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本文主要介紹鋰電池生產製造環節及價值量較 大的核心設備，行業特點和壁壘、前段-中段-後段環節的主要企業的競爭格局，並分析 鋰電設備行業的格局演化方向。本報告觀點認為，由於下遊電池廠客戶的產能提升是驅 動設備商收入增長的直接動力，綁定頭部客戶是穩固短期格局地位的基礎；長期來看， 下遊龍頭客戶的集中度提升疊加擴產意願更強，以及設備的集成化，將使得領先設備商 的集中度還將繼續提升。
一、鋰電生產製造流程
1、生產流程及對應的核心設備
鋰電設備按照電池生產製造流程，可以劃分為前段設備、中段設備、後段設備。前段產 線價值佔比約 40%，其中塗布機價值佔 75%，輥壓機價值量大於分切機。隨著下遊對 三元鋰電池的需求增長比磷酸鐵鋰高，活性更強的三元材料對前段設備的性能要求更高， 前段設備價值量佔比在逐步增加。中段產線價值佔比約 30%，其中卷繞機價值佔比 70%。 目前卷繞機市場集中度較高，CR3 達到 60%-70%，但其高端市場受到韓國 KOEM 和 日本 CKD 的競爭，國內高端市佔率達 50%。後段產線價值佔比約 30%，化成分容系統 佔 70%，組裝佔 30%。
2、前段：打造塗覆有正負極活性物質的極片
前段工序主要包括漿料攪拌、正負極塗布、輥壓、分切、極片製作和模切。攪拌：先使 用鋰電池真空攪拌機，在專用溶劑和黏結劑的作用下混合粉末狀的正負極活性物質，經 過高速攪拌均勻後，製成完全沒有氣泡的漿狀正負極物質。塗布：將製成的漿料均勻塗 覆在金屬箔的表面，烘乾，分別製成正、負極極片。輥壓：輥壓機通過上下兩輥相向運 行產生的壓力對極片的塗布表面進行擠壓加工，極片受到高壓作用由原來蓬鬆狀態變成 密實狀態的極片，對能量密度的明顯相當關鍵。分切：將輥壓好的電極帶按照不同電池 型號切成裝配電池所需的長度和寬度，要求在切割時不出現毛刺。
1）前段工序中價值量最高的核心設備——塗布機
塗布的主要目的是將穩定性好、粘度好、流動性好的漿料均勻地塗覆在正負極表面上。其對鋰電池的重要意義主要體現在一致性、循環壽命、安全性三方面。在塗布過程中， 若極片前、中、後三段位置正負極漿料塗層厚度不一致，或者極片前後參數不一致，則 容易引起電池容量過低或過高，且更可能在電池循環過程中形成析鋰，影響電池壽命。 塗布過程還要嚴格確保沒有顆粒、雜物、粉塵等混入極片中，如果混入雜物會引起電池內部微短路，嚴重時導致電池起火爆炸。因此為使得中段的卷繞工藝能儘可能粗細均勻、 緊密，要求正負極的塗布誤差儘可能小，塗布機的先進程度會直接影響電池化學性能的 優劣，以及最終產品的良品率（電池廠家通常要求在 99%以上）。
塗布機是前段工序的核心設備。塗布機經歷了三種結構類型的演化，按照順序依次是刮 刀式、轉移式、狹縫擠壓式塗布。刮刀式主要應用於實驗室條件下；轉移式塗布主要應 用於 3C 電池的生產；狹縫式擠壓塗布主要應用於動力電池，近幾年該類型由於動力電 池生產需求的爆發而快速增加。擠壓塗布技術作為這三種中最先進的技術，可以用於較 高粘度流體塗布，獲得較高精度的塗層。將塗布機的結構分拆來看，塗布頭的設計對塗 布精度有極為重要的影響，這類高精度控制的核心零部件尚需要進口，儘管塗布機當前 的國產化率較高，達到 70%~80%以上，但高端產品的塗布頭仍主要有國外提供，如龍 頭新嘉拓的塗布頭曾主要由松下提供。
塗布機設備的技術先進程度主要考察四個方面：塗布技術，張力技術，糾偏技術，乾燥 技術。塗布技術需要滿足不同厚度的生產要求，常用的塗布支持體為厚度 10～20 微米 的鋁箔和銅箔，隔膜塗布只有幾個微米，石墨烯塗布甚至更薄，不同的厚度還需要針對 客戶開發不同的塗布方法，保證對漿料的塗布厚度精度控制在 3 微米以下。張力技術， 由於幅材沿著塗布方向運動不可避免地出現張力不均勻狀態，導致塗布質量缺乏一致性， 因此需要確保片路運行過程中各段均有良好的張力控制。糾偏技術，由於塗布設備長度 多在數十米，片路運行過程中會出現位置偏差，為了保證無論是銅膜鋁膜還是很薄的隔 膜都能在片路上平穩有效地運行，並實現精密塗布，需要選用不同的驅動形式配合響應 的控制系統來糾偏。乾燥技術，塗布生產的速度瓶頸在於烘乾乾燥，最直接的手段是加 長風箱，但會帶來成本和佔地增加，加強之後還需要增強糾偏和張力控制，要想進一步 改善乾燥效率就需要改進風場的控制，溫度場的控制，布局形式，儘量在保證塗布速度 的情況下減小風箱長度。
塗布效率是領先企業進一步比拼技術實力的重要標準。當前領先的塗布機設備在保證上 述技術的前提下，主攻提升塗布效率，主要的手段包括提升塗布機運行速度和塗布寬度， 領先企業的塗布速度能達到 120m/min，塗布寬幅最大為 1400mm。
2）增強活性物質與箔片的粘接強度——輥壓機
輥壓的意義在於壓實極片，提高電池的能量密度。極片在完成上一工序的塗布、乾燥後， 活性物質與箔片的剝離強度很低，此時需要對其進行輥壓，增強活性物質與箔片的粘接 強度，以防在電解液浸泡、電池使用過程中剝落。合適的壓實密度可增大電池的放電容 量、減小內阻、減小極化損失、延長電池的循環壽命、提高鋰離子電池的利用率。極片 輥壓一般由雙輥壓機完成，雙輥壓機是由兩個鑄鋼壓實輥以及電機和傳動軸組成。開啟 輥壓模式後，電機帶動上下輥同時轉動，收卷機構拉動極片將穩步穿過輥壓間隙，最終 被壓到所需壓實密度。
輥壓過程對電芯性能影響很大。輥壓過程會出現的幾個典型問題是：①極片厚度不一致。 厚度不一致，意味著活物質密度不一致，鋰離子和電子在極片中傳輸、傳導速率則會有 所不同。當電流密度不同時，極易引起枝晶鋰的析出，對電芯性能不利。此外，極片厚 度不同時，活性物質與集流體之間的接觸電阻也是不同的，極片越厚內阻越大，電池極 化也就越嚴重，影響電芯容量。②極片部分位置出現過壓。由於塗布時部分位置厚度過 厚，輥壓後則有可能出現過壓的現象。過壓的位置活物質顆粒出現破碎，活物質顆粒間 接觸緊密，在電芯充放電過程中，電子導電性增強，但離子移動通道減小或堵塞，不利 於容量發揮，放電過程中極化增大，電壓下降，容量減小。同時，過壓後影響電解液的 浸潤效果，對電芯的性能也有很大的影響。
從工藝流程上看，輥壓質量還會直接影響後續的極片加工效果。輥壓後極片的理想狀態 是極片表面平整、在光下光澤度一致、留白部分無明顯波浪、極片無大程度翹曲。但是 在實際生產中操作熟練度、設備運行情況等都會引起部分問題的產生。最直接的問題是 影響後續工序中的極片分切，分切極片寬度不一致，極片出現毛刺；輥壓結果還會影響 極片的卷繞，嚴重的翹曲會造成極片卷繞過程中極片、隔膜間產生較大的空隙，在熱壓 後會形成某些部分多層隔膜疊加，成為應力集中點，影響電芯性能。
衡量輥壓機技術先進程度，主要看面密度、壓實密度。當前領先設備能使得磷酸鐵鋰正 極材料比容量達到 200 毫安時/克，磷酸鐵鋰正極材料壓實密度達到 1.5 克/立方釐米。
3）將極片分切成合適大小——分切機
分切機的功能是將輥壓後的極片分切到需要的寬度，是卷繞的前一道關鍵工序。低端的 分切機機械精度低，張力控制簡單，不能適應超薄膜材料的分切。隨著用戶對於分切效 率和分切質量要求的提高，高端的分切機必須具備波浪邊分切功能，並且擁有較好的張 力控制技術，優化分切速度和分切質量。據浩能收購書中介紹，國內高端分切速度已可 以達到 70 米/秒。
極片分切工藝的主要技術難點在於處理毛刺、波浪邊和掉粉。毛刺，特別是金屬毛刺對 鋰電池的危害巨大，尺寸較大的金屬毛刺直接刺穿隔膜，導致正負極之間短路。而極片 分切工藝是鋰離子電池製造工藝中毛刺產生的主要過程。通常要求毛刺在 12 微米以下， 如下圖工藝缺陷形成的集流體毛刺，尺寸達到 100 微米。波浪邊和掉粉：下圖是極片分 切時存在的掉料和波浪邊缺陷。出現波浪邊時，極片分切和卷繞時會出現邊緣糾偏抖動， 從而降低工藝精度，另外對電池最終的厚度和形貌也會出現不良影響。極片出現掉粉會 影響電池性能，正極掉粉時，電池容量減小，而負極掉粉時出現負極無法包裹住正極的 情形，容易造成析鋰。
3、中段：完成電芯的卷繞和注液
中段工序主要包括電芯的卷繞/疊片和電芯注液，涉及的設備為卷繞機、疊片機、注液 機。卷繞機對電芯進行卷繞時，可根據下遊廠商需要進一步分為圓柱形卷繞和方形卷繞。 疊片機在正、負極料盒中拾取極片，經過二次定位，交替將正、負極片放在疊片臺上。 隔膜主動放卷，疊片臺帶動隔膜左右往復移動形成 Z 字形疊繞。疊片完成後，按照設定 長度切斷，自動送出人工貼膠。通過注液機，將電解液注入卷繞或疊片後的電芯中。
鋰電池的中段設備較前段更加強調個性化，對工序的精度、效率、一致性要求非常高。針對下遊廠商生產的鋰電池技術路線存在方形、圓柱、軟包的差異，中段設備會分別使 用卷繞機或者疊片機。目前卷繞機應用更為普遍，突出的優勢在於生產速度快，產品一 致性高；疊片機由於工藝複雜，良品率低，生產效率較低，但其生產的軟包電池尺寸設 計更為靈活，散熱設計合理，能量密度高，具有圓柱和方形不具備的諸多優勢。國內企 業目前大多採用的中小尺寸卷繞機，疊片機的比例還不高。
1）中段工序中最關鍵的設備——卷繞機
張力控制是影響卷繞機先進程度的核心技術。在整個卷繞過程中，為了保證電芯組裝成 的電池具有高一致性，需要尤其注意卷繞的張力控制。由於張力波動導致的鬆緊差異會 使得卷繞出的電芯產生不均勻的拉伸形變，從而使電芯材料分層或出現 S 型皺褶，嚴重 影響產品的一致性，並且由於隔膜、極片表面不平整起的褶皺會增大電池內阻。由於卷 繞張力控制是一個高速的動態平衡過程，卷繞機在電氣和軟體控制方面要求很高，要求 伺服控制系統快速反應，軟體的編程也需要獨到的經驗水平。另外，對於方形鋰電池的 卷繞，由於需要保持卷繞的線速度不變，角速度需要自動調整，因此方形鋰電池卷繞的 張力控制對技術要求更高。當前國內行業圓柱電芯能卷繞張力波動能控制在10%左右， 方形電芯控制在 20%左右，國內領先企業能做到圓柱電池張力波動 5%以下，方形電池 張力波動 10%以下。
此外，卷繞機的自動糾偏技術和卷繞速度也比較關鍵。糾偏系統能保證電池卷繞過程中 極片隔膜卷繞整齊，正極/負極/隔膜之間相對位置準確，目前行業通常要求卷後正負極 片或隔膜的上下偏差均要小於 0.5mm，超過這一數值將對電池形變產生影響。卷繞速 度方面，目前國內廠家的圓柱電芯能達到 10 米/秒以上的高速卷繞速度，國內領先企業 能達到 18 米/秒，方形電芯由於需要保證線速度恆定，因此變角速度卷繞較慢，為 0.3 米/秒，國內領先企業能達到 0.8 米/秒甚至更高。
2）軟包電芯需要的特殊工藝——疊片機
軟包電芯只能用疊片機生產，能實現高於圓柱和方形電池的性能和安全性。疊片機的工 作目的是將正極片、隔膜、負極極片按照順序疊合成小電芯單體，然後將小電芯單體疊 放並聯起來組成大電芯。疊片工藝生產出的電芯優點在於：1 由於相當於多個小極片並 聯，內阻較低，且應為內阻低極化小，放電平臺高；2 電芯極片隔膜之間受力面積一致， 無明顯應力集中點；3 內部空間利用的較為充分，體積比容量和能量密度更高；4 疊片 工藝相當於多極片並聯，更容易在短時間內完成大電流放電，倍率性能佳。
疊片機相對卷繞機的生產效率低。疊片工藝的缺點在於操作要求高，生產控制繁瑣，次 品率高，最大的瓶頸在於生產效率低。目前國產動力用疊片機的效率相比韓國差距較大， 國產設備以雙工位居多，效率普遍在 0.5-0.8 秒/片，而進口疊片機效率為 0.17~0.2 秒/ 片。相比之下，儘管卷繞式工藝生產的電芯在電化學性能上略差於疊片式，但優勢在於 自動化程度高，製成容易，適合大規模生產。因此市場上的方形電池，尤其是圓柱電池 一般都是卷繞式工藝生產。
4、後段：化成分容及測試分選設備
後段工序主要包括化成分容、測試分選、模塊裝配及 PACK 等。封裝是將電芯放入金 屬或軟包外殼中。化成是通過充放電方式將其內部正負極物質激活，使得電池充電活化。 分容在化成之後，對電池進行充放電循環並檢測電池各項參數，根據測量參數對電池進 行配組。模塊裝配及 PACK 包括對電池模組上線檢測、電池包 pack 裝配、電池包下線 檢測等，該工序之後電池基本就達到了出廠要求。
化成分容及檢測系統是後段工序中最關鍵的環節。鋰電池電芯的化成分容是通過充放電 的方式實現電池的初使化，使電芯的活性物質激活，是一個能量轉換的過程。鋰電芯的 化成分容原理比較複雜，但同時也是影響電池性能很重要的一道工序，因為在 Li+第一 次充電時，Li+第一次插入到石墨中，會在電池內發生電化學反應，在電池首次充電過 程中不可避免地要在碳負極與電解液的相界面上、形成覆蓋在碳電極表面的鈍化薄層， 這 層 鈍 化 膜 稱 之 為 固 體 電 解 質 相 界 面 或 稱 SEI 膜 (SOLID ELECTROLYTE INTERFACE）， SEI膜的性能直接決定了電池的倍率、自放電等性能。為了達到使電池 狀態穩定的目的，通常化成分容過程中會進行多次的充放電、60℃以下的恆溫靜置等， 鋰電池化成分容系統可以對單體鋰電池進行恆流充電，當電壓達到鋰電池的充電上限電 壓時，轉為恆壓充電，直至充電電流逐漸降為 0。然後再對電池進行恆流放電，直至電 池電壓達到放電截止電壓。
化成和分容原理上略有區別，但均可用充放電機完成。化成只是充電的過程，不需要對 電芯進行放電，所以化成的時候，可以使用單獨的充電機，因而充電機也常常被稱為化 成機，又因為充電機的外表往往是方正的柜子形態，充電機又被稱為化成櫃。雖然化成 不需要放電，但有些電芯的化成工藝需要進行一次以上的充電，同時緊接著化成之後的 分容工序，需要對電芯先充電再放電，因此化成充電之後，還必須對電芯進行放電。這 種工藝上的需要也導致很多電池生產廠家，直接使用帶有充電和放電功能的充放電機來進行化成。
分容的意義在於篩選出合格電池並進行分組。由於電池製造過程中的工藝原因使得電池 的實際容量不可能完全一致，通過按照一定的規範進行「充滿電-放完電」循環，循環 時間乘以放電電流就是電池的容量。只要測試得到的容量滿足或大於設計容量，電池就 是合格的。通過對不同容量的電池進行分類，可以優化電池組的一致性。鋰電池的化成 分容過程中，對充放電電壓和電流的要求非常嚴格，電壓的高精度控制可以避免電池過 充過放情況的出現。在分容過程中，需要使用到的主要設備是鋰電池充放電機。具有「能 量回饋」技術的充放電機可以較好解決分容充放電模塊的散熱問題，相比傳統化成分容 系統節電 60%~80%。
充放電機是化成分容中的重點設備，也是後段使用量最多的設備。充放電機的最小工作 單位是「通道」。一個通道可以為一個電芯進行充電或放電。在充放電機實際使用中， 一個「單元」由一定數量（如 24 個、32 個、64個等）的通道組合而成。因此，「單元」 包含了若干個「通道」，是充放電機製造和安裝時的最小單位，日韓企業將此單位稱為 BOX。從原理上說，一臺充放電機可以由無數個 BOX 組成，但在國內較多採用手工操 作的習慣影響下，一般一臺充放電機的 BOX 數量並不大，一條生產線後段往往需要十 幾臺到上百臺充放電機。
二、鋰電設備行業特點分析
1、鋰電池設備的特點及趨勢
定製化研發，毛利率普遍較高。鋰電設備廠商的研發模式主要是客戶提需求，由設備廠 商成立專項研發小組定製化開發。由於各個客戶生產設備差異較大，設備廠商需開發同 類功能的不同型號的設備。部分大型設備企業會根據各類客戶需求總結研製開發集鋰電 池生產過程不同工藝流程的多功能機器，比如焊接卷繞一體機。對下遊電池客戶而言， 設備品質是製造好產品的前提，當前行業 35%~45%的平均毛利率水平雖然較除隔膜以 外的其餘鋰電原材料稍高，但下遊客戶對設備廠商溢價給予認可。從趨勢來看，考慮到 鋰電池產品和設備均處在技術升級過程中，且設備折舊成本佔電池生產成本的比例在 6%左右，因此毛利率預計可以保持。
以銷定產，存貨中庫存商品少，發出商品佔比高。具體來說，生產部根據合同期及各車 間生產安排情況與研發部共同編制生產進度計劃，分工實施。研發部根據購貨方的技術 要求進行產品設計；採購部按採購清單協調倉庫備貨、聯繫貨運單位；生產部根據生產 進度要求協調各部門保證產品及時組裝、調試、出廠。為了降低生產成本，大部分大型 設備企業持續推進產品標準化工作，在滿足客戶個性化需求的基礎上提高設備的標準化 水平，即逐步實現所產設備由「標準構件」與「客戶非標構件」組成，針對部分市場需 求大的設備，在取得客戶訂單後，對於標準構件部分的生產會適當增加投料量，從而實 現標準構件的規模化生產，這樣既能夠降低採購成本和生產成本，同時又能提高公司的 生產效率，向客戶實現更快交付（通常在 2~6 個月交付）。
注重客戶反饋與售後響應。領先企業強調售後和研發的配套，並將其作為重要的企業競 爭優勢，在幫助客戶完善工藝，滿足客戶不斷提高要求的同時，也幫助迭代自身技術研 發水平。以塗布龍頭新嘉拓為例，會從塗布機客戶每天在現場發回的數據和反饋，優化 細節參數。
高效率、一體化趨勢增強。隨著各工藝環節設備的效率提升，同樣單體設備的產能增加， 導致每 GWh 設備價值量不斷下降（5 年累計下降約 1~2 億）。以塗布機為例，2018 年 高速雙層塗布機滲透率快速提升，塗布速度從原先的 50~60m/min 大幅提升至最高 120m/min，150m/min塗布機產品也正在研發中。一體化方面，通過將幾個相鄰工序的 鋰電設備集成可以提升產線生產效率，例如先導和贏合分別推出了雷射切卷繞一體機 （模切機及卷繞機集成）及塗輥分一體機（塗布、輥壓及分切機集成）等產品，優勢體 現在節省空間與時間（佔地面積更小，減少收放卷及上下料耗時）、降低人力成本及原 材料損耗（自動化率提升）。
2、鋰電設備行業進入門檻
前期經營性現金流淨流出較多，對設備企業提出資金門檻要求。從商業模式上講，鋰電 設備業務大多採用「3331」的收款模式，導致付款周期可能較長。所謂「3331」，是指 客戶籤訂合同時僅付款 30%，發貨後付款 30%，客戶安裝調試並試運行後驗收並付款 30%，質保期（通常為一年）結束後付款 10%。客戶在付款時間點的選擇上較為自由， 在合同允許的範圍內，可視自身現金流狀況來確定何時驗收並付款。現在更有客戶採取 「163」模式，即一成付款，驗收付六成，質保期後付剩下三成。因此鋰電設備廠在處 理業務時常需要做大量墊款，而業務回款趨緩，導致企業現金流緊張，對新進入企業的 資金實力均提出了較高的要求。對 2 家以鋰電設備作為主營業務的行業領先企業（先導 智能、贏合科技）的經營性現金流加總，儘管早期的季度經營現金流為負的情況較多， 但整體來看現金流情況在好轉。同時再看業務規模相對較小的納科諾爾（前段輥壓機）、 星雲股份（後段轉配檢測），兩家的經營性現金流情況沒有先導和贏合樂觀，因此對於 中小鋰電設備企業而言，面臨的現金流壓力更大。
自動化率門檻。一方面，政府不斷提高鋰電池行業準入標準，對鋰電池產品的安全性和 一致性有更高要求，另一方面各電池廠商產能不斷擴大，規模化生產必須依賴高度自動 化、智能化設備。目前國內鋰電池一線廠商自動化率約為 50%，二線廠商僅為 20%， 對比國際一流廠商近 80%的自動化率，仍有較大差距。新進入的鋰電設備企業如果無 法具備較高自動化率水平，將難以立足。
客戶粘性門檻。鋰電池廠商對設備供應商的粘性極大，在前期選擇設備供應商時極為謹 慎，著重考察供應商的研發設計水平、生產工藝掌握程度、售後服務能力、產品銷售記 錄、產品質量記錄等是否達到標準。設備開發成功後又須經過用戶現場操作、安裝調試 以及樣機使用等多個環節，最終才能得到客戶認可。為保證鋰電池產品質量的一致性， 一旦形成供貨關係，除非技術更新較大或擴張過快，客戶一般不會輕易更換供應商，而 是優先考慮原供應商的設備。以後段設備領先供應商杭可科技為例，儘管下遊客戶採購 需求在最近幾年並非具有完全的連續性，但對主要客戶 LG、比克等體現出較強的粘性。
技術積累門檻。下遊鋰電池行業集中度不斷提升，帶動上遊設備優質龍頭行業地位越發 穩固。要想成為優質供應商，其主打產品必須經過長時間的技術改良和 Knowhow積累。 以前段工序最重要的塗布機設備為例，國內龍頭新嘉拓、浩能、雅康均專注塗布設備研 發十多年，逐漸接近日韓企業水平，吸引了希望覆蓋整線的大型鋰電設備企業的收購， 享受相對較高的供應商地位的一定的利潤水平。相比之下，多數技術水平較低的設備生 產企業集中在高度同質化的低端產品市場，競爭激烈，利潤率逐年下降。
三、鋰電設備競爭格局——國產化率、集中度提升
1、行業國產化率提升，中-後段設備盈利水平相對較高
近年來鋰電設備國產化率不斷提升，從 2008年的 20%提升到 2016 年的 50%左右。從 2016 年開始，國內設備替代進口進程開始加快，少數國內企業立足長期的技術積累， 在卷繞機、分切機、化成分容系統等高端設備領域形成了一定的優勢地位，逐步趕超國 外巨頭。國內企業產品性能在不斷提升的同時，價格和服務優勢相比國外巨頭優勢明顯。 據高工鋰電研究所調研，1GWh 鋰電池建設項目，若採用國產設備，則大概需要 5-6 億 元，其中設備價值佔比 50%-60%，對應國產設備成本約 2.5~3.6 億元，而同等設備國 外價格約在 4.8-5.4 億元，部分重要設備國外的價格是國內的兩倍以上
技術領先的國產設備享有更高的議價能力，前段、中段、後段設備的盈利水平依次提升。前段設備廠商中，新嘉拓和浩能主打產品為塗布機，贏合科技前段業務佔一定比例，納克諾爾主打前段輥壓機，這些企業或業務的毛利率相對較低。原因有三個方面，一是國 產前段設備目前與國外差距較大，主要欠缺高端精密設備和控制技術，比如塗布頭等關 鍵部件依賴進口、控制系統和電氣控制軟體部分需要加強，導致國產設備偏向中低端， 精度和穩定性弱於國外；二 是由於高端產品的關鍵部件依賴進口，客戶往往指定 PLC、 伺服、塗布頭等零部件的供應商品牌清單，導致這些部件進口比例較高，壓縮了利潤空 間；三是前段設備偏標準化，而中段和後段設備的柔性化程度較高，客戶會對定製化方 案設計給予高溢價，但對標準化且偏組裝性質的前段設備給的溢價少。
先導智能主打中段、後段（泰坦）和部分整線業務，由於中段核心設備卷繞機的技術壁 壘高，先導智能具有與國外卷繞機龍頭類似的發展路徑，具備一定的先發優勢，同時在 高強度研發下持續保持技術領先，行業集中度高，競爭格局好。另外，儘管先導和贏合 均開展了整線業務，但先導自製率已提升至 95%，使得擴展客戶的同時盈利能力能夠 較好維持。
杭可科技和星雲股份等聚焦後段設備，該環節起初的技術門檻較低，零部件自製率高， 高毛利率吸引了不少本土競爭者加入，市場比較分散。隨著下遊動力電池企業生產和技 術要求的提升，牢牢掌握化成分容核心研發能力的杭可科技等企業脫穎而出，在自動化 程度、檢測精度、高溫加壓等方面超越其他對手，且基於充放電設備（後段最關鍵單機， 也是化成分容的主體）逐步集成 pack、自動化倉儲物流等，贏得了越來越多的海外客 戶訂單，盈利水平穩中有升。相比之下，pack 業務偏多的星雲股份業務和盈利能力則 受到侵蝕，2018 年之後訂單和收入開始下滑。
我們還可以分別從先導智能和利元亨這兩家鋰電設備商入手，拆解不同環節設備的毛利 率情況。先導智能是市場上為數不多同時有前段、中段、後段核心設備的企業，可以看 到近三年來後段設備（泰坦新動力）的毛利率是明顯高於其他設備的。類似的，觀察利 元亨這家中後段設備企業也能發現，隨著客戶拉動化成分容檢測設備的產量迅速提升， 化成分容檢測業務的毛利率從 2016 年 34.87%提升至 2018 年的 44.29%（2016 年規 模小），且化成分容檢測設備的毛利率相較中段包膜機/極耳焊接機、後段 pack 等都要 高。後段環節尤其化成分容的盈利水平明顯更高，主要是由於後段國產龍頭抓住了市場 窗口，快速形成技術和性價比優勢，從而在客戶提質增效需求下能拿出有技術特色的產 品，我們會在接下來不同環節的競爭格局分析中詳細討論原因。
2、前段設備：追趕國外技術差距，競爭激烈
塗布機是前段核心設備，目前與國際一流存在技術差距。前段設備對電芯性能影響較大， 雖然國產化程度不斷加深，但國產設備在效率、精度、穩定性等方面與國外還存在一定 差距，決定電池一致性及品質的塗布機尤為明顯，目前高端塗布機仍然大量依賴進口。 攪拌機國產率較高，尤其小容量攪拌機基本實現國產化，輥壓機的國產化率則已達到 80%以上。一直以來，以塗布機為核心的鋰電池前段設備，在技術和市場方面長期被日 韓企業所壟斷（日本東麗、日本井上、日本平野等）。儘管國產塗布機的產品性能近年 來已經不斷提升，但在設備的穩定性、塗布精度、塗布效率和自動化等方面與進口設備 還存在一定的差距。
塗布機廠商集中度提升，前三陸續被上市公司收購。2015 年之前行業由大量規模較小 的企業所組成，據不完全統計，國內塗布機的生產廠家在 100 家左右，但廠家的平均規 模極小，除了前幾大廠家外，大部分企業的實際年銷售量在 10 臺以下，銷售額在不超 過 1000 萬。2015 年開始，國內領先的電池廠倒逼塗布設備追趕國際最高水平，浩能、 新嘉拓、贏合科技、雅康脫穎而出。之後浩能被科恆股份收購，新嘉拓被璞泰來收購， 雅康被贏合科技收購。截止 2017 年，市場佔有率前三的新嘉拓、浩能和贏合科技，集 中度超過 50%。此時塗布機國產化率達到 70%~80%，國產價格 500 萬左右，但高端 產能快速擴張的主力選擇仍然是國外產品，例如比亞迪 2018 年招標 16 臺分別為日本 東麗和日本井上，日韓高端塗布機價格約 1500~2000 萬。
3、中段設備：集中度高，龍頭享有技術壁壘
1）先導智能在卷繞機市場佔有率突出，格局穩定
部分國產設備已經可以與進口產品同臺較量。中段工序相比於前段工序，設備具備一定 的柔性化，對精度、效率和一致性要求高，卷繞機是核心設備。國內卷繞機龍頭先導智 能的設備精度和良品率已和國外競爭對手無差別。對於入殼、乾燥、封口等相對技術簡 單的設備，國產化率已經達到較高水平。總體上，中段設備低端市場的國產化率已經較 高，在高端市場與日韓企業存在正面競爭。
國外龍頭發展路徑相似。國外競爭對手韓國 Koem 與日本 Kaido 都是從電容器卷繞設 備開始做起，依靠在電容器設備行業積累的技術優勢逐漸開發出適合鋰電池設備行業的 卷繞設備，從而切入鋰電池設備行業，發展至今一直聚焦高端卷繞機產品的研發生產。 日本 CKD 覆蓋業務較廣，據 2017 年報顯示公司總收入約 55 億人民幣，而其中卷繞機 所屬的自動化類產品總收入不超過 10.5 億。相比之下，先導智能早期與 Koem 和 Kaido 技術發展路徑相似，之後向鋰電設備行業的其他環節擴展，主打優勢產品卷繞機。
先導智能卷繞機已進入國際第一梯隊。2014 年左右眾多資質各不相同的設備廠商看好 卷繞機市場增長需求，蜂擁而入，技術水平參差不齊，彼時國內部分鋰電池生產商採用手動或半自動卷繞機，自動化程度較低，生產效率不高，產出的電芯性能不穩定。高端 卷繞機市場主要被日本 CKD、KAIDO 及韓國 KOEM佔據，設備價格高，且售後服務不 能及時滿足國內廠家的需要，增加了企業的生產成本和維護難度，不利於規模化推廣使 用。國內僅先導智能一家在高端領域佔有一席之地，相比國內外競爭者，其生產精度較 高、性價比高，同時售後服務能及時滿足國內廠家的需要。相比國外龍頭，先導智能人 力成本、本地運輸成本低於國外，為日韓企業的 80%~90%，而設備精度、良品率等指 標與國外競爭對手基本沒有差距，加上日韓企業的毛利率和淨利率均低於先導智能，降 價空間有限。技術上，先導智能的自動張力控制技術已較為成熟，經過長期的研發和技 術經驗的沉澱積累，掌握了高速卷繞和扁形卷芯變角速度卷繞中的張力控制技術。目前 的方形卷繞機最高線速度可達 2.5 米/s，對齊度可達±0.3mm，張力波動控制 5%以內， 國內同行只能達到 10%~20%；圓形卷繞機在應用先進糾偏技術後，可將電芯卷繞對齊 度穩定在 0.2mm 以下，高於國內 0.5mm、國外 0.3mm 標準，在同行中對電芯圓度控 制是最好的。旗下產品 18650/21700 圓柱形鋰電池卷繞機解決了該類型設備產品的效 率瓶頸，最高效率有望達 40ppm，遠超日韓設備 28ppm 水平。
國產卷繞機市場份額集中，先導智能絕對領先。國內卷繞機企業優勝劣汰，技術不斷追 趕乃至趕超國際一流水平，在高端領域的市場份額逐步擴大至 80%左右。同時，在動 力電池廠商集中度提升的帶動下，卷繞機市場份額也越來越集中。GGII調研數據顯示， 2018 年國產鋰電卷繞機市場份額排名前五企業市場份額佔比超過 90%，其中先導智能 遙遙領先，市場佔比超過 60%。
贏合卷繞機緊隨其後，高端卷繞機斬獲 LG 訂單。2018 年同電池企業 LG 化學籤訂了 採購協議，負責提供 19 臺 MAX 品牌的圓柱電池卷繞機設備，供南京 LG 的 9/10 號線， 卷繞機單價 400 萬左右，顯著高於市場平均價格 200~250 萬。本次採購的 MAX 品牌 採用六伺服直驅，實現了超精密控制、高速、超薄膠紙無泡貼膠、前置入片糾偏等功能， 卷繞機性能指標對標日韓產品，效率上達到 33pmm，較 16 年的 18-20ppm 提升明顯， 設備尺寸為全球最小，同時在張力控制、除塵系統、長時間無需換料等方面具有明顯的 技術亮點，預計能開拓大量國內外高端客戶。公司 2018 年 11 月公告將在波蘭設立鋰 電設備子公司以加強海外市場拓展，後期有望在歐洲市場有所突破。
2）軟包電池市場佔有率提升，拉動疊片機需求
按照電池形態可以分為方形、圓柱、軟包電池，優劣勢各有不同，不同新能源汽車會警 醒差異化選擇。方形電池封裝殼體的保護性好，但標準化程度低，生產效率和一致性也 一般，目前在乘用車上佔絕對優勢，約為國內裝機量 70%左右；軟包憑藉高能量密度 和安全性優勢提升佔有率，但生產工藝難，成本較高，主要在中高端車型採用較多；圓 柱生產工藝成熟，效率高成本低，但 pack 能量密度相對較低，以特斯拉和國內 A00 為 主，目前市場佔比呈下滑趨勢。軟包對生產線的需求差異主要體現在中段設備疊片機上， 由於工藝原理不同，疊片機生產效率遠低於卷繞機，未來對疊片機的需求將隨著軟包市 佔率提升而快速增加。
疊片機市場份額小，且較卷繞機分散。目前動力電池市場銷量排名靠前、技術口碑較好 的企業主要集中在格林晟、佳的、吉陽、贏合科技、中天和、超業、新宇等 10 多家主 營或包含疊片設備的裝備企業。部分疊片設備企業憑藉前期的技術積累、客戶綁定、共 同研發，已經為其把握下遊軟包動力電池的風口紅利打下了堅實基礎，而隨著市場集中 度的進一步提升，疊片設備領域 10 強之內已經開始出現分化，其中超業、佳的、格林 晟 60%-70%疊片市場。相對的，部分中小疊片設備廠商生存空間遭受擠壓，囿於技術 落後、規模偏小、接不到單、資金承壓等種種原因正在生死存亡的邊緣掙扎。
疊片機設備的技術核心是提升生產效率。國產動力用疊片機的效率相比韓國差距較大， 國產設備以雙工位居多，效率普遍在 0.5-0.8 秒/片，而進口疊片機效率為 0.17~0.2 秒/ 片。從工藝發展趨勢來看，目前疊片設備企業有三種主攻方向：1、高速率疊片設備路 線；2、切疊一體機（五金模切/雷射模切、疊片機自由組合）；3、吸附式高速疊片設備。
上市公司加大疊片設備布局，對原有格局造成衝擊。行業積澱較深的疊片傳統公司雖然 目前佔據著較大的市場份額，但是大部分公司規模體量相對較小，想要匹配未來軟包動 力電池市場的發展，研發資金投入、規模擴大、後期資金周轉等對於大部分疊片老牌企 業來說將比大型設備上市公司艱難。贏合科技、先導智能等上市公司在技術、資本、規 模、品牌等等硬實力加持之下，對於老牌疊片設備企業而言如臨大敵。贏合科技針對性 的對於疊片設備的研發進行集中攻關，成功研發了模切疊片一體設備，已經開始逐步導 入到國內多家主流電池企業應用，實現快速穩定、連續生產。先導智能從 2017 年開始 做疊片機，憑藉大力研發投入，在國產疊片機領域已位於前列，並獲得部分客戶的訂單。
4、後段設備：形成技術特色，不乏海外客戶
早期的後段設備技術門檻相對較低，國產化率超過 90%。國內鋰電檢測設備企業在 2000 年至 2011 年期間快速起步，之後隨著數碼鋰電池市場競爭格局確立而區域穩定。之後 動力電池市場爆發，行業又迎來一批新的設備製造商，並且帶動化成分容、檢測行業整 體技術水平快速提升。由於後段工藝技術門檻相比前中段要低，因此國產化率提升迅速 已超過 90%，但同時帶來行業集中度低的問題，競爭激烈。經過近兩年下遊動力電池 行業洗牌，化成分容檢測行業當前基本形成了以傳統品牌為主流，多家後來者並存的格 局。包含未上市企業，2017 年化成分容檢測業務營收規模過億的大約 5~6 家，按業務 規模看佔有率較高依次是杭可科技、星雲股份、泰坦新動力、利元亨、瑞能股份等。相 比之下，國外後段設備商如韓國 PNE（針對軟包電池）、日本片岡（針對圓柱電池）等 雖然起步較早，積累了較好的技術優勢，但主要面對日韓市場，且近年來技術上被國內 企業快速追趕，性價比和競爭優勢大幅減弱。
後段工藝的集成自動化成為升級趨勢，國產龍頭逐漸形成技術特色。後段設備技術要求 沒有前兩段工序高，但柔性化要求高，提高後段設備的自動化程度是關鍵。過去化成分 容和 pack 以半自動化設備為主，國際先進電池企業後段自動化率約 85%，而國內一線 企業生產線自動化率不到 60%，二三線企業平均不到 30%。因此行業靠前的企業如杭 可科技、泰坦新動力、瑞能股份主打策略就是「化成分容+智能物流倉儲+PACK 自動化」 的自動化集成定製方案，該策略也有助於在幾近白熱化的後段單機市場脫穎而出，在契 合客戶提質增效需求的同時擴展更多客戶。以杭可為例，以總包方式銷售全自動後處理 系統生產線（含充放電設備和自動化物流線）的銷售額佔收入比例從 2017 年的 8.3% 提升至 2018 年 28.4%。單就充放電設備來講，當前技術先進性的標準取決於自動化程 度、檢測精度、充放電電流大小、能量回收功能、針對軟包電池的高溫加壓功能等，杭 可目前的技術水平領先國內企業，比肩國外優秀水平。尤其是高溫高壓技術為國內企業 首創，主要受國內三元動力電池爆發影響，高鎳三元中的材料對溫度、環境要求苛刻， 倒逼了檢測設備產品升級。在後段升級趨勢下，高工鋰電數據顯示杭可在充放電市場佔 比已達到 30%，前十企業已經佔據近 60%市場份額，行業集中度較過去明顯提升。
後段因零部件自製率高及海外客戶佔比高，盈利能力相比前中段要好。後段設備龍頭杭 可科技由於技術相較國外技術差距小，出口比例高，近幾年公司海外客戶銷售額逐年提 升。2018 年杭可科技主營業務充放電設備的收入結構中，為生產國產動力電池配套的 充放電設備佔比僅為 37.48%，且仍在持續開拓海外動力電池客戶，如已對 LG 波蘭動 力電池工廠進行大批量設備供貨，日本松下、日本湯淺已處於樣機測試階段，韓國 SKI、 AESC 已籤訂小批量訂單，瑞典 NorthVolt、法國道達爾、奔馳、德國蒂森克虜伯等公 司已開展商務洽談。於此同時，隨著市場的成功開拓，杭可各類設備毛利率逐漸攀升， 約 50%的毛利率明顯高於先導智能和贏合科技。
5、短期格局變化：設備龍頭綁定大客戶穩固地位
下遊電池大客戶產能提升直接拉動設備商收入增長。設備製造商受自身產品結構及商業 模式影響，客戶結構和定位存在較大差異。但總體來看，能夠脫穎而出的設備商下遊客 戶均為行業領先的電池企業。先導的卷繞機等產品定位高端，大客戶相對集中，CATL、 ATL 等一線電池龍頭佔比高，2017-2018 對 CATL 銷售額佔比 34%提升至約 50%；贏 合的鋰電設備種類豐富，率先開展整線業務模式，前期客戶相對分散，除傳統大客戶國 軒，2018 年主動加強了 CATL（中標塗布機）、LG 化學（中標卷繞機）等一線電池企 業客戶拓展，並與 CATL、LG、國軒、比亞迪、孚能科技等客戶陸續籤訂合同，但整體 中標體量及份額低於先導；杭可主營的後段鋰電設備國內外技術差距較小而出口比例高， 近幾年公司海外客戶銷售額逐年提升。科恆股份子公司浩能專注於前段塗布機、輥壓、 分切等設備，2018 年 CATL中標份額有所提升，但整體仍較為分散。
6、長期格局變化：鋰電設備行業集中度仍會繼續提升
1）下遊大客戶集中度提升，疊加大客戶擴產意願強
下遊動力電池廠商集中度處在上升通道。從下遊鋰電池廠的擴產歷史來看，前期擴展需 求太快，良莠不齊，後期由於產能過剩疊加政策收縮，使得鋰電行業競爭惡化，整體產 能利用率下降。2017 年按照實際產量與有效產能的比值計算，行業平均產能利用率僅 有 38.8%，其中部分中小企業產能利用率不足 10%，產線大量荒廢。儘管整體產能過 剩，但高端產能不足，鋰電龍頭企業的行業集中度明顯提升，2018 年 CR3 集中度已提 升至 70%，全年設備新增需求主要集中在 CATL 約 25GWh和比亞迪約 10GWh，兩家 佔全行業擴產比例超過 50%，馬太效應明顯。
拆解下遊客戶的未來擴產情況，2019年及之後 CATL 和比亞迪產能規劃明顯提速，擴 產進程遠快於其他電池企業，尤其 CATL 在 2018 下半年陸續與上汽、廣汽、東風、吉 利、長安、一汽等合資電池廠，產能建設/擴產需求相當明確。
帶動上遊設備龍頭的客戶結構持續優化。整理 2018 年已知訂單的供應關係，先導智能 和贏合科技出現在 CATL和比亞迪的供應名單的頻率非常高。以先導智能為例，公司公 告 2017 年對 CATL 銷售額為 6.16 億元，佔設備業務總營收的 34%；2018 年 9 月公告 中標 CATL設備訂單 9.15億元（對應 11 條鋰電設備產線），預計 2018 年全年中標 CATL 總金額約 21 億元（對應 25 條鋰電設備產線，未包含 12 月份新招標產線訂單），全年 CATL 中標訂單金額佔比可能達到 45%~50%。
2）設備企業橫向整合加速，多工序集成設備成為亮點產品
設備企業橫向整合加速，強化技術優勢、擴大市場。鋰電生產環節涉及的前-中-後段包 括一連串環節，大企業通過收購可以快速獲得新技術或者強化現有技術和市場。例如先 導 2017 年完成併購泰坦後實現了後段設備的覆蓋；贏合在 2016 年收購雅康，增厚原 有塗布機業務優勢；科恆股份繼前期完成併購浩能後，2019 年 3 月公告併購誠捷（卷 繞）及譽辰（中後段自動化設備）。相對應的，小企業普遍面臨現金流壓力大、客戶獲 取難等困境，同樣也有被整合的意願。
多工序集成設備成為亮點產品，提升產線自動化率。技術積累較好的企業如先導和贏合 近幾年分別推出了雷射切卷繞一體機（模切機及卷繞機集成）及塗輥分一體機（塗布、 輥壓及分切機集成）等產品，競爭優勢明顯，具體體現在：節省空間提高效率（佔地面 積更小，減少收放卷及上下料耗時）、降低人力成本及原材料損耗（自動化率提升）。例 如贏合的塗輥分一體機產品可以 24小時不停機，人工成本降低 50%，空間利用率提高 30%，減少收放卷上下料時間 50%，原材料的損耗可減少 2%以上。而要想突破集成化 產品的門檻，一般需要在相鄰幾個環節具有較好的技術積累，或者通過收購其他設備商 快速掌握技術。
3）海外設備商逐漸喪失國內份額，高端國產設備替代取得突破
海外領先設備供應商正在逐漸喪失國內的市場份額，這一趨勢還會繼續持續。以前段設 備商平野為例，2015-2017 年日本本土、北美等地區的銷售收入在上升，而除日本之外 的東亞地區收入卻在下降，佔比從 57%下降至 41%。究其原因主要有三個方面，首先， 從固定資產增速來看，海外設備供應商的產能擴張明顯更慢，CKD 和平野的固定資產 增速最高只有 20%，某些年份甚至基本沒有增加，而先導和贏合增速在 15%以上甚至 在 2018 年達到 70%多；其次，由於鋰電設備定製化程度高，售後服務及響應是設備廠 商重要的競爭力，需要企業投入相應的人力以支持業務擴張帶來的售後需求增加，先導 和贏合在 2013年員工數量還和平野相當， 但 4年之後分別達到了平野的 10倍和7倍， 海外設備上人員增長之緩慢顯然無法滿足日益增長的中國客戶需求；最後，國內龍頭正 在持續的研發追趕，先導和贏合在 2013 年研發投入還只有 CKD 的 1/3，2017 年研發 投入已經達到 CKD 的 3 倍，且研發投入佔比和研發人員數量也一直維持在較高水平。
從實際市場表現來看，中、後段設備國產化替代取得新突破，龍頭設備企業份額有望進 一步增長。如比亞迪前期設備以進口為主，2018 年開始逐步採用國產設備（卷繞：先 導；化成分容：泰坦、杭可、擎天）。而隨著動力電池白名單效果弱化，跑步入場的松 下/特斯拉、LG、三星中後段供應名單主要集中在國產設備商上。
四、2020 戰略性布局頭部企業（略，詳見報告原文）
1、補貼退坡行業面臨調整壓力，關注 2020 年國內海外機會
2、先導智能：鋰電設備龍頭，競爭力持續加強
3、贏合科技：整線模式先驅，擴展電子菸業務
4、杭可科技（電新覆蓋）：登錄科創板，助力後段龍頭高速發展
5、利元亨：主打中-後段鋰電設備，科創板上市 ing
6、科恆股份（電子覆蓋）：收購浩能，切入塗布領域
7、星雲股份（電新覆蓋）：主營後段化成分容及 pack 設備
……
（報告觀點屬於原作者，僅供參考。報告來源：招商證券）
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