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        鋰電池檢測系統市場研究:電動汽車需求激增,鋰電池推動行業高成長

        時間:2022-06-28 14:46:01來源:鉅大LARGE

        導語:?隨著手機、數碼產品和電動汽車的普及,鋰電池在生活當中扮演的角色越來越重要。

          盡管鋰電池因低能量密度、循環使用壽命有限的缺點經常受到人們詬病,但和這些問題相比,電池安全性問題才是關注的重點。當鋰電池存在安全性缺陷的時候,其因起火、爆炸造成的后果總是那么觸目驚心。

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          那么,在鋰電池成品出廠之前就必須對首先嚴格對其進行測試才行。在這里,鋰電池檢測系統的地位就顯得非常重要了。

          01

          鋰電池檢測系統是指對電芯以及成品電池進行測試的相關設備。檢測的目的是為了確認其各項指標是否達到工藝標準或出廠標準,預防某些疏忽而導致的意外事故發生。

          因此,一只合格的鋰電池在安全性能上應該滿足下面這些條件:

          無論是在短路、過充電、針刺、平板沖擊亦或是燃燒情況下,理應不會因起火而造成爆炸。

          根據不同的分類標準,鋰電池檢測系統可分為不同的類別:

          按用途對象的不同,鋰電池檢測系統可分為電芯檢測系統、模組檢測系統、鋰電池組檢測系統等。

          按應用領域的不同,鋰電池檢測系統可分為手機電池檢測系統、筆記本電池檢測系統、電動工具電池檢測系統、電動自行車電池檢測系統、電動汽車電池檢測系統等。

          按電池組組裝檢測工序分,鋰電池檢測系統包括電芯分選檢測系統、充放電檢測系統、保護板檢測系統、線束檢測系統、BMS檢測系統、模組EOL檢測系統、電池組EOL檢測系統、工況模擬檢測系統等。

          02

          鋰電池檢測系統產業鏈如下圖所示:

          上游重要為電子元器件和機箱機架等供應商。

          這些廠商重要供應相關電子元器件及機箱機架等零部件。

          電子元器件是電池測試設備較為核心的部件,因此技術含量和附加值都很高。其他比如機箱、機架由于加工和制造的技術含量較低,所以附加價值較低。

          中游為鋰電池檢測系統行業。

          鋰電池檢測設備制造商要根據電池制造商研發和生產的不同類型的電池,供應相應的檢測設備以達到檢測產品安全可靠性和研發目的。

          一般而言,客戶要求各不相同,具有多樣性、個性化定制特點。鋰電池檢測系統行業公司都需結合現有產品,重新設計方法。因此,鋰電池檢測系統和鋰電池制造業有著密切的聯系。

          全球鋰電池檢測系統制造商中,規模較大、知名度及市場份額較高的公司有美國Bitrode、德國Digatron及納斯達克上市公司AV、韓國PNE、日本片岡制作所等。而國內鋰電池檢測系統制造商則有杭可科技、先導智能(泰坦)、星云股份、恒翼能、精捷能、瑞能股份等10多家公司。

          由于國外公司相有關國內研發起步早,因此在設備精度、自動化程度、性能、技術方面均顯得更加成熟。

          下游客戶為鋰電池制造商。

          鋰電池制造商從鋰電池檢測設備制造商取得檢測系統進行電池測試。

          鋰電池檢測系統屬于鋰電池制造商在合成電芯后對其進行的后處理環節,價值量大約占到鋰電池生產程序的30%-35%。

          檢測的工序包括有,電芯的化成、分容、檢測、分選等工作。

          化成是通過首次充電激活電芯的過程,目的是激活活性物質,形成穩定的SEI膜,清除氣體副產物以及不合格的電芯。化成設備重要是化成機。

          分容是將化成好的電芯按照設計標準其進行再一次完整的充電及放電進行充放電。分容的核心設備是充放電機。

          在國外,某些鋰電池生產廠商使用單獨的充電機和放電機,但在國內,一般使用的是兼帶有充電和放電功能的充放電機來進行分容,所以充放電機有時也被叫做分容機。

          電芯在充電及放電時,充放電機不但對電芯進行充放電,也會記錄充放電的相關數據和曲線圖表,如電流、電壓、時間等。這些數據都能檢測出鋰電池是否合格。

          在充放電之外后,電芯處于自放電狀態,要靜置一段時間。電芯的靜置一般要單獨設立符合環境條件的靜置倉庫。測試靜置前后電芯的電壓和內阻,可以更準確地了解電芯的質量。

          分選,又叫分檔,就是對化成、分容好的電芯按一定標準進行分類選擇,又叫等級分選。分選除要區分合格和不合格品之外,還要根據要求是否對電芯進行組合,這是因為鋰電池在應用過程中,經常都是多節電芯的并聯、串聯或兩者結合,若選取性能接近的電芯,將會有助于電池整體性能的最大發揮。

          若對單體電芯而言,可以區分電池品質,剔除不良品,滿足出貨要求。若對組合電芯而言,重要是為了配組的一致性,將電池性能相近的分成一類組裝成電池組,減少"木桶效應"對電池組出現的不良影響,保證電池能良好地運行。

          最后,成品后的鋰電池接下來有其他專門測試,比如單元和模塊的老化測試,性能測試,安全性測試(機械安全性、環境安全性和電氣安全性)等等。專門測試配備專門的測試設備。

          目前,最為知名的鋰電池制造商重要有國外的韓國三星、LG、日本村田、比克動力、天津力神以及國內的CATL(CATL)、比亞迪、國軒高科等一線電池廠商。

          03

          鋰電池檢測系統行業和鋰電池制造行業息息相關,作為鋰電池行業的上游行業,鋰電池行業的發展規模和水平決定了鋰電池檢測系統行業的發展規模和水平。

          目前,鋰電池檢測系統重要應用于3C產品(計算機類、通信類和消費類電子產品)、新能源汽車、電動工具、電動自行車、儲能等領域。

          相關數據顯示,2013-2018年,全球鋰電池出貨量規模由57.6GWh上升到189GWh,復合上升率超過25%。其中2014年全球新能源汽車動力鋰電池出貨量僅有10Gwh,而到了2019年新能源汽車動力鋰電池需求量高達111GWh。

          顯然,在過去幾年,新能源汽車方興未艾貢獻了鋰電池市場的重要增量。

          就現在來看,鋰電池用量最大的3C產品市場需求已出現飽和狀態,未來消費鋰電池基本上保持平穩上升需求。接下來以新能源汽車以及儲能領域為主導的市場將會快速發展,推動鋰電池的市場需求迅猛上升,而鋰電池檢測系統行業的市場規模也會跟隨迅速擴大。

          根據我國化學和物理電源行業協會的統計分析和推算,在2014年全球鋰電池檢測系統市場需求也就僅為44億元,我國市場需求約為26億元。未來,隨著新能源汽車需求爆發下,有機構預測,到了2020年,全球鋰電池檢測系統市場需求將超過110億元,我國鋰電池檢測系統的市場空間也將達到66億元。

          04

          20世紀50年代,鋰電池被成功研發出來。

          不久,鋰電池制造及充放電技術、檢測技術的逐漸成熟,鋰電池的應用范圍得以擴大。

          80年代,由計算機控制的鋰電池檢測系統開始面世,軟件系統成為鋰電池檢測系統的重要補充,促進了鋰電池檢測系統行業的發展。同一時期,我國出現能耗式充放電系統公司。

          90年代,國外知名鋰電池檢測系統公司,如迪卡龍、必測進入我國。此時,鋰電池重要以單體電池為主,鋰電池檢測系統也重要針對單體電池進行擠壓、沖撞、針刺、充放電測試及保護板測試等為主。

          進入21世紀,3C電子產品的普及,鋰電池市場需求快速上升,像星云電子、承德這一類鋰電池檢測設備制造商開始出現。而且,單體電池式微,電池模組的應用比例在不斷提高,針對電池模組的檢測技術跟著進一步突破。

          2010年,鋰電池開始應用在中小動力工具、新能源汽車及儲能領域,我國鋰電池檢測技術開始突飛猛進,出現了能量回饋式充放電測試系統、大功率高精度工況模擬系統、BMS測試系統,行業向自動化、系統化方向邁進。

          如今,我國鋰電池廠商電池檢測環節,化成、分容檢測設備的國產化程度已達高達80%-90%。但是,由于鋰電池檢測系統行業還處于行業生命周期中的初創期,因此行業的集中度較低,大部分的國內電池測試系統公司年收入不足千萬,收入上億的鋰電池測試系統公司非常少見。

          比較國外那些鋰電池檢測系統公司,無論規模還是技術方面仍存在某些差距,總而言之,我國鋰電池檢測系統行業未來發展潛力巨大。

          杭可科技(688006):前身為杭州可靠性儀器廠,始建于1984年。2011年,浙江杭可科技股份有限公司成立,重要致力于消費電池研發、生產及銷售。隨著新能源汽車成為大勢所趨,公司從消費電池領域切入三星、LG、日本村田、寧德新能源(ATL)供應鏈。目前在動力領域已供貨LG,而松下、三星SDI的動力鋰電池仍處于樣機評估測試階段,公司可以說是目前國內極少數可以整機成套設備出口并和日本、韓國主流鋰電池生產商緊密合作的后處理設備廠商之一,而其他國內同行重要以國內客戶為主。根據高工產研鋰電研究所統計,2018年我國鋰電池后處理設備市場規模約62億元,公司國內市占率占到了20%。目前,在充放電機、內阻測試儀等后處理系統核心設備的研發、生產方面擁有核心技術和能力,并能供應鋰電池生產線后處理系統整體解決方法。

          先導智能(300450):子公司珠海泰坦為專業鋰電后段設備制造商。公司于2017年收購了研發、制造能量回收型化成、分容、分選、自動化倉儲物流、鋰電池電芯及模組測試設備的專業鋰電后段設備制造商珠海泰坦。珠海泰坦的優勢在于高頻能量回收技術完全自主開發,從產品的導入到輸出全程自主開發,其高頻能量回收技術可靈活變換成不同的產品,產品模塊化,產量規模化,使其可以在最短的時間內推出符合市場需求的產品,滿足電池行業的定制化需求。目前珠海泰坦重要服務于國內鋰電池知名公司,如比亞迪、雙登集團、珠海銀隆新能源、CATL新能源、駱駝集團新能源和中航鋰電等。

          星云股份(300648):成立于2005年,是一家專業研發并生產銷售鋰電池組檢測設備、雙向變流器及鋰電池組智能制造解決方法的高新技術公司。公司重要產品有鋰電池保護板檢測系統、鋰電池成品檢測系統、鋰電池組BMS檢測系統、鋰電池組充放電檢測系統、鋰電池組工況模擬檢測系統、鋰電池組自動化組裝系統、動力鋰電池模組/電池組EOL檢測系統七大類,產品精度、準確度、穩定性較高。這些產品都得到CATL(CATL)、比亞迪(BYD)、國軒高科、華為、飛毛腿、孚能科技、欣旺達等電池及終端廠商,吉利、東風電動汽車、南京金龍、上汽通用五菱、廣汽集團、上海蔚來等整車廠商以及北京市工業設計研究院有限公司、重慶車輛檢測中心、我國汽車技術研究中心、北京201所(我國北方車輛研究所)等檢測研究機構的肯定。


        標簽: 電動汽車鋰電池

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