叠片工艺大规模采用五金模切,锂电设备行业面临的主要技术替代风险来自激光模切技术的潜在突破、五金模具自身寿命短带来的高维护成本,以及未来向更大尺寸电芯发展时五金模切的适应性挑战。目前,五金模切因对涂覆区影响小、精度较好、材料兼容性好,在叠片工艺中仍是最优选,其市场空间未来三年年化增速可达60%;但激光模切在维护成本几乎为零、制片效率高方面的优势,依然是不可忽视的替代威胁。
五金模切的优势与固有短板
在叠片工艺中,五金模切相比激光模切具备多项优势:对涂覆区影响小(主要是掉粉风险)、极片尺寸精度较好、采购成本较低、材料兼容性好、切割厚度兼容性大。然而,其核心短板在于模具需要每3个月更换一次,因为金属疲劳会导致精度下降,这带来了较高的维护成本。相比之下,激光模切维护成本几乎为零,且制片效率更高,这些特性使其在卷绕环节已获得更多应用。
激光模切的替代威胁
激光模切目前仍存在热影响区大、金属烟遗留、正极铝熔点低会放大缺点、边缘有熔珠、极片运动漂移影响精度等问题,且材料兼容性较差(对不同材料的热影响未充分验证)。但若激光技术未来在精度、热影响控制上取得突破,其对五金模切的替代速度可能加快。尤其在叠片工艺向更大尺寸电芯发展时,五金模切需重新更换刀具及调整吃刀间隙,而激光模切仅需调整激光头位置,适应性更灵活。
增长可持续性风险
基于华创证券预测,五金模切市场空间从2022年的13.8亿元增长至2025年的57.0亿元,未来三年年化增速可达60%。但这一高增速能否持续,取决于:叠片工艺对更大尺寸电芯的适配能力(五金模具尺寸变化需更换刀具)、激光模切技术的进步速度,以及电池厂在维护成本与效率之间的权衡。目前,叠片正极的极耳成型、V角裁切等环节仍以五金为主,但负极的V角裁切已有部分采用激光方案,技术迭代的窗口依然存在。
常见问题
五金模具寿命短对电池厂成本影响有多大?
五金模具每3个月需更换一次,维护成本高,但对模具厂而言,频繁更换反而拓宽了市场空间。电池厂需在采购成本较低与长期维护支出之间进行权衡。
激光模切何时可能替代五金模切?
目前激光模切在叠片工艺中仅在负极V角裁切等少数环节有应用,主要受限于热影响区、材料兼容性等问题。若未来激光技术能在这些方面取得突破,替代进程可能加速。
未来三年五金模切市场增速能否维持?
根据华创证券预测,2023-2025年五金模切市场增速分别为72%、62%、49%,增速呈逐步放缓趋势。其可持续性取决于叠片工艺向大尺寸电芯演进时五金模切的适应性,以及激光模切技术的迭代速度。