证券研究报告 行业深度报告 专用设备 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 锂电 设备行业深度报告 软包 &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 2022 年 05 月 18 日 证券分析师 周尔双 执业证书： S0600515110002 021-60199784 研究助理 刘晓旭 执业证书： S0600121040009 行业走势 相关研究 锂电设备 2021 年报 &2022 一季报总结： 2021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 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 ： 卷绕 /叠片为锂电池中段电芯装配工序核心环节。 相较于卷绕工艺，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 。 随着软包占比持续提升 &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、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 电池占比不断提升 &方形电芯长薄化发展，我们预计到 2025年全球叠片机需求将超 300亿元 ， 2022-2025年均复合增速达 43%。 全球头部动力电池玩家多选择叠片路线，叠片 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、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 ， 我国设备商 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（ 0.075s/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；（ 2）叠片机技术仍处于迭代中，国产叠片机厂商能否持续提升 设备 效率、推出切叠一体机等 的 技术进展也十分关键。 本土重点公司介绍： （ 1）先导智能：锂电整线设备龙头，叠片机已获大批量订单 。 2022 年 3 月中标 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 ： 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（子公司超业精密 ）、吉阳智能（未上市）、格林晟（未上市） 。 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%2021/5/13 2021/9/11 2022/1/10 2022/5/11专用设备 沪深 300 请务必阅读正文之后的免责声明部分 行业深度报告 东吴证券研究所 2 / 31 投资案件 1、 关键假设、驱动因素以及主要预测 关键假设： （ 1） 叠片工艺优势明显， 效率低、成本高的痛点 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 &长薄型方形电池快速发展， 带动 叠片 机 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 ： 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展趋势，能够提升叠片良率 &效率 。 （ 4） 我国 叠片 设备商注重效率 提升，涌现较多新进入者， 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： （ 1） 软包 &长薄化方形电芯 快速发展 ： 软包电池 性能更优， 技术成熟后需求占比提升；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 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 ： 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 ，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： （ 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 2025年软包 &长薄型方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。 我们预计到 2025年全球叠片机需求将超 300亿元 ， 2022-2025年均复合增速达 43%。 2、 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， 需要跟踪 （ 1）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： 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： 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： 下游扩产不及预期 ； 设备技术迭代落后。 请务必阅读正文之后的免责声明部分 东吴证券研究所 行业深度报告 3 / 31 内容目录 1. 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 . 5 1.1. 叠片工艺优势显著，但设备效率等仍存在提升空间 . 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 . 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 . 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 . 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 . 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 . 30 5. 风险提示 . 30 请务必阅读正文之后的免责声明部分 东吴证券研究所 行业深度报告 4 / 31 图表目录 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-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 . 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 . 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 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 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， 软包 &长薄化方形电池 带动 叠片机 需求 1.1. 叠片 工艺 优势 显著 ，但 设备效率 等 仍 存在提升空间 卷绕 /叠片 为锂电池中段 电芯 装配 工序的 最 核心 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 1： 卷绕 /叠片为 中段电芯装配 工序的 最核心环节 数据来源： 各公司官网， 东吴证券研究所 卷绕与叠片 在 工艺 方面 最大的差别在于 极组成型 工序 。 （ 1） 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 ： 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 ： 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极极耳，故数量是卷绕的 2倍 。 （ 4）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 东吴证券研究所 行业深度报告 6 / 31 图 2： 卷绕的 极组成型工序 图 3： 叠片的 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 最终 电池 成品 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、 更高安全性和 更长循环寿命 等优点 。 （ 1）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 4： 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： 在电池的循环使用过程中，随着锂 离子的嵌入，正负极片均会有膨胀，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 ：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 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 5： 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： 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 工艺 存在 设备 效率低、 设备投资额较高、 良率低、 控制难度大等缺点 。 （ 1） 设备 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 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 一条产线下卷绕机价值量合计约为 3000-3500万元 ； 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 中航锂电 一条产线 的 切叠一体 机价值量为 6000万元 ，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 蜂巢 一条产线的 切叠一体机 价值量约为 1.2亿 元 。 （ 3）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 东吴证券研究所 行业深度报告 8 / 31 （ 4）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，叠片形成的电池具有更高的电池能量密度、 更稳定的内部结构、 更高安全性和和更长循环寿命等优点 ，仍 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 。 我们认为 随着 先导智能、利元亨等 我国 优秀 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 。 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 卷绕 适用领域 软包、方形 方形、圆柱 叠片优点 电池能量密度 更高， 内部空间利用充分 较低， 内部空间无法全部利用 内部结构稳定性 更高， 内部结构统一，反应速率相对一 致，结构稳定性好 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 更高， 受力均匀，不存在两端折弯问题 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 更高， 不容易发生变形等问题 较低， 容易发生变形，稳定性低 叠片缺点 设备效率 较低 ， 传统 Z字型叠片约 4PPM， 设备占地面积大 较高 ， 一般为 12PPM， 设备占地面积小 设备投资额 较高 ， 一条产线下叠片机价值量合计约 为 6000-12000 万元 较低 ，一条产线下卷绕机价值量合计约 为 3000-3500 万元 良率 较低 ， 叠片分切繁琐，单个电池容易发 生断面等问题 较 高 ， 卷绕电池分切方便，合格率高 工艺控制难度 较高 ， 容易虚焊 ， 极片数量较多 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 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 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 随着 叠片机效率 不断 提升 ，先导智能、利元亨等优秀国产叠片设备商 逐步实现国产替代 、降低成本 ， 叠片 工艺的低效率、高成本瓶颈将得以解决， 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。 表 2： 相较于圆柱、方形电池，软包电池性能优越 电池类型 软包电池 圆柱电池 方形电池 传统方形铝壳 长薄型电芯 代表 厂 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 东吴证券研究所 行业深度报告 9 / 31 应用车企 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 LMO/NCM NCA LMO/NCM/ NCA 外壳材料 铝塑膜 铝合金、不锈钢 铝合金、不锈钢 安全性 较高 一般 一般 能量密度 较高 一般 一般 比传统方形明 显提升 成组效率 一般 较低 较高 生产效率 一般 较高 一般 比传统方形明 显提升 产品标准化 /自动化程度 较低 较高 一般 电池一致性 一般 较高 一般 充放电倍率 较高 一般 一般 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 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 年全球软包动力电池出货量达 222GWh。 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） 图 7： 2025年全球软包装机量 预计 约 222GW h 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 东吴证券研究所 行业深度报告 10 / 31 1.2.2. 长薄 型 方形 电芯快速 发展 ，叠片重要 地位 日益凸显 随着新能源汽车的逐步发展，对动力 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 电动汽车对能量密度提升需求日益迫切 、 方形 电 芯尺寸逐步变大 &厚度逐步变薄 ， 叠片工艺的重要地位将 日渐 凸显 。 比亚迪的刀片电池是一种基于方形电池的长电芯 CTP 方案 。刀片电池通过 减薄 电芯厚度 、 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，刀片电池最大的特点在于 “长而薄 ”，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，对齐度可以控制在 0.3mm 内，叠片效率为 0.3s/pcs。 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 数据来源： 第一电动网， 东吴证券研究所 蜂巢能源 推出短刀电池， 推行 产品 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 东吴证券研究所 行业深度报告 11 / 31 图 9： 蜂巢的 短刀电池覆盖 L300-L600 全尺寸 数据来源： 高工锂电 ， 东吴证券研究所 基于 叠片工艺下 单个电池高能量密度的 产品 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 One-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 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-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 东吴证券研究所 行业深度报告 12 / 31 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 CTP/CTC 技术 。 宁德时代 于 2019 年推出了 CTP 技术，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， 长薄 型 方形 电芯的优势在于散热性 好 且本身可以作为结构件，叠加无模组 CTP、 CTC 技术，可以 提升 安全性 &体积能量 密度、降低 成本 ，故 长薄型 电芯将成为发展趋势 。 我们认为 随着 方形 电芯长薄化 发展 、 对 电池更高能量密度的需求， 叠片天然适用于长薄 型 电芯、电池能量密度 高 的 特性 将充分凸显 ， 方形电池 的叠片工艺渗透率将不断提升 。 表 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 比亚迪 刀片电池 蜂巢能源 短刀电池 中创新航 One-stop Bettery 宁德时代 CTP 材料 磷酸铁锂 磷酸铁锂 /三元 /无钴 磷酸铁锂 /三元 三元 /磷酸铁锂 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 能量密度为140Wh/kg，未来可能会增加到160-170Wh/ kg 磷酸铁锂能量密度达到 175Wh kg， 第二代 有望达 190Wh kg；三元将达 250 Wh kg 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 三元 +CTP 电池系统 能量密度250Wh/kg 空间 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 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 &方形电芯长薄化发展， 我们预计 到 2025 年全球叠片机需求将 超 300亿元。 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 标准版为例 ，我们预计到 2025年软包 &长薄型方形电池需求量合计将 超 1300GWh；叠片机单 GWh 投资额 方面 ，前文所述 中创新航 一条产线 10 台 切叠一体机价值量约为6000 万元 ， 蜂巢能源一条短刀电池产线 20 台切叠一体机价值量约为 1.2 亿元， 假设每条产线为 2GWh，则 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。我们预计到 2025 年全球叠片机需求将超 300 亿元 ， 2022-2025年均复合增速达 43%。 请务必阅读正文之后的免责声明部分 东吴证券研究所 行业深度报告 13 / 31 图 11： 我们预计 到 2025 年 全球 叠片机需求将 超 300 亿元 数据来源： 中汽协， 各公司官网， 东吴证券研究所 测算 2. 头部电池厂多为叠片路线 ，叠片机 新老玩家 齐上阵 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 根据高工锂电 2021年 全球 动力电池装机量排名前十位的分别为宁德时代、比亚迪、LG 新能源、松下等，其中布局软包电池技术路线的为 LG 新能源、 SKI、远景动力 等 ，中段工艺 均为叠片； 布局方形的 动力 电池厂较多 ，其中比亚迪、蜂巢能源由于采用了刀片 /短刀技术路线，中段工艺均采用叠片方式，中创新航 推出的全极耳叠片电池和 One-stop Bettery 电池 两大产品均采用叠片工艺 ，远景动力的部分方形路线也选用了叠片工艺 。根据高工锂电， 2021年全球动力电池厂前 11家装机量总计约为 273GW h，其中 7家选择了叠片工艺， 装机量为 117GW h，占比为 43%左右， 我们认为 未来 对 动力电池高能量密度、低成本、高安全性的要求，叠片工艺的 渗透率将不断提升。 表 4： 2021年全球 主要动力电池 厂 中段工艺多采用叠片方式 排名 电池厂 电芯 类型 中段 工艺 规划产能 叠片 机 供应商 2021年装机量规模（ GWh ） 2021年市占率及变化 1 CATL 方形 为主 卷绕 新增扩产约 456GWh 93.68 32.1%（ +6.1pct） 2 LG 软包 为主 叠片 现有产能 155GWh，计划扩产 265GWh 至 420GWh 德国 Manz 60.25 20.6% （ -2.1 pct） 3 松下 圆柱 &方形 卷绕 投资 7 亿美元 新增 建设10GWh 的 4680 电池 46.64 16.0% （ -4.2 pct） 4 比亚迪 方形 叠片 新增扩产约 340GWh 自产自用 23.95 8.2% （ +1.6 pct） 5 SKI 软包 叠片 已公布的新增产能约 韩国 DA、 14.36 4.9% 2019A 2020A 2021A 2022E 2023E 2024E 2025E国内 2577 2654 2734 2816 2900 2987 3077全球（包括中国国内） 9032 9303 9582 9870 10166 10471 10785国内 4 . 4 5 % 5 . 0 0 % 1 2 . 2 0 % 1 8 . 0 0 % 2 0 . 0 0 % 2 3 . 0 0 % 2 7 . 0 0 %全球（包括中国国内） 2 . 3 9 % 3 . 9 0 % 8 . 0 0 % 1 3 . 5 0 % 2 0 . 0 0 % 2 7 . 0 0 % 3 3 . 0 0 %国内 115 133 334 507 580 687 831全球（包括中国国内） 216 363 767 1332 2033 2827 355916% 21% 25% 25% 27% 30% 35%40 40 44 48 53 59 6414 30 84 161 292 497 80255% 51% 49% 48% 47% 46% 45%25% 25% 27% 29% 30% 35%65 72 79 87 95 10530 67 136 240 371 58714 61 152 297 532 868 138952% 53% 54% 55% 57% 59% 60%27 114 281 540 933 1471 231588 167 259 393 538 844