面向TWh时代的中国锂电装备“向上之路”

头部动力电池企业的新一轮产能扩张，对于制造装备的需求正发生巨大变革。

宁德时代董事长曾毓群在2020高工锂电年会上就表示，极限制造创新目标要从ppm级别向ppb级别提升，从6西格玛进一步向9西格玛靠拢。

要想达到这样的目标，对于中国锂电设备企业是巨大的挑战。

科瑞科技总经理李晓波认为，为迎接新一轮动力电池扩产周期，备战TWh时代，国产装备企业还需在技术研发及产品性能、智能制造下功夫，完善设备的稳定性、精度等，并积极探索成本控制、质量把控及与上下游产业链企业的协同合作。

锂电设备四大发展趋势

一、设备国产化率大幅提升，动力电池单产线产能投资快速下降，设备国产率超9成。

整体来看，2015年到2020年锂电设备市场容量大幅提升，需求规模由120亿元提升至2020年超280亿元，增长了近2.5倍。

同时，每GWh设备的投资额也在大幅下降，2015年每GWh产线的设备投资金额约8-10亿元，到2020年该数据变为2-2.3亿元/GWh，出现了约4倍的降幅，且有望继续下探。

设备的国产化率水平逐渐提高，2015年70%，到现在很容易实现90%的国产化率，未来100%也是可预期的。而且卷绕机、装配线等关键设备技术已逐步进入海外供应链。

二、技术逐步成熟，性能大幅提升。国产涂布机、卷绕机等关键设备技术已达到国际水平。

国产锂电生产设备的技术和性能大幅提升，如涂布机宽幅从500mm、800mm到1500mm，且持续快速上升，并且涂布机速度也有接近5倍的提升，PACK生产效率也有近6倍的提升。

不过，国产设备的稳定性和精度较国外设备还有些差别。如圆柱电池的装配一直是国内设备厂家心中的痛，装配速度与日韩企业有较大差别，并集中在设备的稳定性和精度上。

但在价格、交期及售后服务等指标上，国内设备企业均大幅领先国际竞争对手。

三、日韩电池企业导入中国设备。

全球锂电设备企业主要分布在中日韩，日韩发展快，技术相对先进，中国凭借新能源汽车市场带动，已成为全球规模最大的锂电设备市场。

为保证电池稳定性、一致性，日韩电池企业设备供应商仍以本土企业为主，受中国市场快速发展影响，正逐步导入中国锂电设备供应商。

相信，随着第二波动力电池热度起来，欧洲和美国本土产能将有突破性增长，中国设备企业迎来新机遇。

四、设备企业全球化需加强专利布局。

锂电设备是非标化产品，一般定制化，与下游客户共同开发，产品粘性高；随着电池需求大幅上升，规模效应逐步显现，锂电设备将向标准化、无人化、智能化发展。

而头部企业凭借前期产品开发技术及性价比，已逐步进入海外电池企业供应链，但仍需加大专利知识产权布局。

不过，国内设备企业未来一旦走出去，要特别小心专利布局、知识产权，否则可能走出去了，但步子迈不出来。

三大要素解决行业关键痛点

设备本质上提供的是一个过程，即如何把零部件转换为产品，把材料转换为产品，这个是过程或者说设备需要解决的核心问题。李晓波的判断是，针对行业的关键痛点，离不开三个关键词：成本、质量、协同。

首先，成本显然是一个非常重要的参考因素，建议重点关注设备全生命周期的拥有成本和设备速度提升。

过去谈到设备价格下降，只是谈获得成本，但整个设备生命周期中，拥有成本也十分可观。这就需要减少设备全生命周期无效时间，重点关注易安装、免维护和快换型三点，全面解决全生命周期成本的痛点。

如安装做不到即插即用，但尽量提供敏捷调试，能够快速让设备发挥全产能；在维护上做到预防性维护，避免设备出现问题后去维护，利用数字孪生及设备状态监控、传感等技术去分析设备运行情况，预测设备故障模式，及时去处理，避免设备停机。

解决客户拥有设备无效时间的另一个途径是换型，因电池某种程度上很难将其作为标准产品，电池厂家经常要根据主机厂需求做换型，设备如何配合换型，做到一键换型，也是值得思考的地方。

控制成本的另一个方向是提高设备速度。前面提到的圆柱电池生产，国内设备和日韩设备在速度上有2-3倍的差距，高速度的设备价格高些，但均摊到单个产品的单位成本其实是下降的。

因此，企业应该通过高速同步的控制、高速模块开发、整线系统设计以及瓶颈模块化优化来提升设备速度，甚至整个产线均衡的产出。

其次在质量控制领域，产品质量确定后，所谓质量就是提高一致性，而产品一致性受到过程一致性和零部件一致性影响。

如何提高设备一致性？让设备更加精密？很重要的一点就是让设备运行的各项参数越来约分布在公差的中心，而不仅限于满足复合公差。如亿纬锂能董事长刘金成提到到的0.01ppb，如果谈CPK指数应该是2.26。

另外，最终产品质量把控还需让实时全步骤全样本检测成为现实。

电池自动化生产过程中，实时检测可缩短反馈周期，即时决策，而非产品生产出来或阶段制造才做检测。此外，目前已经到了一个质量全知时代，质量全知让我们通过大数据分析建立一个灵活，接近真实世界的质量模型，促进最终产品质量提升。

最后一项是协同，关键是上下游产业链深度交互，共进共赢，建议设备厂商早期介入，提前介入到产品的部分开发或开发全过程。

目前解决问题的模式基本是上游客户出题，设备厂商来解题，知其然，但不知其所以然。如果大家能共享产品开发背景，共同破题，甚至改变题设，解决问题必将更加有效。

此外，协同领域还需关注全局规划，提到“慢就是快”，不是说真的慢下来，而是适当时候慢下来，最终将取得一个全局“快”，用老话说就是磨刀不误砍柴工。

假设把设备发挥效应分为设计、验证和交付三个阶段，现状是前两个阶段非常快，但花了大量的时间现场陪产，设备迟迟不能达到满产状态，主要是缺乏足够的系统验证，浪费客户大量时间。如果能够为设计和系统分配更多时间，全局其实是更快的。

而欧美客户在这个领域经验十分丰富，国内企业还需做好这一点，才能避免起个大早，赶个晚集。