【本田wh125B加多少号汽油好】中金：锂电设备的另一个期待因素是什么？

由于新能源汽车渗透率的提高和电池制造技术的提高，预计锂电设备需求经济在较长时间内将保持在较高水平，本报告将重点讨论锂电设备，包括新能源汽车渗透率超过预期增长、钠离子储存电池需求增加、设备智能需求增加等。

摘要

初期大因素之一：新能源汽车渗透率高于预期。此前，中基协预测，2021年我国新能源汽车销量约为220万辆，同比增长64.6%。从最新行业出货数据来看，2021年销售额为250-300万台，渗透率约为12%，预计同比上升约6ppt，电力锂电池出货量将超过预期。中金汽车集团预计，2025年我国新能源汽车渗透率将达到25%，年销量将突破700万辆。我们预计，根据2025年全球新能源汽车的渗透率和自行车皮带功率计算，2021~2025年全球电力锂电池设备需求将实现25.8% ~ 35.5%的复合增长。

初期大因素2:钠离子电池能带动新的需求吗？2020年7月28日，宁德市时代公布了钠离子电池，核心单体能量密度为160Wh/kg，常温下充电15分钟，功率达到80%以上，目前达到世界最高水平，解决了过去钠离子电池的能量密度短板，将使用场景扩展到新能源汽车领域，不再局限于储能领域。钠离子电池的生产过程与锂电池类似，但随着这项技术的普及，可能会出现新的设备需求。

新的电池材料和生产过程可能会带来新的设备需求，例如改变前向过程的正负极材料的变化。卷绕、重叠工艺改进、重叠集成/切割集成技术、中途设备变更等电芯成型工艺CTP(单元到包)简化了模块、包组装工艺，并提供了新的自动化组装方案。

超预期因素4:智能需求在增加。随着电池生产力要求的提高，涂层宽度、缠绕速度、充放电效率等指标正在明显发展。另外，机器视觉应用在生产过程中的比例增加，数字化率提高。特别是海外电池工厂，随着对智能化水平的要求提高，电池设备行业的需求将进一步提高。

危险

下游需求不如预期。

正文

新能源汽车投资率：超额预期上升

未来5年，全球锂电气设备需求超过5000亿韩元

锂电设备市场规模大，寡头政治竞争。据我们估计，锂电气设备在2021-2025年世界市长/市场规模超过5000亿韩元，市长/市场规模比较大，缺乏优质设备生产能力，目前各大锂电设备企业都面临着严重的生产能力瓶颈。

新能源汽车的渗透率仍然很低，中长期增长已经确定。全球电动车行业渗透率仍然很低，长期增长空间仍然很大。据Markline统计，2020年全球汽车传动比仅为4.27%。中纪侠预测，2021年我国新能源汽车销量约为220万辆，同比增长64.6%。据中金汽车集团预测，到2025年，全球新能源乘用车渗透率将达到21.28%，2030年全球新能源乘用车渗透率将达到39.76%。预计2025年中国新能源汽车渗透率将达到25%，年销量将突破700万辆。2020-2025年，电动车行业的年增长率将超过40%，成为未来几年高速增长的黄金通道。

自行车皮带功率增加，电力电池需求预计未来5年复合增长率将超过50%。对于动力电池来说，随着自行车皮带功率的增加，动力电池需求将继续高于新能源汽车需求。我们预计2025年电力电池装机容量将超过1,430GWh，年复合增长率将达到50%以上。其中，中国市场将达到428GWh，海外市长/市场合计1，052GWh，海外需求占比70%，2021~2025年海外市长/市场电力锂电池安装复合增长率将达到64%，中国国内电力锂电池安装复合增长率将达到38%。这将导致锂电池设备的新需求持续增加，两位数的增加预计将持续到至少2025年。

灵敏度分析：根据新能源汽车渗透率和自行车皮带功率测量锂电设备需求。

据此前预测，2025年新能源汽车渗透率为20.6%，自行车皮带功率为69Kwh，2025年锂电设备市长/市场规模为1431亿韩元，2020年至2025年CAGR为30.9%。新能源汽车行业由于超出预期的发展和技术进步，对2025年锂电设备需求进行了敏感性分析。根据我们的计算，新能源汽车渗透率为18.6%，自行车皮带功率为65Kwh时，锂电设备需求为927亿元，相当于5年CAGR的20.0%。新能源汽车渗透率为22.6%和自行车皮带功率73Kwh的情况下，锂电设备需求为1973亿韩元，预计相当于5年CAGR的39.6%。

根据上述分析，2021~2025年，全球新能源汽车动力锂电池设备年复合需求增长率将达到25.8% ~ 35.5%，更高的可靠性将达到20.0% ~ 39.6%。

图表：灵敏度分析：2025年锂电设备需求

资料来源：万得信息、公司公告、中金公司研究部。

图表：灵敏度分析：2020 -2025年锂电气设备需求年度复合增长。

资料来源：万得信息、公司公告、中金公司研究部。

钠离子电池或超预期发展

钠离子电池有超过预期的可能性。

钠离子电池(Sodium-ion battery)是主要依靠钠离子在正极和负极之间移动的二次电池，类似于锂离子电池的工作原理。

图：钠离子电池的工作原理

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资料来源：Advanced Energy Materials，中金公司研究部

钠离子电池应用领域多为储能。钠电池没有过放电性质，允许放电至0伏，且成本较低，在寒冷条件下仍能正常运行，又由于其能量密度较锂电池更低，相同带电量的情况下钠电池较锂电池更重，不易携带，但是储能电池的理想材料，可在全球全气候条件下使用。

？安全性：钠离子电池有更高的安全性。电池的过充电与过放电都会对锂电池正负极造成不可逆的损伤。钠离子没有过放电性质，可以将钠离子的电池放电到零伏而不受损伤。并且，钠电池还通过了过充、针刺、挤压等安全测试。

？ 成本：钠电池和锂电池的原材料分别为钠元素和锂元素。钠元素产地遍布世界，且钠元素产量较高；锂元素产量较少，原料大多集中于美洲，有一定的运输成本。此外，钠离子电池正负极均为铝箔，成本低于锂电池负极的铜箔。因此，我们预计钠电池成本将比锂电池少30％到40％。

？ 能量密度：钠电池的能量密度较低。锂电池主要由三元锂电池和磷酸铁锂电池构成。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；而根据宁德时代所发布的钠离子电池，其能量密度可以达到160Wh/kg。

？ 极限工况：在寒冷条件下，钠电池放电性好。温度较低时，锂离子电池放电特性变差；钠离子电池在低至-30℃、高至80℃的环境中，放电特性良好。

？ 充电时间：钠离子充电时间较锂电池较短。

2021-2025年储能电池年复合增长率将达52.5％，钠离子电池可能带来更大增量。根据起点研究院的统计数据，2020年全球锂电池出货量为260GWh，同比+33.6％；其中，储能电池出货量为10GWh。起点研究院预计，2025年储能锂电池出货量将达到168GWh，年复合增长率将达到54.5％。而我们预计，钠离子电池的推广可能带来储能电池的超预期放量。

宁德时代将钠离子电池推向动力时代

2020年7月28日，宁德时代发布钠离子电池，使动力钠电池成为可能。宁德时代电芯单体能量密度高达160Wh/kg，常温下充电15分钟，电量可达到80％以上，目前处于全球最高水平，解决了以往钠离子电池的能量密度短板，使用场景扩展至新能源车领域，不再局限于储能领域。

钠离子电池在架构、封装工艺上与锂电池高度相似，锂电设备企业可在少量资本投入的情况下进行钠离子电池生产。所以，即使钠电池在未来替代部分锂电池，锂电设备企业的下游需求仍将维持高位，加之储能电池的高速增长，锂电设备或将超预期增长。

技术进步：新工艺带来新的设备要求

电池制作工艺流程分为前道、中道和后道。前道为极片制作，流程包括正极/负极匀浆、涂布、辊压、分切。前道技术核心为材料化学，生产流程中所使用的设备包括搅拌机、涂布机、辊压机、分切机。中道为电芯装配，流程包括制片、模切、卷绕/叠片。中道技术核心为自动化，生产流程中所使用的设备包括模切机、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。后道技术核心为电化学，生产流程中所使用的设备包括注液机、封焊机、化成测试设备等。

图表：锂电池生产工艺流程设备

资料来源：万得资讯，公司公告，中金公司研究部

正负极材料变化带动前道工序变革

三元电池相对于磷酸铁锂电池对前段设备的性能，例如真空、除湿的要求更高。三元聚合物锂电池的正极材料使用镍钴锰酸锂或者镍钴铝酸锂，主要来自于Ni2+/Ni4+氧化还原。对于镍基材料，颗粒表面会发生自发反应，Ni3+转变为Ni2+会释放O2-，当镍含量高的材料暴露在空气中时，更容易吸收空气中的二氧化碳和水，该过程会在颗粒表面形成Li2CO3和LiOH层。为使材料容量提高，Ni含量提升，从而PH值也越高，而Li2CO3和LiOH消耗了材料中的Li，并且不具备电化学活性，因此会造成容量衰减。且颗粒表面致密的Li2CO3层阻碍Li的扩散，影响电池性能。为满足真空、除湿等要求，新的设备需求增加，从而带动整体锂电设备市场空间的扩张。

三元材料将影响正极浆料制备。在高镍正极浆料制备过程中，PVDF溶解于NMP中，材料表面的碱性基团会攻击相邻的C-F、C-H键，使PVDF发生双分子消去反应，在分子链上形成一部分的碳碳双键。当PVDF内双键増加时，其粘结力也将増加，从而导致浆料粘度増加，甚至形成凝胶状态，影响涂布过程进行；另一方面，极片脆性也将增加，在辊压、分切等工艺流程中，易造成极片断裂。

三元材料使涂布面临更大的挑战。涂布生产的效率瓶颈本就在于烘干干燥，而三元电池对涂布过程中水分控制的要求更高。且如果水分与材料已经发生了反应，常规的干燥过程无法去除水分的影响。所以，为保证涂布过程湿度要求，材料的切换对风场、温度场和布局形式由更高的要求。

电池封装带动中道工序变革

锂电池封装类型分为方形、圆柱、软包三类。方形电池主要采用卷绕工艺，抗冲击力强、电池循环寿命长、容量大，外壳通常采用方形钢壳或铝壳；圆柱电池主要采用叠片工艺，一致性好、工艺成熟，外壳采用钢壳或铝壳；软包电池主要采用叠片工艺，能量密度高、安全性与散热性好、设计较为灵活，外包装多采用铝塑膜。其中，软包电池多用于消费锂电领域。

图表：不同类型锂电池包装差异对比

资料来源：汽车之家，中金公司研究部

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％。我们预计未来方形电池占比略有下降，而圆柱电池和软包电池占比逐步上升，平分方形电池外的剩余市场。

图表：2017年-2025年中国动力电池市场电池封装方式渗透率

资料来源：GGII，中金公司研究部

电芯封装方式渗透率变化将影响中道工序，叠片需求上升。卷绕工艺多用于方形电池和圆柱电池，而叠片工艺用于软包电池。随着未来软包电池在中国动力电池市场的渗透率上升，叠片设备的市场需求将有所上升。并且，方形叠片工艺正在进入市场。叠片对于电芯尺寸和性能有明显优势。一方面，叠片工艺可以使动力电池规则排布、有效利用空间；另一方面，根据我们调研信息，相同条件下，叠片工艺可以使电池能量密度提高5％，循环寿命提高10％，成本降低5％。此前方形叠片技术受制于生产效率、技术及投资门槛较高，未大规模应用于方形电池。但随着LG化学、三星SDI等国际电池头部企业开始布局叠片技术，叠片技术未来将应用于方形电池，从而带动叠片设备需求进一步上升。

新组装工艺带动后道工序变革

CTP或将改变后道工序，但仍需自动化锂电设备。CTP是指Cell To Pack，通过简化模组结构，使得电池包体积利用率提升15％-20％，零部件数量减少40％，生产效率提升50％。虽然制造过程由电芯-模组-PACK简化为电芯-PACK，但制作工艺仍需要采用机器人、机械手、输送线等多种自动化设备，实现单块电池到电池包的堆叠、焊装、测试，形成最终的电池包。以比亚迪刀片电池为例，虽然取消模组，但仍需要自动将组盘后电池通过滚筒线、提升机或堆垛机送入不同库位或设备，自动完成化成、充放电、分容、自放电等后端的工艺操作。所以，CTP技术可能使后道各工序的价值量发生改变，但对自动化锂电设备需求仍将维持高位。

图表：CTP方案图

资料来源：太平洋汽车网，中金公司研究部

PACK自动化率提升，后道工序设备升级。根据我们调研信息，行业PACK自动化率为5％-20％，自动化率较低。由于下游锂电需求剧增、劳动力供给不足、手动生产经济性下降、自动化经济型提升，PACK线自动化需求显著增长；往前看，PACK线将迎来新一轮的迭代需求，锂电设备企业需加大锂电设备投资。根据我们调研信息，目前行业领先企业自动化率可达80~90％。

设备升级：效率和智能化要求提升

设备效率提升和工艺改进带动更新替代

涂布速度提升，宽幅拓展。随着下游锂电需求量大幅提升，在保证涂布技术、张力技术、纠偏技术和干燥技术的前提下，对涂布效率的要求提升。提高涂布效率的主要手段包括提升涂布机运行速度和涂布宽度，根据我们调研信息，领先企业的涂布速度可达到120米/分钟，涂布宽幅最大为1600毫米。

卷绕机速率显著提升。动力电池大规模生产需求对卷绕机生产效率的提升提出高要求，PPM提升的直接影响因素是卷绕速度的提升和辅助时间的缩短，其中辅助时间的缩短可通过辅助动作时间并联完成，例如卷绕、卷芯下料和贴胶三个动作同时进行。根据我们调研信息，目前国内领先锂电卷绕设备企业卷绕速度可达500毫米/秒。

叠片设备顺应降本增效、高能量密度、高安全性趋势。叠片机主要分为Z字型叠片机、切叠一体机、热复合一体机、卷叠一体机，其中Z字型叠片机和切叠一体机均采用Z字型叠片工艺。目前叠片设备集中度低，未来主流叠片设备将是性价比高、高能量密度、高安全性设备。随着不断验证，叠片机将更新迭代，产生新的设备需求。

图表：叠片机主要有4种类型

资料来源：GGII，中金公司研究部

图表：热复合高速叠片机

资料来源：吉阳智能官网，中金公司研究部

图表：Z字型叠片和卷绕式叠片工序

资料来源：先导智能官网，中金公司研究部

智能化水平提升刺激设备需求

机器视觉应用比例增加，智能化水平提升。机器视觉在锂电生产流程应用渗透率上升。机器视觉通过瑕疵提取法、分类算法、焊点测算法等实现精准化检测。例如模切工艺中，上下两个相机以120-260片/分钟的速度，对极片的两面分别进行扫描拍照，并将结果反馈给打料机构进行调整，从而满足极片各类瑕疵、长宽等检测需求。使电池良率提升的同时，能够相应降低检测时使用的人力成本。机器视觉的应用使单机设备价值量提升，带动设备需求增加。

海外动力锂电池装机量高双位数增长，高端自动化装备需求大。根据我们测算，2021-2025年海外市场动力锂电池装机复合增长率为64％，中国国内动力锂电池装机复合增长率为38％。由于海外装机需求量大、人工成本高、安全性要求高，对自动化需求高于国内，单GW投资更高，我们预计从而有望进一步刺激锂电设备需求增长。

投资建议：优选核心龙头，关注细分赛道

综合前文关于行业市场空间及竞争格局的分析，我们建议投资者重点关注以下三个方向：

1） 对于电池电芯良率影响关键的中后道制程设备厂商；

2） 关注目前自动化率仍低，当前需求增长加速的模派段自动化设备厂商；

3） 关注与电池装机量同步增长的结构件厂商等。

本文源自金融界网