18年伊始新版补助方针公布,对电池能量密度提出更高要求;科技部动力电池专项研究取得了实质性突破,宁德年代、力神、国轩三巨子皆选择选用软包道路;璞泰来近来布告拟收买软包自动化设备企业超业精细。三起事情提醒行业深层次变化正在发生。
软包技能作为电池轻量化高能化的重要手法,有望在新扩产能中继续进步浸透率,然后完成高于行业扩产规划的出资增速。软包电池与方形电池的工艺差异带来对中后段高端叠片设备和注液、封装等设备的需求晋级。新增商场因为空间宽广,具有必定软包技能根底的锂电设备公司有望加快布局。详情参考报告正文。
中心观点
三种形状各有好坏,软包电池能量密度功用杰出
与硬壳电池(方形和圆柱)比较,软包电池具有规划灵敏、分量轻、内阻小、不易爆破、循环次数多、能量密度高级特色,能在现有技能水平上提高动力电池的能量密度,在续航路程进步一步缩小和燃油车的距离。短期内软包装作为一种电池轻量化高能化的手法,将以较高比例占有增量商场,长时间看全固态电池需求选用软包技能为行业指明方向。新能源轿车新方针释放了推动电池功用提高、增大能量密度的信号。跟着补助门槛的不断提高,软包装能够助力更多电池企业提高能量密度和产品竞争力,未来软包技能将在增量商场中占有一席之地。
从电池形状演化看锂电设备需求晋级
根据我国储能网计算,软包电池现在在动力电池中的浸透率仅12-15%,一方面是因为现在出产工艺尚不老练、规范化程度较低、电池共同性较差,另一方面则是首要原资料铝塑膜依靠进口导致单位本钱相对较高。不过在需求带动下这些开展瓶颈未来都有望经过出产规划化、自动化、增强电池办理体系、铝塑膜质量提高级来消除。尤其是软包电芯选用的叠片工艺,这对出产过程操控提出了很高要求,也凸显了中后段高端一体化设备的重要效果。
软包设备空间宽广,干流厂商纷繁布局
动力锂电池出产设备与锂电池工艺流程紧密相关,整产工艺大致可分为极片制作(前端)、电芯制作(中端)和电池拼装(后端)三个阶段。软包电池与方形电池的工艺在出产前端的拌和、涂布、辊压等环节根本共同,工艺差异首要会集在动力电池出产的中端与后端。中心差异在于两方面:1)软包电池电芯选用叠片工艺,而方形电池一般选用卷绕工艺;2)铝塑膜作为软包电池包装资料,其间后端的注液、封装等工序与方形电池存在较大差异。软包电池相关中后端锂电设备巨大的商场空间吸引着锂电设备龙头加快布局软包设备范畴。2018年3月13日,璞泰来发布严重财物重组停牌发展布告称,拟收买的标的财物为东莞市超业精细设备有限公司。超业精细为国内抢先的软包电池成套解决计划供货商。
出资建议:跟着新能源轿车补助规范对电池能量密度提出更高要求,软包技能作为电池轻量化高能化的重要手法,有望在新增产能中继续进步浸透率,然后完成高于行业扩产规划的出资增速。软包电池与方形电池的工艺差异带来对中后段高端叠片设备和注液、封装等设备的需求晋级。新增商场因为空间宽广,具有必定软包技能根底的锂电设备公司有望加快布局。现在相关上市公司包含璞泰来、赢合科技、先导智能等。
危险提示:新能源轿车销量低于预期;产品价格大幅跌落;软包动力电池技能推广低于预期。
一、电池形状三分天下,软包电池潜力巨大
1.1三种形状各有好坏,软包电池能量密度杰出
现在动力锂电池根据封装方法差异可分为三类形状:圆柱、方形和软包,其间圆柱和方形也统称为硬壳电池。三种动力锂电池的内部构成要素差异不大,中心差异在于圆柱和方形电池首要选用金属资料作为外壳,而软包锂电池选用铝塑膜作为封装外壳。
因为特定的包装资料与结构不同,三种电池各在技能功用方面有所差异,各自具有必定的好坏势。
圆柱电池:出产工艺老练,产品良率高。受益于老练的工艺,圆柱锂电池PACK本钱较低,电池产品良率较高;且散热功用优于方型电池;圆柱形电池可根据详细需求而进行多种形状组合,便于新能源轿车运用空间的充沛布局。当下中、日、韩、美等都有老练的圆柱电池出产企业,比如SANYO、SONY、万向A123等。但是圆柱电池一般是选用金属钢壳或铝壳封装,分量较大,导致电池组比能量相对较低。
方形电池:型号很多,工艺一致难。方形硬壳电池壳体多为铝合金、不锈钢等资料,内部选用卷绕式或叠片式工艺,对电芯的维护效果优于于铝塑膜电池(即软包电池),电芯安全性相对圆柱型电池也有了较大改善。现在,出产方形电池的企业首要有宁德年代、国轩高科、三星SDI、力神等。但是因为方形电池一般是根据产品要求的尺度定制化出产,构成现在商场上方形电池型号很多,工艺很难一致,关于需求多只串、并联运用的新能源轿车动力锂电池,因此选用规范化出产的圆柱锂电池在出产工艺更有确保,在安全性方面更有优势,一起替换性较强。
软包电池:指以铝塑膜为外壳的锂电池,在3C范畴浸透率现已超越60%,并逐步扩展至新能源轿车行业。与硬壳电池比较,软包电池具有规划灵敏、分量轻、内阻小、不易爆破、循环次数多、能量密度高级特色。软包电池跟着智能手机和平板电脑的遍及得到快速开展,因其杰出的延展性和高能量密度特色,逐步运用到新能源轿车、储能等范畴。
软包装的最大优势在于,能在现有技能水平上提高动力电池的能量密度,在续航路程进步一步缩小和燃油车的距离。根据高工锂电的计算,软包电池比同等容量的铝壳包装电池轻20%,与相同尺度的铝壳电池,容量高出50%。与硬壳包装比较,软包装能够提高电池安全性、削减电池自耗电、延长运用寿命,并具有规划灵敏性。软包装的不足之处在于包装资料铝塑膜机械强度不及硬壳,现在依靠进口、本钱较高。
本钱和共同性问题成软包电池开展约束要素。软包电池不足之处在于,现在出产工艺尚不老练、规范化程度较低、电池共同性较差。不过这些劣势未来经过出产规划化、自动化、增强电池办理体系、铝塑膜质量提高来消除。此外,软包原资料铝塑膜仍有赖进口,动力电池制作厂商对国产铝塑膜承受程度低,这也在必定程度上约束了软包电池的大规划开展。未来随国内企业在铝塑膜范畴的产能发力,后续约束性要素有望陆续化解。
1.2新版方针“优补差退”,高能量密度需求助力软包技能开展
依照2018年新能源轿车补助计划,体系能量密度在140Wh/kg以上的纯电动乘用车有10%的补助溢价,体系能量密度在160Wh/kg以上的纯电动乘用车有20%的补助溢价,体系能量密度在135Wh/kg以的纯电动客车可获得10%的补助溢价,进步了补助关于电池体系能量密度的要求。因为软包装能够进一步提高电池能量密度,开展软包电池契合新方针引导方向。
中期来看,在去补助化背景下,行业竞争格式趋向商场化,软包电池契合乘用车提高续航才能趋势。在2013-2016年普惠式补助方针引导下,新能源乘用车商场逐步构成,2016年产值在新能源轿车总产值中占比约为62%;A00、A0级车在新能源乘用车产值中占有半壁河山,商场培育初见成效。比较于客车、专用车,乘用车的空间更加紧凑,对能量密度、安全性要求更高,软包装节约体积减轻分量,能够提高续驶才能,且不易燃爆,优势显着。北汽EC180、奇瑞eQ等热销A00、A0车型均部分运用软包电池。软包装的能量密度、安全优势契合A、B级乘用车功用提高方向,新能源乘用车继续放量为软包开展发明空间。
1.3未来固态电池适合调配软包封装技能
依照电解液物质状况的不同,软包电池可分为软包液态电池和软包聚合物电池,前者运用液态电解液,后者运用的电解液现在以胶体为主。以固态物质为电解液的全固态电池仍处于研制示范阶段,将进一步提高动力电池的能量密度和安全性,因为不运用液态电解液,电池封装可运用软包。软包液态电池广泛运用于国产手机、充电宝,著名热销车型日产聆风即装载了AESC供给的层叠式软包液态电池;软包聚合物电池则用于笔记本电脑及品牌手机。
远期来看,全固态电池能量密度高、安全性最强,有望带动软包装进一步开展。全固态电池以聚合物、氧化物或硫化物等固态电解质代替隔阂和电解液从根本上解决电池安全问题;电池单体能量密度有望提高至400-500Wh/kg。全固态电池现在仍处于研制阶段,宝马、丰田、博世及部分国内企业都在活跃布局,未来有望成为干流电池道路。德国Kolibri为奥迪轿车开发出一款大容量的聚合物固态锂电池,电池总重300kg,续驶路程到达600公里。因为无需运用液体,固态电池外壳与拼装工艺得到简化,适宜固态电池封装运用的软包封住技能有望为软包电池开展翻开新的生长空间。
我们认为,短期内软包装作为一种电池轻量化高能化的手法,将以较高比例占有增量商场,长时间看好全固态电池选用软包装趋势。新能源轿车新方针释放了推动电池功用提高、增大能量密度的信号。跟着补助门槛的不断提高,软包装能够助力更多电池企业提高能量密度,提高产品竞争力,软包装将在增量商场中占有一席之地。
二、扩产趋势发生变化,软包电池出资加码
2.1明星车型助力未来软包电池放量
国内商场,软包电池进入部分新能源乘用车、客车、专用车龙头企业供给链,运用远景继续看好。北汽新能源、奇瑞等厂商在其热销车型中引入软包,东风日产、上汽通用等企业活跃推动国外软包车型本土化。软包电池也运用于新能源客车和专用车,宇通客车、中通客车、东风特汽等龙头企业均有车型搭载软包电池。
2.2电池企业软包产能扩产计划
在2017年新能源乘用车动力电池装机量前十中,孚能、天能、捷威都是三元软包动力电池供货商。这三家都是近几年进入新能源乘用车供给前列的。
2015年开始,孚能凭借三元软包的能量密度优势和在北美的配套经历堆集,进入北汽新能源的供给体系,成为主力供货商。2015年在出货量排行上,孚能还默默无闻。2016年,孚能出货量到达341.68MWh,业界排名第13名。2017年继续扩张,出货量1.05GWh,业界排名第六,乘用车配套排行第三。2017年12月20日,孚能还与北汽集团签下五年百万台电池大单,将确保其继续占有相当大的商场比例。
天能也是近几年进入新能源乘用车供给的电池巨子。2017年天能三元软包电动轿车动力电池近300MWh。天能的软包电芯能量密度现已到达230Wh/kg,2018年末将推出250-260Wh/kg的产品。现在天能三元软包动力电池产能2.5GWh-3GWh,2019年将扩充到8GWh左右,新增产能悉数为三元软包道路。
在前十名之外,多氟多、卡耐新能源、超威创元、天劲股份、鹏辉能源等企业都现已量产供给三元软包电池,使得三元软包相关于方形和圆柱,日渐呈现兴起之势。
三、从电池形状演化看锂电设备晋级之路
3.1技能与功率寻觅均衡点,三种形状各自开展
2018年1月20日,我国电动轿车百人会2018年论坛,国家863计划节能与新能源轿车严重项目全体专家组组长欧阳明高介绍动力电池专项研究发展。其间CATL、力神、国轩高科三家承当新式锂离子动力电池项目的企业,均选择了三元软包技能道路,能量密度均到达300Wh/kg。
但这只能标明承当国家专项的三家企业对三元软包技能道路高能量密度特征的认可,实践扩产情况仍然是企业从本身动身,寻求技能与功率的均衡点。而软包电池现在没有对方形电池和圆柱电池构成压倒性优势的首要短板有两方面:一是本钱问题:铝塑膜这一中心部件现在国产化程度较低,首要依靠于国外进口,本钱较高。二是工艺难度:软包电芯一般选用叠片工艺而非卷绕方法,在叠片模切过程当中,传统五金模切机往往构成冲切断面呈现毛刺、易掉粉问题,导致极片质量欠好,严重影响制品电池安全功用,一起残留的粉尘在杂乱的运用环境下,简单构成电池内部短路,轻则缩短电池寿命,重则导致电池呈现安全问题。
3.2铝塑膜逐步国产化,破解软包道路本钱难题
铝塑膜的资料属性关于确保电池长周期安稳运行十分要害,是软包电池与圆柱型、方型硬壳电池首要差异所在。铝塑膜的规划、制作被认为是锂电行业三大技能难题之一。铝塑膜一般由外阻层(尼龙)、铝层和高阻隔层(聚丙烯)组成,在两层之间夹有胶水层。依照功用用途,铝塑膜能够分为动力用和非动力用两类。前者所运用的铝塑膜厚度为152μm,后者一般运用88-123μm厚度的铝塑膜。相对而言,前者的技能要求更高。
铝塑膜价格仍高,首要归因于存在出产技能壁垒、现在首要依靠进口,国内商场根本为日韩企业垄断。高工锂电数据显现,2016年我国锂电池铝塑膜的需求量(不含外资企业在我国的工厂,ATL除外)为9500万m2,同比增加44%;其间,国内产值达494万m2,国产化率约为5%。日本DNP、昭和电工占有近70%比例。2016年,新纶科技于2016年7月收买了日本凸版印刷旗下的铝塑膜出产、制作及出售事务,现在其出产仍在日本完成。
3.3叠片工艺难度大,高端出产设备需求突显
软包电芯一般选用的是叠片工艺,而非方形电池电芯一般选用的卷绕方法。在软包电池模切和叠片工艺过程中,发生的毛刺和粉尘简单构成电池短路,构成极大的电池安全隐患,因此在软包电池的出产制备过程中操控极片毛刺粉尘显得尤为重要。
极片毛刺是指极片冲切所发生的断面基材拉伸、曲折。在模切和叠片工序中操控冲切时的毛刺大小,削减冲切时发生的粉尘,以及在极片转运过程中防止毛刺的发生,已成为这两个工序现在面对的最首要的难题,而要解决这些难题,先要了解毛刺和粉尘发生的原因。极片毛刺粉尘发生的首要原因有三点:1)冲切方法;2)冲切模具的结构;3)冲切模具的资料及加工精度。根据毛刺和粉尘发生的原因,解决计划未来可从以下几方面提高:1、优化现有模具结构;2、进步模具制作和装配精度;3、选用激光模切机;4、选用模切叠片一体机,模切叠片一体机在极片冲切完之后可直接进入叠片平台,防止极片和料盒的磕碰和冲突,彻底解决极片不良的潜在危险。
四、软包设备空间宽广,干流厂商纷繁布局
4.1前端设备共享,中后端引发需求晋级
动力锂电池出产设备与锂电池工艺流程紧密相关。动力锂电池全体出产工艺流程较长,大致可分为极片制作(前端)、电芯制作(中端)和电池拼装(后端)三个阶段。
软包电池与方形电池的工艺在出产前端的拌和、涂布、辊压等环节根本共同,工艺差异首要会集在动力电池出产的中端与后端。中心差异在于两方面:1)软包电池电芯选用叠片工艺,而方形电池一般选用卷绕工艺;2)铝塑膜作为软包电池包装资料,其间后端的注液、封装均与方形电池存在较大差异。
4.2软包道路浸透率有待提高,设备需求空间宽广
高工锂电计算数据显现,2016年我国圆柱、方形、软包锂电池产值分别为13.92GWh、26.64GWh、22.99GWh,软包在锂电全行业的浸透率现已达36%,而我国动力电池产值达30.5GWh,其间软包电池占比12%,处于相对较低水准。
跟着补助方针退坡,新能源轿车商场导向趋势愈发显着。在前期方针引导下,A00、A0级新能源乘用车商场现已初具规划,积分制下A、B级乘用车放量在即。软包电池规划灵敏、轻质的特性有望在小车中得到充沛发挥,预期未来在A00、A0级车中的浸透率将逐步提高。关于增量商场,软包装的能量密度、安全性优势仍然适用,能够提高续航路程。根据我国储能网的猜测,2020年国内软包动力电池出货量估计35.9Gwh,浸透率达38%,比较17年5.5Gwh左右的出货量新增约30Gwh。考虑到商场老练期合理的产能利用率范围在50%左右,即得到新增产能60Gwh。这与软包电池企业现在公布的扩产计划56Gwh总量根本吻合。
根据宁德年代招股说明书披露的数据显现,现在国内电池厂商均匀1GWh产能对应设备出资约2.8亿元。其间,前中后三阶段对应的锂电设备价值量占比分别在40%、30%、30%左右,软包道路对应的特有设备即中后段设备大概占比60%,约1.68亿/Gwh。则2020年曾经软包动力电池新增特有设备需求约60*1.68=100.08,即约100亿的新增软包特有出产设备需求。
软包电池相关中后端锂电设备巨大的商场空间吸引着锂电设备龙头加快布局软包设备范畴。2018年3月13日,璞泰来发布严重财物重组停牌发展布告称,公司本次严重财物重组拟收买的标的财物为东莞市超业精细设备有限公司(下称“超业精细”),初步计划为拟发行股份及支付现金收买超业精细100%股权。璞泰来经过新设、兼并购等方法,不断完善在锂电池要害资料和设备范畴的产业链布局。超业精细起步于十多年前的半自动单机,成名于极耳焊接机、冲壳包装机和注液机。在锂电池行业需求快速提高的背景下。近年来公司软包装电池设备产品早已拓延到模切、叠片、焊接、包装、枯燥、注液和DEGAS等中心工艺设备,并具有在单品牌下全体供给全套中段和后段设备的供给和服务才能。
此外,赢合科技较早规划包含模切叠片、全自动软包注液机、软包封装等软包电池出产相关锂电设备,堆集了必定的经历,具有供给软包一体化拼装线产品服务的才能。先导智能作为锂电设备的抢先企业,除卷绕机主力产品之外,在叠片机范畴具有必定技能根底。
五、相关上市公司
璞泰来(603659.SH):璞泰来专注锂电资料及设备范畴,现已布局负极资料、锂电设备、涂覆隔阂加工以及铝塑包装膜等四项中心事务,锂电产业界各事务协同支撑,纵向一体化布局深厚,龙头地位稳固。公司布告拟收买超业精细。超业精细近年来在软包装电池设备产品已拓延到模切、叠片、焊接、包装、枯燥、注液和DEGAS等中心工艺设备,并具有在单品牌下全体供给全套中段和后段设备的供给和服务才能,为公司未来建立一体化软包相关锂电设备产能打下根底。公司2017年前三季度公司完成营收15.51亿元,同比增加40.2%;归母净利润3.24亿元,同比增加68.3%,增加态势强劲。
赢合科技(300457.SZ):赢合科技成立于2006年,是一家集开发、出产、出售、服务为一体的自主创新式国家级高新技能企业。公司专业制作新能源自动化出产装备,广泛运用于锂离子、聚合物、动力电池等各个出产工序;公司技才能量雄厚,拥有一支以资深工程师为中心的研制团队,在锂电池及非标设备制作方面具有深厚造就,确保了技能的先进性和实用性。公司较早规划包含模切叠片、全自动软包注液机、软包封装等软包电池出产相关锂电设备,堆集了必定的经历,具有供给软包一体化拼装线产品服务的才能。公司2017年完成营收15.91亿元,同比增加87.13%;归母净利润2.19亿元,同比增加76.64%。
先导智能(300450.SZ):公司是锂电设备行业的领军企业,竞争优势显着,有望进一步生长为全球锂电设备企业。除卷绕机主力产品之外,公司在叠片机范畴具有必定技能根底,一起拥有杰出的口碑以及优质的客户资源。公司2017年全年完成营收21.77亿元,同比增加101.75%;归母净利润5.14亿元,同比增加79.45%。
六、出资建议与危险提示
出资建议:
跟着新能源轿车补助规范对电池能量密度提出更高要求,软包技能作为电池轻量化高能化的重要手法,有望在新增产能中继续进步浸透率,然后完成高于行业扩产规划的出资增速。软包电池与方形电池的工艺差异带来对中后段高端叠片设备和注液、封装等设备的需求晋级。新增商场因为空间宽广,具有必定软包技能根底的锂电设备公司有望加快布局。现在相关上市公司包含璞泰来、赢合科技、先导智能等。
危险提示:
新能源轿车销量低于预期:我国新能源轿车处于起步阶段,受方针等多重要素影响,新能源轿车销量动摇将对上游电池和锂电设备需求构成影响。
产品价格大幅跌落:跟着电池技能的改善,锂电池单价有逐步下降趋势,若电池单价呈现大幅跌落将对上游游电池和锂电设备需求构成影响。
软包动力电池技能推广低于预期:软包电池因为能量密度高级特色未来运用商场宽广,若软包技能道路推广低于预期,将对上游软包特有锂电设备需求构成影响。
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能量密度:125-160Wh/kg
充放电能力:5-10C(20-80%DOD)
温度范围:-40℃—65℃
自耗电:≤3%/月
过充电、过放电、针刺、 挤压、短路、
撞击、高温、枪击时电池不燃烧、爆炸。
动力电池循环寿命不低于2000次,
80%容量保持率;
电池管理系统可靠、稳定、适应性 强,
符合国军标要求。