bob真人中金公司:锂电装备另有哪些超预期身分

2021-08-28 行业新闻

  bob真人受益于新能源汽车浸透率提拔以及电池制作手艺前进,咱们估计锂电装备需要景气将在较长周期内保持高位,本篇陈述咱们将重点会商锂电装备能够超预期的身分,包罗新能源车浸透率超预期提拔、钠离子储能电池需要增加、装备智能化需要提拔等。

  超预期身分之一:新能源汽车浸透率超预期提拔。此前中汽协猜测2021年我国新能源汽车销量约220万辆,同比增加64.6%;从近期行业出货数据来看,咱们估计2021年贩卖量能够到达250~300万辆,浸透率到达12%阁下,同比提拔约6ppt,无望动员动力锂电池出货量超预期。中金汽车组预期,2025年我汽车浸透率将无望到达25%,年贩卖量打破700万台。咱们根据2025年环球新能源汽车差别的浸透率以及单车带电量计较,估计2021~2025年环球动力锂电池装备需要将完成25.8%~35.5%的复合增加。

  超预期身分之二:钠离子电池能够派生新的需要?2020年7月28日,宁德时期公布钠离子电池,电芯单体能量密度高达160Wh/kg,常温下充电15分钟,电量可到达80%以上,今朝处于环球最高程度,处理了以往钠离子电池的能量密度短板,利用处景扩大至新能源车范畴,再也不范围于储能范畴。钠离子电池的消费工艺与锂电池相似,但该手艺的推行能够带来新的装备需要。

  超预期身分之三:新手艺新工艺的变革带来新的装备需要。新的电池质料以及消费工艺能够带来新的装备需要,比方正负极质料变革动员前道工序变化;电芯成型工艺比方卷绕、叠片工艺改良,切叠一体化/切卷一体化手艺,动员中道装备更迭;而CTP(Cell To Pack)将简化模组、PACK组装工艺,带来新的主动化组装计划。

  超预期身分之四:智能化需要日趋增加。跟着电池消费服从请求日趋提拔,涂布宽幅、卷绕速率、充放电服从等目标都在较着前进;别的,消费历程傍边机械视觉使用比例增长,数字化率提拔,出格是外洋电池工场关于智能化程度请求更高,都将进一步拉动电池装备行业需要增加

  锂电装备市场范围较大,寡头合作。据咱们测算,锂电装备2021-2025年环球市场范围超5,000亿元,市场范围较大,而优良装备产能稀缺,当上次要锂电装备厂商均面对严重的产能瓶颈。

  新能源汽车浸透率仍在低位,中持久增加肯定。环球电动车行业浸透率仍在低位,持久生长空间仍旧宽广。按照Markline统计,2020年环球汽车电动化率仅为4.27%。中汽协猜测2021年我汽车销量约为220万辆,同比增加64.6%。按照中金汽车组的估计,到2025年环球新能源乘用车浸透率将会到达21.28%,2030年环球新能源乘用车浸透率为39.76%;2025年中国新能源汽车浸透率将无望达25%,年贩卖量打破700万台。2020-2025年,电动车行业年化增速将超越40%,成为将来多少年高速生长的黄金赛道。

  单车带电量提拔,动力电池需要将来五年复合增加率无望超越50%。动力电池方面,跟着单车带电量的进步,动力电池需要将会连续高于新能源汽车需要增加。咱们估计2025年动力电池装机容量将超越1,430GWh,年复合增速达50%以上;此中中国市场将到达428GWh,外洋市场所计1,052GWh,外洋需要占比到达七成,2021~2025年外洋市场动力锂电池装机复合增加率64%,中国海内动力锂电池装机复合增加率38%。这将会动员锂电池装备新增需要的连续高增加,而且咱们估计双位数增加将连续到最少2025年。

  按照咱们此前猜测,在2025年新能源汽车浸透率20.6%及单车带电量69Kwh的状况下,2025年锂电装备市场范围为1431亿元,对应2020年至2025年CAGR为30.9%。因为新能源汽车行业或将超预期开展及手艺前进,咱们对2025年锂电装备需要量停止敏理性阐发。据咱们测算,在新能源汽车浸透率为18.6%及单车带电量65Kwh的状况下,锂电装备需要为927亿元,对应5年CAGR为20.0%;新能源汽车浸透率为22.6%及单车带电量73Kwh的状况下,锂电装备需要为1,973亿元,对应5年CAGR将到达39.6%。

  按照上述阐发,2021~2025年环球新能源汽车动力锂电池装备年复合需要增加率将无望到达25.8%~35.5%,更高置信区间在20.0%~39.6%。

  钠离子电池(Sodium-ion battery),是一种二次电池,次要依托钠离子在正极以及负极之间挪动来事情,与锂离子电池事情道理类似。

  钠离子电池使用范畴多为储能。钠电池没有过放电性子,许可放电至0伏,且本钱较低,在冰冷前提下仍能一般运转,又因为其能量密度较锂电池更低,不异带电量的状况下钠电池较锂电池更重,不容易照顾,可是储能电池的幻想质料,可在环球全天气前提下利用。

  宁静性:钠离子电池有更高的宁静性。电池的过充电与过放电城市对锂电池正负极形成不成逆的毁伤。钠离子没有过放电性子,能够将钠离子的电池放电到零伏而不受毁伤。而且,钠电池还经由过程了过充、针刺、挤压等宁静测试。

  本钱:钠电池以及锂电池的原质料别离为钠元素以及锂元素。钠元素产地遍及天下,且钠元素产量较高;锂元素产量较少,质料大多集合于美洲,有必然的运输本钱。别的,钠离子电池正负极均为铝箔,本钱低于锂电池负极的铜箔。因而,咱们估计钠电池本钱将比锂电池少30%到40%。

  能量密度:钠电池的能量密度较低。锂电池次要由三元锂电池以及磷酸铁锂电池组成。以国产特斯拉为例,Model 3的磷酸铁锂电池能量密度为125Wh/kg,三元锂145Wh/kg。据《Na-lon Batteries—Approaching oldand New Challenges》总结:18650型的钠离子电池能量密度约为90Wh/kg;而按照所公布的钠离子电池,其能量密度能够到达160Wh/kg。

  极限工况:在冰冷前提下,钠电池放电性好。温度较低时,锂离子电池放电特征变差;钠离子电池在低至-30℃、高至80℃的情况中,放电特征优良。

  2021-2025年储能电池年复合增加率将达52.5%,钠离子电池能够带来更大增量。按照出发点研讨院的统计数据,2020年环球锂电池出货量为260GWh,同比+33.6%;此中,储能电池出货量为10GWh。出发点研讨院估计,2025年储能锂电池出货量将到达168GWh,年复合增加率将到达54.5%。而咱们估计,钠离子电池的推行能够带来储能电池的超预期放量。

  2020年7月28日,宁德时期公布钠离子电池,使动力钠电池成为能够。宁德时期电芯单体能量密度高达160Wh/kg,常温下充电15分钟,电量可到达80%以上,今朝处于环球最高程度,处理了以往钠离子电池的能量密度短板,利用处景扩大至新能源车范畴,再也不范围于储能范畴。

  钠离子电池在架构、封装工艺上与锂电池高度类似,锂电装备企业可在大批本钱投入的状况下停止钠离子电池消费。以是,即便钠电池在将来替换部门锂电池,锂电装备企业的下流需要仍将保持高位,加上储能电池的高速增加,锂电装备或将超预期增加。

  电池建造工艺流程分为前道、中道以及后道。前道为极片建造,流程包罗正极/负极匀浆、涂布、辊压、分切。前道手艺中心为质料化学,消费流程中所利用的装备包罗搅拌机、涂布机、辊压机、分切机。中道为电芯装配,流程包罗制片、模切、卷绕/叠片。中道手艺中心为主动化,消费流程中所利用的装备包罗模切机、卷绕机/叠片机。后道为电池组装,流程为封装、注液、化成、分容等环节。后道手艺中心为电化学,消费流程中所利用的装备包罗注液机、封焊机、化成测试装备等。

  三元电池相对磷酸铁锂电池对前段装备的机能,比方真空、除了湿的请求更高。三元聚合物锂电池的正极质料利用镍钴锰酸锂大概镍钴铝酸锂,次要来自于Ni2+/Ni4+氧化复原。关于镍基质料,颗粒外表会发作自觉反响,Ni3+改变为Ni2+会开释O2-,当镍含量高的质料表露在氛围中时,更简单吸取氛围中的二氧化碳以及水,该历程会在颗粒外表构成Li2CO3以及LiOH层。为使质料容量进步,Ni含量提拔,从而PH值也越高,而Li2CO3以及LiOH耗损了材猜中的Li,而且不具有电化学活性,因而会形成容量衰减。且颗粒外表致密的Li2CO3层障碍Li的分散,影响电池机能。为满意真空、除了湿等请求,新的装备需要增长,从而动员团体锂电装备市场空间的扩大。

  三元质料将影响正极浆料制备。在高镍正极浆料制备过程当中,PVDF消融于NMP中,质料外表的碱性基团会进犯相邻的C-F、C-H键,使PVDF发作双份子消去反响,在份子链上构成一部门的碳碳双键。当PVDF内双键増加时,其粘结力也将増加,从而招致浆料粘度増加,以至构成凝胶形态,影响涂布历程停止;另外一方面,极片脆性也将增长,在辊压、分切等工艺流程中,易形成极片段裂。

  三元质料使涂布面对更大的应战。涂布消费的服从瓶颈本就在于烘枯槁燥,而三元电池对涂布过程当中水份掌握的请求更高。且假如水份与质料曾经发作了反响,通例的枯燥历程没法去除了水份的影响。以是,为包管涂布历程湿度请求,质料的切换对风场、温度场以及规划情势由更高的请求。

  锂电池封装范例分为方形、圆柱、软包三类。方形电池次要接纳卷绕工艺,抗打击力强、电池轮回寿命长、容量大,外壳凡是接纳方形钢壳或铝壳;圆柱电池次要接纳叠片工艺,分歧性好、工艺成熟,外壳接纳钢壳或铝壳;软包电池次要接纳叠片工艺,能量密度高、宁静性与散热性好、设想较为灵敏,外包装多接纳铝塑膜。此中,软包电池多用于消耗锂电范畴。

  方形电池主导市场。2020年方形电池市占率为80.8%,圆柱电池为9.7%,软包电池为9.5%。咱们估计将来方形电池占比略有降落,而圆柱电池以及软包电池占比逐渐回升,中分方形电池外的盈余市场。

  电芯封装方法浸透率变革将影响中道工序,叠片需要回升。卷绕工艺多用于方形电池以及圆柱电池,而叠片工艺用于软包电池。跟着将来软包电池在中国动力电池市场的浸透率回升,叠片装备的市场需要将有所回升。而且,方形叠片工艺正在进入市场。叠片关于电芯尺寸以及机能有较着劣势。一方面,叠片工艺可使动力电池划定规矩排布、有用操纵空间;另外一方面,按照咱们调研信息,不异前提下,叠片工艺可使电池能量密度进步5%,轮回寿命进步10%,本钱低落5%。此火线形叠片手艺受制于消费服从、手艺及投资门坎较高,未大范围使用于方形电池。但跟着LG化学、三星SDI等国际电池头部企业开端规划叠片手艺,叠片手艺将来将使用于方形电池,从而动员叠片装备需要进一步回升。

  CTP或将改动后道工序,但仍需主动化锂电装备。CTP是指Cell To Pack,经由过程简化模组构造,使患上电池包体积操纵率提拔15%-20%,零部件数目削减40%,消费服从提拔50%。固然制作历程由电芯-模组-PACK简化为电芯-PACK,但建造工艺仍需求接纳机械人、机器手、运送线等多种主动扮装备,完成单块电池到电池包的重叠、焊装、测试,构成终极的电池包。以比亚迪刀片电池为例,固然打消模组,但仍需求主动将组盘后电池经由过程滚筒线、提拔机或堆垛机送入差别库位或装备,主动实现化成、充放电、分容、自放电等后真个工艺操纵。以是,CTP手艺能够使后道各工序的代价量发作改动,但对主动化锂电装备需要仍将保持高位。

  PACK主动化率提拔,后道工序装备晋级。按照咱们调研信息,行业PACK主动化率为5%-20%,主动化率较低。因为下流锂电需要剧增、劳动力供应不敷、手动消费经济性降落、主动化经济型提拔,PACK线主动化需要明显增加;往前看,PACK线将迎来新一轮的迭代需要,锂电装备企业需加大锂电装备投资。按照咱们调研信息,今朝行业抢先企业主动化率可达80~90%。

  涂布速率提拔,宽幅拓展。跟着下流锂电需要量大幅提拔,在包管涂布手艺、张力手艺、纠偏手艺以及枯燥手艺的条件下,对涂布服从的请求提拔。进步涂布服从的次要手腕包罗提拔涂布机运转速率以及涂布宽度,按照咱们调研信息,抢先企业的涂布速率可到达120米/分钟,涂布宽幅最大为1600毫米。

  卷绕机速度明显提拔。动力电池大范围消费需要对卷绕机消费服从的提拔提出高请求,PPM提拔的间接影响身分是卷绕速率的提拔以及帮助工夫的收缩,此中帮助工夫的收缩可经由过程帮助行动工夫并联实现,比方卷绕、卷芯下料以及贴胶三个行动同时停止。按照咱们调研信息,今朝海内抢先锂电卷绕装备企业卷绕速率可达500毫米/秒。

  叠片装备适应降本增效、高能量密度、高宁静性趋向。叠片机次要分为Z字型叠片机、切叠一体机、热复合一体机、卷叠一体机,此中Z字型叠片机以及切叠一体机均接纳Z字型叠片工艺。今朝叠片装备集合度低,将来支流叠片装备将是性价比高、高能量密度、高宁静性装备。跟着不竭考证,叠片机将更新迭代,发生新的装备需要。

  机械视觉使用比例增长,智能化程度提拔。机械视觉在锂电消费流程使用浸透率回升。机械视觉经由过程瑕疵提取法、分类算法、焊点测算法等完成精准化检测。比方模切工艺中,高低两个相机以120-260片/分钟的速率,对极片的两面别离停止扫描照相,并将成果反应给打料机构停止调解,从而满意极片各种瑕疵、长宽等检测需要。使电池良率提拔的同时,可以响应低落检测时利用的人力本钱。 机械视觉的使用使单机装备代价量提拔,动员装备需要增长。

  外洋动力锂电池装机量高双位数增加,高端主动化配备需要大。按照咱们测算,2021-2025年外洋市场动力锂电池装机复合增加率为64%,中国海内动力锂电池装机复合增加率为38%。因为外洋装机需要量大、野生本钱高、宁静性请求高,对主动化需要高于海内,单GW投资更高,咱们估计从而无望进一步刺激锂电装备需要增加。

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