楊振宇,何佳兵,桂祖平
(1.中山職業技術學院,廣東 中山 528404;2.珠海華冠電子科技有限公司,廣東 珠海 519085)
能源危機及氣候變暖使全球對新能源,尤其是鋰電等清潔能源的重視程度與日俱增,三洋電機、松下和索尼3家占全球市場份額六成多的日本鋰電池巨頭均已公布了增產計劃。三洋電機和松下都已宣布新建工廠。到2010年底,索尼公司的手機鋰電池產能將從目前的每月4100萬塊提高到7400萬塊。
近些年,很多外資企業調整全球戰略,將中國作為其全球鋰電池重點生產基地。全球手機電池企業龍頭三洋電機在北京、天津,松下、索尼在無錫建立了自己的生產基地,韓國唯開電池在福建建廠,美國威力克電池建廠咸陽。
中國在2008年提出了新能源政策及其發展規劃,我國的鋰電池行業也進入了一個快速發展的新階段,國內的鋰電池生產企業開始大量出現,據2009年電池行業統計數據,我國注冊的鋰電池生產企業有1500多家,鋰電池生產企業數量呈現出快速增長態勢。
國外知名鋰電池生產商逐步介入中國市場,以及國內鋰電池企業的快速膨脹式發展給鋰電池設備行業帶來了巨大的機遇和挑戰:
一方面,中國鋰電池產業最主要的成本優勢逐漸減弱,將更加刺激國內鋰電池生產企業降低成本,進一步增加對國產鋰電池設備的需求。另一方面,快速發展的鋰電池市場必將給中國鋰電池設備行業帶來沖擊,國內鋰電池設備生產企業面臨著技術革新的巨大挑戰。
我國鋰電池產業化始于1997年,而國內鋰電設備生產企業的出現始于2000年后,很多主要的鋰電設備制造企業都在2005年前后才進入鋰電池設備制造行業,鋰電池的生產過程需要50多道工序,需要上百種相應的設備來完成各道工序的制造。經過短短幾年的發展,目前國內的鋰電池設備已經基本涵蓋鋰電池制造的所有環節,而中國也已經與日本、韓國共同成為全球三大主要鋰離子電池生產大國。在這個過程中,鋰電池專用設備的快速發展是我國鋰電池產業化快速發展的有力保障。
目前國內鋰電池設備行業中,還沒有技術優勢明顯、規模較大、在行業內起主導作用的超級企業出現,大多數企業規模較小,產品單一,這主要有以下兩方面的原因。
一是國內的鋰電池生產企業中,很多企業都為產業結構調整和順應國家大力發展新能源和清潔能源的利好政策轉型而來,沒有生產電池的基礎,或為剛剛籌建的新企業,由于目前國內還沒有建立統一的鋰電池行業標準,這些數量龐大的中、小型企業的鋰電技術水平良莠不齊,生產的鋰電池性能標準不規范,很多企業還為手工制作或使用性能較低的設備進行輔助生產,這些中小型企業對鋰電池設備性能的要求標準不同,而同時對生產設備需求較大,這就間接刺激一些技術水平低的小型鋰電池設備生產企業進入市場。
另一方面,一些主要的鋰電池裝備生產企業,雖然經過多年發展在技術獲得了足夠進步,但在生產規模上受到技術水平、管理水平等因素的限制,還沒有形成一定的規模。隨著鋰電池產業的技術發展,鋰電池裝備行業也必將不斷壯大并出現一批有實力和規模的企業。
鋰電池設備是一個新興的非標準化設備行業,設備的性能要求需要根據客戶生產工藝要求的改變而進行不斷的改進,同時,鋰電技術發展迅速,鋰電池材料、型號、質量要求、工藝需求不斷變化,設備性能需要不斷適應鋰電池技術水平的發展,此外,國內目前還沒有建立統一的鋰電池行業標準,這些發展初期的種種因素都使得目前的國內鋰電池設備存在核心技術不夠成熟、設備性能不夠穩定的問題,很多鋰電池設備企業還處于學習國外先進技術的發展階段,規模較大的主要設備生產企業技術優勢不明顯,關鍵技術環節面臨突破。
日本、美國、德國和韓國的鋰電池技術在全球處于技術領先,其中日本的鋰電池技術不論原創技術、零組件/材料、制造技術,皆遙遙領先其它國家。在制造技術上,日本生產的制片、卷繞一體機每分鐘鋰電池生產個數已達到20個以上,珠海華冠電子科技公司生產的三卷繞頭全自動卷繞機,為目前國內生產效率最高的鋰電池卷繞設備,每分鐘的電芯生產個數還不到12個。
國內鋰電裝備行業中的多數企業尚未形成自己的知識產權戰略,對自身知識產權的保護意識和維權意識淡漠。這一方面是由于新興行業的不正規競爭,另一方面,是由于國內主要鋰電池設備企業缺乏自己的關鍵核心技術。
這種對自身知識產權保護意識淡薄,直接造成自身產品設備在推出市場后,被其他企業所仿制,有些小型企業甚至進行一比一的完全模仿,導致自己的產品市場流失,也導致了國內鋰電池設備行業的惡意競爭。但隨著鋰電池裝備行業的技術發展,國內技術實力較強的設備生產企業對自身知識產權的保護意識正在增強。

上表中所示的為以正、負極制片機、卷繞機為主要產品的典型設備生產企業所擁有的知識產權情況,從表中的數據可以看出,珠海華冠和深圳吉陽兩家企業的擁有較多知識產權,并在2009年提出了較多的專利申請,知識產權保護意識正在不斷增強。
全球經濟在金融危機后正在逐漸復蘇,在國內外大力推進新能源策略的背景下,國內鋰電裝備行業將面臨巨大的機遇與挑戰:一方面市場需求潛力巨大,前景向好,另一方面,市場競爭日益激烈,關鍵技術面臨突破。同時鋰電池技術的發展,對鋰電池生產設備的技術性能也不斷提出更高的要求,鋰電裝備行業的發展必須適應鋰電技術和鋰電產業發展的變化趨勢。
鋰電池的安全性取決于生產工藝,高精度、全自動化的鋰電池生產設備將在保證鋰電池生產工藝的基礎上,使生產出的鋰電池具有較好的一致性,從而保證生產出的鋰電池具有高可靠的安全性能。同時,鋰電池技術的不斷發展將對鋰電池生產設備的全自動化、高精度提出更高的要求,高精度的全自動化設備是未來發展方向。
鋰電生產設備行業要快速發展,在設備的生產工藝性能設計上,就要不斷滿足鋰電池的新工藝、新技術和新發展的變化,將鋰電池制造的工藝細節、工藝參數融入到設備的設計和制造中,使設備真正成為保障電池生產獨特工藝技術的專用設備。
隨著鋰電技術的不斷發展和技術瓶頸的突破,在2020年HEV(混合動力車)將占世界企業總數的50%,動力鋰電池在未來鋰電產業發展中將占據很大的市場份額,這將使動力鋰電池設備進入新的發展時期,由于動力鋰電池對安全性的更高要求,動力鋰電池設備將在使用穩定性和精度方面面臨更高的要求。
[1]趙東林.國內外鋰離子動力電池極片制造專用設備的新進展[J].新材料產業,2006(9):65-69.
[2]李晶.鋰電設備廠商需緊跟產業變化趨勢[J].新材料產業,2008(4):8-10.
[3]何鵬林.國外鋰離子電池標準分析[J].信息技術與標準化 2008(11):44-49.
[4]吳雪平.鋰離子電池生產過程中的重要質量管控點[J].電池,2008(10):305-308.