（報告出品方/作者：長江證券，趙智勇、馬軍、邬博華）
問 1：锂電池的分類與份額情況？疊片技術的應用情況？
根據不同的封裝方式和形狀，锂電池可分為方形電池、圓柱電池和軟包電池。三種動力 電池的組成要素差別不大，主要差異在圓柱和方形電池主要采用金屬材料作為外殼，軟 包動力電池采用鋁塑膜作為外殼。由于形狀不同，也形成了圓柱卷繞、方形卷繞和疊片 三種制造成型工藝。
其中，圓柱锂電池的研究分析最多，技術讨論也最全。1992 年，日本 SONY 公司發明 了 18650 锂電池，成為目前最常見的圓柱形電池設計。圓柱電池具有一緻性好、安全性 好、能量密度高、内阻小的優點，廣泛用于手提電腦、數位錄影機、氣動工具等産品。 但清晰的标準劃分也限制了圓柱電池尺寸上的靈活性，圓柱電池通常按尺寸劃分為 14650、18650、21700 等型号，難以适應多樣化的需求。
方形電池是目前國内應用最為廣泛的電池。方形電池具備較好的可塑性，其形狀可以根據需求靈活改變。方形電池被認為适合新能源汽車的電池設計，方形動力電池廣泛應用 于寶馬 i 系列、榮威 ERX5、蔚來 ES8 等車型。但方形電池難以做到薄型化，不能滿足 消費電子對輕薄、尺寸多變的要求。
軟包電池，即聚合物軟包锂離子電池。軟包電池在包裝上采用鋁塑膜進行封裝，而非圓 柱、方形電池采用的鋼質或鋁制硬殼。軟包電池具備更加纖薄的體積與同等容量密度下 最輕的重量。軟包電池的缺點包括一緻性差、散熱困難與鋁塑膜工藝難度高依賴進口等。 軟包電池近年來市場佔有率有所提升，近一年來裝機量迅速增長。
據高工锂電，2021年前三季度國内軟包動力電池裝機量為 6.33GWh，同比增長 212%， 軟包動力電池裝機量接近圓柱動力電池的裝機量（6.63GWh），約為方形動力電池的裝 機量（69.47GWh）的 9.1%。預計未來幾年國内軟包動力電池的裝機量将穩步提升，至 2025 年占比将提升至 16.0%。根據 SNE Research 統計及預測，預計未來幾年全球軟包動力電池需求量也将快速提升，至 2025年全球軟包動力電池的需求量占比将提升至 35%。
目前，方形電池與圓柱電池一般應用卷繞技術，軟包消費類電池的極組多為卷繞形式， 軟包動力電池的極組為疊片形式。由于國内方形電池占據絕大部分份額，卷繞工藝市場 份額大于疊片工藝，是目前的主流工藝。近年來随着疊片工藝逐漸成熟，疊片工藝的優勢凸顯，電池廠商也開始推出方形疊片電池。
問 2：何為疊片工藝與卷繞工藝？疊片電池有何優勢？
卷繞工藝是指将原材料按照負極、隔膜、正極、隔膜的順序疊在一起，通過卷繞法卷成 圓柱形或方形再放置在金屬外殼中。疊片工藝靠的則是“疊”，例如“Z”字形疊片是先 将正負極原料裁切成同樣大小的矩形極片，再分别疊到隔膜上，隔膜“Z”字形穿行其 間，隔開兩極，最後包上鋁塑包裝。
卷繞工藝與疊片工藝在生産的電池形态上具備一定差別。疊片電池與卷繞電池最大的流 程差異在分切工序、模切工序和極組成型三大工序。卷繞工藝正負極片是連續的，疊片 工藝正負極片則是片狀。在尺寸控制上，卷繞電池控制的是極片的長度，在卷繞機檢測 到極片上的 mark 孔時截斷進而完成卷繞，疊片電池控制的則是疊片的數量，當正負極 片數量達到設定值時完成疊片。是以卷繞電池通常僅需對每片極片進行一次截斷，極片 數量少，品質可控，而疊片電池則需要對極片進行數次截斷，形成成百上千的小極片， 工藝控制難度大，且易産生粉塵、毛刺等問題，疊片電芯的毛刺及粉塵控制要求更高。
從生産工藝來看，卷繞工藝優點是生産效率高，層間箍緊力可控，但是由于存在曲率半 徑，特别是卷芯的内部中心曲率半徑小，導緻 N/P 小，充放電受力不均勻，形變不一緻，容易析锂等問題。而疊片工藝正相反，各個部分受力均勻，不易變形。疊片更加适合形 變大的電極材料，有利于保證充放電循環中形變一緻，避免析锂等問題。
具體來看，相較于卷繞電池，疊片電池主要有以下幾點優勢： 能量密度更高。卷繞電池在卷繞處會形成明顯的弧度，而疊片電池能利用邊角空間，是以在同等條件下，疊片電池的空間使用率更高，對應的電芯能量密度也更高。
内部結構更穩定。二次電池是循環使用的，在使用的過程中随着锂離子的嵌入極片會膨 脹，由于卷繞電池拐角處内外層受力不一緻使電池發生變形，進而導緻電流分布不均勻， 電池的内部結構将變得不穩定，而疊片電池則不存在這個問題。
安全性更高。在循環過程中随着膨脹力的增大，方形卷繞電池卷繞拐角處内應力受束縛 無法釋放，易發生斷裂，斷裂導緻脫粉，毛刺等問題，嚴重時會造成電池内部短路，引 起安全問題；而疊片電池拐角處不存在受力不均問題，該類安全風險被大大降低。
膨脹力更穩定。卷繞電池的結構沒有疊片電池穩定，變形和膨脹會更嚴重，同等設計條件下疊片電池的循環壽命高于卷繞電池 10%左右，循環膨脹預計低 40%以上。
内阻較小，循環壽命更長。受工藝限制，在同一設計體系下，相較于卷繞電池，疊片電 池的極耳數多出近一倍，是以電池内阻相對較小，産生的熱量也較小，電池壽命會相對 更長。 但疊片也存在生産效率偏低、工藝要求高控制難度大、裝置投資額高等不足。
問 3：電池廠在疊片工藝的布局如何？
疊片技術已在軟包電池中有所應用，但受制于軟包電池整體市場佔有率小，疊片工藝未成 為主流。目前疊片電池的應用領域主要為單極組設計的軟包動力電池企業，代表企業有 LG、SKI、AESC、孚能科技等。随着疊片技術逐漸成熟、疊片效率持續提升，疊片電 池有望在方形電池中應用，為疊片電池打開較大空間。
青島力神動力電池有限公司在 2018 年實作了方形鋁殼疊片電池的量産，使用的疊片機 為格林晟生産的四工位疊片機，單工位疊片效率在 1.0 秒/片左右，疊片電池的生産效率 較低。受制于較低的生産效率、較高的技術及投資門檻，疊片電池技術還沒有大規模應 用在方形電池領域應用。
孚能科技具備電池生産工藝的高速疊片技術，根據公司招股說明書，公司在疊片流程中， 運用自主開發的高速疊片技術及裝置，提高疊片機工作效率，保證疊片精度。公司疊片 裝置相比傳統疊片機，疊片速度提高 1.5 倍。（報告來源：未來智庫）
中創新航（中航锂電）此前采用卷繞技術，未來将逐漸采用疊片技術。2021 年，公司全 球産能布局加速拓展，新增成都、武漢、合肥三大産業基地，簽約江蘇、合肥、廈門多 地擴産協定，規劃珠三角、長三角、西南地區、中部地區等産業叢集，同時部署歐洲锂 電池工廠項目，2025 年規劃産能超 500 GWh。
蜂巢能源于 2019 年 4 月率先釋出首款車規級方形疊片電池。在車規級電池 3.0 時代，新能源汽車電池包設 計高度統一在了 100mm 左右，正在向着長度更長的方向發展。蜂巢能源認為，大模組、 大電芯作為未來動力電池發展趨勢，疊片工藝生産的電芯将得到廣泛應用，是以蜂巢能 源主要采用疊片技術。2021 年，蜂巢能源形成了無錫、常州、保定、上海、馬鞍山、深 圳六大國内研發中心，和首爾、東京、新德裡、歐洲四大國外研發中心。目前蜂巢能源 在建産能達 295GWh，主要包括德國 30 GWh、遂甯 29 GWh、成都 64 GWh、上饒 23 GWh 和長三角地區近 150 GWh。
疊片電池在續航、安全、壽命、尺寸等多方面具備優勢，多個锂電池企業均進行了相關 技術儲備。其中，甯德時代在其定增募集說明書中公告，公司主要生産裝置包括電池生 産過程中前段工序的攪拌機、塗布機、輥壓機等，中段工序的模切機、卷繞機、疊片機、 注液機等，以及後段工序的化成系統、檢測裝置等，是以甯德時代也具備疊片工藝方面 的技術儲備。
在車企應用方面，國内外不同車企采用的電池形狀有所不同。其中，特斯拉采用圓柱電 池和方形電池；大衆、沃爾沃、奧迪、現代等采用方形電池和軟包電池；内資車企比亞 迪、上汽、東風、吉利等采用方形電池。
具體到車型來看，在歐洲市場軟包電池的使用率較高。2020 年歐洲最暢銷的 20 款新能 源乘用車中，有 15 款搭載軟包動力電池，主要系歐洲車型搭載的電池主要來自于 LG 和 SKI，這兩家電池廠主要供應軟包電池。
問 4：當下主流的疊片機類型？各技術路線的技術原理與優缺點？
疊片電池在能量密度、穩定性、安全性和循環性能上有一定的優勢，但過去很長一段時 間，疊片效率偏低影響了該工藝的大規模應用。 目前主流的疊片工藝包括：Z 字型疊片、卷疊、熱複合、堆疊、制袋式疊片等。
Z 字型疊片機的工作原理是将卷狀隔膜主動放卷，引入主疊片台，由主疊片台帶動隔膜 前後往複運動，并在隔膜上放置裁切好的正負極片。由于隔膜呈“Z”字型折疊，是以 被稱為 Z 型疊片機。 Z 字型切疊一體機在 Z 字型疊片機的基礎上整合模切機、貼膠熱壓機，正負極片不需裁 切成片狀，而是正負極卷和隔膜同時收放，在主疊片台或擺杆作用下呈 Z 字型折疊。
卷疊一體機則是先将正負極片裁切成單元，将極片貼在隔膜上。然後用卷繞的方式，用 隔膜将正負極片分别包裹起來，實作兩組正負極片相間疊放。
熱複合疊片機的裝置原理為：正負極卷料、隔膜同時進料，在進入加熱裝置前，正負極 片被裁切成某種規格的單個極片，接着在輥輪的作用下正負極片和隔膜的組合體進入加 熱系統。加熱後再進行熱輥壓，此時熱輥壓後的正負極片和隔膜貼合在一起，再通過切 刀，将隔膜切斷，形成單個疊片單元，再将單個疊片單元堆疊在一起，進行熱平壓，形 成極芯。熱複合式疊片機實作了正極、負極和隔膜一次性完全切片堆疊，提高了疊片及 極芯的品質。此外，熱複合式疊片機整個工作流程中涉及切片、疊片、熱壓和包膠等多 道工序，屬于內建化程度較高的極芯制作裝置，生産效率較高。
除了 Z 字型疊片機正逐漸被 Z 字型切疊一體機取代外，幾種主流疊片機各有優劣。切疊 一體機效率與成品品質均較高，但容易出現吸多片，隔膜張力不均引起隔膜形變、褶皺 等問題，影響電池性能；熱複合疊片機能夠一定程度上解決 Z 型疊片機的問題，且更适 用于極片尺寸長、590 型号以上的高能量密度大電芯，符合未來趨勢，但技術難度相對 更高，熱複合電芯工藝尚不太成熟，易出現隔膜的翻折等問題；卷疊一體機目前能夠取 得較高的速度和效率，但僅适合小電芯，不适合大電芯電池制造，且涉及到專利問題， 在國外應用較多，此外也存在邊緣曲率問題。
疊片裝置的技術發展趨勢目前仍沒有統一，但可以确定的是，未來疊片機的各個技術路 線一定是成本效益、能量密度、安全性的綜合競争。
問 5：目前疊片機賽道有哪些主流玩家？各自的進度和産品如何？
國内疊片機廠商主要分為三類：1）行業積澱較深的傳統品牌，以格林晟、佳的自動化、 吉陽智能、超業精密、中天和等為代表；2）中小型潛力企業，包括東莞恒捷、鴻寶、中锂、華創等，以中後端産線一體化為主；3）橫向布局疊片機的锂電裝置企業，如先導智 能、利元亨、赢合科技、科瑞技術、誠捷智能等。
先導智能在疊片裝置專利方面持續發展，其在“第二屆新能源汽車及動力電池（CIBF 2021 深圳）國際交流會”上表示，公司疊片裝置專利數量已超過 120 項。公司推出的 高速切疊一體機單機裝置達到 0.4s/pcs/工位，制片精度±0.05mm；相鄰極片對齊度± 0.2mm，整體對齊度±0.3mm。此外，在新型疊片裝置研發上，公司研發的新型熱複合 式疊片機已實作 480 片/分鐘和 600 片/分鐘的高速熱複合裝置生産，最新開發的高速熱 複合采用先複合後折疊的疊片方式，速度達 0.08s/pcs，制片精度±0.05mm。
利元亨的高速疊片工藝提升了生産效率，該工藝已應用于方形鋁殼電芯制造。公司的高 速動力切疊一體機目前最優疊片速度 0.15s/pcs，且公司正在開發整機 0.125s/pcs 的超 高速疊片工藝。
赢合科技子公司和合自動化研發了一次疊多片工藝的切疊一體機，裝置效率≤0.1 s/pcs。 在 CIBF 2021 推出的三工位切疊一體機規避多種對極片、電芯損傷的可能，運作過程中 減少了物料的轉運及人工對極片、電芯的接觸，也大大減少了人力成本，其疊片效率、 精度控制接近卷繞，整機效率可達 0.15s/pcs。2020 年，和合自動化為法國 SAFT 開發 了前沿切疊裝置。
科瑞技術自 2014 年開始進行消費锂電池的切疊一體機開發，2015 年完成樣機傳遞，并 在此後切入動力電池疊片機領域，2021 年推出三工位切疊一體機，整機疊片效率達到 每片 0.15 秒，相鄰極片對齊度±0.2 毫米，整芯對齊度±0.3 毫米。2021 年 8 月公司中 标蜂巢能源切疊一體機項目。
超業精密成立于 2012 年，産品涵蓋锂電池制造中段的制片，疊片，焊接，包裝，幹燥， 注液，除氣終封等，其切疊一體機整機疊片速度 0.15~0.2 秒/片。2020 年智慧松德（現 用名：福能東方）收購了超業精密。
興禾股份自 2018 年起研發動力電池裝置，開發出可相容消費與動力電池電芯兩類産品 的疊片工藝，并基于該等工藝開發出锂電電芯高速切疊一體機，生産效率達每片耗時 0.15s，同時疊片精度控制在±0.12mm。
格林晟是國内疊片機布局較早的廠商，自 2010 年開始進行疊片裝置的研發和制造，2010 年疊片機在力神、中航锂電、微宏等客戶處獲得好評，2015 年疊片類裝置銷售額超過 600 台/2.2 億元，2017 年切疊一體機投入量産。
吉陽智能推出的高速疊片機（GSSF-480）單工位效率為 480ppm，且沒有輔助時間， 疊片電芯可以相容到 600mm 以内，可以覆寫市面上主流的疊片電芯應用。
效率和穩定性仍是國内疊片機目前的痛點，也是各廠商研發改進的核心要點。此外，良 率、精度也是關注的重要名額，國内裝置廠商仍在繼續提高裝置的效率和穩定性，并降 低成本。随着中航锂電、蜂巢等電池廠的疊片工藝産線的大規模招标，包括先導智能、 利元亨等國内相關公司均已取得較大規模的疊片機訂單。
海外疊片機廠商主要有南韓 DA、南韓 mPLUS 和德國 Manz 集團。
南韓 DA 的前身是 1996 年成立的 DAESUNG FA System， 2003 年更名為 DA Technology。1999 年，公司生産出南韓首條方形锂離子電池裝配線，在南韓這一産品 首次實作了國産化。2006 年，公司成為 LG 化學優秀合作夥伴。此後公司進入發展期， 先後于 2007、2009、2010、2011、2013 年研發出方形锂離子電池電解液灌注裝置、 锂聚合物電池開槽裝置、折疊裝置、階梯式組裝線裝置等産品。2014年，公司于KOSDAQ 上市。2020 年，公司開發長型電芯疊片機，成為疊片機供應商之一。
南韓 DA 布局三種疊片路線。（1）料盒疊片機：以料盒形式投入切割好的正負極片，将 極片與隔膜一起翻轉折疊制造電芯；（2）切疊一體機：投入卷狀的正負極片，在切疊一 體機中與隔膜一起作 Z 字型折疊；（3）熱複合疊片機：将模切的電極與隔膜在熱複合設 備中制造 Bi-cell，進一步将 Bi-cell 在熱複合疊片機中與隔膜進行熱複合，卷繞後封頭。
DA 針對疊片技術開發了一系列專利，包括疊片電芯、疊片電芯制作裝置及方法、熱複 合疊片機、用于二次電池疊片工藝的極片取放裝置及方法等。（報告來源：未來智庫）
财務資料上，2014-2019 年南韓 DA 收入整體呈現增長，2019 年達到曆史高點，實作 營業收入 6.45 億人民币。2014-2019 年公司毛利率基本保持穩定，約在 10%-20%之間。 2020 年，受疫情影響，韓系電池廠擴産縮減，公司營業收入和毛利率均出現大幅下滑。
南韓 mPLUS 成立于 2003 年。2009-2013 年公司緻力于研發與客戶拓展。技術上， mPLUS 研發高速模切系統、超微疊片系統與軟包電池高速裝配裝置。客戶上，公司獲 萬向集團（後更名為萬向 123）、SK Innovation、現代汽車等公司裝配整線訂單。
mPLUS 疊片裝置具備如下特點：1）穩定性上，使用疊片平台固定方式，相較移動疊片 平台的工藝，能實作更穩定的極片疊層與更高的疊片精度；2）速度上，通過将熱複合過 程與輥壓過程拆分，提高了疊片速度，速度達 0.85s/sheet；3）尺寸上，适用于 160mm 寬，210mm 長的電芯制作；4）功能上，可自動檢測并排出不良極片，可通過掃碼跟蹤 極片的生産資訊，移送極片時通過兩枚分離功能可減少取多片問題的發生等。
德國 Manz 成立于 1987 年，在汽車工業和電動汽車、電池生産、電子、能源和醫療技 術領域為客戶提供生産解決方案，目前擁有約 1400 名員工，在全球設有 6 大生産基地， 并在美國、印度設有銷售和服務分公司，2020 财年實作收入 2.37 億歐元。Manz 在锂 電裝置的産品有卷繞工藝或疊片工藝的單體電池生産線以及電池模組、電池系統的裝配 生産線。2018-2020 年公司锂電裝置銷售額為 2.75、3.19、5.05 億元。在疊片機領域， Manz 在軟包電池電芯成型制造環節具有較大領先優勢，其熱複合疊片裝置技術全球領 先，相較于傳統疊片效率生産效率可提升 7 倍。
（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關資訊，請參閱報告原文。）
精選報告來源：【未來智庫】。