1、证券研究报告行业深度报告专用设备 东吴证券研究所东吴证券研究所 1 / 31 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 锂电设备行业深度报告 软包软包&长薄化方形电池发展带动叠片设备需长薄化方形电池发展带动叠片设备需求，技术迭代加速利好设备龙头求，技术迭代加速利好设备龙头 2022 年年 05 月月 18 日日 证券分析师证券分析师 周尔双周尔双 执业证书：S0600515110002 研究助理研究助理 刘晓旭刘晓旭 执业证书：S0600121040009 行业走势行业走势 相关研究相关研究 锂电设备 2021 年报&2022 一季报总结： 2
2、021 年&2022Q1 业绩高增，关注海外扩产加速带来的 中国设备商出海历史机遇+规模效应下盈利能力提升 2022-05-08 锂电设备行业点评：LG 拟融资 13.6 亿美元在北美扩产， 建议重视国产设备出海机会 2021-12-01 锂电设备 2021 年中报总结：受益于动力电池厂加速扩张+设备商产能稀缺性显现，2021H1锂电设备行业业绩高增 2021-09-11 增持（维持） Table_Summary 投资要点投资要点 叠片为中段核心环节， 软包叠片为中段核心环节， 软包&长薄化方形电池带动叠片机需求长薄化方形电池带动叠片机需求： 卷绕/叠片为锂电池中段电芯装配工序核心环节。相较于
3、卷绕工艺，叠片形成的电池具有更高的能量密度、更稳定内部结构、更高安全性和更长循环寿命等优点，但面临效率低、设备投资额较高等痛点。我们认为随着我国优秀叠片机厂商加大研发以持续提升叠片机效率、 国产叠片机放量实现降本，叠片工艺的低效率、高成本问题有望得到解决。随着软包占比持随着软包占比持续提升续提升&长薄型方形电池快速发展，叠片需求空间广阔长薄型方形电池快速发展，叠片需求空间广阔： （1）软包天然适用于叠片工艺，随着技术不断成熟，性能更优越的软包电池占比将不断提升； （2） 新能源车对动力电池的安全性、 能量密度等提出更高要求，各电池厂对此均提出了方形电池差异化的解决方案， 例如比亚迪推出刀片电池
4、、 蜂巢能源推出短刀电池、 中创新航推出全极耳叠片电池和 One-stop Bettery 等，我们认为随着方形电芯尺寸逐步变大&厚度逐步变薄，叠片重要地位日渐凸显。随着软包随着软包电池占比不断提升电池占比不断提升&方形电芯长薄化方形电芯长薄化发展， 我们预计到发展， 我们预计到 2025 年全球叠片机需求将超年全球叠片机需求将超 300 亿元亿元， 2022-2025 年年均复合增速达均复合增速达 43%。 全球头部动力电池玩家多选择叠片路线，叠片全球头部动力电池玩家多选择叠片路线，叠片渗透率将不断提升渗透率将不断提升：根据高工锂电 2021 年全球动力电池装机量排名前十为宁德时代、比亚迪、
5、LG 新能源、松下等，其中布局软包路线的 LG 新能源、SKI 等中段工艺为叠片；长薄化方形路线的比亚迪（刀片） 、蜂巢能源（短刀） 、中创新航（全极耳叠片电池和 One-stop Bettery）也采用叠片工艺，远景动力的部分方形也选用了叠片路线。 中段叠片工艺的动力电池厂均有较大规模扩产规划，将带动叠片设备需求。 目前叠片机仍处于技术迭代期目前叠片机仍处于技术迭代期，我国设备商我国设备商新老玩家均积极布局新老玩家均积极布局：目前叠片机的 Z 字切叠一体机成为发展趋势， 且效率不断提升。我国龙头设备商如先导智能、利元亨等均推出了切叠一体机，效率方面先导智能最高叠片效率达 800PPM（0.0
6、75s/pcs） 、利元亨正在突破 0.125s/pcs 的速度，而国外设备的价格和交期不具备竞争力，随着中创新航、蜂巢能源等积极扩产， 先导智能、 利元亨等国产设备商的叠片机已经大批量中标，未来叠片机国产化趋势将日益明朗。除了先导智能、利元亨等深耕锂电行业多年的设备商外， 叠片机环节也涌入了较多新进入者， 例如奥特维、博众精工等光伏和 3C 行业设备商，主要系叠片机市场需求更大&叠片技术路线仍处于变革中，同时新进入者具备相应底层技术。我们认为叠我们认为叠片机环节具备较高研究价值， （片机环节具备较高研究价值， （1）下游电池厂与设备商多为深度合作关）下游电池厂与设备商多为深度合作关系，随着动
7、力电池厂积极扩产，国产叠片机厂商有望获得大批量订单，系，随着动力电池厂积极扩产，国产叠片机厂商有望获得大批量订单，故需要重点跟踪相关设备商开拓下游客户情况及中标情况； （故需要重点跟踪相关设备商开拓下游客户情况及中标情况； （2）叠片机）叠片机技术仍处于迭代中，国产叠片机厂商能否持续提升技术仍处于迭代中，国产叠片机厂商能否持续提升设备设备效率、推出切叠效率、推出切叠一体机等一体机等的的技术进展也十分关键。技术进展也十分关键。 本土重点公司介绍：本土重点公司介绍： （1）先导智能：锂电整线设备龙头，叠片机已获大）先导智能：锂电整线设备龙头，叠片机已获大批量订单批量订单。2022 年 3 月中标
8、200+台叠片机订单（切叠一体机和热复合叠片机） ，最高叠片效率达 800PPM（0.075s/pcs） ，切叠稳定效率为0.45s/pcs（单工位） 。 （2）利元亨：从消费到动力实现整线布局，高速动）利元亨：从消费到动力实现整线布局，高速动力切叠一体机取得突破力切叠一体机取得突破。 高速切叠一体机叠片速度达 0.15s/pcs （三工位，即单工位为 0.45s/pcs） ，同时正在开发整机 0.125s/pcs 的超高速叠片工艺，现设备已获得行业头部企业的广泛认可，实现批量生产。 投资建议投资建议：重点推荐先导智能、利元亨；建议关注赢合科技、海目星、博众精工、奥特维、科瑞技术、福能东方（子
9、公司超业精密） 、吉阳智能（未上市） 、格林晟（未上市） 。 风险提示：风险提示：下游扩产不及预期；设备技术迭代落后。 -24%-19%-14%-9%-4%1%6%11%16%21%2021/5/132021/9/112022/1/102022/5/11专用设备沪深300 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 行业深度报告 东吴证券研究所东吴证券研究所 2 / 31 投资案件投资案件 1、关键假设、驱动因素以及主要预测关键假设、驱动因素以及主要预测 关键假设：关键假设： （1）叠片工艺优势明显，叠片工艺优势明显，效率低、成本高的痛点效率低、成本高的痛点问题有望得到解
10、决：问题有望得到解决：叠片工艺形成的电池具有更高的能量密度、更高的安全性等优点；随着我国叠片机厂商加大研发投入以持续提升叠片机效率、国产叠片机逐步放量实现降本，叠片工艺的低效率、高成本问题有望得到解决。 （2）软包占比持续提升软包占比持续提升&长薄型方形电池快速发展，长薄型方形电池快速发展，带动带动叠片叠片机机需求需求。软包电池中段工艺只能为叠片；出于对高能量密度的需求，方形电芯尺寸逐步变大&厚度逐步变薄，中段也采用叠片工艺，二者综合发展带动叠片机需求。 （3）叠片机仍处于技术迭代期叠片机仍处于技术迭代期：主要的技术路线包括 Z 字叠、热复合叠片、卷叠等，目前我国 Z 字叠片的切叠一体机成为发
11、展趋势，能够提升叠片良率&效率。 （4）我国我国叠片叠片设备商注重效率设备商注重效率提升，涌现较多新进入者，提升，涌现较多新进入者，国产替代趋势日益明朗国产替代趋势日益明朗：传统主力设备商如先导智能、利元亨等注重效率提升，其切叠一体机效率分别达 0.45s/pcs（单工位） 、0.15s/pcs（三工位，即单工位为 0.45s/pcs） ，同时叠片机环节也涌现了奥特维、博众精工等新进入者，而国外设备 Z 型叠片经验不足&价格和交期上不具备竞争力，叠片机的国产替代趋势日益明朗。 驱动因素：驱动因素： （1）软包软包&长薄化方形电芯长薄化方形电芯快速发展快速发展：软包电池性能更优，技术成熟后需求占
12、比提升；方形电池的动力电池厂推出差异化竞争路线，方形呈长薄化发展趋势，如比亚迪的刀片电池、中创新航的全极耳叠片电池和One-stop Bettery、蜂巢能源的短刀电池等，叠片工艺的重要地位将日渐凸显。 （2）中段工艺主要为叠片的头部动力电池厂中段工艺主要为叠片的头部动力电池厂积极扩产：积极扩产：全球头部动力电池厂中布局软包路线的 LG 新能源、SKI、远景动力等，以及长薄化方形路线的比亚迪、蜂巢能源、中创新航均有较大规模扩产规划，将带动叠片机设备需求。 （3）国产叠片机设备放量国产叠片机设备放量：随着中创新航、蜂巢能源等动力电池厂积极扩产，先导智能、利元亨等国产设备商的叠片机已经大批量中标，
13、如先导智能 2022 年 3 月中标 200+台叠片机订单，包括切叠一体机和热复合叠片机。 主要预测：主要预测： （1）我们根据软包、长薄型方形技术路线占比和各自单车带电量来测算软包&长薄型方形动力电池需求量，其中各自单车带电量分别以日产聆风和比亚迪汉 EV 标准版为例，我们预计到我们预计到 2025 年软包年软包&长薄型方长薄型方形电池需求量合计将超形电池需求量合计将超 1300GWh； （2）单 GWh 叠片机投资额约为 3000-6000 万元，我们取平均值 4500 万元作为叠片机单 GWh 投资额。我我们预计到们预计到 2025 年全球叠片机需求将超年全球叠片机需求将超 300 亿元
14、亿元，2022-2025 年均复合增速达年均复合增速达 43%。 2、我们与市场不同的观点我们与市场不同的观点 我们认为叠片机环节具备较高研究价值，我们认为叠片机环节具备较高研究价值，需要跟踪需要跟踪（1）国产设备商中标情况：）国产设备商中标情况：下游电池厂与设备商多为深度合作关系，随着中航锂电、蜂巢能源等动力电池厂积极扩产，国产叠片机厂商有望获得大批量订单，故需要重点跟踪相关设备商开拓下游客户情况及中标情况； （2）国产叠片机技术变化情况：）国产叠片机技术变化情况：叠片机技术仍处于迭代中，国产叠片机厂商能否持续提升叠片机效率、推出切叠一体机等技术进展也十分关键。 3、股价催化剂：股价催化剂：
15、下游叠片工艺路线的电池厂大规模扩产；设备商获叠片机批量订单；设备效率进一步提升。 4、主要风险因素：主要风险因素：下游扩产不及预期；设备技术迭代落后。 nMtMoPpMuMtOmOoNzQsQnMaQcM9PmOnNoMnPlOqQqNeRqRyR7NoPmMuOqQqNuOoMqQ 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 东吴证券研究所东吴证券研究所 行业深度报告 3 / 31 内容目录内容目录 1. 叠片为中段核心环节，软包叠片为中段核心环节，软包&长薄化方形电池带动叠片机需求长薄化方形电池带动叠片机需求 . 5 1.1. 叠片工艺优势显著，但设备效率等仍存在提升
16、空间. 5 1.2. 软包占比持续提升&长薄型方形电池快速发展，叠片需求空间广阔 . 8 1.2.1. 软包电池性能更优，未来技术成熟后需求占比将持续提升. 8 1.2.2. 长薄型方形电芯快速发展，叠片重要地位日益凸显. 10 2. 头部电池厂多为叠片路线，叠片机新老玩家齐上阵头部电池厂多为叠片路线，叠片机新老玩家齐上阵 . 13 2.1. 全球头部动力电池玩家多选择叠片路线，叠片渗透率将不断提升. 13 2.2. 叠片机仍处于技术迭代中，新老玩家均积极布局. 17 2.2.1. 叠片机技术路线多样，切叠一体机成为发展趋势. 17 2.2.2. 叠片机厂商注重提升效率，国产替代趋势日益明朗.
17、 21 2.2.3. 叠片市场空间广&技术仍在变革，新玩家纷纷涌入 . 23 2.3. 叠片机环节需重点跟踪设备商下游客户情况&技术先进性 . 23 2.3.1. 叠片工艺的动力电池厂大规模扩产，国产设备商有望获得大批量订单. 24 2.3.2. 为解决叠片效率&良率瓶颈，切叠一体机&高速叠片成为技术发展趋势 . 24 3. 本土重点公司介绍本土重点公司介绍 . 24 3.1. 先导智能：锂电整线设备龙头，叠片机已获大批量订单. 24 3.2. 利元亨：从消费到动力实现整线布局，高速动力切叠一体机取得突破. 26 3.3. 赢合科技：锂电设备前中道领先企业，叠片机领域与 Manz 形成合作 .
18、 27 3.4. 海目星：激光&自动化设备龙头，研发布局切叠一体机 . 28 3.5. 博众精工：3C 自动化设备龙头，拓展锂电业务推出切叠一体机 . 28 3.6. 奥特维：光伏串焊机龙头，延伸拓展锂电叠片机业务. 29 3.7. 科瑞技术：自动化设备及解决方案提供商，推出三工位切叠一体机. 29 3.8. 福能东方（子公司超业精密） ：专注中后段锂电设备，推出制片、叠片一体机. 29 4. 投资建议投资建议 . 30 5. 风险提示风险提示 . 30 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 东吴证券研究所东吴证券研究所 行业深度报告 4 / 31 图表目录图表目录
19、 图 1： 卷绕/叠片为中段电芯装配工序的最核心环节 . 5 图 2： 卷绕的极组成型工序. 6 图 3： 叠片的极组成型工序. 6 图 4： 叠片电池能量密度更高. 6 图 5： 卷绕容易发生掉粉、褶皱等问题. 7 图 6： 2025 年国内软包装机量占比有望达 16%（图中红色百分比数字为软包占比） . 9 图 7： 2025 年全球软包装机量预计约 222GWh . 9 图 8： 与传统方形电池相比，比亚迪推出的刀片电池长度明显增加、厚度明显变薄. 10 图 9： 蜂巢的短刀电池覆盖 L300-L600 全尺寸 . 11 图 10： 中创新航采用叠片工艺的两大产品全极耳叠片电池和 One
20、-stop Bettery . 11 图 11： 我们预计到 2025 年全球叠片机需求将超 300 亿元 . 13 图 12： LG 新能源未来规划扩产 265GWh，其中软包叠片工艺扩产规划达 203GWh . 14 图 13： 比亚迪未来新增扩产达 340GWh，其中刀片电池叠片工艺扩产规划达 247GWh . 15 图 14： SKI 已公布的未来新增扩产达 115GWh，均为软包叠片工艺，实际扩产更高 . 15 图 15： 中创新航公布的未来新增扩产达 285GWh，方形中段工艺为卷绕或叠片 . 16 图 16： 远景动力新增扩产达 166GWh，软包均为叠片工艺，部分方形为叠片工艺
21、 . 16 图 17： 孚能科技未来新增扩产 99GWh，以软包叠片工艺为主 . 17 图 18： 蜂巢能源已公布的未来新增扩产约 280GWh，短刀电池中段工艺为叠片 . 17 图 19： Z 型叠片技术原理图 . 18 图 20： 热复合式叠片机工艺原理图. 19 图 21： 卷叠一体机工作原理图. 20 图 22： LG 的 Stack & Folding 专利 . 21 图 23： 国内叠片机主要设备厂商产品参数对比，注重效率和精度等指标. 21 图 24： 韩国 DA 热复合叠片机和 mPLUS 的 Z 型叠片机 . 22 图 25： 德国 Manz 能够提供模块化的热复合叠片产线
22、. 23 图 26： 先导智能的切叠一体机提升效率、提高产品良率. 25 图 27： 先导智能热复合叠片机. 25 图 28： 先导智能叠片机具备智能化、高精度等特点. 26 图 29： 利元亨高速切叠一体机叠片速度达 0.15s/pcs（三工位，即单工位为 0.45s/pcs）. 27 图 30： 利元亨锂电池正极片激光高速切割技术. 27 图 31： 赢合科技主要叠片机产品. 28 图 32： 博众精工为 3C 自动化设备龙头企业，已布局切叠一体机 . 29 表 1： 叠片电池优势较多，但设备效率、投资额等方面存在提升空间. 8 表 2： 相较于圆柱、方形电池，软包电池性能优越. 8 表
23、3： 各方形动力电池厂纷纷推出差异化竞争路线，长薄型电芯 CTP 方案成为发展趋势 . 12 表 4： 2021 年全球主要动力电池厂中段工艺多采用叠片方式. 13 表 5： 主流四种叠片机路线对比，其中卷叠一体机是 LG 专利 . 18 表 6： 蜂巢能源的叠片效率持续提升. 22 表 7： 相关公司估值情况（截至 2022.5.17 收盘价）. 30 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 东吴证券研究所东吴证券研究所 行业深度报告 5 / 31 1. 叠片为中段核心环节，叠片为中段核心环节，软包软包&长薄化方形电池长薄化方形电池带动带动叠片机叠片机需求需求 1.
24、1. 叠片叠片工艺工艺优势优势显著显著，但，但设备效率设备效率等等仍仍存在提升空间存在提升空间 卷绕卷绕/叠片叠片为锂电池中段为锂电池中段电芯电芯装配装配工序的工序的最最核心核心环节环节。卷绕为通过控制极片的速度、张力、尺寸、偏差等因素，将分条后尺寸相匹配的极片及隔膜、终止胶带等卷成极芯的一种生产工艺。叠片则将极片与隔膜交替堆叠在一起，最终完成多层叠片极芯的一种生产工艺。就电池形态来看，软包电池只能采用叠片工艺；方形电池既可以使用叠片工艺也能够采用卷绕工艺，目前主流为卷绕工艺；圆柱电池只能采用卷绕工艺。 图图1：卷绕卷绕/叠片为叠片为中段电芯装配中段电芯装配工序的工序的最核心环节最核心环节 数
25、据来源：各公司官网，东吴证券研究所 卷绕与叠片卷绕与叠片在在工艺工艺方面方面最大的差别在于最大的差别在于极组成型极组成型工序工序。 （1）极片状态极片状态：卷绕的正负极片为连续的，叠片为片状。 （2）极组完成标准的判定极组完成标准的判定：卷绕电池控制极片的长度，在模切工序时会根据每个电芯长度标记一个孔进行定位，检测到该孔时进行裁断，完成一个极组的卷绕； 叠片则是根据正负极片的设定数量， 达到设定值时完成一个极组的叠片。（3）极组形态）极组形态：卷绕工艺下正负极耳仅位于上方一侧，故卷绕极片一圈仅有一个正极和一个负极极耳，而同样为“一圈”的情况下，叠片能够有 2 层极片，每一层均有一个正极和一个负
26、极极耳，故数量是卷绕的 2 倍。 （4）隔膜张力控制）隔膜张力控制：卷绕电池的隔膜在高速卷绕过程中会产生一定的张力，张力作用下隔膜会产生一定的拉伸，导致孔隙率发生微小变化；而叠片电池张力几乎为 0，隔膜基本无拉伸，孔隙率与原材料保持一致。 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 东吴证券研究所东吴证券研究所 行业深度报告 6 / 31 图图2：卷绕的卷绕的极组成型工序极组成型工序 图图3：叠片的叠片的极组成型工序极组成型工序 数据来源： 中国车规级动力高速叠片电池发展白皮书 ，东吴证券研究所 数据来源： 中国车规级动力高速叠片电池发展白皮书 ，东吴证券研究所 从从最终
27、最终电池电池成品成品来看，来看，叠片形成的电池具有更高的电池能量密度、叠片形成的电池具有更高的电池能量密度、更稳定的内部结更稳定的内部结构、构、更高安全性和更高安全性和更长循环寿命更长循环寿命等优点等优点。 （1）更高的电池能量密度：）更高的电池能量密度：卷绕在卷绕拐角部有弧度， 空间利用率比叠片低， 叠片能够充分利用电池边角空间， 故在相同体积的电芯设计下叠片形成的电芯能量密度更高。 图图4：叠片电池能量密度更高叠片电池能量密度更高 数据来源： 中国车规级动力高速叠片电池发展白皮书 ，东吴证券研究所 （2）更稳定的内部结构：）更稳定的内部结构： 在电池的循环使用过程中，随着锂离子的嵌入，正负
28、极片均会有膨胀， 受卷绕拐角处内外层内应力不一致的影响， 卷绕的电池会发生波浪状变形，波浪状变形会导致电池的界面变差，电流分布不均，加速电池内部结构不稳定。叠片的电池不存在拐角内应力不均的问题，在电池的循环往复使用中，每层膨胀力相近，故叠片的电池可保持界面平整。 （3）更高安全性）更高安全性：卷绕下两端极片折弯后涂层材料发生较大弯曲变形，折弯处容易发生掉粉、毛刺问题，严重时会造成电池内部短路，引起热失控，此外极片和隔膜所 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 东吴证券研究所东吴证券研究所 行业深度报告 7 / 31 受拉力容易出现不均匀、 产生褶皱， 极片的膨胀和收
29、缩、 隔膜拉伸等都会导致电芯变形；而叠片电池受力均匀，不存在两端折弯问题，电池安全性更高。 图图5：卷绕容易发生掉粉、褶皱等问题卷绕容易发生掉粉、褶皱等问题 数据来源： 热复合式叠片机在锂离子电池中的应用研究 ，东吴证券研究所 （4）更长的循环寿命：更长的循环寿命：如前述叠片电池的极耳数量是卷绕的 2 倍，而极耳数量越多，电子传输距离越短，电阻越小，故叠片的电池内阻能够降低 10%+，电池产热小，使用寿命长于卷绕电池；而卷绕容易发生变形、膨胀等问题，影响电池衰减性能，故同等设计下叠片的循环膨胀更低、循环寿命更长。 但叠片但叠片工艺工艺存在存在设备设备效率低、效率低、设备投资额较高、设备投资额较
30、高、良率低、良率低、控制难度大等缺点控制难度大等缺点。 （1）设备设备效率低效率低：一般动力电池卷绕的效率为 12PPM，先导智能的卷绕机性能优越，其方形卷绕机在极片长度 6000mm 时效率仍可达 12PPM，而传统 Z 字叠片效率一般为 0.5s/pcs/工位，若电池极片层数为 30 层，则传统 Z 字叠片完成一个电池的时间为15 秒，则一分钟内能完成 4 个电池，即传统 Z 字叠片效率仅有 4PPM；此外叠片设备占地面积比卷绕机大，也意味着叠片比卷绕效率低。 （2）设备）设备投资额高投资额高：从单条产线来看，卷绕电池通过控制极片的长度来判断极组完成与否， 一条产线需要的卷绕机数量与每片电
31、芯的长度有关， 一般一条产线需要 10 台卷绕机，按照 300-350 万元/台的价格，则则一条产线下卷绕机价值量合计约为一条产线下卷绕机价值量合计约为 3000-3500万元万元；叠片则是根据正负极片的设定数量，达到设定值时完成一个极组的叠片，一条产线需要的叠片机数量与电池片数有关， 中航锂电的一条产线一般需要10台切叠一体机，按照 600 万元/台的价格，则则中航锂电中航锂电一条产线一条产线的的切叠一体切叠一体机价值量为机价值量为 6000 万元万元，蜂巢短刀电池的一条产线需要 20 台切叠一体机，按照 600 万元/台的价格，则则蜂巢蜂巢一条产线一条产线的的切叠一体机切叠一体机价值量约为
32、价值量约为 1.2 亿亿元元。 （3）良率低）良率低：卷绕电池分切方便，合格率高，每个电芯只需要进行正负极一次分切，难度小；而叠片分切繁琐，每个电池有几十个小片，每个小片有四个切面，且冲切容易产生不良品，故叠片的单个电池容易发生断面等问题。 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 东吴证券研究所东吴证券研究所 行业深度报告 8 / 31 （4）控制难度大：）控制难度大：卷绕点焊容易，每个电池只需要点焊两处，容易控制，而叠片容易虚焊，所有极片都要点焊到一个焊点，操作难度大；卷绕一个电池只有两个极片便于控制，而叠片极片数量较多，检测、转运、统计都是难点。 综合来看，叠片形
33、成的电池具有更高的电池能量密度、综合来看，叠片形成的电池具有更高的电池能量密度、更稳定的内部结构、更稳定的内部结构、更高安更高安全性和和更长循环寿命等优点全性和和更长循环寿命等优点，仍，仍面临设备效率低、设备投资额较高、良率低、控制难面临设备效率低、设备投资额较高、良率低、控制难度大等缺点度大等缺点。我们认为我们认为随着随着先导智能、利元亨等先导智能、利元亨等我国我国优秀优秀叠片机厂商叠片机厂商加大研发投入以持加大研发投入以持续提升叠片机效率、国产叠片机逐步放量续提升叠片机效率、国产叠片机逐步放量实现降本实现降本，叠片工艺的低效率、高成本问题有，叠片工艺的低效率、高成本问题有望得到解决望得到解
34、决。 表表1：叠片电池优势较多，但设备效率、投资额等方面存在提升空间叠片电池优势较多，但设备效率、投资额等方面存在提升空间 叠片叠片 卷绕卷绕 适用领域适用领域 软包、方形 方形、圆柱 叠片叠片优点优点 电池能量密度电池能量密度 更高，更高，内部空间利用充分 较低，较低，内部空间无法全部利用 内部结构稳定性内部结构稳定性 更高，更高，内部结构统一，反应速率相对一致，结构稳定性好 较低，较低，内部结构不均，充放电时内部反应程度、速率不均 安全性安全性 更高，更高，受力均匀，不存在两端折弯问题 较低，较低，折弯处容易发生掉粉、毛刺，褶皱、极片膨胀、隔膜拉伸等问题较多 循环寿命循环寿命 更高，更高，
35、不容易发生变形等问题 较低，较低，容易发生变形，稳定性低 叠片叠片缺点缺点 设备效率设备效率 较低较低，传统 Z 字型叠片约 4PPM，设备占地面积大 较高较高，一般为 12PPM，设备占地面积小 设备投资额设备投资额 较高较高，一条产线下叠片机价值量合计约为 6000-12000 万元 较低较低，一条产线下卷绕机价值量合计约为 3000-3500 万元 良率良率 较低较低，叠片分切繁琐，单个电池容易发生断面等问题 较较高高，卷绕电池分切方便，合格率高 工艺控制难度工艺控制难度 较高较高，容易虚焊，极片数量较多 更低更低，点焊容易，极片数量少 数据来源：高工锂电等，东吴证券研究所 1.2. 软
36、包占比持续提升软包占比持续提升&长薄型长薄型方形方形电池电池快速发展，叠片需求空间快速发展，叠片需求空间广阔广阔 1.2.1. 软包软包电池性能更优，未来技术成熟后电池性能更优，未来技术成熟后需求占比将持续提升需求占比将持续提升 目前方形电池由于效率高、成本低为我国动力主流路线，软包主要受限于叠片工艺的低效率、高成本问题。我们认为我们认为随着随着叠片机效率叠片机效率不断不断提升提升，先导智能、利元亨等优秀，先导智能、利元亨等优秀国产叠片设备商国产叠片设备商逐步实现国产替代逐步实现国产替代、降低成本、降低成本，叠片叠片工艺的低效率、高成本瓶颈将得以工艺的低效率、高成本瓶颈将得以解决，解决，具备更
37、高能量密度、具备更高能量密度、更高安全性的软包电池占比将进一步提升。更高安全性的软包电池占比将进一步提升。 表表2：相较于圆柱、方形电池，软包电池性能优越相较于圆柱、方形电池，软包电池性能优越 电池类型电池类型 软包电池软包电池 圆柱电池圆柱电池 方形电池方形电池 传统方形铝壳传统方形铝壳 长薄型电芯长薄型电芯 代表代表厂厂商商 LG、SKI、 远景 AESC 等 松下、亿纬锂能 宁德时代 比亚迪刀片、蜂巢短刀、中航锂电 One-stop Bettery 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 东吴证券研究所东吴证券研究所 行业深度报告 9 / 31 应用车企应用车企
38、 戴姆勒、日产、雷诺等 特斯拉 宝马、北汽等 比亚迪、长城等 主要正极材料主要正极材料 LMO/NCM NCA LMO/NCM/ NCA 外壳材料外壳材料 铝塑膜 铝合金、不锈钢 铝合金、不锈钢 安全性安全性 较高 一般 一般 能量密度能量密度 较高 一般 一般 比传统方形明显提升 成组效率成组效率 一般 较低 较高 生产效率生产效率 一般 较高 一般 比传统方形明显提升 产品标准化产品标准化/ /自动化程度自动化程度 较低 较高 一般 电池一致性电池一致性 一般 较高 一般 充放电倍率充放电倍率 较高 一般 一般 产品研发趋势产品研发趋势 改进工艺，实现全自动生产，提高一致性；电池管理系统研
39、发 适当增加圆柱体积以获得更大容量 CTP、CTC 及刀片电池等技术发展 发展瓶颈发展瓶颈 铝塑膜依赖进口；叠片效率有待提升 国内技术、电池管理系统和自动化水平低 进一步提升能量密度 数据来源：高工锂电，东吴证券研究所 根据高工锂电， 2021年我国动力电池装机量市场中圆柱电池年度装机量约8.69GWh，同比+10%，占总装机量比重为 6%；方形动力电池装机量约 120.99GWh，同比+143%，占比为 86%；软包动力电池装机量约 10.30GWh，同比+155%，占比为 7%，未来软包电池凭借优越性能，2025 年占比有望提升至 16%。全球动力电池装机量来看，高工锂电预计到 2025
40、年全球软包动力电池出货量达 222GWh。 图图6：2025 年国内年国内软包装机量软包装机量占比占比有望达有望达 16%（图中红（图中红色百分比数字为软包占比）色百分比数字为软包占比） 图图7：2025 年全球软包装机量年全球软包装机量预计预计约约 222GWh 数据来源：高工锂电，东吴证券研究所 数据来源：高工锂电，东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 东吴证券研究所东吴证券研究所 行业深度报告 10 / 31 1.2.2. 长薄长薄型型方形方形电芯快速电芯快速发展发展，叠片重要，叠片重要地位地位日益凸显日益凸显 随着新能源汽车的逐步发展，对动力
41、电池的安全性、能量密度、续航里程等提出更高要求，各电池厂对此均提出了相应差异化的解决方案，例如比亚迪推出了刀片电池、蜂巢能源推出了短刀电池、宁德时代推出了 CTP（Cell to Pack） 、CTC（Cell to Chassis）技术等，我们认为未来随着我们认为未来随着电动汽车对能量密度提升需求日益迫切电动汽车对能量密度提升需求日益迫切、方形方形电电芯尺寸逐步芯尺寸逐步变大变大&厚度逐步变薄厚度逐步变薄，叠片工艺的重要地位将叠片工艺的重要地位将日渐日渐凸显凸显。 比亚迪的刀片电池是一种基于方形电池的长电芯比亚迪的刀片电池是一种基于方形电池的长电芯 CTP 方案方案。刀片电池通过减薄电芯厚度
42、、增大电芯长度，同时取消模组设计、电芯直接阵列在电池包中充当结构件（即CTP 方案） ，从而提升空间利用率、提高电池安全性。与传统方形电池相比，刀片电池与传统方形电池相比，刀片电池最大的特点在于最大的特点在于“长而薄长而薄”， 天然适用于叠片工艺， 天然适用于叠片工艺： 传统方形电池的长度一般为 148 mm、厚度 79mm、高度 97mm，一般选择卷绕工艺进行生产；而刀片电芯长度为 960mm、厚度 13.5 mm、高度 90 mm，刀片电芯的长度大幅增加、厚度明显变薄，此时利用卷绕工艺很容易出现褶皱、变形等问题，故比亚迪采用叠片工艺生产刀片电池，最长可以实现1000mm 长度叠片，对齐度可
43、以控制在0.3mm 内，叠片效率为 0.3s/pcs。 图图8：与传统方形电池相比，与传统方形电池相比，比亚迪推出的比亚迪推出的刀片电池刀片电池长度明显增加、厚度明显变薄长度明显增加、厚度明显变薄 数据来源：第一电动网，东吴证券研究所 蜂巢能源蜂巢能源推出短刀电池，推出短刀电池，推行推行产品产品全域短刀化。全域短刀化。虽然相较于比亚迪的刀片电池，其长度稍短，一般为 300-600mm（L300-L600） ，但短刀电池也是长薄型铝壳电芯，其中应用最广泛的 L600 电池尺寸为长度 574mm、厚度 21.8mm、高度 118mm。蜂巢推行的全域短刀化将涵盖从 L300-L600 的全尺寸短刀电
44、池产品， 覆盖从 1.6-4C 全域充电范围， 从乘用车到储能、商用车、工程机械、非高速电车等全域使用场景，从无钴、三元到磷酸铁锂全域化学体系。短刀具备刀片电池的几乎所有长处：体积能量密度高、可以作为结构件实施 CTP 方案， 降低成本， 易于散热， 安全性好； 此外由于长度适中， 能够适配 80%以上的乘用车，包括能与大众系推行的 MEB 模组相兼容，还适合储能领域。目前长城欧拉的一款车型已经配套了蜂巢能源的 L600 短刀磷酸铁锂电芯。 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 东吴证券研究所东吴证券研究所 行业深度报告 11 / 31 图图9：蜂巢的蜂巢的短刀电池
45、覆盖短刀电池覆盖 L300-L600 全尺寸全尺寸 数据来源：高工锂电，东吴证券研究所 基于基于叠片工艺下叠片工艺下单个电池高能量密度的单个电池高能量密度的产品产品定位，中创新航选择采用切叠工艺定位，中创新航选择采用切叠工艺。CATL 的优势是大产能、广产线，客户为了电池保供优先选择 CATL，而 CATL 选择了卷绕技术路线，因为卷绕机的工作效率高；但相较于 CATL，中创新航的产能规模小，故产品亮点在于电池的续航能力，中创新航的策略为与核心高端车企合作，高端车型对电池的需求量小、更关注续航里程，相比于卷绕，叠片工艺的能量密度更高、续航里程能力更强，这与公司的产品定位一致，中创新航开发的 O
46、ne-stop Bettery 电池续航里程达到 600KM；全极耳叠片电池续航里程可达 1000 公里。 图图10：中创新航中创新航采用采用叠片工艺的两大产品叠片工艺的两大产品全极耳叠片电池和全极耳叠片电池和 One-stop Bettery 数据来源：中创新航招股说明书，东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 东吴证券研究所东吴证券研究所 行业深度报告 12 / 31 宁德时代宁德时代为了进一步降低电池成本、提升能量密度，相继推出为了进一步降低电池成本、提升能量密度，相继推出 CTP/CTC 技术技术。宁德时代于 2019 年推出了 CTP 技术，
47、采用 CTP 技术后的电池包体积利用率能提高 15%-20%，电池包零部件数量减少 40%，生产效率提升了 50%，大幅降低动力电池的制造成本、提升能量密度；将于 2025 年左右推出高度集成化的 CTC 技术，可将电芯直接集成到汽车底盘上，进一步提升能量密度。 综合来看，综合来看，长薄长薄型型方形方形电芯的优势在于散热性电芯的优势在于散热性好好且本身可以作为结构件，叠加无模且本身可以作为结构件，叠加无模组组 CTP、CTC 技术，可以技术，可以提升提升安全性安全性&体积能量体积能量密度、降低密度、降低成本成本，故，故长薄型长薄型电芯将成电芯将成为发展趋势为发展趋势。我们认为我们认为随着随着方
48、形方形电芯长薄化电芯长薄化发展发展、对对电池更高能量密度的需求，电池更高能量密度的需求，叠片天叠片天然适用于长薄然适用于长薄型型电芯、电池能量密度电芯、电池能量密度高高的的特性特性将充分凸显将充分凸显，方形电池方形电池的叠片工艺渗透率的叠片工艺渗透率将不断提升将不断提升。 表表3：各各方形动力方形动力电池厂电池厂纷纷纷纷推出差异化竞争路线推出差异化竞争路线，长薄型长薄型电芯电芯 CTP 方案方案成为发展趋势成为发展趋势 比亚迪比亚迪刀片电池刀片电池 蜂巢能源蜂巢能源短刀电池短刀电池 中创新航中创新航 One-stop Bettery 宁德时代宁德时代 CTP 材料材料 磷酸铁锂 磷酸铁锂/三元
49、/无钴 磷酸铁锂/三元 三元/磷酸铁锂 尺寸尺寸 长度为 960mm、厚度 13.5 mm、高度为 90 mm L600 为长度574mm、厚度21.8mm、高度118mm 采用仅 0.22mm 的超薄外壳 长度 148 mm、厚度79mm、高度 97mm 能量密度能量密度 能量密度为140Wh/kg，未来可能会增加到160-170Wh/ kg 磷酸铁锂能量密度达到 175Whkg，第二代有望达 190Whkg；三元将达 250 Whkg 三元锂电池系统电芯能量密度300Wh/kg，电池包能量密度240Wh/kg；磷酸铁锂电池系统电芯能量密度 200Wh/kg，电池包能量密度 160Wh/kg
50、 三元+CTP 电池系统 能量密度250Wh/kg 空间空间 利用率利用率 传统为 40%，刀片可达 60% 57%（L600） 42% 60%（基于磷酸铁锂体系的电芯型号） 应用车型应用车型 汉 EV 长城欧拉 北汽 EU5 等 数据来源：高工锂电等，东吴证券研究所 未来随着软包技术不断成熟未来随着软包技术不断成熟&方形电芯长薄化发展，方形电芯长薄化发展，我们预计我们预计到到 2025 年全球叠片年全球叠片机需求将机需求将超超 300 亿元。亿元。我们根据软包、长薄型方形技术路线占比和各自单车带电量来测算软包&长薄型方形动力电池需求量，其中各自单车带电量分别以日产聆风和比亚迪汉EV 标准版为
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