風(fēng)投 來源：解析投資 2020-08-04 09:00:14
隨著手機(jī)、數(shù)碼產(chǎn)品和電動(dòng)汽車的普及，鋰電池在生活當(dāng)中扮演的角色越來越重要。
盡管鋰電池因低能量密度、循環(huán)使用壽命有限的缺點(diǎn)經(jīng)常受到人們?cè)嵅?，但與這些問題相比，電池安全性問題才是關(guān)注的重點(diǎn)。當(dāng)鋰電池存在安全性缺陷的時(shí)候，其因起火、爆炸造成的后果總是那么觸目驚心。
那么，在鋰電池成品出廠之前就必須對(duì)首先嚴(yán)格對(duì)其進(jìn)行測(cè)試才行。在這里，鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)的地位就顯得非常重要了。
01
鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)是指對(duì)電芯以及成品電池進(jìn)行測(cè)試的相關(guān)設(shè)備。檢測(cè)的目的是為了確認(rèn)其各項(xiàng)指標(biāo)是否達(dá)到工藝標(biāo)準(zhǔn)或出廠標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)防某些疏忽而導(dǎo)致的意外事故發(fā)生。
因此，一只合格的鋰電池在安全性能上應(yīng)該滿足下面這些條件：
無論是在短路、過充電、針刺、平板沖擊亦或是燃燒情況下，理應(yīng)不會(huì)因起火而造成爆炸。
根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)可分為不同的類別：
按作用對(duì)象的不同，鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)可分為電芯檢測(cè)系統(tǒng)、模組檢測(cè)系統(tǒng)、鋰電池組檢測(cè)系統(tǒng)等。
按應(yīng)用領(lǐng)域的不同，鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)可分為手機(jī)電池檢測(cè)系統(tǒng)、筆記本電池檢測(cè)系統(tǒng)、電動(dòng)工具電池檢測(cè)系統(tǒng)、電動(dòng)自行車電池檢測(cè)系統(tǒng)、電動(dòng)汽車電池檢測(cè)系統(tǒng)等。
按電池組組裝檢測(cè)工序分，鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)包括電芯分選檢測(cè)系統(tǒng)、充放電檢測(cè)系統(tǒng)、保護(hù)板檢測(cè)系統(tǒng)、線束檢測(cè)系統(tǒng)、BMS檢測(cè)系統(tǒng)、模組EOL檢測(cè)系統(tǒng)、電池組EOL檢測(cè)系統(tǒng)、工況模擬檢測(cè)系統(tǒng)等。
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鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈
上游主要為電子元器件和機(jī)箱機(jī)架等供應(yīng)商。
這些廠商主要提供相關(guān)電子元器件及機(jī)箱機(jī)架等零部件。
電子元器件是電池測(cè)試設(shè)備較為核心的部件，因此技術(shù)含量和附加值都很高。其他比如機(jī)箱、機(jī)架由于加工和制造的技術(shù)含量較低，所以附加價(jià)值較低。
中游為鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)行業(yè)。
鋰電池檢測(cè)設(shè)備制造商需要根據(jù)電池制造商研發(fā)和生產(chǎn)的不同類型的電池，提供相應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備以達(dá)到檢測(cè)產(chǎn)品安全可靠性和研發(fā)目的。
一般而言，客戶要求各不相同，具有多樣性、個(gè)性化定制特征。鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)行業(yè)企業(yè)都需結(jié)合現(xiàn)有產(chǎn)品，重新設(shè)計(jì)方案。因此，鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)與鋰電池制造業(yè)有著密切的聯(lián)系。
全球鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)制造商中，規(guī)模較大、知名度及市場(chǎng)份額較高的企業(yè)有美國Bitrode、德國Digatron及納斯達(dá)克上市公司AV、韓國PNE、日本片岡制作所等。而國內(nèi)鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)制造商則有杭可科技、先導(dǎo)智能(泰坦)、星云股份、恒翼能、精捷能、瑞能股份等10多家企業(yè)。
由于國外企業(yè)相對(duì)于國內(nèi)研發(fā)起步早，因此在設(shè)備精度、自動(dòng)化程度、性能、技術(shù)方面均顯得更加成熟。
下游客戶為鋰電池制造商。
鋰電池制造商從鋰電池檢測(cè)設(shè)備制造商取得檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行電池測(cè)試。
鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)屬于鋰電池制造商在合成電芯后對(duì)其進(jìn)行的后處理環(huán)節(jié)，價(jià)值量大約占到鋰電池生產(chǎn)程序的30%-35%。
檢測(cè)的工序包括有，電芯的化成、分容、檢測(cè)、分選等工作。
化成是通過首次充電激活電芯的過程，目的是激活活性物質(zhì)，形成穩(wěn)定的SEI膜，清除氣體副產(chǎn)物以及不合格的電芯?；稍O(shè)備主要是化成機(jī)。
分容是將化成好的電芯按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)其進(jìn)行再一次完整的充電及放電進(jìn)行充放電。分容的核心設(shè)備是充放電機(jī)。
在國外，某些鋰電池生產(chǎn)廠家使用單獨(dú)的充電機(jī)和放電機(jī)，但在國內(nèi)，一般使用的是兼帶有充電和放電功能的充放電機(jī)來進(jìn)行分容，所以充放電機(jī)有時(shí)也被叫做分容機(jī)。
電芯在充電及放電時(shí)，充放電機(jī)不但對(duì)電芯進(jìn)行充放電，也會(huì)記錄充放電的相關(guān)數(shù)據(jù)和曲線圖表，如電流、電壓、時(shí)間等。這些數(shù)據(jù)都能檢測(cè)出鋰電池是否合格。
在充放電之外后，電芯處于自放電狀態(tài)，需要靜置一段時(shí)間。電芯的靜置一般需要單獨(dú)設(shè)立符合環(huán)境條件的靜置倉庫。測(cè)試靜置前后電芯的電壓和內(nèi)阻，可以更準(zhǔn)確地了解電芯的質(zhì)量。
分選，又叫分檔，就是對(duì)化成、分容好的電芯按一定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類選擇，又叫等級(jí)分選。分選除需要區(qū)分合格與不合格品之外，還需要根據(jù)要求是否對(duì)電芯進(jìn)行組合，這是因?yàn)殇囯姵卦趹?yīng)用過程中，經(jīng)常都是多節(jié)電芯的并聯(lián)、串聯(lián)或兩者結(jié)合，若選取性能接近的電芯，將會(huì)有助于電池整體性能的最大發(fā)揮。
若對(duì)單體電芯而言，可以區(qū)分電池品質(zhì)，剔除不良品，滿足出貨要求。若對(duì)組合電芯而言，主要是為了配組的一致性，將電池性能相近的分成一類組裝成電池組，減少“木桶效應(yīng)”對(duì)電池組產(chǎn)生的不良影響，保證電池能良好地運(yùn)行。
最后，成品后的鋰電池接下來有其他專門測(cè)試，比如單元和模塊的老化測(cè)試，性能測(cè)試，安全性測(cè)試(機(jī)械安全性、環(huán)境安全性和電氣安全性)等等。專門測(cè)試配備專門的測(cè)試設(shè)備。
目前，最為知名的鋰電池制造商主要有國外的韓國三星、LG、日本村田、比克動(dòng)力、天津力神以及國內(nèi)的寧德時(shí)代(CATL)、比亞迪、國軒高科等一線電池廠商。
03
鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)行業(yè)與鋰電池制造行業(yè)息息相關(guān)，作為鋰電池行業(yè)的上游行業(yè)，鋰電池行業(yè)的發(fā)展規(guī)模和水平?jīng)Q定了鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展規(guī)模和水平。
目前，鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)主要應(yīng)用于3C產(chǎn)品(計(jì)算機(jī)類、通信類和消費(fèi)類電子產(chǎn)品)、新能源汽車、電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車、儲(chǔ)能等領(lǐng)域。
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2013-2018年，全球鋰電池出貨量規(guī)模由57.6GWh增長(zhǎng)到189GWh，復(fù)合增長(zhǎng)率超過25%。其中2014年全球新能源汽車動(dòng)力電池出貨量?jī)H有10Gwh，而到了2019年新能源汽車動(dòng)力電池需求量高達(dá)111GWh。
顯然，在過去幾年，新能源汽車方興未艾貢獻(xiàn)了鋰電池市場(chǎng)的主要增量。
就現(xiàn)在來看，鋰電池用量最大的3C產(chǎn)品市場(chǎng)需求已出現(xiàn)飽和狀態(tài)，未來消費(fèi)鋰電池基本上保持平穩(wěn)增長(zhǎng)需求。接下來以新能源汽車以及儲(chǔ)能領(lǐng)域?yàn)橹鲗?dǎo)的市場(chǎng)將會(huì)快速發(fā)展，推動(dòng)鋰電池的市場(chǎng)需求迅猛增長(zhǎng)，而鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模也會(huì)跟隨迅速擴(kuò)大。
根據(jù)中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)分析和推算，在2014年全球鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)市場(chǎng)需求也就僅為44億元，我國市場(chǎng)需求約為26億元。未來，隨著新能源汽車需求爆發(fā)下，有機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到了2020年，全球鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)市場(chǎng)需求將超過110億元，我國鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)的市場(chǎng)空間也將達(dá)到66億元。
04
20世紀(jì)50年代，鋰電池被成功研發(fā)出來。
不久，鋰電池制造及充放電技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)的逐漸成熟，鋰電池的應(yīng)用范圍得以擴(kuò)大。
80年代，由計(jì)算機(jī)控制的鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)開始面世，軟件系統(tǒng)成為鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)的重要補(bǔ)充，促進(jìn)了鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展。同一時(shí)期，我國出現(xiàn)能耗式充放電系統(tǒng)企業(yè)。
90年代，國外知名鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)企業(yè)，如迪卡龍、必測(cè)進(jìn)入我國。此時(shí)，鋰電池主要以單體電池為主，鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)也主要針對(duì)單體電池進(jìn)行擠壓、沖撞、針刺、充放電測(cè)試及保護(hù)板測(cè)試等為主。
進(jìn)入21世紀(jì)，3C電子產(chǎn)品的普及，鋰電池市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng)，像星云電子、臺(tái)灣承德這一類鋰電池檢測(cè)設(shè)備制造商開始出現(xiàn)。而且，單體電池式微，電池模組的應(yīng)用比例在不斷提高，針對(duì)電池模組的檢測(cè)技術(shù)跟著進(jìn)一步突破。
2010年，鋰電池開始應(yīng)用在中小動(dòng)力工具、新能源汽車及儲(chǔ)能領(lǐng)域，我國鋰電池檢測(cè)技術(shù)開始突飛猛進(jìn)，出現(xiàn)了能量回饋式充放電測(cè)試系統(tǒng)、大功率高精度工況模擬系統(tǒng)、BMS測(cè)試系統(tǒng)，行業(yè)向自動(dòng)化、系統(tǒng)化方向邁進(jìn)。
如今，我國鋰電池廠商電池檢測(cè)環(huán)節(jié)，化成、分容檢測(cè)設(shè)備的國產(chǎn)化程度已達(dá)高達(dá)80%-90%。但是，由于鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)行業(yè)還處于行業(yè)生命周期中的初創(chuàng)期，因此行業(yè)的集中度較低，大部分的國內(nèi)電池測(cè)試系統(tǒng)公司年收入不足千萬，收入上億的鋰電池測(cè)試系統(tǒng)企業(yè)非常少見。
對(duì)比國外那些鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)企業(yè)，無論規(guī)模還是技術(shù)方面仍存在某些差距，總而言之，我國鋰電池檢測(cè)系統(tǒng)行業(yè)未來發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
杭可科技(688006)：前身為杭州可靠性儀器廠，始建于1984年。2011年，浙江杭可科技股份有限公司成立，主要致力于消費(fèi)電池研發(fā)、生產(chǎn)及銷售。隨著新能源汽車成為大勢(shì)所趨，公司從消費(fèi)電池領(lǐng)域切入三星、LG、日本村田、寧德新能源(ATL)供應(yīng)鏈。目前在動(dòng)力領(lǐng)域已供貨LG，而松下、三星SDI的動(dòng)力電池仍處于樣機(jī)評(píng)估測(cè)試階段，公司可以說是目前國內(nèi)極少數(shù)可以整機(jī)成套設(shè)備出口并與日本、韓國主流鋰離子電池生產(chǎn)商緊密合作的后處理設(shè)備廠商之一，而其他國內(nèi)同行主要以國內(nèi)客戶為主。根據(jù)高工產(chǎn)研鋰電研究所統(tǒng)計(jì)，2018年我國鋰電池后處理設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模約62億元，公司國內(nèi)市占率占到了20%。目前，在充放電機(jī)、內(nèi)阻測(cè)試儀等后處理系統(tǒng)核心設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)方面擁有核心技術(shù)和能力，并能提供鋰離子電池生產(chǎn)線后處理系統(tǒng)整體解決方案。
先導(dǎo)智能(300450)：子公司珠海泰坦為專業(yè)鋰電后段設(shè)備制造商。公司于2017年收購了研發(fā)、制造能量回收型化成、分容、分選、自動(dòng)化倉儲(chǔ)物流、鋰電池電芯及模組測(cè)試設(shè)備的專業(yè)鋰電后段設(shè)備制造商珠海泰坦。珠海泰坦的優(yōu)勢(shì)在于高頻能量回收技術(shù)完全自主開發(fā)，從產(chǎn)品的導(dǎo)入到輸出全程自主開發(fā)，其高頻能量回收技術(shù)可靈活變換成不同的產(chǎn)品，產(chǎn)品模塊化，產(chǎn)量規(guī)?；蛊淇梢栽谧疃痰臅r(shí)間內(nèi)推出符合市場(chǎng)需求的產(chǎn)品，滿足電池行業(yè)的定制化需求。目前珠海泰坦主要服務(wù)于國內(nèi)鋰電池知名企業(yè)，如比亞迪、雙登集團(tuán)、珠海銀隆新能源、寧德時(shí)代新能源、駱駝集團(tuán)新能源和中航鋰電等。
星云股份(300648)：成立于2005年，是一家專業(yè)研發(fā)并生產(chǎn)銷售鋰電池組檢測(cè)設(shè)備、雙向變流器及鋰電池組智能制造解決方案的高新技術(shù)企業(yè)。公司主要產(chǎn)品有鋰電池保護(hù)板檢測(cè)系統(tǒng)、鋰電池成品檢測(cè)系統(tǒng)、鋰電池組BMS檢測(cè)系統(tǒng)、鋰電池組充放電檢測(cè)系統(tǒng)、鋰電池組工況模擬檢測(cè)系統(tǒng)、鋰電池組自動(dòng)化組裝系統(tǒng)、動(dòng)力電池模組/電池組EOL檢測(cè)系統(tǒng)七大類，產(chǎn)品精度、準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性較高。這些產(chǎn)品都得到寧德時(shí)代(CATL)、比亞迪(BYD)、國軒高科、華為、飛毛腿、孚能科技、欣旺達(dá)等電池及終端廠商，吉利、東風(fēng)電動(dòng)車、南京金龍、上汽通用五菱、廣汽集團(tuán)、上海蔚來等整車廠商以及北京市工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司、重慶車輛檢測(cè)中心、中國汽車技術(shù)研究中心、北京201所(中國北方車輛研究所)等檢測(cè)研究機(jī)構(gòu)的肯定。
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