智能制造系列研究 锂电设备二十年进化史

在《智能制造走向深水区》一文中，我们重点阐述了装备和工艺在制造业中的重要性。装备对于终端产品制造的品质起着决定性的作用，产品越是品质要求高、一致性要求严、强调安全性，装备的重要性就越发凸显。装备通常是支撑起一个产业的发展，而产业也只有通过持续的技术创新才能带动装备制造企业向前发展，微观上就体现为装备承载工艺，工艺引领装备。

本文希望通过对中国锂电产业发展历史的回顾与总结，带领读者朋友们体会锂电设备二十多年来的进化历程、锂电设备是如何支撑我国锂电池行业一步步从手工作坊式的生产走向智能制造的，以及新形势下锂电产业还存在哪些数字化智能化的机会。文章最后总结了装备制造业发展的几点规律。

产业初期靠人工取胜

锂电池的产业化发源于日本，具体是从1991年索尼生产18650圆柱电池开始的，锂电池一开始的应用领域是数码玩具市场，后续锂电池在消费电子领域的应用可以说横跨了传统手机和智能手机两个时代。

产业发展初期，锂电池市场几乎被松下、三洋电气、东芝等少数几个日资企业控制。这些企业在材料、电池工艺方面都建立了深厚的壁垒，与产业链上下游企业进行紧密合作，生产上已然高度自动化。在2000年以前，日本的锂电池企业占据全球95%以上的市场份额。

国内锂电池行业的起步则开始于比亚迪，1998年比亚迪进入手机锂电池市场，凭借国内低廉的劳动力和技术改造后形成的成本优势，比亚迪的电池价格可以比日本三洋平均低40%。由此比亚迪产能和市场份额迅速扩大，陆续为摩托罗拉、诺基亚等主流手机厂供货，2005年日本东芝抵挡不住中国锂电池企业的价格战，直接宣布退出锂电池市场。

这一阶段国内锂电池生产模式主要是将低成本人力与自动化设备结合，锂电池制造商通常只在几道精密工序上使用单台的自动化设备，其他精度要求较低的环节以及中间物料运送都是人工操作。相较于日本的全自动化产线，这种以人力为主的生产线投资成本很低，柔性生产能力也很强。

这种生产模式的成功之处在于当时中国的劳动力价格非常之低，2003年我国制造业员工的平均工资水平大约仅为日本的1/23[1]。

锂电设备重要性提升

这种劳动密集型的发展方式不可能一直持续下去，一方面2007年之后日本三洋电机在北京、天津新建生产基地，松下和索尼在无锡投资建厂，以求削弱国内厂商的成本优势，另一方面站在2007-2009年的时间节点上看，市场已经开始预计笔记本电脑和电动汽车将成为锂电池未来主要的应用领域，这两个市场对于锂电池品质要求更高，同时中高端手机锂电池的份额也将增长。高端锂电产品对生产工艺精度的要求更加严格，我国锂电池生产商需要提高设备比重和自动化程度以满足锂电生产工艺的技术提升需求。这意味着依靠人工生产中低端锂电池的企业将丧失竞争优势，自动化锂电设备将成为未来高端电池大规模生产的关键环节。

图片来源：2009年ITT锂电池市场预测报告[1]

国内电池生产企业开始转变观念，对锂电设备的重视程度逐步提高，很多企业开始更多引进日韩高端锂电设备，同时也有自建团队开发自动化设备和装配线。但是国外设备价格较高，也不适配国内厂商的原材料（浆料和基片，基片时为铝箔和铜箔）。而且日韩出于技术保护的考虑，对我国锂电企业出售的基本都是相对落后的设备产线，买家也仅限于比亚迪、力神和比克等少数几个头部企业。

这些市场变化和特点为国内设备企业创造了良好的市场条件。国内头部锂电企业的转向将提高国内锂电设备的市场空间。国内锂电设备厂商也开始充分利用自身优势争夺市场份额。

首先，国内锂电设备厂商会根据国内电池厂商的原材料情况和各环节工序状况来个性化开发设备、制定设备状态，例如在极片有蛇形弯、厚薄不齐的情况下提升生产自动化程度。第二，国内设备价格普遍较低，大概是日韩设备的一半或三分之一。此外，国内设备厂商售后服务响应速度更快，很多设备厂商都能在48小时内到达客户现场解决问题，对于ATL一类的大客户，甚至可以达到4小时之内的响应速度。而很多进口设备售后服务需要提前一个月甚至是三个月预约，零部件更换价格也很高昂[2]。于是，众多电池厂商开始放弃进口设备，引进国产设备。

国产替代进行到2013年时，锂电设备国产化率已经逐步上升至30%以上。当时的力神除了关键性的如检测设备主要使用进口外，其它比如化成等环节，国产设备发展较为成熟的基本都已实现国产化。ATL的生产检测设备也主要使用了国产设备。

但是在2007-2013年期间，大多数锂电设备企业规模仍然较小，产品单一，技术能力普遍较弱，即使到了2013 年，国内锂电池设备行业中产值在1-3亿元之间的企业也只有13家，其他265 家锂电池设备企业营收均不超过1亿元[3]。下图为2014年国内部分锂电设备企业锂电设备的营收情况。

图片来源：中国化学与物理电源协会（单位：亿元）

其中原因主要是很多锂电池厂商是跟随产业政策风向而来，先前并不具备锂电池的制造基础，这些企业数量较多，大多数为了追风口赚快钱，所以不使用性能高价格贵的设备，进而带动了一些技术能力较低的锂电池设备企业进入市场。此时整个锂电行业还处在低价竞争的状态，国内60%-70%的锂电池都属于中低端产品。

国内很多主要的锂电设备制造企业也都是在2005年前后才进入锂电设备行业，技术、管理水平也制约了企业的发展，设备企业之间抄袭压价之风也很厉害。

总体上看，这一时期国产锂电设备与国外先进设备还存在一定的差距，自动化程度不高，比如工人使用半自动卷绕机时通常需要拉着隔膜边踩边卷绕，设备稳定性相对较低，测控系统落后，生产效率较低等。设备还不能完全满足高标准动力锂电池的工艺要求。

此时，进口设备仍然占据着锂电的高端市场，全自动化生产线依然以进口为主。以涂布机为例，2013年国产涂布设备的涂布宽度仍无法达到日韩设备的水平。国内企业还未掌握高端精密设备的核心控制技术及零部件，比如涂布机测厚装置基本都是进口产品，锂电设备的核心零部件如控制器及伺服驱动系统，大多采用的是日本安川、松下的产品，涂布头也多为进口。此时的国产伺服电机还都处于小批量试用阶段，无法替代国外产品。

同时期，国内有一些锂电设备企业在充分借鉴国外锂电设备制造技术的基础上，开始自主研发全自动化锂电设备，部分国产锂电设备自动化程度和技术精度逐渐接近国际水准。国内进行设备国产替代的同时也开始向海外小批量出口，例如2010年浩能科技研发生产的锂电池间歇式挤压涂布机在国内外获得13台订单，其中日本TDK就订购了3台[4]。先导智能在2012年开始接触ATL动力电池研发团队，得到了ATL的认可，开始进入动力锂电池设备行业。先导智能研发的18650电池卷绕机可以达到每分钟30个电芯的生产速度，超过了当时特斯拉电池供应商松下的设备生产效率。

在即将到来的产业扩张时期，这些对技术、管理水平要求高的企业将会抓住机遇发展壮大，而其他瞄准中低端客户的设备企业将被产业浪潮所吞噬，这一点我们后续会谈到。

据中国化学与物理电源行业协会统计，2012年我国锂电池市场规模达到 317 亿元，同比增长约40%左右。我国锂电池产量已经占全球锂离子电池总产量约40%左右，并且逐年增加。根据高工锂电统计，2013年中国锂电池设备产值达到了29亿元，同比增长 21%，其中设备更新占比为24%。

动力锂电池在2012年和2013年的产量分别为2.1亿只、2.9亿只，增长平稳。在波澜不惊的水面之下，一场被市场期待已久的产业扩张正在孕育，并将给锂电及锂电设备行业带来翻天覆地的变化。

下游新能源汽车需求首次爆发，带动上游锂电设备国产替代

其实早在2006年，北京七星华创电子股份有限公司（后被战略重组为北方华创科技集团）就已经开始研发动力锂电池的制造设备[5]，但是动力锂电池真正的爆发要等到8年之后。2014年我国动力锂电池产量达到7.1亿只，仅隔一年就翻了一番，2015年的增长更为夸张，产量直接达到了29.1亿只，即在短短两年时间里动力锂电池产量就增长为2013年的10倍，一举超过消费型锂电池，市场占比达到52%[6]。

图片来源：中国电池工业年鉴2016

动力锂电池产量暴增的背后是下游市场新能源汽车销量开始增长，根据中汽协统计，2013年我国新能源汽车销量仅有1.76万辆，2014年我国新能源汽车销量就增长到7.48万辆，同比增长324%，2015年产量和销量分别达到了34.04万辆和33.1万辆，同比增长3.3倍和3.4倍，是2013年的30多倍。

随着动力锂电池需求大幅增长，动力电池迎来了真正意义上的产能扩张期。首先是现有动力电池企业通过定增募资、增加投资等方式扩大产能，2015年6月，比亚迪投资60.23亿元进行动力锂电池扩产。其次，一些消费锂电池企业开始转向动力电池市场，如亿纬锂能等。还有一些整车企业也开始向上游延伸，如北汽、吉利等。此外，国外锂动力电池巨头也加入扩产大军，如彼时全球排名第一的锂动力电池供应商松下以及三星SDI、LG化学纷纷在中国投资建厂。

2015-2017年成为动力电池新产线上线的密集期，动力电池供不应求使得电池企业迫切需要快速形成产能，这就对锂电设备交付周期的要求大大提高。前文中我们提到国产锂电设备企业快速响应和个性化开发能力此时就展现出了优势，加上国产锂电设备经过前几年的发展，性能上已经十分接近国外设备，价格也相对较低，国内锂电设备企业就在这一轮产能扩张周期中加速进入下游锂电池企业的供应体系。锂电生产设备国产化率迅速提高，2016年国产化率已然从2013年的30%左右上升至50%左右。锂电设备企业在2016年普遍感受到订单激增且一直延续到2017年。

产能扩张带来设备需求激增最终体现在锂电设备企业的营收上，先导智能锂电设备营业收入2013年、2014年和2015年分别为2296万元、15179万元和35950万元，分别同比增长643%、561%和137%。赢合科技锂电设备营业收入2013年、2014年和2015年分别为20468万元、21525万元和36517万元，分别同比增长26.64%、5.16%和62%。赢合科技和先导智能也先后在深交所上市。

到2016年，国内锂电设备企业大约有150家，年产值在1亿元以上的企业就有近40家。国内锂电设备产值2017年突破了150亿元，国产化率达到85%，2015～2017年我国锂电设备产值平均复合增速高达58.04%。

行业集中度上升，龙头企业初现锋芒

由于动力锂电池行业本身对企业技术、资金壁垒要求更高，大企业产线规模效应更为明显，设备企业订单日益向大企业集中，锂电设备企业明显感受到订单增长已经由过去锂电池企业数量增长转变为大客户采购集中度上升。

2016年11月22日工信部发布的《汽车动力电池行业规范条件》（2017年）的意见稿对动力电池企业的年产能门槛提出更高要求（≥8GWh），这一要求是之前的40倍，明确了产业政策提质培优的战略目的。

在市场机制和产业政策的双重影响下，动力锂电池行业集中度进一步上升，优质企业市场份额获得提升，与头部锂电企业合作的设备厂商更多享受到了这一轮产能扩张的红利。

这一时期宁德时代凭借自身在三元和磷酸铁锂上的技术储备、以客车为利基市场以及外供第三方的优势，在2017年超过比亚迪成为当年动力锂电池出货量第一的企业。而和宁德时代紧密合作的先导智能收入在2017年达到了21.77亿元，同比增长101.75%，进一步拉开了与赢合科技之间的差距。

图片来源：高工锂电，中国锂电新能源产业投资发展报告[7]

享受增长红利的同时，锂电设备企业，特别是头部企业在自动化技术、业务扩张和信息化数字化建设等三方面下足了功夫。

技术方面， 锂电企业为了追求规模效应和更高品质对锂电设备企业提出了更高要求，于是锂电设备开始呈现高精度、全自动化、一体化的发展趋势。

在动力锂电池等大容量电池领域，车用锂电池通常是上千个电芯串联成组以保证能量密度。每个电芯规格统一、性能稳定决定了整体电池组的性能和质量，因此对电芯的一致性要求很高。

设备加工精度和自动化程度将直接影响锂电池的性能和一致性。锂电池制造中的主要工序、设备及其功能作用见以下图表。

图片来源：公司公告、公开资料整理

图片来源：公开资料整理

每个环节的加工设备都会影响电池的宏观性能表现，例如前段设备中搅拌机会影响浆料的批次稳定性，涂布和辊压会影响极片集流作用、能量密度等性能，中段的卷绕和叠片精度会决定电池容量和一致性等，后段的模组和PACK设计会影响电池包的散热性。锂电池良品率会受到每一道工序工艺效果的影响，因此锂电设备是保障电池性能和电池企业产出收益的关键[8]。

锂电设备企业需要将锂电池制造的工艺细节、工艺参数融入到设备的设计和制造中，以此确保锂电池制造精度。由此研制的全自动化的锂电池生产设备可在实现锂电池生产工艺的基础上，使制造的锂电池具有较好的一致性，从而保证锂电池具有较高的安全性。

锂电池生产过程中的关键工序为卷绕和叠片，其中卷绕的核心技术包括张力控制、卷绕控制和自动纠偏等。如果张力控制不好，会使材料分层或出现 S 型皱褶，严重影响产品的一致性。而锂电池的容量与卷绕的圈数和长度密切相关，精度控制技术就至关重要。部分锂电设备企业在这方面开始超越国外同行，例如先导智能卷绕技术可将张力波动范围控制在5%以内，对齐偏差度小于0.3mm，韩国KOEM同时期张力波动范围控制在8%以内。

一体化方面主要是指将不同工序集成为一台机器进行，例如先导智能根据各类客户需求总结研制开发了集锂电池生产过程不同工艺流程的多功能机器，比如焊接卷绕一体机是将极片的焊接和卷绕两道工序在一台机器上实现，可为锂电池企业缩短工艺流程，节省成本。先导智能、赢合科技及利元亨等锂电设备企业又陆续开发出辊压分条一体机、涂辊分一体机、激光卷绕一体机、激光模切分切一体机和切叠一体机等设备。

此外，锂电池设备厂商开始从专注于生产单一环节的设备，向其他环节延伸形成整线方案。

从技术方面来说 ，这种延伸可以降低锂电池生产线的调试成本、提高锂电池生产的自动化水平，因为不同厂商的单机设备之间工艺交互并不顺畅，各环节设备的控制软件之间协同性不高，企业需要反复调试，导致整线产能爬坡较慢，而整线设备可以衔接更为紧密，自动化水平进一步提升，因此不同环节间设备的融合符合发展趋势。

从业务扩张角度来看 ，设备企业持续追求更大的市场规模空间和更高的规模效应，覆盖其他生产环节设备可以扩大设备企业自身市场空间和发展规模，整线方案也有利于设备企业和锂电池的新入局者们建立紧密合作。

因此，在技术发展趋势和业务驱动的双重作用下，这一时期锂电设备头部企业如赢合科技和先导智能在解决关键生产设备基础上，向整线设备方案供应商迈进，纷纷并购其他工序领域的设备厂商。例如，赢合科技率先提出要为客户提供整条生产线解决方案及其服务，打造锂电设备生产线订单交付的“交钥匙” 模式。赢合科技2015年收购新浦自动化，补齐电芯化成检测设备，打通了电芯生产设备线，2017年又收购了涂布机设备商东莞雅康，打通前中段设备。先导智能则在2017年收购后端设备供应商泰坦新动力。

锂电设备厂商的收购基本都是围绕着增强公司在锂电行业核心竞争力和议价权展开的。不同设备厂商之间上游供应商趋同、下游客户重叠，业务上具有较高的协同性，所以这些并购基本上都形成了较好的规模效应。

除了技术和业务方面的精进和拓展，锂电设备企业也开始注重修炼自身的“内功”。 由于锂电设备是一个典型的非标自动化行业，下游产能扩张会非常考验设备厂商的交付能力和柔性生产能力，对于产品质量、成本和交付的要求会进一步提升。因此为了提升自身生产管理和制造水平，头部锂电设备厂商开始陆续加快自身信息化、数字化建设。

先导智能2015年开始与IBM合作建立“先导云”和大数据中心，推进ERP系统建设，集成应用数字化协同平台，同时还自主开发MES生产执行管理系统，实现与PDM、ERP系统等综合集成，依托“先导云”平台，使设计高效协同、生产过程精准反馈、工厂生产实现智能化，增强自身竞争力。赢合科技也在2018年研发建设云平台，并自主开发MES生产制造执行系统，以实现企业装备研发设计协同和生产管控集成，同时研发利用数字化仿真技术，建立动力电池生产装备数据库和整线模型，以缩短产品研发周期。

产能过剩，产业进入调整期

产能扩张不是持续的，到2018年，产能扩张的好日子已经持续了3年，锂电行业产能过剩的问题愈发凸显。其实在2017年末，国内动力电池实际有效产能达到了110GWh，而产能利用率只有40%左右。2018年国内动力电池有效产能约在150-160 GWh，而2018年全年产量为70.6GWh，产能利用率低于50%，需求侧装机量虽然同比增长56.88%，但是总量仅为56.89GWh，远小于产量。锂电行业供过于求的程度进一步加深。（2017年动力电池装机量36.43GWh，产量44.5GWh）

行业竞争格局演变持续到2018年时，前五大动力电池厂商装机量已高达93%，产能占比却只有53%，行业中头部企业的优势和产能结构性过剩已经十分明显。2018年部分锂电池企业利润甚至转负，一些企业或因难以承受成本压力或因技术路线问题，纷纷出局。当年锂电池企业数量急剧减少，整个行业产能扩张开始停顿。锂电池企业毛利率的下降也传导至上游，锂电设备企业承受议价压力，毛利率也随之下降。2019年，新能源汽车政策补贴退坡，行业整体进入调整期，当年锂电设备企业的营收普遍仅有10%左右的增长。那些和头部锂电企业保持紧密合作关系的锂电设备企业则在风浪中站稳了脚跟，等待下一轮产能扩张周期的到来。

2014-2020锂电设备行业营业收入（亿元）及同比增速 数据来源：Wind，招商证券整理[9]

2020年Q3开始新能源汽车渗透率提升，引导锂电产业第二次产能扩张

2020年第三季度开始，新能源乘用车单月销量和渗透率已经开始抬升。2021 年新能源车开年销量更是大超预期。2021 年1-2 月，新能源乘用车零售销量分别达到15.5 万、9.7 万辆，同比大幅上涨3 倍、8 倍。2021 年1-2 月新能源乘用车的渗透率分别为8%、9%，远超去年同期水平。这一上升势头一直持续整个2021年，到2021年年末，12月新能源车国内零售渗透率达到22.6%，全年渗透率14.8%，相较2020年5.8%的渗透率大幅提升。新能源汽车从导入期正式迈入成长期，这一轮成长期引发的上游产能扩张自然也要比上一轮更为迅猛。

图片来源：乘联会

2020年下半年新能源汽车的增长趋势在2021年开年得到确认后，2021年1月动力电池企业纷纷宣布新的扩产计划，国内新增动力电池产能规划超过35 GWh，2021Q1动力电池新增产能规划超过470GWh。国外动力锂电池扩产潜力也非常巨大，欧洲本土产能不足也促使国内锂电池及设备企业纷纷出海。

这一次扩产上不仅是宁德时代、比亚迪和国轩高科等一线厂商加速，中创新航、蜂巢能源和亿纬锂能等锂电新势力也纷纷加入扩产大军。宁德时代规划到2025年公司产能至少达到520GWh，国轩高科2025年产能规模要达到300GWh，蜂巢能源规划2025年总产能要达到600 GWh。

除了产能方面电池企业纷纷向更高产能目标冲锋，这一回各家锂电池企业包括整车企业在电池材料、工艺和结构上都搞起了技术创新。首先是比亚迪高调推出刀片电池，宣告能量密度提升的磷酸铁锂又杀了回来，2020年三元和磷酸铁锂的装机量占比上也已经体现了这一点。蜂巢能源采用叠片技术替代普遍应用的卷绕技术，并推出自主研发的短刀电池系列。特斯拉推出4680圆柱大电池并实现单月100万块的量产水平。还有材料方面如高镍三元、无钴等正极材料，系统集成方面的CTP/CTC技术等等层出不穷。虽然目前看这些创新还不具备非常强的颠覆性，但是为锂电行业带来了新的活力。这些电池技术创新也将引领锂电设备企业研发适配新工艺的新型锂电设备，旧有的落后产能将被淘汰。

锂电设备企业在新一轮产能扩张中呈现出新的发展趋势：

技术方面注重提升设备智能化水平

相较上一轮产能扩张时国内锂电设备还在向全自动化迈进，新时期锂电设备企业开始将智能控制技术融入装备之中。例如，先导智能的叠片设备采用多重闭环控制技术确保叠片精度，并能完成自适应智能程序优化使得整机综合稼动率可达到80%以上，节省调试时间。叠片机还采用AI算法技术以实现叠片过程包覆的全监控；支持不良极片自动剔除。先导智能还将机器视觉技术融入叠片设备，实现了从制片缺陷、叠片overhang到电芯外观的全过程智能化检测。先导自研的卷绕机配置伺服闭环低张力精密控制系统和卷绕张力实时测量监控功能，将张力波动控制在≤±3%的水平。科瑞技术也在叠片精度控制方面和高校合作展开研发，采用神经近似内模和迭代学习控制相结合的方法来改进叠片工艺中隔膜纠偏效果[10]。

整线交付方案作用更为突出，头部设备企业加大新技术投入

由于一、二线电池厂商均在加速扩产，整线产品交付速度更快、价格较低、整体自动化程度更高的优势显现出来，整线交付有助于锂电池企业快速形成新产能。锂电设备企业则需要考虑产线整体的工序连接、上下游设备匹配和厂内物流等问题，特别是需要考虑整线的设计布局。整线不是简单把前端、中端、后端的设备进行拼凑，需要专业技术团队深入了解锂电池生产工艺，通过工序优化、前后产能平衡设计、加大新技术运用等，为下游企业提供稳定、可靠、效率高的整线方案。

整线生产除了设备自动化，还要实现中间物料转运的自动化柔性化。设备企业针对厂内物流开发智能物流系统，例如在锂电生产的涂布、模切和卷绕工序，设计开发相应的AMR，实现卷料的自动搬运和自动上下料和锂电前段工序的无人化物流，提升生产线整体协同性。再比如建立智能化、自动化立体库实现智能仓储，并通过堆垛机和立体仓完成原料处理、成品收发货、成品存储管理等，可提高空间利用率，提升仓储物流效率。先导智能和赢合科技都在AMR技术领域开展了相应研发，赢合科技还在软包590组装线上研发应用了高速磁悬浮物流技术。

设备企业开始由硬件销售切入软件服务

为了满足下游需求、提高客户粘性，锂电设备企业开始由单纯的硬件装备供应商开始转变为同时交付软硬件产品的整体智能制造解决方案供应商，软件的作用日益凸显。如先导智能2021年定向增发募集资金用于投建锂电智能制造数字化整体解决方案研发及产业化项目，该项目包括了机器视觉、智能物流、数字孪生和MES软件四部分，这意味着锂电设备企业的数字化、智能化投入已经从内生发展到外延，成为提升客户粘性、增强产品竞争力的一部分 。

机器视觉部分，先导智能希望通过自主研发深度学习算法模块，实现低对比度、形状多变缺陷目标的像素及精度提取，提高分类检测效率，减少人员参与，进而提高整线生产效率和质检精度。

先导智能希望开发适用于下游锂电池和新能源汽车企业的数字孪生解决方案，通过生产线设备的仿真测试及虚拟调试等功能实现智能工艺规划设计，即在虚拟调试中根据客户需要不断优化于涂布、辊压、分切等设备的工艺参数，优化物料流控制策略，从而缩短项目交付周期、提升设备性能及可靠性，以满足下游客户快速形成实际产能的迫切需求。

赢合科技早在2015年就成立子公司慧合智能专营锂电行业MES软件。利元亨在2021年成立海葵智造，将自研的MES软件系统与工业物联网等技术结合，整体构建为锂电行业的数字化工厂解决方案，帮助锂电企业提升生产管理水平。

可以看出，锂电设备企业不再单单把销售硬件设备收入作为唯一的收入来源，开始形成软硬结合和虚实融合的整体智能制造解决方案，希望以此深度绑定下游客户并形成新的增长曲线。

加强自身数字化建设

为了应对日益紧迫的交付压力，锂电设备企业开始进一步加强自身数字化建设，赢合科技2020年开始推动数字化管理升级，将数字化管理升级列入三年重要发展战略之一，力图形成全流程可追溯管理、数据透明、指标量化、管理闭环的数字化管理体系。在产品设计阶段，赢合科技运用仿真技术模拟产品全生命周期状态，缩短产品开发周期，降低试错成本。先导智能则开启工业互联网平台建设，希望以此打破非标装备制造企业生产管控难、产能规模提升难的瓶颈，满足锂电设备多品种小批量的柔性化生产研发需求。

图 先导智能工业互联网平台建设体系

出海国外

市场拓展方面，国内锂电设备企业产品已经从实现国产替代发展到出口海外市场，比如先导智能2021年海外营收已经超过14.78亿元，订单占比超过30%，已经落地的海外客户包括宝马和Northvolt等。

和下游锂电池企业绑定更为紧密

外部合作上，锂电设备企业与下游电池厂商的战略合作更为紧密，原因在于这一轮扩产对于头部电池厂商来说也并不轻松，为了守住市场份额必须保障上游供应链的稳定。

比如LG新能源和赢合科技2021年开展共享专利和前沿技术成果的研发活动，已共同开发了七项核心技术专利，赢合具有三年的使用期限。

宁德时代在2020年与先导智能签订战略合作协议，宁德时代鼓励先导智能在未来新电池技术研发流程的 DVT（Design Verification Test，设计验证测试）阶段，参与联合研发并提供设备的研发和配套。依托宁德时代在前沿电池技术路线上的指引和设备研发使用的反馈，先导智能将深入理解锂电生产工艺，对电池前沿技术将具备更加敏锐的感知力，节约大量的研发资源，有助于先导设备快速优化设备工艺。宁德时代还将为先导智能开拓汽车客户销售PACK产线产品提供渠道便利。

两次产能扩张对比

从两次产能扩张周期对比来看 ，锂电设备企业在技术、业务、自身数字化水平、外部合作等方面在两次产业浪潮来临后都迈上了一个新台阶、不断深化。

技术方面 ，第一次产能扩张时期，锂电设备从半自动化走向自动化。第二次产能扩张，锂电设备开始加强智能化。 这背后其实都是锂电池企业提升电池制造技术水平的需求所决定的。

本轮锂电设备企业智能化外延的动力就来源于锂电池企业对实现智能制造的迫切需求 。首先，这一轮扩产使锂电行业从GWh时代走进了TWh时代。锂电行业产能建设周期为6-9个月，真正形成产能还需要爬坡3个月左右。下游需求又日益呈现出多种型号混产的趋势。所以锂电池企业需要智能制造技术来满足自身快速形成产能、规模效应以及柔性生产的需求。

近年来锂电池企业推进智能制造动作频频，宁德时代在2021年投资入股工业智能化企业安脉盛，成立子公司宁德时代润智软件，在AI技术应用方面先后与腾讯云、英特尔等大厂展开合作。蜂巢能源为保障实现大规模高效率生产，建设了车规级动力电池AI智能工厂，AI智能制造成为其四大支撑战略之一，将AI技术应用于容量预测、焊接技术、自放电检出等工艺环节。

数字化方面 ，每一次产能扩张都会促使设备企业加强自身数字化建设，数字化投入的动力来源主要是需要形成更强的交付能力来应对业务的快速增长，这种数字化建设需求更为刚性。而且在第二次产能扩张中，锂电设备企业更是将数字化能力从内生推向外延，希望通过交付软件技术帮助下游客户实现数字化和智能制造，打造新的盈利点。

业务拓展方面 ，锂电设备企业在第一次产能扩张时开始出现整线路线，到近期整线方式又得到进一步完善，补充了机器视觉、AMR等新技术。客户上，锂电设备企业不只是向海外拓展，也向产业链下游的汽车企业延伸，未来整车厂甚至将参与电池生产，锂电设备客户将是电池厂与整车厂并存。

外部合作方面 ，在早年发展时期，国内锂电设备企业和锂电池企业研发上的合作可以说是几乎没有，设备企业不懂电池，电池厂也很难找到匹配自己需求的设备。第一次产能扩张后，几个和锂电池厂商合作紧密的设备企业快速增长，双方合作程度日益加深。到第二次产能扩张来临后，双方的合作更是上升至战略合作关系。

对于装备企业来说，绑定大客户本身既是其技术产品品质的体现，可以为市场提供一种信号效应，又是企业发展良性循环的开始。 因为头部大客户对于产品技术的要求会更为严苛、理念会领先行业，装备企业在为大客户供货过程中会不断学习前沿的工艺要求提升自身装备产品质量，将形成产品品质-销量的良性循环。而这一切的起点恰恰在于装备企业对于自身技术的严格要求。

产业发展规律浅析

从产业发展的角度来看，锂电产业发展从最初的劳动密集型逐渐转变为技术密集型、资本密集型产业，折射出我国从最初依靠低价劳动力的经济发展方式，正在逐渐转变为以技术创新为主导的发展方式。我国锂电产业逐步掌握全球产业链话语权的背后是无数市场主体在吸收借鉴国外产品基础上坚持自主研发锂电池产品，而不是单纯依靠国外的技术路线和供应链体系，逐步从产业链中低端迈向高端领域，证明了产业的比较优势是可以锻造出来的，并不是一成不变的。

锂电池行业发展壮大的背后是锂电设备行业的鼎力支持，锂电设备行业也在锂电池第一次产能扩张时期抓住时机实现了国产替代，在第二次产能扩张周期走出国门赢得海外订单。

可以看出，锂电及其设备行业带有明显的周期性。下游行业需求增长传导至上游，产能错配供给不平衡将带动上游产能扩张，每一次产能扩张也都会带动上游原材料的大涨。判断产能周期可以从产能供需状况、产能扩张速度、锂电池价格以及锂电池企业利润水平等维度入手 。

锂电设备行业的发展也体现出装备制造业的一些发展共性 ：一是设备企业会逐步从单机设备到覆盖多环节乃至整线；二是设备企业会逐步从单纯销售硬件设备转变为同时软硬件产品；三是装备制造企业要把握住新兴细分市场产品的高速增长期，在产业混沌的初期就要寻找有对产品有高品质要求的优质客户，因为装备制造企业的增长取决于下游终端产品的增长。以上这些也在其他装备制造行业上演过类似的故事。

我们可以体会到设备企业的核心竞争力不只是表面上的硬件设备，而是对电池制造工艺的深刻理解和产线整合及服务能力，其实产线整合及服务能力本身也是建立在对制造工艺的熟稔程度之上。 无论是整线交付，还是后来的智能物流、机器视觉和MES以及数字孪生，都是锂电设备企业基于工艺理解提升自身的服务能力进而提升客户粘性的手段。一整套生产线从头到尾都交付得有始有终，客户又怎么会轻易更换供应商呢？快速形成实际产能不就得靠这样的设备供应商么？

综合以上对发展历程的回顾，我们发现锂电池及其设备行业已经进入了数字化和智能化的新发展阶段，那么新阶段下的行业又有哪些新机会？其实不难看出，我国锂电行业硬件设备已颇为成熟，但是软件侧仍很薄弱，设备企业和电池厂商也都在加强软件的研发，这其实也是初创公司在锂电行业的机会点。

初创公司机会侧重在软件算法侧，硬件装备也具有一定机会，比如工业机器人和AMR等，但AMR厂商也需要注重调度算法层面的技术储备，如此可以更深入地介入锂电池企业和整车厂客户，提高客户粘性。

软件侧的机会主要有以下几个方面：

智能化焊接技术和锂电池多尺度设计仿真在学界和业界的前沿进展具体在《智能制造走向深水区》一文中已有较为详细的论述，此处不再展开。

掌握新技术的初创企业可以与设备企业、锂电池企业合作，深入生产场景中共同开发智能制造技术，相信越来越多的初创企业将为行业带来新的活力。

写在最后

锂电池制造工艺引领锂电设备的发展，而锂电设备承载着电池制造工艺。行业内有句话，电池生产的工艺技术水平有多高，设备产品的技术水平就有多高。两者是紧密结合的。锂电技术在材料、结构及系统工艺方不断涌现创新，锂电设备才能持续发展。

产业浪潮起起伏伏，没有无缘无故的扩张兴起，也没有无缘无故的过剩淘汰。回归制造业本源，只有立足技术创新，企业才能抓住稍纵即逝的时机勇立潮头，才能在潮水退去时稳如磐石。产业的生机勃勃，靠的也正是技术创新这一股源头活水。

参考资料：

2017-2018锂电池行业发展分析及未来3年市场预测（全）

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作者：张慧 墨柯 来源：中国电池网

一、全球锂电市场规模2017年达到149.7 GWh，同比增长11.63%

真锂研究的数据显示，2017年全球锂电市场规模高达149.7 GWh，同比增长11.63%，增速不高，主要原因是消费市场的锂电需求增长几近停滞。不过，2011年以来，锂电市场总规模年均增长率高达31.36%，没有几个产业的市场增长能做到这一点，因此，依然非常难得。三大市场的具体情况见图表1：

图表 1：2011-2017年全球锂电市场规模统计

数据来源：真锂研究，2018年10月1日

单位：GWh

2017年锂电市场最大的亮点是以电动汽车市场为代表的交通市场的锂电总需求已增长到64.6GWh，首次超越消费类电子产品，成为锂电最大市场。下面分别来看。

1、各市场的发展情况

真锂研究将锂电市场划分为消费市场、交通市场和工业储能这三大部分，其中，日韩产研机构划入消费市场这个大类的电动工具市场，真锂研究归入工业储能市场，因为电动工具电池实际上也属于动力电池。2016年还是锂电市场规模最大的消费类电子产品市场，2017年市场规模62.0 GWh，占比降为41.42%，已经退居第二位；2017年的王者是交通市场，锂电需求规模64.6 GWh，占比43.15%；规模最小的工业储能市场23.1 GWh，占比15.43%。

2011年消费市场锂电规模24.4GWh，占比82.15%，此后比重逐年走低，并最终于2017年退居第二位。2011年交通市场锂电规模2.9 GWh，占比仅为9.76%，此后逐年快速走高，并最终于2017年超过消费市场排在首位。2011年工业储能市场锂电规模2.4 GWh，占比8.08%，2012-2017年占比始终维持在11%-17%之间。

从增速上看，2012-2017年全球锂电市场规模年均增长率最高的是交通市场，年均增长率为69.82%，工业储能市场以48.03%排在第二位，消费市场以17.16%排在最后。交通市场在2012年增长最快，达到103.45%，2013-2014年增速逐年走低，2015年增速跳跃式增长，2016-2017年又逐年走低，这主要是受中国电动汽车市场发展的影响。工业储能市场在2012年增长最快，达到79.17%，2013-2017年增速逐年走低，主要原因是占多数的电动工具市场的锂电需求日益饱和而储能市场目前尚未爆发。

图表 2：2011-2017年全球消费市场各细分市场锂电规模

数据来源：真锂研究，2018年10月1日

单位：GWh

2011-2017年全球消费市场的结构也发生了较大变化，2011年的消费市场以手机市场为主导，电池需求10.9GWh，占比44.67%，此后比重逐年下滑，到2015年占比降到29.02%，被移动电源（充电宝）超越，此后排在第二位，2017年绝对需求量首次下降为17.6 GWh，占比继续下降到28.37%。

智能手机的快速发展以及使用不可更换的软包电池的情况迅速普及，催生了移动电源市场的爆发。2011年移动电源市场需求量只有1.2GWh，占比4.92%，排在第四位，2012-2017年以年均75.83%的增速飞速发展，2013年增速高达200.00%，2014年以9.9 GWh占比22.86%，超过平板电脑和笔记本电脑排在第二位，2015年移动电源市场以18.6GWh的需求量占比34.38%，首次超越手机市场，排在首位，此后始终排在首位，占比逐年增加，2017年需求量25.3 GWh，占比高达40.79%。需要提及的是，移动电源市场消纳了大量的消费电池次品。

平板电脑市场2011-2014年需求量有所增长，2015-2017年出现负增长，占比在7%-17%之间，2017年需求量为5.0 GWh，占比8.08%。笔记本电脑2011-2017年发展平稳，需求量在8.9—9.3 GWh之间，逐年增加，2016年稍有下调，占比在14-37%之间，逐年减少，2017年稍有增长。

图表 3：2011-2017年全球交通市场各细分市场锂电规模

数据来源：真锂研究，2018年10月1日

单位：GWh

以电动汽车为代表的交通市场自2011年电动汽车商业化元年以来高速增长，成为锂电市场发展的最大动力。从图表3可以看到，2011年交通市场规模仅有2.9GWh，占比9.76%，到2017年发展到64.6 GWh，是2011年的22倍还多，年均增速69.82%，占比也因此迅速上升到43.15%。需要提及的是，电动汽车市场的高速发展，生产汽车电池过程中所产生的次品电池，一部分进入到了电动自行车、电动三轮车以及低速电动汽车等其他交通市场，直接带动了这些细分市场的锂电需求。

电动汽车市场锂电规模2011年仅为1.8GWh，但也占到了交通市场的60.00%，到2017年扩大到53.8 GWh，是2011年的29倍多，占比也进一步提升到了83.28%。交通市场中的第二大细分市场是电动自行车市场，2011年该市场的锂电需求是0.7GWh，到2017年迅速扩大到5.9GWh，年均增幅高达47.70%，在电动自行车销量这几年增长极为缓慢的情况下，锂电应用规模的快速扩大表明该市场锂电替代铅酸电池的进程在明显加快。电动三轮车领域也大致如此，汽车电池次品在该领域的应用快速增长。至于低速电动汽车市场，则是由于汽车电池产能规模的快速扩大，使得锂电的性价比正在快速接近铅酸电池，应用也在快速增长。

图表 4：2011-2017年全球工业储能市场各细分市场锂电规模

数据来源：真锂研究，2018年10月1日

单位：GWh

工业储能市场真锂研究主要统计了电动工具、移动基站电源、家庭储能、电网储能这几类细分市场。图表4的数据显示，工业储能市场2017年规模也已达到了23.1GWh，虽然在三大市场中还是最少，但2012年以来年均增幅高达48.03%，增速方面同样远超消费市场。这种情况表明，锂电的未来将主要依赖于动力电池市场的发展。而动力电池市场的发展，近期看交通市场，远期看储能市场。

2011-2012年工业储能市场的发展主要依赖于电动工具市场，占比在78%以上，2013-2017年，随着移动基站电源的高速发展，工业储能市场由原来的电动工具一家独秀演变为电动工具和移动基站电源相互抗衡。2011年电动工具市场以2.0GWh占比83.33%，此后占比逐年下降，到2017年以11.1 GWh占比48.17%。不过，电动工具市场锂离子电池已基本完成了对镍镉电池等其他二次电池的替代，以后的市场增长空间将非常有限。2011年移动基站电源市场以0.1GWh占比4.17%，此后占比逐年增长，2012年增长200.00%，2013年更是高速增长600.00%，需求量增至2.1 GWh，占比26.92%，首次取得与电动工具抗衡的资本。2014-2016年，虽然增速放缓，但仍以高于43%的增速发展，到2017年以8.6 GWh占比37.02%。这与中国电动汽车市场的爆发基本同步，不少汽车电池次品在这个市场实现了应用，同时，对汽车电池梯级利用的试验也主要是在这个市场。

全球家庭储能市场大致从2013年开始得到快速发展，主要是与家庭光伏发电系统配套。本世纪初，欧美日纷纷开启了“百万屋顶”计划，鼓励家庭在屋顶安装光伏发电系统。这些屋顶计划大都取得了成功，但如何经济有效地利用好这些光伏电力，一直是一个难题。在电动汽车市场开启并带动锂离子动力电池价格快速下降之后，德国、日本等国先后推出相关补贴政策，鼓励家庭安装储能配套系统。2013年全球家庭储能市场实现了0.4GWh的装机量，2017年达到了2.5 GWh，年均增幅高达59.56%，基本上都是在海外市场取得的成绩。

电力电网储能市场目前还都是处于示范应用阶段，锂离子电池用量还比较小。2011年电网储能锂离子用量0.2 GWh，2017年增至0.6 GWh。

2、不同形状锂电产品应用情况

锂离子电池产品按照形状可分为圆柱、方形和软包这三大类。三种形状的锂离子电池产品各有优缺点，那么，市场的选择情况如何呢？

图表 5：2011-2017年全球锂电市场各形状锂电产品用量

数据来源：真锂研究，2018年10月1日

单位：GWh

从图表5可以看到，2011年全球锂电市场方形电池需求量最大，以12.9 GWh占比43.43%，之后占比和增速都逐年走低，2012年被圆柱电池赶超，排在第二位，2014年又被软包电池赶超，排在最后，直至2017年以40.3 GWh占比26.81%，始终排在最后。2017年超过60%的方形电池是用在中国的电动汽车市场。

2011年圆柱电池以12.1 GWh占比40.74%，排在第二位，2012年以14.9 GWh占比38.70%，超过方形电池排在首位，之后直至2017年始终排在首位，占比在36%—42%之间，2017年以62.1 GWh占比41.65%。圆柱电池市场规模始近几年始终占据首位，特斯拉功不可没，在特斯拉的带动下，中国有相当一部分电动汽车产品采用了圆柱电池。

2011年软包电池以4.7 GWh占比15.82%，排在最后，2011-2015年占比逐年走高，2014年以23.8 GWh占比32.87%，超过方形电池排在第二位，直至2017年始终排在第二位，2017年以47.3 GWh占比31.54%。

从增速上看，2012-2017年年均增长率最高的是软包电池，为50.30%，圆柱电池以31.86%排在第二位，方形电池以21.39%排在最后。软包电池市场规模的高增长，主要是海外电动汽车市场的贡献。海外电动汽车市场，除了特斯拉用圆柱、宝马和三菱用方形之外，其他绝大多数都是软包电池。

图表 6：2017年全球各形状锂电产品在不同细分市场中的用量

数据来源：真锂研究，2018年10月1日

单位：GWh

那么，三种形状的锂离子电池产品又是主要应用在哪些细分市场呢？

图表6显示，2017年方形电池主要用在电动汽车市场，在40.3 GWh总用量中，电动汽车市场占了27.1 GWh，占比高达67.25%，而且主要是在中国电动汽车市场使用；移动基站电源市场、手机市场和电动自行车市场分别以4.4 GWh、2.9 GWh和2.4GWh的用量排在第二、第三、第四位，占比分别为10.92%、7.20%和5.96%。

圆柱电池和软包电池的使用情况相对分散一些，第一大细分市场的占比不是那么突出，但也都在28%以上。2017年62.1 GWh的圆柱电池总用量主要由移动电源（充电宝）、电动汽车、电动工具贡献，移动电源（充电宝）市场以17.5GWh占比28.18%排在第一位，电动汽车市场以16.6 GWh占比26.73%排在第二位，电动工具市场以11.1GWh占比17.87%排在第三位（该市场使用的锂离子电池全部是圆柱电池）。

2017年47.3 GWh的软包电池总用量主要由手机、电动汽车、移动电源（充电宝）和平板电脑贡献，手机市场以14.7GWh占比31.08%排在第一位，电动汽车市场以10.1 GWh占比21.35%排在第二位，移动电源（充电宝）市场以7.6 GWh占比16.07%排在第三位，平板电脑市场以5.0 GWh占比10.57%，排在第四位，并且全部采用软包电池。

在锂离子电池第一大细分市场的电动汽车市场，53.8 GWh总用量中，方形电池占比高达50.37%，超过一半；圆柱电池和软包电池分别占比30.86%和18.77%。在第二大细分市场移动电源（充电宝）市场，25.3 GWh总用量中，圆柱电池占比高达69.17%，软包电池占比30.04%，而方形电池占比仅有0.79%。在第三大细分市场手机市场，17.6GWh总用量中，软包电池占比高达83.52%，全部用在智能手机产品上；方形电池占据了其余的16.48%，智能手机和功能手机的用量大约各占一半；圆柱电池在该市场没有应用。

二、中国锂电市场规模2017年达到76.2 GWh，同比增长12.84%

按调整后的口径，真锂研究的数据显示，2017年中国锂电市场总规模高达76.2GWh，同比增长12.84%，略高于全球增速。2011年中国锂电市场规模29.7 GWh，占全球锂电市场规模的21.55%，2016年中国市场的全球份额突破50%，2017年有进一步提升，占比达到50.88%。而且，这其中有超过50GWh是动力电池，中国锂电市场已经提前步入动力电池驱动时代。

1、各市场的发展情况

图表 7：2011-2017年中国三大锂电市场需求规模统计

数据来源：真锂研究，2018年10月1日

单位：GWh

与全球市场相比，最大的不同之处就是中国锂电市场从2015年开始，交通市场的锂离子电池需求量一跃而成为最大，该市场总规模达到20.5GWh，超过了消费市场的17.2GWh；其中，电动汽车市场以16.0GWh的需求量首次成长为最大的细分市场；2016年这种优势进一步巩固，2017年交通市场以40.5 GWh的需求量，占比53.20%，其中，电动汽车市场以33.6 GWh的需求量超越整个消费市场。

2011年中国锂电市场以消费市场为主导，锂电需求3.7 GWh，占比57.81%，此后占比逐年走低（2013年稍有增长），到2017年市场规模21.5 GWh，占比降到28.16%。2011年交通市场锂电规模1 GWh，占比15.63%，排在最后，2012年占比稍有下降，2013年开始占比逐年走高，2014-2015年年均增长在180%以上，2015年超过消费市场之后已连续3年排在首位，且领先优势不断扩大。2017年中国交通市场锂电规模40.5GWh，占比53.20%，超过半数。2011年工业储能市场锂电规模1.7GWh，占比26.56%，2011-2017年占比始终维持在18%-31%之间，始终排在最后一位。

从增速上看，2012-2017年中国锂电市场规模年均增长率最高的是交通市场，年均增长率为95.44%，工业储能市场以43.22%排在第二位，消费市场以35.75%排在最后。

图表 8：2011-2017年中国消费市场各细分市场锂电规模

数据来源：真锂研究，2018年10月1日

单位：GWh

从中国的消费市场来看，锂电需求主要由手机、移动电源（充电宝）、笔记本电脑这三大细分市场贡献。2011年中国手机市场锂电需求1.7GWh，是最大的细分市场，占比47.22%。此后占比逐年走低，2014年被移动电源（充电宝）赶超之后一直排在第二位，2017年以5.0 GWh占比23.26%。2011年中国移动电源（充电宝）市场锂电需求0.5GWh，占中国消费市场锂电总需求的13.89%，排在第三位，此后占比逐年走高，到2017年以12.0 GWh占比55.81%，超过半数。2011年中国笔记本电脑市场锂电需求1.1GWh，占中国消费市场锂电总需求的30.56%，排在第二位，此后占比逐年走低，2013年退居第三位，2017年以2.2 GWh占比10.23%依然排在第三位。

从增速上看， 2012-2017年中国锂电消费市场各细分市场规模年均增长率最高的是移动电源（充电宝），年均增长率为76.97%，平板电脑市场以50.69%排在第二位，手机市场以21.41%排在第三位，笔记本电脑市场以12.80%排在第四位。

图表 9：2011-2017年中国交通市场各细分市场锂电规模

数据来源：真锂研究，2018年10月1日

单位：GWh

从交通市场来看，锂电需求主要由电动汽车、电动自行车这两大细分市场贡献。2011年中国电动汽车市场锂电需求0.5 GWh，是最大的细分市场，占比55.56%。2012-2013年发展速度被电动自行车赶超，排在第二位，2014-2017年中国电动汽车市场快速发展，锂电需求快速走高，重新占据该市场第一位并不断拉大与其他细分市场的差距，到2017年以33.6 GWh占比82.97%。2011年中国电动自行车市场锂电需求0.4 GWh，占比44.44%，排在第二位，2012-2013年占比逐年走高，并超过电动汽车市场，排在第一位，2014-2017年发展放缓，占比逐年走低，到2017年以4.6 GWh占比11.35%。

从增速上看， 2012-2017年中国锂电交通市场各细分市场规模年均增长率最高的是电动汽车，年均增长率为167.57%，电动三轮车市场以62.50%排在第二位，低速电动汽车市场以61.57%排在第三位，电动自行车市场以53.33%排在第四位。总体而言，这四个细分市场的发展都很快，交通电动化时代在中国已经到来。

图表 10：2011-2017年中国工业储能市场各细分市场锂电规模

数据来源：真锂研究，2018年10月1日

单位：GWh

从工业储能市场来看，锂电需求主要由电动工具和移动基站这两大细分市场贡献。2011年中国电动工具市场锂电需求1.6GWh，是最大的细分市场，占比94.12%。2012年占比增至96.30%，此后占比逐年走低，2017年以8.4 GWh占比59.15%，依然是最大。2012年中国移动基站市场锂电需求0.1GWh，占比3.70%，排在第二位，此后占比逐年走高，但始终排在第二位，2017年以5.6 GWh占比37.70%。

从增速上看，2012-2017年中国锂电工业储能市场各细分市场规模年均增长率最高的是移动基站，年均增长率为163.29%，电动工具市场以32.86%排在第二位。

2、不同形状锂电产品应用情况

2017年中国锂电市场是圆柱电池的用量最大，在2017年76.2 GWh锂离子电池总用量中，圆柱电池占比41.11%，排在首位。同时，2017年全球62.1 GWh的圆柱电池总用量中，有31.3 GWh用在中国市场，占比高达50.45%。圆柱电池的市场分布比较广，前三大细分市场是电动汽车、电动工具和移动电源（充电宝）市场，用量分别是8.9 GWh、8.4 GWh和8.3 GWh，占比分别是28.41%、26.81%和26.49%。

2017年中国锂电市场方形电池的用量是29.2 GWh，占比38.28%，略低于圆柱电池。

中国市场方形电池的应用是以电动汽车市场为核心向其他领域扩散的，制造汽车动力电池（A品）所产生的B品、C品等次品电池，性能其实也不差，完全可以满足移动基站电源、电动自行车等市场的需求，而且价格还较为低廉，因此，这些细分市场锂离子电池正在快速替代铅酸电池。真锂研究的数据显示，2017年中国电动汽车市场使用的方形电池量高达20.10 GWh，占方形电池总用量的比重为68.91%；移动基站电源市场以4.5 GWh占比15.43%，电动自行车市场以2.0 GWh占比6.86%。

图表 11：2017年中国各形状锂电在不同市场中的用量

数据来源：真锂研究，2018年10月1日

单位：GWh

软包电池在中国市场上的用量是最少的，2017年用量为15.7 GWh，占比20.61%，不过，软包电池的市场分布也比较广。其中，手机市场的用量最大，以4.63GWh占比29.48%，几乎所有的智能手机产品都使用软包电池；其次是电动汽车的4.60 GWh和移动电源的3.6GWh，分别占比29.29%和22.92%。在2017年全球市场47.3 GWh的软包电池总用量中，中国市场占比33.19%。

鉴于电动汽车市场的重要性，下面我们专门来看一下电动汽车市场的发展情况。

三、电动汽车市场高速发展，2017年锂电需求占比超35%

这一波的电动汽车发展浪潮始于2010年12月，当时日产和通用同时在美国市场推出了Leaf EV和Volt PHEV产品，因此，2011年被公认为是电动汽车发展的元年。2011年至今，全球电动汽车产销量如芝麻开花节节高，到2017年已超过140万辆的年销售规模。相对应，锂离子动力电池需求由2010年的几乎为零发展到2017年的53.8GWh，占全部锂电需求的比重由2011年的6.0%迅速扩大到2017年的35.94%，成为锂电领域最大的细分市场。从总的发展势头来看，已经可以认定，这一波电动汽车发展浪潮还将继续下去。电动汽车发展潮流已经不可逆转。

1、海外电动汽车市场锂电需求情况

在2011年这个全球电动汽车商业化的元年，海外电动汽车市场销量达到了5.8万辆，由此产生的锂电需求达到了1.3GWh，表现相当不错。此后几年，电动汽车市场销量逐年走高，到2017年已经达到61.19万辆（含出口到中国市场的产品），由此产生的锂电需求高达20.2GWh，年均增长率61.82%。

图表 12：2011-2017年海外电动汽车市场锂电需求

数据来源：真锂研究，2018年10月1日

单位：GWh

海外电动汽车市场到目前还基本上都是电动乘用车以及在此基础上改装而来的城市物流车，中国市场大行其道的电动客车以及非乘用车底盘改装的电动专用车在海外市场目前还都只是零星的示范应用。下面我们来看一下海外电动乘用车市场的锂电装机情况。

图表 13：2016-2017年海外电动乘用车市场电池装机

2017年海外电动乘用车市场锂电装机总量20.2GWh，同比增长52.73%；平均每辆车搭载的电池包电量是32.95kWh，同比增长14.77%。其中，纯电动乘用车电池装机16.96GWh，同比增长63.34%；平均电池包电量53.18kWh/辆，同比增长17.52%，表明“里程焦虑”问题的解决速度正在明显加快。插电式混合动力乘用车电池装机3.19GWh，同比增长30.79%；平均电池包电量10.91kWh/辆，同比下降3.02%。数据来源：真锂研究，2018年10月1日。单位：辆，MWh，kWh/辆。注：车辆销量数据包含出口到中国市场的产品销量。

图表 14：2017年海外乘用车市场不同电池材料电池装机

数据来源：真锂研究，2018年10月1日

单位：GWh

海外电动乘用车市场采用的锂离子电池几乎全部都是锰酸锂和三元系列的电池产品（LFP和LFP固态合计占比只有0.005%），2017年NCA三元电池用量最大，以9.69 GWh占比48.05%，基本上都是特斯拉一家在用，由松下提供；NCM三元电池以8.87 GWh的用量排在第二位，占比44.00%，主要由LG化学和三星SDI供应；锰酸锂电池（电池的正极材料以锰酸锂为主，三元材料为辅）以1.60 GWh用量排在第三位，占比7.95%，大多数车企的电动乘用车产品都在采用这种电池，主只由日本厂商AESC供应。实际上LG化学和三星SDI这两大韩国巨头供应的三元电池所采用的正极材料，除了三元材料也有锰酸锂材料。

LFP固态电池全部是由法国博洛雷供应，2017年装机510KWh，占比只有0.003%，都是自家纯电动乘用车产品在用。博洛雷的电池，正极采用磷酸铁锂，负极采用锂金属，电解质是固体的，不用隔膜。博洛雷的固体锂电池目前的能量密度还不是很高，电池系统只有100Wh/kg左右，但是它代表了未来的一种技术方向，因此广受关注。

下面我们看一下中国电动汽车市场2017年和2018年前8个月的电池装机情况。

2、中国电动汽车市场锂电需求情况

2017年中国电动汽车市场产销量均突破77万辆大关，其中国产电动汽车产品实现锂离子电池装机33.62GWh（与之前我们发布的33.55GWh相比略有调高，主要是之前漏算了CATL电池装配的一款产品），同比增长高达21.24%。与海外市场专注发展电动乘用车不同，中国市场是电动乘用车、电动客车和电动专用车齐头并进，使得电池装机量高速增长。从车辆类别看，纯电动乘用车以12.77GWh位居首位，占比37.98%；纯电动客车电池装机12.36GWh，占比36.76%，排在第二位；其他三类车合计装机8.5GWh，占比25.28%。

图表 15：2017年中国电动汽车市场不同电池材料电池装机

数据来源：真锂研究，2018年10月1日

单位：MWh

从电池技术路线的情况来看，磷酸铁锂电池以16.36GWh的装机量占比高达48.66%，这是与海外市场最大的不同之处。其中，69.81%的磷酸铁锂电池用在纯电动客车领域，18.36%用于纯电动乘用车领域。磷酸铁锂电池路线目前只有中国在坚持，原来倡导这一路线的美国随着A123系统公司的破产倒闭、Valence的日渐式微，已基本上没有电池厂商在走这条路线了。从另一个角度看，磷酸铁锂电池应用已有这么大的规模，也给中国政府制定的2020年汽车电池300Wh/kg的目标的实现增添了难度。但中国磷酸铁锂电池的装机量也在减少， 2017年中国磷酸铁锂电池的装机量占比比2016年减少了22.84%。

NCM三元电池2017年装机14.93GWh，占比44.39%，其中有61.93%用在纯电动乘用车市场，27.47%用在纯电动专用车市场，合计占比89.40%。由于2016年初工信部装备司司长张相木口头发出三元电池暂停用于纯电动客车的禁令，三元电池在纯电动客车市场仅装机35.18MWh，非常少，2017年放开禁令，但难有起色。钛酸锂电池能量密度较低，但是具备充放电速度快、循环寿命长等特点，在电动客车一些特定市场存在应用价值，2017年装机534.49 MWh。

图表 16：2018年前8个月中国电动汽车市场不同电池材料电池装机

数据来源：真锂研究，2018年10月1日

单位：MWh

2018年前8个月中国电动汽车市场实现锂离子电池装机23.50GWh，同比增长92.47%。具体见图表16。

2018年前8个月装机量最大的是纯电动乘用车市场，以12.75GWh占比54.24%，超过了一半；纯电动客车以6.95GWh排在第二位，占比29.56%，与第一名的差距越拉越大。PHEV乘用车以1.87GWh排名第三，占比7.97%，EV专用车以1.74GWh排名第四，占比7.39%，PHEV客车以197.71 MWh排在最后。

2018年前8个月 NCM以14.11GWh占比60.03%，排在首位，LFP以8.80GWh占比37.46%，排在第二位，LMO以452.94 MWh占比1.93%，排在第三位，LTO以135.43 MWh占比0.58%，排在最后。2018年三元电池装机明显好于去年同期，反映了三元路线在快速占据主导地位。

图表 17：2016.01-2018.08中国电动汽车市场电池月装机统计

数据来源：真锂研究，2018年10月1日

单位：MWh

从月装机的情况来看，2016年和2017年电池装机量中的40%以上是后两个月实现的：2016年后两个月装机13.96 GWh，占全年装机量的50.33%；2017年后两个月装机14.88 GWh，占全年装机量的44.26%。由于今年有几个月的过渡期，所以今年前几个月的装机情况明显好于去年同期。如果明年还给几个月过渡期，那么今年后两个月会好一些，抢装现象会有所缓解。

限于篇幅，对中国电动汽车市场电池装机情况的研究分析，就简单介绍到这里。

四、锂电市场发展预测

全球经贸关系正在发生深刻变化，一方面是多边主义正在向双边主义甚至单边主义发展，另一方面是中美贸易战有愈演愈烈趋势，中国正在受到美国的封锁，这对包括锂电在内的各行各业的发展以及各个市场的发展都会产生较大影响。对于锂电产业而言，由中日韩向欧美和东南亚地区扩散的步伐很可能加快；对于锂电市场而言，由于中国锂电产业和部分应用产业的全球地位短时间内无法撼动，贸易战会推动锂电产品和相关下游应用产品的价格抬升，从而影响市场发展速度。

1、电动汽车之外的其他锂电市场发展预测

真锂研究预测，2021年全球锂电市场除电动汽车之外的规模将会达到154.4GWh，是2016年的1.66倍，年均增长率10.76%；而中国市场届时将会达到73.2GWh，是2016年的1.84倍，年均增长率13.05%，略高于全球水平。我们去年发表的预测数字分别是2020年全球165.8GWh、中国80GWh，现在我们认为，受全球经贸关系深刻变化的影响，市场发展将明显放缓，这两个目标大致将要延后一年实现。

这其中，手机市场已经见顶，即便是略微的增长都会很难。苹果手机大屏化会带来单机用电量的增长，但其手机销量会下滑，锂电需求总量很难提升。其他公司的手机大屏化进程基本完成。真锂研究预测未来几年全球手机市场的锂电需求大致会维持在17.5GWh左右的水平。中国手机市场发展趋势基本与全球同步。如果解决了给笔记本电脑补电的问题，可以同时给所有消费类电子产品补电，移动电源（充电宝）市场可能还会有一定的发展，真锂研究预计全球范围内该市场到2021年将达到38.1GWh的规模，年均增速9.20%，而中国市场的增速可能只会有8.90%。

图表 18：2016-2021年全球锂电各细分市场发展预测（不含xEV）

数据来源：真锂研究，2018年10月1日

单位：GWh

家庭储能市场将会成为增长最快的市场。真锂研究预计2021年全球范围内该市场的规模将达到10.5GWh，年均增长43.99%；其中中国市场将在目前基本为0的情况下发展到0.4GWh的规模。中国鼓励集中供电以保障国有电力部门的收益，因此，家庭储能市场在中国难以有大的发展，只是在一些电网覆盖不到的地方，政府才会给予鼓励。

真锂研究预计2021年全球电动自行车市场的锂电用量将会高达15.8GWh，未来几年的年均增速将高达23.30%；全球移动基站电源市场的锂电用量将会达到17.3GWh，年均增速18.95%。另外，在中国市场，电动汽车的进一步发展，依然将刺激电动自行车和移动基站电源市场的锂电化，铅酸电池被替代的速度还将加快。预计到2021年，中国电动自行车市场的锂电用量将会高达11.9GWh，未来几年的年均增速将高达22.47%；中国移动基站电源市场的锂电用量将会达到12.1GWh，年均增速21.38%。

图表 19：2016-2021年中国锂电市场发展预测（不含xEV）

数据来源：真锂研究，2018年10月1日

单位：GWh

2、电动汽车市场产量及其锂电装机发展预测

对于电动汽车的发展，主要的争议在于它的发展速度会有多快。这里，真锂研究将海外市场和中国市场分别给出三种预测：谨慎预测、中性预测和乐观预测。对于海外电动汽车市场，与去年的预测相比，真锂研究做了一定的调整：①真锂研究坚定看好电动汽车的发展，所以适当调高了谨慎预测的数字；②贸易格局的变化推动电池本土生产快速发展，但是，电池相关配套产业的完善很难同时跟进，这会在一定程度上影响电动汽车发展，所以我们适当调低了中性和乐观预测数字。

海外市场主要是指欧美日市场，其中欧洲和日本的政府对于发展电动汽车的决心和力度越来越大，这也是对中国相关态度的回应；但是美国有了变化，现任总统特朗普对于发展电动汽车的态度明显不及前任奥巴马，美国的绿色能源政策实际上是在倒退，不过美国民众对于电动汽车的热情目前来看似乎并没有受到影响。总体上，我们认为实现海外市场中性预测的可能性相对要高一些。具体预测情况见图表20。

图表 20：2016-2021年海外电动汽车市场发展预测

数据来源：真锂研究，2018年10月1日

单位：万辆

图表 21：2016-2021年海外电动汽车市场电池装机预测

数据来源：真锂研究，2018年10月1日

单位：GWh

据此，真锂研究分别对应三种海外市场电动汽车发展预测，做出了相应的电池装机预测：①谨慎预测对应的电池装机量2021年将达到123.4 GWh，年均增长56.68%；②中性预测对应的电池装机量2021年将达到143.1 GWh，年均增长61.31%；③乐观预测对应的电池装机量191.5 GWh，年均增长71.24%。如果乐观预测能够实现，那么到2021年海外市场中，电动汽车市场锂电需求将超越其他所有市场之和。具体预测情况见图表21。

图表 22：2016-2021年中国电动汽车市场发展预测

数据来源：真锂研究，2018年10月1日

单位：万辆

全球经贸形式的变化以及在此背后的大国竞争日益激烈和残酷，可能会推动中国政府加大发展电动汽车等战略性新兴产业的力度，尽最大力量减少对传统能源石油的依赖，同时，传统产业明显走上下坡路，也会迫使不少企业和资本转向发展战略性新兴产业（如：最近几个月传统汽车市场的明显下滑，直接推动了电动汽车的发展），因此，中国电动汽车的发展可能会明显好于真锂研究之前的预期，这里我们调高了中国电动汽车的发展预期。还是和之前一样分为谨慎、中性和乐观这3种预测，不过，我们倾向于中性预测。

我们现在认为，今年中国电动汽车产量可望达到110万辆，见图表22的中性预测，主要是由两类电动乘用车贡献，其他3类车的产量都会有不同程度的下降。2019年及之后几年，EV乘用车、PHEV乘用车和EV专用车会以每年大约50%的速度增长，而EV客车和PHEV客车同时也会慢慢恢复增长态势。到2020年，中国电动汽车产量可望达到240万辆左右，2021年将突破350万辆。

图表 23：2016-2021年中国电动汽车市场锂电装机预测

数据来源：真锂研究，2018年10月1日

单位：GWh

相对应，真锂研究给出的中国电动汽车市场锂电装机预测：①谨慎预测对应的电池装机量2021年将达到125GWh左右，是2017年的3.7倍；②中性预测对应的电池装机量2021年将达到154GWh，是2017年的4.6倍；③乐观预测对应的电池装机量177.2 GWh，是2017年的6倍多。

3、锂电市场总规模预测

在前面1和2的基础上，电动汽车市场以中性预测来看，真锂研究认为，2021年全球锂电市场规模将达到450 GWh，是2017年150GWh的3倍，年均增幅继续保持在30%以上，将确定超越铅酸电池而成为用量最大的二次电池产品。

对应的中国市场，真锂研究认为，2021年锂电市场规模将达到227GWh，全球份额依然会维持在50%偏上的水平。如果中国政府制定的2020年两大目标能够顺利实现（电池系统能量密度260Wh/kg且价格在1元/Wh以内）的同时将安全事故数量控制在合理范围的话，中国电动汽车市场会迎来更快发展，对锂电市场的壮大将更为利好。

来源：中国电池网

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