锂电池生产设备涂布机价值量占比约 15%。从价值量来看，锂离子电池生产前段、中段、后段设备成本占比分别为 35%、35%、30%。其中，涂布机价值量占比约 15%。

涂布工艺是什么？

涂布工艺是一种基于对流体物性的研究，将一层或者多层液体涂覆在一种基 材上的工艺，基材通常为柔性的薄膜或者衬纸，然后涂覆的液体涂层经过烘箱干燥或者固化方式使之形成一层具有特殊功能的膜层。

涂布过程一般包括：开卷→接片→拉片→张力控制→涂布→干燥→纠偏→张力控制→纠偏→收卷等过程。涂布工艺复杂，同时影响涂布效果的因素也较多， 比如：涂布设备的制造精度、设备运行的平稳程度以及涂布过程中动态张力的控 制、烘干过程中风量的大小以及温度控制曲线都会影响涂布的效果，所以选择合适的涂布工艺极为重要。一般实验室设备往往采用刮刀式，消费类锂离子电池多采用辊涂转移式，而动力电池多采用狭缝挤压式方法。

涂布工艺存在技术壁垒。涂布技术需要多年积累涂布模头和垫片设计能力、多项持续迭代的涂布技术、高精密调节技术、模头恒量供料技术、自动调节技以及工业现场大数据采集管理平台等经验，开展定制化服务，不断满足涂布客户对涂布效率和效果的持续改进与提升需求。产品综合性能的面密度一致性指标才能优于国内外竞争对手。

涂布方式及参数对锂电池性能影响关键。极片涂布一般是指将搅拌均匀的浆料均匀地涂覆在集流体上，并将浆料中的有机溶剂进行烘干的一种工艺。涂布的效果对电池容量、内阻、循环寿命以及安全性有重要影响，保证极片均匀涂布。 涂布方式的选择和控制参数对锂离子电池性能的有重要影响。

涂布机作为涂布工艺中不可或缺设备。随着当代各类新型材料的发展、机械加工精度的提高、电气及自动化程度的普及、各种在线检测仪器的应用以及计算机在线控制等技术的发展，极大促进了涂布机技术的革新。同时下游行业技术不断进步，市场对涂布机的高速度、高均匀度、高稳定性、高生产效率、智能化要求不断提升，国内涂布机企业需要尽快提升技术工艺，攻克高精密涂布机领域， 并与国际技术慢慢接轨，扩大国内涂布机行业在高端市场的占有率。

国产化程度高，技术壁垒较高致使行业格局集中

锂电涂布机规模占锂电设备总规模的15-18%，为锂电设备核心生产装备之一。在锂电池迅速扩产带动下，锂电涂布机市场规模也持续扩张，数据显示：2021年全球锂电涂布设备市场规模为127亿元，同比增长59%；其中中国市场占比72.4%，市场规模为92亿元，同比增长1.4倍；预计未来市场规模将进一步扩大，2025年我国锂电涂布设备规模将达411亿元。锂电涂布设备属于非标产品，具有较高的技术壁垒，国外企业主要集中在日韩两地，韩国PNT、韩国CIS、日本平野等企业涂布机产品性能较突出；目前国内锂电涂布机供应商数量较少，行业集中度较高，供应商包括赢合科技、信宇人科技、科恒股份子公司浩能科技、璞泰来子公司嘉拓智能、先导智能等，上述几家企业在我国锂电涂布设备领域中占据较大的市场份额。随着锂电池行业的火爆，越来越多的企业开始进入涂布机领域。

近年来，在企业努力下，我国涂布机国产化程度不断提升，根据GGII数据：2021年我国锂电设备国产化程度超85%，其中涂布设备国产化程度已超98%；我国国产涂布设备在涂布速度、涂布宽度、集采厚度、涂布精度等各方面性能已逐渐接近或赶超日韩企业。

虽锂电涂布设备逐步实现了国产替代，但作为锂电涂布设备核心零部件的涂布模头仍依赖于进口，日本松下、日本三菱、美国EDI等企业凭借长期的技术累积，加速构建技术壁垒，以绝对的优势在我国涂布模头占据主导地位，这也成为制约国产涂布设备成本下降的关键因素，2020年日本松下与日本三菱两家企业占据了我国63%的市场份额。而国产供应商较少，且市场份额较低。近年来，随着锂电涂布设备发展火热，涂布模头也成为本土企业加速国产替代的焦点之一，逐渐出现了曼恩斯特、东莞海翔等具有一定规模的涂布模头本土企业，未来国产替代空间大。

核心零件实现国产替代

国产产品涂布效率追平海外。虽然国产产品在技术能力等方面与国际知名企业相比尚存在一定差距，但从涂布效率来看，国内公司产品不低于国外竞争对手。随近年来锂离子电池行业市场需求快速增长，锂离子电池生产厂商大规模扩张产能的需要，国内涌现了一批研发和制造能力较强的锂电专用设备制造商，如先导智能、赢合科技、璞泰来等。由于锂电设备行业是一个非标准化设备行业，设备的性能需要根据客户的需求而不断的改进调整。相比较于国外厂商，国内厂商可以更充分地满足客户的相关需求，服务响应速度更快，最大程度上达到客户的需求标准，且国内厂商产品售价低于海外品牌。同时，国产设备技术水平不断提升，也将进一步缩小与进口设备在性能上的差距。

涂布模头龙头打破海外垄断，国产替代进程加速。国外品牌在高精密狭缝式涂布模头在我国锂电池生产设备领域的垄断局面已经被打破，下游主要客户不断加大涂布模头的国产替代进程。国内企业主要包括曼恩斯特、东莞海翔、东莞松井、德新科技等。2020年行业前五名中，国外和合资企业份额约73%，仅曼恩斯特一家国内企业，市占率约21%，排名第三。目前曼恩斯特已经成为宁德新能源、宁德时代和比亚迪的主要的涂布模头供应商之一，2019年至2021年市占率为分别为19%、21%和 26%，我们预计涂布模头整体国产化率将逐步超过30%。

国产技术指标追平海外，专利数量不断积累。经过多年的研发投入，国内公司在智能精密涂布模头领域的理论创新和技术研发实力已经实现了进口替代，相关智能精密涂布模头产品从设计、试用到规模化制造经历不断迭代优化和完善，在产品直线度、平面度、光洁度等各项性能指标均已达到全球领先客户的认可。从专利来看，目前曼恩斯特及子公司拥有171项专利权，其中发明18项，实用新型140项（其中德国专利2项），外观设计13项；东莞松井拥有实用新型和外观专利18项。

技术迭代不断，双层涂布为重要方向

对比主流涂布技术，市场上涂布机主要分为单面涂布、双层折返式涂布和双面同时涂布三种类型。其中单向双面同时涂布具备效率高、节能等特性，能够为锂电企业节省大量时间、人力成本，是行业未来重要的技术发展趋势。

目前，双面涂布技术主要包括双面折返式涂布技术和单向双面涂布技术。双面涂布技术是指在同一台设备上把电极材料混合体（浆料）精准、快速、均匀地涂敷在铝箔、铜箔等基材正反两面上。传统的单面涂布只能先在涂布机中完成一面涂敷，收卷卸料后再完成反面的涂敷，双面涂布对比来看效率更高、成本更低。目前双面涂布技术主要难点在于提高第二面涂布稳定性、防卷边、防开裂，涂布精度、烘烤均匀性是技术先进性最重要的考察指标之一。行业内双面涂布技术多为折返式双层涂布，以过辊支撑极片，在第一个机头完成一面的涂布后，进入烘箱烘干，随后将极片传送至第二个机头进行另外一面的涂布，两面均完成涂布后再进行一次烘烤。该过程将导致极片的其中一面进行了两次烘烤而另外一面仅烘烤一次，其水分含量会存在差异，均匀性不够，涂布的效率也会降低，并且由于烘烤的不均匀性，将导致极片的卷边、开裂等情形。单向双面同时涂布舍弃过辊，使用气浮技术使极片在悬浮状态下完成第二面涂布，实现了用同一个浆料桶供料，进行两面同时涂布后一次性烘烤，并通过精密气浮技术防止极片悬浮时产生较大的抖动，具备更好的均匀性，能有效防止极片卷边、开裂，提高涂布效率，大幅降低能耗。

双层涂布是对锂离子电池极片进行多层的微观结构设计，有利于提高性能。通过极片层级精细设计，构造“离子和电子高速通道”，减小锂离子扩散阻力，减缓容量衰减；通过调控极片多孔结构的梯度分布，实现上层高孔隙率结构，下层高压实密度结构，兼顾高能量密度和超级快充双核心。为了提高这种精细结构的生产效率，双层涂布技术应运而生，主要配置两种不同的浆料，通过多层涂布提高电极的性能。

1、粘结剂分层结构：涂布干燥时，由于毛细管力作用，粘结剂会向表面迁移，并且随着涂布提速和涂层厚度的增大，干燥过程中粘合剂迁移越发严重，将进一步减弱敷料与集流体之间的粘结力，对电池性能有负面的影响。为解决该问题，双层结构中底层浆料可以采用高配比的SBR进行补偿。

2、导电剂分层结构：电化学性能测试结果表明在总导电剂含量不变的情况下，下层导电剂含量更多能够形成更多导电通路，极片电子传输电阻低，电池倍率性能和循环稳定性提升。

3、活性颗粒种类、粒径分层：利用活性物质本身不同的特性，例如高能量密度型、高功率型，设计多层结构极片，同时实现电池高能量密度和高功率特点。而且通过采用不同的活性物质形态可以实现对结构的控制，如活性物质不同的粒径分布。

4、孔隙率分层结构：电极的特殊结构和合理的孔隙率分布有利于锂离子在厚电极内部的迁移，从而在高电流密度下具有更好的电化学性能。

涂布模头具有较高的技术壁垒，是一种长期经验积累的结果，并非单纯以高额的资金投入即可完成产业化应用。涂布技术需求的研究是涂布模头跨领域应用首先要攻克的技术壁垒，涂布技术需求源自涂布产品技术规格，涂布产品往往处于最终产品的中间环节。

在锂电池领域，极片是电芯的中间态，从电芯发展历程来看，极片技术规格经历相当长的迭代过程，目前还在持续变化中。作为生产极片最重要的工具，涂布模头同样经历了长期的迭代过程。技术需求研究的透彻与否、是否能持续跟进需求变化，直接决定涂布模头应用推广的好坏。

当前多家厂商已开发出双层涂布模头产品，新技术产业化进程提速。从产品应用来看，曼恩斯特高容量类涂布模头具备双层涂布结构；德新科技子公司致锋科技开发出双层涂布模头并已向SK、亿纬锂能等批量出货；东莞施立曼、东莞松井主营产品均有双层涂布模头。锂电设备商方面，赢合科技已完成硅碳负极双层涂布机研发；先导智能、利元亨均布局双层挤压涂布机。

未来双层涂布将为重要迭代方向，行业技术进步持续发展。对涂布技术的研发，需要流体力学、材料学、机械设计与制造等多学科融合，同时需要熟悉锂电池特性及加工工艺。通过工艺技术、材料技术、机械设计技术的融合创新，才能实现产品的性能提升和成本降低等产业化目标，产品技术高壁垒体现在其为一项复杂的系统工程，技术的发展呈现逐步提升、不断改进的特征。如在负极涂布中，双层涂布能够实现将常规石墨与快充石墨同时涂覆的效果，从而改善快充性能，在电池容量与成本平衡方面具备优势，未来将成为涂布工艺技术迭代重要方向。效率提升与性能优化将是技术迭代的长期方向，在这些领域沉淀深耕的企业有望引领行业不断前进。