前到来。图16：雪佛兰Bolt和大众高尔夫成本细分对比（单位：千美元） 图17：总持有成本分析当前，雪佛兰Bolt尚未实现盈亏平衡，每销售一辆Bolt，在EBIT层面损失约7400美元，但边际利润为正值，约3200美元，到2025年，每辆车EBIT有望升至1300美元，EBIT利润率也将升至5%。若

21、按平均增速计算，则6.5年后Bolt将在EBIT层面实现盈亏平衡。图18：当前每售一辆雪佛兰Bolt的相关经营数据（单位：美元） 图19：2025年每售一辆雪佛兰Bolt的相关经营数据（单位：美元）2.2. 龙头引领+政策护航，新能源成为汽车厂家必争之地 2.2.1. 特斯拉引领全球风潮，Model 3 盈利指日可待 作为全球新能源汽车领航者，特斯拉自2012年推出第一款四门纯电动豪华轿跑车Model S迅速点燃市场消费热情。基于特斯拉Model系列造价等原因，特斯拉一直处于亏损状态但是截止到2017Q1，特斯拉亏损收窄。目前，首批30辆Model 3已交付到用户手中。特斯拉CEO Elon

22、Musk此前表示，首批30辆交付后，Model 3生产将呈指数增长，预计8月份产量100辆，9月份超过1500辆，到12月份时达到2万辆，目标是2018年年产50万辆，2020年年产100万辆，届时特斯拉总体销量有望实现跨越式增长。同时特斯拉落地中国的预期带来一定的产业溢出，对全球新能源汽车领域发展都将带来极大地推动。 图20：特斯拉电动汽车季度交付量（辆） 从微观数据来看，特斯拉model3实现盈亏平衡指日可待。根据UBS Evidence Lab电动车拆解报告，当前每辆特斯拉model3的基础售价（base price）为35000美元，其中动力系统成本（powertrain costs）

23、为13578美元，其他直接成本（other direct costs）为16300美元，其他运营成本（other opex）为5122美元，则每销售一辆model 3亏损EBIT（息税前利润）2830美元。若选装功能的毛利率为50%，则售价再提升5700美元可在EBIT层面实现盈亏平衡。当前特斯拉model 3基本续航版售价35000美元，长续航版售价44000美元，选装功能包括解锁自动辅助驾驶5000美元、高级选装包5000美元、特殊油漆1000美元、全自动驾驶软件3000美元等，多样化的选择使得4.1万美元的售价门槛并非难以跨越，特斯拉model 3 实现盈利为期不远。 图21：每售一辆特

24、斯拉model 3的相关经营数据（单位：美元）2.2.2. 传统车企纷纷布局新能源，2020年全球销量有望达400万辆 2015年以来，全球多个国家和地区对新能源汽车发展提出多项规定和保障条款，如减免税收、环保奖励、采购退税等，极大地促进了全球各国对于新能源发展的热情。表10：各国主要电动车政策 短期内新能源产业支持政策对行业发展有推动作用，但未来必然走向市场化推广和消费需求驱动。尤其在双积分等政策的推动下，各大主流汽车厂商也均已发布新能源汽车的产品规划，各自进行了产业布局。自主品牌中，东风集团宣布到2020年新能源汽车销量达到80万量，占东风当年产销560万辆目标的14.28%；比亚迪、北汽

25、新能源等相继宣布扩产计划，同时江淮、江铃、奇瑞、长安等业逐步涉及新能源汽车产业。国外品牌方面，沃尔沃宣布，到2019年新推出的每一款汽车车型都将配备电动发动机，到2024年将全面终止内燃机或柴油机汽车业务；宝马集团已经宣布，除了已有的燃油车型以外，未来所有品牌和型号系列都可以实现电气化（纯电动或插电式混合动力），到2020年以后制造的下一代汽车产品中将出现更多的纯电动车，新款宝马MINI纯电动车将在2019年正式投入生产。 表11：全球各大车企的新能源汽车发展规划 根据天风证券汽车行业研究团队统计数据显示，2016年全球新能源汽车销量为75.32万辆，同比增长37.66%，预计到2020年全球

26、新能源汽车销量将达到373.39万辆，CAGR达到49.22%，前景广阔。 图22：全球新能源汽车保持高速增长，预计2020年销量达到373.39万辆3. 动力锂电结构性产能过剩，行业格局两极分化3.1. 从供给角度看：电芯厂家全球化扩张，全年投资额超过千亿 为了在新的市场和政策环境下提高自身企业的竞争力，2017年，多家厂家宣布扩产计划。以CATL为例，其扩产计划共计8GWh，其中溧阳5GWh+宁德本部3GWh（随着技术进步， 实际落地可能达到10GWh总产能），至2019年CATL计划扩产40-50GWh。上半年 CATL出货量已经超过了沃特玛、比亚迪，排名全球动力锂电池产能第三位；加上与

27、上汽集团合作的时代上汽36GWh产能投资，CATL有望在2020年将超越松下、LG化学等厂商，成为全球龙头。根据我们的统计，2016年，主要动力锂电池厂商合计产能为69.35Gwh，2017年有望达到142.2Gwh，到2020年将有望升至360.55Gwh，期间增速高达51%。 可以预期，在未来几年内，锂电企业的产能扩张与生产线改造将对锂电生产设备和自动化生产线形成持续的需求。20152016年动力电池新增投资分别达到800亿元、1000亿元含土建）。根据高工锂电的统计，2017年17月，动力电池投扩产金额超过600亿元，预计全年投资也将达到超过千亿规模，20182019年有望保持千亿以上规

28、模的投资（含土建）。 表12：各大动力锂电池厂商扩产和产能计划图23：2017年主要动力锂电池厂商产能（单位：Gwh） 图24：2020年主要动力锂电池厂商产能（单位：Gwh） 此外，全球锂电池龙头厂商为满足动力锂电池的需求的不断扩张，也陆续宣布扩产计划。松下未来两年有三座电池厂将实现规模量产：美国的Nevada的超级电池厂今年3月份投产，2018年完全量产；日本Sumoto工厂，2018年增加的生产线将实现完全投产；中国大连电池厂2018年 3月实现量产。LG化学目前在韩、中、美、欧都建有电池厂，2020年电池产能将从目前的10GW增长至2020年的40GW，新建的波兰电池厂投产后，EV电池

29、产能增加55%至28万片。三星SDI目前在全球有3座动力电池厂，2016年开辟了欧洲战场，匈牙利Goed工厂已落成，2018年Q2投产，电池年产能50000辆电动车/年。 此外，据华尔街日报报道，苹果的电动车目标于2019年实现发货，首轮发售销量可能达到20万辆；此外，福特宣布将增加45亿美元投资用于电动车研发，保时捷拟投资10亿欧元建设电动汽车生产厂，奔驰计划2017年推出10款插电式混合动力车。 表13：松下动力锂电池产能规划表14；三星SDI动力锂电池产能规划情况 表15：LG化学动力锂电池产能规划情况3.2. 从需求角度看：2020年全球需求高达324Gwh，当前高端产能不足3.2.1

30、. 锂电市场持续高景气，需求量不断攀升 目前锂离子电池主要应用在消费、储能设备以及动力电池领域三大产业板块。其中，消费锂电池主要应用于智能手机、笔记本电脑、平板电脑等3C产品，已经相对成熟且格局稳定。根据锂电大数据，2016年我国消费锂电池需求约29.17GWh，同比增长15%，2017-2018年，消费锂电需求有望达到30.56GWh和32.45GWh，增速将保持在5%6%。市场格局方面，中日韩三国占据全球绝大部分市场份额，其中松下、三星SDI、LGC排名前三，占全球消费锂电池一半以上，中国厂商主要是ATL和比亚迪，在全球市场的占有率约20%。下 游 Pack 方面，行业集中度有所提升，目前

31、主要包括德赛电池、欣旺达、顺达、新普等，其中新普和顺达为台湾企业。近年，大陆厂商抓住智能手机兴起的大机遇，涌现出德赛、欣旺达等优质厂商，与顺达、新普等差距逐渐缩小。图25：我国消费锂电需求 图26：2015年主要消费锂电企业市场份额 受益于新能源汽车行业的发展，动力锂电池已经成为行业发展最大动力。2016年中国国内动力锂电池企业出货量合计达到30.5GWh，同比大幅度增长79.4%，动力锂电池需求量占行业需求量的比例进一步提升，达到的47.14%，预计2017年这一比例将超过50%。目前，新能源汽车已成为锂电池新增需求的主要因素。图27：2011年-2016年我国动力锂电池出货量及增速 图28

32、：动力锂电池占锂电池比例超过47% 2016年，国内新能源汽车的销量达到50.7万辆，对应动力电池出货量为30.5Gwh，且新能源汽车销量目前仍处于高速攀升的势态。我们在基于未来新能源乘用车及客车测算量的基础上，简单预测未来四年锂电设备的成长空间。根据天风汽车团队的预测，到2020年全球新能源乘用车数量将达到乘用车总量的4.8%，对应373.4万辆的新能源车销量。假设 新能源客车的数量为乘用车的1/8，则到2020年客车销量将达到46.7万辆。如果按照平均1GWh对应2万台乘用车（依据主流车型的电池容量估计）或0.85万台客车（依据2015年客车使用电池容量与车辆的数量关系得到）的产量，那么预计到2020年乘用车、