锂电池是一种以锂金属或锂合金为负极材料,使用非水电解质溶液的一次电池,与可充电电池锂离子电池跟锂离子聚合物电池是不一样的。锂电池的发明者是爱迪生。由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。所以,锂电池长期没有得到应用。随着二十世纪末微电子技术的发展,小型化的设备日益增多,对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段。
锂电设备对锂电池性能和成本有重大影响,是决定因素之一。锂电池生产工艺较长,生产过程有50多道工序,相应需要50多种设备来完成各道工序的制造。工艺环节决定了锂电池设备庞杂,专用性强。
锂电池专用设备制造行业是一个非标准化行业,设备的性能需要根据客户生产工艺的改变进行不断的改进,国内厂商能够充分满足客户的生产工艺需求。国内设备制造厂商在设备发生故障时可以第一时间赶到现场,大限度为客户减少停产带来的损失。随着国产锂电设备技术水平的提升,将进一步缩小与进口设备在产品质量上的差距,国产设备的性价比优势和对进口设备的替代效应会越来越明显。
国外设备研发起步早,设备精度高、自动化程度高、性能优越,但其在电池型号变换方面有较大的局限性,设备适用范围窄,与国内较为频繁更换电池型号的生产方式不太符合。国内设备针对中国电池生产的工艺特点而研发制造,适应性强,性价比优势明显。
虽然国产化锂电设备已经取得巨大成绩,但目前为止国产设备的技术水平还相对较弱,自动化程度不高,部分大型电池厂商仍需要进口国外设备。随着动力锂电池成为锂电池发展的重心,锂电设备的自动化和智能化成为必然要求。因为只有不断下降的新能源汽车价格才能促进消费,这也就决定了新能源汽车的大发展必然要伴随着动力电池成本的不断下降。动力电池成本的下降不外乎两条路径,一是采用新的材料体系,提高能量密度。二是通过大规模生产来获取规模化效应,降低成本。从目前电池材料的发展来看,开发新的电池材料体系困难较大。通过大规模生产获取规模效应来降低成本是最为现实的路径。根据评估,在整个动力电池的成本中有70%是可以通过规模化来降低的。这也部分解释了为何特斯拉要投资50亿美元建超级工厂。全自动化和智能化的锂电池生产设备将在保证锂电池生产工艺的基础上,使生产出的锂电池具有较好的一致性,高可靠的安全性能和直通良率,从而降低生产成本。这对锂电池制造设备的提出了更高要求。未来设备厂商需要联合电池厂商共同打造自动化、智能化的生产线。
而近几年,我国锂电池及其负极材料回收再利用产业市场规模急速扩大,由2016年的3.62亿元到2019年的8.73亿元,短短四年时间,增加了5.11亿元,增长140.98%。随着下游行业的更新换代,特别是新能源汽车锂电池报废量的增加,行业市场规模进一步扩大。
目前锂电池回收多聚焦于电池正极材料,对于负极和电解液的回收却受到企业忽视。可能因为负极石墨很便宜,所以大家觉得不值得回收,天然石墨的提纯存在高污染高能耗的问题,但回收负极材料后生成具有高导电性的石墨烯材料,在电池等领域有着非常大的吸引力。锂电池石墨负极的回收或会成为企业的重视方向之一。
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