中國的鋰電設(shè)備制造商們正在一條錯(cuò)誤的道路上狂奔。
在這條路上沖在最前面的,是當(dāng)前全球最大的鋰電設(shè)備廠商——無錫先導(dǎo)智能。
2020年4月28日,先導(dǎo)智能董事長王燕清在投資者交流會(huì)上表示,公司定位于鋰電整體解決方案供應(yīng)商,整線戰(zhàn)略穩(wěn)步推進(jìn)。
5月14日,先導(dǎo)智能整線供應(yīng)的鋰電池項(xiàng)目在安徽馬鞍山下線。在這條生產(chǎn)線上,所有的工序清一色地采用先導(dǎo)的設(shè)備,不僅包括所有的生產(chǎn)設(shè)備,甚至還涵蓋了MES系統(tǒng)、物流系統(tǒng)。
先導(dǎo)認(rèn)為,當(dāng)前電池設(shè)備行業(yè)的主流模式——電池廠商分段從多個(gè)設(shè)備供應(yīng)商處采購設(shè)備然后再進(jìn)行拼線,是有問題的。
先導(dǎo)表示,這種離散的供應(yīng)關(guān)系,導(dǎo)致產(chǎn)能建設(shè)周期長、技術(shù)對(duì)接任務(wù)重、商務(wù)溝通繁瑣、前中后段工序交互不暢等問題。而先導(dǎo)的整線供應(yīng)方式,可以解決這些問題,并能實(shí)現(xiàn)快速交付、提產(chǎn),有利于電池廠快速擴(kuò)張產(chǎn)能。
站在動(dòng)力電池廠商的角度,以寧德時(shí)代為例,僅在2月份就宣布了近100GWh的產(chǎn)能擴(kuò)張需求。
老大哥的擴(kuò)張工作,確實(shí)繁重。
似乎看起來,先導(dǎo)非常體貼,精準(zhǔn)契合了動(dòng)力電池廠商的需求,這種合作模式一定會(huì)大放異彩。
是這樣嗎?
我們認(rèn)為,先導(dǎo)的整線戰(zhàn)略問題很大,而且不合時(shí)宜。
整線供應(yīng)的背景
之所以整線供應(yīng)會(huì)成為中國鋰電設(shè)備頭部企業(yè)的戰(zhàn)略,有其歷史原因。
2017年是中國動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵的一年。
這一年,寧德時(shí)代的裝機(jī)量首次超過松下,成為世界第一。
這一年,中國的動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)雖然寡頭已現(xiàn),但乘用車裝機(jī)量僅能占到37.11%,客車仍然是最大的市場。市場開始變得殘酷,但未來并不明朗,人心浮動(dòng),似乎還有無限的可能性。
同樣,這一年也是中國鋰電設(shè)備行業(yè)兼并重組的關(guān)鍵一年。2016-2017年,中國鋰電設(shè)備行業(yè)發(fā)生了多起大規(guī)模的并購。
2017年,先導(dǎo)智能以股權(quán)加現(xiàn)金合計(jì)13.5億元收購泰坦新動(dòng)力100%股權(quán),拓展后處理設(shè)備領(lǐng)域。
2017年,贏合科技以股權(quán)加現(xiàn)金合計(jì)4.4億元,并購東莞雅康100%股權(quán),鞏固前段設(shè)備行業(yè)地位。
通過并購、自研,先導(dǎo)、贏合等廠商切入其他工序,實(shí)現(xiàn)了主要鋰電設(shè)備的覆蓋,引領(lǐng)鋰電設(shè)備行業(yè)。
由于下游電池企業(yè)產(chǎn)銷兩旺,紛紛擴(kuò)產(chǎn),帶動(dòng)設(shè)備廠訂單暴漲。
在合并了被收購公司的財(cái)務(wù)報(bào)表之后,2017年,先導(dǎo)智能的營收是上一年的2.49倍,利潤是上一年的1.86倍;贏合科技的營收是上一年的1.87倍,利潤是上一年的1.83倍。
亮瞎眼的業(yè)績是無可質(zhì)疑的。設(shè)備廠業(yè)務(wù)的橫向擴(kuò)展,受到廣泛的追捧。
在電池廠這一端,2017年盡管動(dòng)力電池企業(yè)數(shù)量相比于2016年開始減少,但仍然多達(dá)98家。其中,大多數(shù)的電池企業(yè)技術(shù)實(shí)力一般,在工藝開發(fā)方面,較為依賴設(shè)備企業(yè)。
而能夠提供多段設(shè)備的企業(yè),也確實(shí)拿到了最豐厚的訂單。
以至于在行業(yè)中,形成了這樣一種隱性歧視:如果一個(gè)廠商只做單機(jī)(單一設(shè)備),沒有橫向布局,大家會(huì)默認(rèn)為你實(shí)力不行。
2017年,先導(dǎo)成為全球最大的鋰電設(shè)備廠商,同時(shí)也是全球最賺錢的鋰電設(shè)備廠。2018年、2019年,先導(dǎo)的業(yè)績繼續(xù)高歌猛進(jìn)。
形式一片大好之下,大而全、整線供應(yīng)商的方向,就這樣被端了出來,成了公司的發(fā)展戰(zhàn)略。
但隨著2019年年中補(bǔ)貼大幅退坡,電動(dòng)車從以B端買單為主,轉(zhuǎn)向C端市場,智能電動(dòng)車的興起,使得汽車制造商的壓力陡增。降本,尤其是電池成本的下降,迅速成為全行業(yè)最關(guān)注的事情之一。
特別是特斯拉的國產(chǎn),更是加速了電池降本的進(jìn)程,因?yàn)?,電池成本一直是砍價(jià)狂魔馬斯克最關(guān)心的問題。
2020年5月,《建約車評(píng)》經(jīng)多方確認(rèn)的消息顯示,寧德時(shí)代在供應(yīng)給汽車制造商的磷酸鐵鋰模組成本,已經(jīng)降至0.5元/wh以下。
設(shè)備廠商普遍超過30%的毛利,成了電池企業(yè)大刀砍向的地方。
注:科恒股份和璞泰來僅限鋰電設(shè)備業(yè)務(wù),數(shù)據(jù)來源:西南證券
2019年,是設(shè)備廠降本壓力陡增的一年,未來會(huì)更加嚴(yán)苛。
在這樣的行業(yè)大背景下,做整線集成方案商,仍然是過去的搶份額思維,而不是順應(yīng)行業(yè)趨勢,從客戶的降本需求出發(fā),開發(fā)出效率更高、成本更低、穩(wěn)定性更好的設(shè)備產(chǎn)品。
在電池產(chǎn)業(yè)中,降本相關(guān)的技術(shù)、工藝需要通過設(shè)備去實(shí)現(xiàn),而不僅僅是設(shè)備的一次性采購更低這么簡單。工藝、設(shè)備的持續(xù)優(yōu)化可以帶來效率、能耗、人工等方面的改進(jìn),進(jìn)而降低電池成本。這是一個(gè)需要深耕的領(lǐng)域,和電池的成本、質(zhì)量、性能息息相關(guān)。
做整線集成供應(yīng)商,追尋的是規(guī)模,幾乎和深耕技術(shù)的方向是背道而馳的。
不要說可以兼顧這種鬼話,企業(yè)的精力是有限的,戰(zhàn)略必須是聚焦的,不可能兼顧。
除了降本,電池行業(yè)的寡頭化,二線動(dòng)力電池廠商的加速退出,也早已是大勢所趨。
根據(jù)鑫欏資訊的數(shù)據(jù),2020年上半年動(dòng)力電池裝機(jī)量為17.43 GWh,其中前10廠商的市場份額達(dá)到了驚人的95.3%。
即使LG化學(xué)憑借特斯拉異軍突起,格局微微發(fā)生變化,寧德時(shí)代在上半年仍然穩(wěn)定了50%以上的市場份額,保持了2019年的勢頭。
而在2019年上半年,根據(jù)高工鋰電數(shù)據(jù),國內(nèi)動(dòng)力電池裝機(jī)總電量約30.01GWh。其中,裝機(jī)總電量排名前10動(dòng)力電池企業(yè)合計(jì)約26.38GWh,約占整體的88%。
從88%到95.3%,市場的聚集程度在提高。前10名的名單中,又少了一些熟悉的身影,淘汰賽在加速。
在鋰電設(shè)備這樣一個(gè)高度依賴大客戶的行業(yè),客戶的質(zhì)量直接決定企業(yè)的經(jīng)營情況。
2019年,設(shè)備商杭可科技對(duì)比克、遠(yuǎn)東、九夷、力信等下游電池廠的應(yīng)收賬面余額達(dá)到了5.2億元,占當(dāng)期營收比例接近40%。由于部分廠商經(jīng)營困難,杭可科技計(jì)提了1.7億元壞賬準(zhǔn)備。
中國的鋰電設(shè)備廠商們,深受中國的動(dòng)力電池競爭格局影響。
當(dāng)電池廠較多、發(fā)展均衡的時(shí)候,設(shè)備廠商希望橫向拓展,吃到行業(yè)發(fā)展的紅利,快速做大規(guī)模,并不著急深耕某項(xiàng)技術(shù)。
而像日韓的設(shè)備廠商,由于電池廠商少,電池廠的實(shí)力也雄厚,擁有較強(qiáng)的研發(fā)能力和整合能力,可以通過在各環(huán)節(jié)采購優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商的設(shè)備進(jìn)行拼線。設(shè)備廠商被迫在自己擅長的領(lǐng)域,提供涂布、疊片、卷繞、激光等單一的、深入的技術(shù)。
在中國的動(dòng)力電池廠商的份額越來越往頭部集中之后,電池廠為了保證核心工藝不被泄露,以及產(chǎn)線建設(shè)自主可控,并不傾向于設(shè)備企業(yè)的整線供應(yīng)。
做單一的技術(shù)提供商,回歸技術(shù),做深做透,或許是設(shè)備廠商更好的選擇。
鋰離子電池電芯的生產(chǎn)過程
動(dòng)力電池的性能、成本、質(zhì)量,不僅與材料相關(guān),也與制造、工藝息息相關(guān),這里存在著大量的Know-how。而設(shè)備是工藝的下游,先進(jìn)的工藝需要通過設(shè)備來實(shí)現(xiàn),設(shè)備是制造、工藝保持先進(jìn)性的重要保障。
想要了解設(shè)備行業(yè),首先需要了解電芯的技術(shù)以及制造工藝。
這里簡要介紹下,鋰離子電池電芯的生產(chǎn)過程。
電芯的制造工序分為三段:極片制作(前段),電芯組裝(中段)、化成封測(后段)。
首先,在前段工序中,主要工作是將固體粉狀的正極材料、負(fù)極材料,成卷的金屬箔片等通過一些列的動(dòng)作,制作出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的正極片、負(fù)極片等。
第一步是勻漿環(huán)節(jié)。
將正、負(fù)極粉狀的固態(tài)電池材料,加入溶劑,攪拌均勻。
第二步,涂布。這是非常關(guān)鍵的一步,將攪拌后的漿料均勻涂覆在一條寬且長的薄薄的金屬箔片上:正極涂覆在鋁箔上、負(fù)極涂覆在銅箔上,然后送入烘箱把溶劑烘干。
涂布機(jī)的速度是產(chǎn)能的上限,在正常情況下,能涂多少材料出來,就能生產(chǎn)出多少電池。同時(shí),涂布機(jī)也是整個(gè)廠房中最貴的設(shè)備。
高速涂布機(jī)是日韓的強(qiáng)項(xiàng)。目前,日本東麗和平野仍是世界領(lǐng)先的涂布機(jī)生產(chǎn)企業(yè),也是中國進(jìn)口涂布機(jī)的主要供應(yīng)商。另外韓國PNT公司也非常強(qiáng)力。
隨著電池廠對(duì)能量密度的追求,銅箔越做越薄,剛站穩(wěn)6微米,就要向4.5微米沖擊,涂布機(jī)是非常關(guān)鍵的一環(huán)。
想象一下這種場景,每卷長度超過1000m的微米級(jí)厚度銅箔,在以人類慢跑的速度下,均勻涂上漿料,不能拉斷、不能跑偏、不能被應(yīng)力褶皺,重量、誤差要控制在很小的范圍內(nèi)。
更何況,廠商們?yōu)榱颂岣呱a(chǎn)效率,還在追求更寬的涂布寬度、更快的涂布速度,更薄的箔片。
這是刀尖上起舞的藝術(shù)。
目前,國產(chǎn)廠商在高端涂布設(shè)備領(lǐng)域離日韓企業(yè)還有差距,尚未完成進(jìn)口替代。
第三步,輥壓。將涂布后的極片進(jìn)一步壓實(shí),提高壓實(shí)密度,進(jìn)而提升電池能量密度。
第四步,分切、模切、制片。將一大卷已經(jīng)均勻涂滿正極或負(fù)極的金屬箔片,切割成需要的尺寸,焊接極耳,為后面的卷繞或者疊片工序做準(zhǔn)備。
以上各種花里胡哨的動(dòng)作完成之后,我們就會(huì)得到下面這個(gè)東西(注:此為疊片所需要用到的極片)。
圖片來源:蜂巢能源
請(qǐng)注意,這是一摞極片,每張極片都非常薄,和A4紙的厚度差不多,并且各項(xiàng)指標(biāo)(例如尺寸、面密度、毛刺等)都非常嚴(yán)苛,公差非常小。
前段工序結(jié)束之后進(jìn)入中段工序。中段工序是電芯組裝,主要的工作是將正極片、負(fù)極片、隔膜通過卷繞或者疊片方式,做成極芯。然后再將數(shù)個(gè)極芯連接之后,封裝進(jìn)電芯的殼體中,然后再注入電解液。
中段工序的核心要求是一致性,對(duì)精度、效率、良品率有著較高的要求。
中段工藝第一步,卷繞或者疊片。這是各個(gè)工序中非常關(guān)鍵的一環(huán)。
將隔膜設(shè)置在正極片和負(fù)極片中間,三者之間通過卷繞或者層層疊放的方式,制作極芯。
在卷繞設(shè)備領(lǐng)域,中國的設(shè)備廠商保持著優(yōu)勢,這也是先導(dǎo)和贏合等廠商起家的設(shè)備。
而疊片設(shè)備領(lǐng)域,最大的瓶頸在于生產(chǎn)效率低,韓國人是這方面的領(lǐng)先者。根據(jù)東吳證券統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù),目前國產(chǎn)設(shè)備以雙工位居多,效率普遍在0.5-0.8秒/片,而進(jìn)口疊片機(jī)效率可達(dá)0.2秒/片。
比亞迪重慶弗迪電池工廠生產(chǎn)的刀片電池,采用比亞迪完全獨(dú)立自主開發(fā)的設(shè)備和裁切方案。設(shè)計(jì)的疊片速度在0.3秒/片,在業(yè)界處于領(lǐng)先水平。
中段工藝第二步,電芯封裝。在這之前還需要做一些絕緣的處理,通過焊接進(jìn)行極芯的連接等,然后裝入電芯進(jìn)行封裝。
中段工藝第三步,將電解液通過一個(gè)小孔,注入電池殼體中。
中段工序結(jié)束后,我們就得到了一個(gè)成型的電芯。
接下來就是后段工序,后段工序的作用,是將電池充電活化,形成SEI膜,并對(duì)電池各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測、分選,在最后環(huán)節(jié)確保電池的質(zhì)量以及一致性。
后段工序的第一步是化成、分容,這也是電池生產(chǎn)中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過化成分容,將電池充電活化,并測試電池的容量和其他電性能。
在化成分容方面,中國企業(yè)擁有優(yōu)勢。
最后一步是監(jiān)測、分選,主要通過充放電時(shí)的電流、電壓、時(shí)間等相關(guān)數(shù)據(jù)和曲線圖表,區(qū)分電池品質(zhì),剔除不良品。
這樣做好之后,一塊電芯就制作完成了。
必須說明的是,單體電芯還需要模組組裝、PACK等環(huán)節(jié)才能組成電池包,最后應(yīng)用在新能源汽車上。
以上只是電芯生產(chǎn)環(huán)節(jié)高度抽象之后的概括,真正的電池生產(chǎn)過程,遠(yuǎn)比以上介紹要復(fù)雜很多倍,在精度、穩(wěn)定性、效率等方面的要求也非??量?。另外,在環(huán)境控制、監(jiān)測、自動(dòng)化、物流、工業(yè)軟件等方面互相配合,還有諸多的細(xì)節(jié),亦不能說盡。
鋰電池生產(chǎn)過程簡圖,來源:高工鋰電、東北證券
動(dòng)力電池是僅次于芯片制造的高度專業(yè)、復(fù)雜、精密的現(xiàn)代制造業(yè)。
對(duì)設(shè)備企業(yè)提出了更高的要求
隨著消費(fèi)者開始真正為智能電動(dòng)車買單,行業(yè)的格局、對(duì)企業(yè)的要求,都在悄悄發(fā)生變化。
設(shè)備行業(yè)當(dāng)前的挑戰(zhàn)和壓力來自動(dòng)力電池發(fā)展和競爭的壓力。動(dòng)力電池企業(yè)的使命是提供成本更低、能量密度更高、質(zhì)量更好、循環(huán)壽命更長的電池,而這些都和設(shè)備行業(yè)息息相關(guān)。
從2019年開始,動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)加大了在制程和設(shè)備方向的探索。
CTP、刀片電池等電池結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新,背后是對(duì)行業(yè)深刻的理解。
這些由車企和電池企業(yè)發(fā)起的行業(yè)創(chuàng)新,極大地促進(jìn)了設(shè)備和制造的變革,同時(shí)也對(duì)設(shè)備企業(yè)提出了更高的要求。
隨著動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)越來越集中的發(fā)展趨勢,電池企業(yè)對(duì)設(shè)備企業(yè)的要求會(huì)更高,對(duì)單項(xiàng)技術(shù)的追逐會(huì)更加極致。
另外,像特斯拉這種巨頭還在試圖進(jìn)入電池制造領(lǐng)域。
9月15日,特斯拉將要舉辦電池日活動(dòng),這一天特斯拉極有可能會(huì)放一個(gè)大招。
馬斯克曾不止一次地提到過,“我們非常了解電池”。
在收購了電池制造商海霸之后,擅長制造「制造機(jī)器的機(jī)器」的特斯拉,將要如何定義電池的制造、電池的創(chuàng)新,非常值得期待。
在下游的客戶越來越集中,并且都非常懂電池、懂生產(chǎn)的情況下,選擇縱整線戰(zhàn)略,而不是技術(shù)深耕的戰(zhàn)略,是非常危險(xiǎn)的。
如今的動(dòng)力電池行業(yè),要求鋰電設(shè)備在單一環(huán)節(jié)進(jìn)行深耕,而不是漫天撒胡椒面。
它要求設(shè)備企業(yè)必須不斷在以下等領(lǐng)域深入深入再深入,建立自己的核心競爭力:
1、高精度、高穩(wěn)定性
高精度、高穩(wěn)定性是對(duì)一致性的追求。一致性是動(dòng)力電池制造最關(guān)鍵的指標(biāo),這和設(shè)備有直接的關(guān)系,也將直接影響電池的質(zhì)量、性能,間接通過良品率等影響電池的成本。
關(guān)于設(shè)備精度對(duì)成本的影響,一位資深電池專家表示,
以做135Ah電芯為例,135Ah是最低要求,如果精度高,在工藝設(shè)計(jì)的時(shí)候,按照137Ah去設(shè)計(jì)就完全可以滿足要求。
但如果精度不夠高,就需要按照140Ah去設(shè)計(jì),才能保證135Ah。這給電池產(chǎn)線帶來的損失是比較大的,也很難去追求一些極限的東西。
2、高速自動(dòng)化
高速自動(dòng)化是出于對(duì)效率的追求。
基本上在鋰電生產(chǎn)中,所有的環(huán)節(jié)都有時(shí)間這個(gè)維度。高速勻漿、高速涂布、高速疊片、高速卷繞,時(shí)間就是金錢。
疊片、涂布等領(lǐng)域,中國的設(shè)備廠商們還沒有建立起足夠的競爭力。
而自動(dòng)化,頭部廠商們已經(jīng)在大部分環(huán)節(jié)上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了,但仍然還有很大空間。
3、集成一體機(jī)
在鋰電池制造的諸多工序中,某些環(huán)節(jié)并不是一定要嚴(yán)格分開,設(shè)備廠商可通過做設(shè)備的集成,將上下環(huán)節(jié)合并,也就是各種集成的一體機(jī)。
在談到設(shè)備集成時(shí),弗迪電池副總經(jīng)理孫華軍在接受《建約車評(píng)》采訪時(shí)表示:
例如將輥壓、分切做成一體的設(shè)備,減少操作和中轉(zhuǎn)次數(shù),這樣也可以降本。
如果是分開的設(shè)備,多上、下一次卷,會(huì)帶來誤損;物料轉(zhuǎn)運(yùn)也需要物流設(shè)備去滿足;另外,多設(shè)備下,占用空間更大、管理更復(fù)雜、能耗也高。
設(shè)備集成之后,這些環(huán)節(jié)的優(yōu)化,都是在降低企業(yè)的成本。
他表示,“如果設(shè)備廠能將涂布、輥壓、分切做成一體的設(shè)備,競爭力就會(huì)非常強(qiáng)。”
“很多事不是不能做,是很多人不敢想。”
努力的方向不止以上,還有很多,但都必須是對(duì)極限的追求,而不是大而全的擴(kuò)張。
每一個(gè)方向不斷向下的追求都是無窮無盡的,并且還有很大的創(chuàng)新空間,而這些創(chuàng)新必將帶來度電成本的下降、電池性能的提高、電池質(zhì)量的提升。
而這些創(chuàng)新的起點(diǎn),來源于對(duì)材料、電池的認(rèn)識(shí),來源于企業(yè)對(duì)技術(shù)孜孜不倦的追求,來源于企業(yè)重新發(fā)現(xiàn)問題、定義問題、解決問題。在動(dòng)力電池行業(yè),還要加上對(duì)電動(dòng)車行業(yè)的理解。
以上說法也許未必能讓一些企業(yè)信服,這里拋出一個(gè)問題,僅供思考:
大眾的MEB 590模組、特斯拉-松下-LG化學(xué)的2170圓柱、比亞迪的刀片電池正在逐漸成為純電動(dòng)平臺(tái)的三股勢力,這些創(chuàng)新是誰定義的?
臺(tái)積電的7nm、5nm又是誰定義的?
差距在哪里?
結(jié)語
2020年5月7日,馬斯克在參加《喬羅根秀》時(shí)表示:“太多聰明人從事法律和金融,應(yīng)該讓更多聰明的人回歸制造業(yè)”。
在鋰電制造行業(yè),聰明人確實(shí)是大有可為的。
在這樣一個(gè)電化學(xué)、機(jī)械、電氣自動(dòng)化、軟件等多學(xué)科交叉點(diǎn),行業(yè)的上限很高,永遠(yuǎn)有令人興奮的創(chuàng)新機(jī)會(huì),可以改變這個(gè)世界。
在這樣的行業(yè)中,是有機(jī)會(huì)產(chǎn)生臺(tái)積電、ASML這種企業(yè)的。
但要求也是非常高的。
這些經(jīng)常與電氣、機(jī)械等打交道的設(shè)備企業(yè)對(duì)材料、電池、電動(dòng)車的了解到底有多深,戰(zhàn)略思考是否深入,對(duì)行業(yè)理解是否透徹,都關(guān)乎著一家企業(yè)的命運(yùn)。
相信分工、相信專注、相信創(chuàng)新、相信技術(shù)。
而不是迷戀規(guī)模。
做ASML,還是做德爾福,需要做出選擇。
原標(biāo)題:動(dòng)力電池設(shè)備企業(yè)的危與機(jī)