专用设备行业动态报告:4680电池来袭 加速锂电设备升级

类别:行业 机构:华西证券股份有限公司 研究员:俞能飞 日期:2021-11-25

前言:本文主要是以对 4680 技术的探讨以及对锂电设备产生的影响,并简要介绍各家企业在4680 电池设备中的布局情况。4680 电池单体电芯的能量提升了5 倍,输出功率提升6 倍,配合着新的装配工艺,可以让电动车续航提升54%,每千瓦时电池价格下降56%,生产成本降低69%。从而使动力电池的发展推进新时代。4680 电池采用无极耳技术,极大降低电池内阻,大幅提升电池能量密度。另一方面,4680 电池对生产工艺要求进一步提高,并采用的新技术(如无极耳),对设备要求有所进一步提升。

    4680 电池对设备性能要求大幅提高,激光切割/焊接工艺优势显现。

    1)全极耳极片在辊压时由于极片上存在留白区,直接辊压无法保证辊压时极片保持平整,因此需要退火处理,对辊压提出新的工艺要求。

    2)全极耳极片与单极耳和双极耳等极片涂布时不同,正极需要留白而负极可以实现整体涂布。正极部分留白的部分为鱼鳞状的全极耳,并且留白的宽度非固定,因此会对涂布机的一致性提出更高的要求。同时,采用全极耳结构无需采用间隙涂布在留白的地方留出极耳位置,而可以利用连续涂布方式提高涂布质量与效率。

    3)卷绕机属于锂电池电芯制造中段设备的核心。卷绕机将模切成型的极片卷绕成锂离子电池电芯,在卷绕过程中张力控制精度、纠偏能力、卷绕效率等都是影响电池产品质量的关键。4680 电池的新技术将对卷绕机提出更高的要求。当前先导智能、赢合科技等均已推出大圆柱卷绕机设备。

    4)特斯拉4680 电池的“无极耳”本质是“多极耳”,非传统的切割、焊接安装方式,而是直接在空箔上切割极耳成型,对高速制片设备提出了更高的激光切割技术、速度、精度、质量要求。海王星/联赢激光有望利用其在极耳切割/焊接上的优势迎来新增长。

    揉平工艺产生新需求,电池壳工艺方向仍有分歧。

    1)全极耳极片由于其极耳数量较多,直接进行装配会使极耳折叠导致卷绕后不平整的现象,因此需要揉平工艺保障极片平整。传统揉平方法对整个产品的质量造成较大影响,也会降低产品的合格率和安全性能,需要专业揉平设备改善现状。

    2)电池尺寸变大,电池壳对散热以及封装的要求变高。目前斯莱克、科达利、宁波精达都已开始布局下一代电池壳,成熟工艺路线还需探索。

    受益标的:先导智能、利元亨、杭可科技、赢合科技、海目星、联赢激光等设备企业。其他受益标的:斯莱克、宁波精达、亚威股份、科达利等电池壳结构件及设备公司。

    1)先导智能:整线和单机龙头,4680 技术储备丰富,如已经推出适用于全极耳圆柱电池的卷绕机。

    2)利元亨:锂电设备业务迅速发展,激光模切设备、涂布机等产品顺利推出,并得到客户认可,具有4680 相关技术储备。

    3)杭可科技:后道设备龙头,大圆柱一体机及后处理系统已经完成样机制作,已供客户验证使用。公司绑定LG 等海外大厂,有望在4680 电池产线后到设备占据较大市场份额。

    4) 赢合科技:卷绕机等设备性能领先,已推出大圆柱卷绕机等产品,和LG、国轩、亿纬有深入合作,未来有望受益于4680 电池放量。

    5)联赢激光:激光焊接设备龙头,布局4680电池焊接技术,已处于样机装配调试中。由于4680 电池对焊机的数量和质量要求大幅提高,公司有望充分受益。

    6)海目星:高速激光制片机设备龙头,无极耳切割技术领先,已在特斯拉4680 电池中获得较好验证

    风险提示:4680 电池技术进展不及预期、下游景气度不及预期等。