鋰電設(shè)備自動化 前景很美過程曲折
動力電池成本的下降不外乎兩條路徑：一是采用新的材料體系提高能量密度；二是通過設(shè)備自動化水平，提高生產(chǎn)效率和電池一致性，短期內(nèi)更有可能通過設(shè)備自動化來實(shí)現(xiàn)。
2017年，中國電動汽車百人會公布我國車用鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的突出問題，其中電池單體性能不差但成組技術(shù)差距明顯，動力電池自動化裝備水平低，這兩個問題都與鋰電設(shè)備的自動化發(fā)展有關(guān)。
國內(nèi)鋰電設(shè)備制造業(yè)經(jīng)過20多年的發(fā)展，雖然在功能和精度上有了長足的進(jìn)步，但自動化程度仍較低，相比日韓等發(fā)達(dá)國家仍存在一定的差距，部分大型電池廠商要滿足生產(chǎn)條件，仍需進(jìn)口國外設(shè)備。在新能源汽車大發(fā)展的背景下，必然伴隨著動力電池成本的不斷下降，畢竟只有降低成本才能促進(jìn)消費(fèi)，推動新能源汽車市場的新一輪爆發(fā)。
動力電池成本的下降不外乎兩條路徑：一是采用新的材料體系，提高能量密度；二是通過設(shè)備自動化水平，提高生產(chǎn)效率和電池一致性，降低成本。顯然，從難易程度上來看，要降低電池成本，短期內(nèi)更有可能通過設(shè)備自動化來實(shí)現(xiàn)。
鋰電設(shè)備工藝水平直接決定動力電池的成本和性能。隨著新能源產(chǎn)業(yè)市場化轉(zhuǎn)型的不斷深化，一方面是整個市場的巨大需求帶來的行業(yè)發(fā)展?jié)摿Γ涣硪环矫媸钦吆拖M(fèi)者對新能源產(chǎn)品的成本和性能要求不斷提升。對于鋰電設(shè)備企業(yè)的來說，未來的發(fā)展既充滿機(jī)遇，也充滿挑戰(zhàn)，而企業(yè)打造自動化、智能化設(shè)備工藝的程度，將直接決定企業(yè)在未來的競爭力。
森弘電氣總經(jīng)理?xiàng)铋L安指出，經(jīng)歷了前期的仿制探索階段和消化吸收階段后，中國鋰電設(shè)備在近兩年全面進(jìn)入自主創(chuàng)新的新階段。在動力電池產(chǎn)品性能及生產(chǎn)效率提升需求的倒逼下，實(shí)現(xiàn)智能制造成為了動力電池企業(yè)提升企業(yè)競爭力的必經(jīng)之路。雖然國產(chǎn)自動化產(chǎn)線水平差強(qiáng)人意，但是鋰電池智能制造升級已經(jīng)初見成效。
顯然，鋰電設(shè)備行業(yè)的智能制造之路才剛剛起步，目前來看仍面臨著工藝、行業(yè)、人才、標(biāo)準(zhǔn)等一系列限制因素。集中體現(xiàn)在：
第一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定滯后。一方面鋰電設(shè)備制造屬于非標(biāo)準(zhǔn)化專用設(shè)備制造，目前國內(nèi)還未形成統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在產(chǎn)品的內(nèi)外觀設(shè)計(jì)、性能上存在諸多差異；另一方面，服務(wù)商的動力電池產(chǎn)業(yè)，其外觀和產(chǎn)品性能同樣缺乏行業(yè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，尤其是方形電池和軟包電池，更是百花齊放。
國內(nèi)鋰電設(shè)備行業(yè)和動力電池行業(yè)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，都亟需制定統(tǒng)一的行業(yè)規(guī)范。目前業(yè)內(nèi)各大領(lǐng)先企業(yè)已經(jīng)開始牽頭起草和制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定。
第二市場集中度不高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)涉及鋰電設(shè)備領(lǐng)域的企業(yè)約有300家，但是具有核心技術(shù)、規(guī)模較大的企業(yè)數(shù)量很少，年產(chǎn)值超過1億元的企業(yè)只有10余家。顯然，整個鋰電設(shè)備行業(yè)還沒有出現(xiàn)技術(shù)優(yōu)勢明顯、規(guī)模較大、在行業(yè)內(nèi)起主導(dǎo)作用的超級企業(yè)。而大多數(shù)企業(yè)規(guī)模較小，無力負(fù)擔(dān)高額的研發(fā)費(fèi)用，制約著整個行業(yè)發(fā)展進(jìn)度。
第三智能制造系統(tǒng)軟件滯后。寧波拜特總經(jīng)理熊宗寶指出，目前電池設(shè)備自動化仍處于初級階段，設(shè)備企業(yè)雖然在硬件上基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)器生產(chǎn)，但是在軟件上的認(rèn)識度仍然不夠。設(shè)備廠家與電池企業(yè)在設(shè)計(jì)上缺乏深度溝通，導(dǎo)致各個環(huán)節(jié)的檢測和數(shù)據(jù)無法整合進(jìn)軟件調(diào)度中，導(dǎo)致單機(jī)設(shè)備與產(chǎn)線無法聯(lián)動、在線監(jiān)測失效等諸多問題。
在生產(chǎn)效率上，與設(shè)備最初的設(shè)計(jì)產(chǎn)能相去甚遠(yuǎn)。東莞市科銳機(jī)電設(shè)備有限公司總經(jīng)理許剛認(rèn)為，國內(nèi)電池的種類較多，產(chǎn)線的差異較大，如果做整線的自動化，目前還存在較大的風(fēng)險。
按照《中國制造 2025》規(guī)劃到 2020 年我國新能源汽車產(chǎn)量將超過 100 萬輛，由此帶來對動力電池需求猛增，預(yù)計(jì)未來三年國內(nèi)動力電池需求復(fù)合增速達(dá)到 73%，成為鋰電池行業(yè)首要驅(qū)動力。
動力電池的快速發(fā)展對鋰電設(shè)備行業(yè)拉動作用明顯，行業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)大，龍頭公司產(chǎn)值大增。2014年新嘉拓銷售額達(dá)到 3.6 億，成為行業(yè)內(nèi)首家鋰電設(shè)備銷售過 3 億的公司。2016年A股和新三板鋰電設(shè)備企業(yè)收入增長110.2%，預(yù)計(jì)2018年中國動力電池設(shè)備需求規(guī)模將達(dá)到300億元。
鋰電設(shè)備市場的快速發(fā)展的背后，凸顯了國內(nèi)鋰電設(shè)備企業(yè)不斷深化的市場優(yōu)勢。首先動力電池企業(yè)新能產(chǎn)能集中爆發(fā)，鋰電設(shè)備需求激增。目前，主流動力電池企業(yè)均在加速產(chǎn)能擴(kuò)張。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016年以來，包括LGC、SDI、比亞迪、寧德時代、國軒高科、沃特瑪、力神、萬向、比克等主要動力電池廠商紛紛發(fā)布了擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。
例如：CATL計(jì)劃在未來四年內(nèi)擴(kuò)產(chǎn)至50Gwh，設(shè)備需求超160億元，寧德時代總裁黃世霖曾表示，去年7月公司鋰離子電池產(chǎn)能已達(dá)到7.5GWh，接下來每年產(chǎn)能翻番，到2020年底，希望總產(chǎn)能達(dá)到50GWh。預(yù)計(jì)未來幾年，新能源產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)保持高速發(fā)展的態(tài)勢，而鋰電設(shè)備需求面臨新一輪增長。
其次進(jìn)口可替代空間大。鋰電設(shè)備國產(chǎn)化率有望持續(xù)提升，特別是前端設(shè)備和中端設(shè)備，國產(chǎn)率占比25%，進(jìn)口設(shè)備占比75%。熊宗寶指出，在前端設(shè)備領(lǐng)域，國內(nèi)電池廠商已經(jīng)開始了梯次推進(jìn)國產(chǎn)化進(jìn)程，采用設(shè)備由整段進(jìn)口，往只進(jìn)口少數(shù)關(guān)鍵設(shè)備的方向轉(zhuǎn)變。
例如CATL便致力于用國產(chǎn)設(shè)備做世界一流電池產(chǎn)品，從核心供應(yīng)鏈來看，CATL并沒有盲目進(jìn)口國外，但是卻已經(jīng)形成了包括設(shè)備、材料等在內(nèi)的完善的國產(chǎn)供應(yīng)鏈體系，目前CATL設(shè)備的國產(chǎn)化率是86%。同時，相比于日韓等進(jìn)口設(shè)備，國產(chǎn)設(shè)備的價格要便宜2~10倍，而在產(chǎn)品適用性、產(chǎn)品定制化和后期維護(hù)更新等市場服務(wù)方面，國產(chǎn)設(shè)備也更具優(yōu)勢。
最后國家政策扶持力度大。今年4月，工信部發(fā)布《智能制造試點(diǎn)示范2016專項(xiàng)行動實(shí)施方案》(下稱“方案”)明確提出，2016年要重點(diǎn)遴選60個以上的智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目，形成關(guān)鍵領(lǐng)域一批智能制造標(biāo)準(zhǔn)，不斷形成并推廣智能制造新模式。
方案指出，智能車間/工廠試點(diǎn)示范項(xiàng)目通過2-3年持續(xù)提升，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營成本降低20%，產(chǎn)品研制周期縮短20%，生產(chǎn)效率提高20%，產(chǎn)品不良品率降低10%，能源利用率提高10%。鋰電設(shè)備企業(yè)可以依托政策扶持，積極響應(yīng)國家相關(guān)示范項(xiàng)目建設(shè)，參與行業(yè)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定，推動企業(yè)進(jìn)行前瞻性的技術(shù)布局。
未來方向 無人化生產(chǎn)
新能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都未確定的情況下，每個公司都有不同的發(fā)展方案，但是智能化、大數(shù)據(jù)化、自動化是鋰電設(shè)備領(lǐng)域已經(jīng)確認(rèn)的發(fā)展方向。熊宗寶說道，智能制造的實(shí)質(zhì)就是幫制造企業(yè)構(gòu)建一個智能制造的系統(tǒng)，構(gòu)建一個制造的大腦。
但是僅有一個大腦還不夠，想要全面實(shí)現(xiàn)無人化工廠的生產(chǎn)，還需要增加一些數(shù)據(jù)特別是用戶數(shù)據(jù)和需求數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)變?yōu)槟芰浚S持它系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。而互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在大數(shù)據(jù)的掌握上獨(dú)具優(yōu)勢，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的嵌入也是新能源行業(yè)發(fā)展的一大方向。
例如蔚來汽車，已經(jīng)開始在構(gòu)筑整個產(chǎn)業(yè)的生態(tài)圈的布局，相信未來互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)與鋰電設(shè)備行業(yè)進(jìn)行合作整合的情況會越來越多。
業(yè)內(nèi)人士指出，當(dāng)前鋰電設(shè)備在效率和精度上仍然存在重重困境，目前鋰電行業(yè)大的數(shù)據(jù)儲量還不足以支撐設(shè)備實(shí)現(xiàn)全面無人化。
但是我們也可以看看在其他領(lǐng)域中，這個環(huán)節(jié)他們是怎么應(yīng)用的，例如醫(yī)療行業(yè)，目前已經(jīng)有機(jī)器人可以進(jìn)行神經(jīng)方面的手術(shù)，兩分鐘可以完成手術(shù)，而人類醫(yī)生則需要兩個半小時，當(dāng)然不同行業(yè)的簡單對比都是粗暴和不可取的。但是至少帶給我們的啟示是，這些技術(shù)壁壘是可以通過技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的。
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