鋰電池設備行業及重點企業

  • 發布時間:2021-02-20
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鋰電池設備行業及重點企業

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01
 
電池分類
鋰離子電池按外形分為軟包鋰電池、方形鋰電池和圓柱形鋰電池。
軟包電池:液態鋰離子電池套上一層聚合物外殼。在結構上采用鋁塑膜包裝,在發生安全隱患的情況下軟包電池只會鼓氣裂開。方形電池:通常指鋁殼或鋼殼方形電池。圓柱電池:分為磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、鈷錳混合、三元材料不同體系,外殼分為鋼殼和聚合物兩種。
 
軟包、方形、圓柱電池在不同性能上各有優勢。其中,在產品一致性上,圓柱電池表現優于軟包、方形電池。而軟包電池在電芯安全性、設立靈活性、循環壽命和充放電倍率性能上都表現最佳,圓柱電池表現較弱。方形電池在PACK成組效率性能上也表現優于圓柱電池。
 
02
 
鋰電設備
根據鋰離子電池生產程序,一般分為極片制作、電芯組裝、后處理(激活電芯)等三大步驟,分別為前中后三道程序。核心設備包括前段的攪拌機、涂布機和輥分機等,中段的卷繞機、疊片機和焊接機等,后段的化成分容設備。
 
前道工序為極片制作,包括均漿、涂布、烘干、輥壓、分切等工序,其中涂布、輥壓和分切為主要工序。涂布:把攪拌后的漿料均勻涂抹在基材銅箔(負極載體)和鋁箔(正極載體)上,以制作正極和負極,是鋰離子電池研制和生產中的關鍵工序之一。輥壓:對已涂好的正負極材料進行軋壓使其壓實更好的依附在鋁箔和銅箔上,提升電池能量密度。分切:分條是指將較寬的整卷極片連續縱切成若干所需寬度的窄片。鋰離子電池對極片的主要技術要求是分條后的極片不能出現褶皺、脫粉,分條尺寸精度高等,同時要求極片邊緣的毛刺小。
 
中道工序為電芯組裝,包括注液、焊接帽、焊接、入殼、卷繞或疊片等工序卷繞與疊,其中卷繞或疊片為主要工序。卷繞:將制片工序中制作的極片制成鋰離子電池的裸電芯。卷繞電芯是指正極、負極極片料卷或長片間夾有一層隔膜,一起卷繞成一個圓柱體或棱形體的電池芯體,是完成鋰離子電池制造的關鍵工序之一。疊片:將模切完成的正、負極片與隔膜間隔堆疊成電池的裸電芯。
 
后道工序為后處理,其中電芯化成、分容為主要工序?;桑哼M行充電活化并測量容量。分容:將化成好的電池按照1C放電容量進行分類,以適合不同的容量需求。檢測:充放電機記錄電芯充放電的相關數據和曲線圖表,以作為計算電芯電容量及評價電芯是否合格、如何分類的依據。在充放電之外,電芯靜置前后還要接受專門的測試設備的檢測,以測試電芯的電壓和內阻。
 
在生產工藝上,前段軟包電池和方形電池的制作工序基本一致,在中段和后段工序上,軟包電池和方形電池的制作工序區別較大。方形電池的中段工序主要為卷繞、焊軟連接、卷芯入殼、焊頂蓋和氣密性檢測等,而軟包電池的中段工序主要為疊片、TAB焊接、極耳貼膠、電芯平壓測Hi-pot和熱冷壓等。方形電池的后段工序為化成、焊接封頂、分容測試等,而軟包電池的后段工序為化成、TAB套絕緣管、容量測試、其他測試等。因此前段工序所需的設備穩定。中后道生產設備會根據電池生產技術的革新而迭代,或技術路徑的切換導致設備置換的需求。
 
03
 
電池市場應用
一是新能源汽車領域。車企新產品周期驅動新一輪電動化滲透率提升周期,新能源汽車方向確定性進一步增強。新能源汽車的高增長驅動動力電池行業排產持續超預期,部分頭部企業的排產計劃和新產線招標都積極擴張。國內新能車的滲透率將在未來5年顯著提升,電動化趨勢擁有較強的確定性。年復合增長率各路人馬預測不同,但基本都在30%以上,部分樂觀的預測50%。
 
二是儲能電池領域。儲能將作為電網峰谷調節的重要環節,儲能行業的發展趨勢確定性較強發展潛力巨大,但由于電力、儲能政策、鋰電池價格等原因,相對于動力電池增長滯后。電池成本制約發展,發改委、財政部、科技部、工信部、能源局聯合發布《關于促進儲能技術和產業發展的指導意見》,計劃到2025年,使儲能產業實現規?;l展,形成較為完整的產業體系,成為能源領域經濟新增長點。在政策的刺激下,電池領域上市公司紛紛開啟儲能產業布局。整個市場會隨著電池成本的逐步降低和規模效應的逐步凸顯,中長期值得期待。
 
三是3C產品領域。5G通信網絡落地實施,3C電子產品不斷更新發展,共同提高了3C鋰電池市場增長率。5G換機潮大容量電池成為智能手機必需品。5G推出后,電池容量由原來的3800mAh左右增長至4200mAh以上。同時軟包電池的適用度高和貼合性好符合5G手機向體型輕、厚度薄趨勢發展的要求??纱┐髟O備、無人機、服務機器人等領域需求增長的帶動,3C軟包電池將成為3C鋰電池市場的主要增長點。整個市場在5G換機潮帶動下增長較為平緩,預計行業整體未來五年將維持1.38%的年復合增長。

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