当前位置: 焊接设备 >> 焊接设备资源 >> 超声波焊接设备龙头,骄成超声引领国产替代
(报告出品方/分析师:浙商证券邱世梁王华君张杨)
1.公司为我国超声波设备龙头,动力电池为核心应用领域公司是专业提供超声波设备以及自动化解决方案的供应商,主要产品为超声波焊接、裁切设备等,并提供新能源动力电池制造领域的自动化解决方案。公司成立于年,是国家高新技术企业、上海市“专精特新”企业、上海市科技小巨人企业。
1.1股权相对集中,管理团队专业背景较强,设立员工持股平台进行激励
1.1.1股权结构:民营企业,实控人持股比例达33%公司为一家民营企业,第一大股东为阳泰企管(持股比例19%),实际控制人为周宏建(直接+间接持股比例合计为33.15%)鉴霖企管为公司员工持股平台,持股比例为8.5%。
1.1.2多名管理团队成员毕业于上海交大,专业技术背景较强
公司董事会由5名董事组成,其中2名独立董事,担任高级管理人员的董事有2人。公司高级管理人员5名,包括1名总经理、1名副总经理、财务负责人兼董事会秘书,3名副总经理;核心技术人员4名。
部分公司核心管理人员及技术人员介绍:
实际控制人周宏建先生,年出生,上海交通大学机械工程专业硕士,高级工程师。现任公司董事长、总经理。
公司董事、高管段忠福先生,年出生,上海交通大学机械制造及其自动化专业硕士。现任公司董事、副总经理。
公司高管赵杰伟先生,年出生,大连交通大学机械制造工艺及其设备专业本科,现任公司副总经理。
公司高管石新华先生,年出生,上海交通大学机械工程专业博士,现任公司副总经理。
公司核心技术人员孙稳先生,年出生,上海交通大学机械制造及其自动化专业硕士,现任技术中心机械部高级经理。
1.2中国动力电池超声波设备龙头,成长性与盈利能力较强1.2.1中国领先的动力电池超声波焊接设备及自动化系统供应商公司已构建完整的超声波技术平台,可以为不同行业的客户提供超声波工业应用整体解决方案。公司掌握了包括超声波电源、压电换能器、声学工具、控制器、在线监控系统和自动化系统在内的全套超声波设备核心部件的设计、开发和应用能力。
主营业务介绍一:动力电池超声波焊接设备
超声波焊接设备是动力电池电芯生产装配流程中的必要设备,适用于锂电池极耳焊接、PACK焊接、复合集流体高速滚焊以及镍氢电池正极极片焊接等多种应用场景。
超声波金属焊接是固相连接,焊接过程中发热量小,焊后内阻小,尤其在锂电池多层极耳焊接过程中具有不可替代的作用。公司动力电池超声波焊接设备主要包括各类超声波焊机。
此外,公司还从事汽车轮胎超声波裁切设备、其他领域超声波焊接设备(超声波口罩焊接机/无纺布焊接机、超声波塑料焊接机、线束端子超声波焊接设备、IGBT端子超声波焊接设备等)。
主营业务介绍二:动力电池制造自动化系统
随着公司为新能源动力电池行业的客户提供新能源汽车动力电池超声波焊接设备,下游客户逐步体现出越来越多的自动化设备需求。而对于动力电池设备行业的公司来说,行业内常见的发展模式是以核心部件和设备为基础,实现生产线的自动化集成。
公司控股子公司青岛奥博(持股比例59%)系一家为新能源动力电池制造厂商提供自动化解决方案的供应商,专业从事自动化设备及成套系统的设计、研发、生产和销售。报告期内,公司以应用于镍氢电池生产的超声波滚焊机为契机,向客户提供涵盖镍氢电池不同生产环节的解决方案。
具体产品包括:超声波焊接及大板裁断机、正极与负极涂布机、电镀线生产线、基板计测机、容量分选机等。除上述设备及生产线外,公司还提供新能源电池厂智能制造的自动化解决方案,搭配MES信息化系统,结合相关技术实现电池原材料自动拆包清洗、自动出入库、车间内自动流转、物料在各工序自动周转、产品自动包装等工序。
此外,公司还从事少量的检测类设备以及其他配套类设备。
主营业务介绍三:配件
由于下游客户对设备配件存在较大需求,公司还销售与公司各类设备相关的配件,如焊头、底模、裁刀、发生器、换能器、金属检测机头等。
1.2.-年净利润复合增速43%,-年ROE(加权)均值达27%公司年实现营业收入3.71亿元,同比增长40%,-年收入复合增速达51%。年实现归母净利润0.69亿元,同比下降22%(净利润下降主要系年公司超声口罩焊接机及配件收入1.88亿元,而年收入仅万元)。
年上半年,公司营业收入2.45亿元,同比增长34%;归母净利润0.54亿元,同比增长69%。
年,公司动力电池超声波焊接设备收入占比达53%,为最主要的收入来源。其次是动力电池制造自动化系统(收入占比18%)以及配件(收入占比16%),上述三项业务收入占比达到87%,为公司的核心业务。
年上半年,公司动力电池超声波焊接设备/配件/动力电池制造自动化系统的收入占比分别为65%/16%/11%,三项业务总收入占比达93%。
-年,公司动力电池超声波焊接设备/配件/动力电池制造自动化系统业务的平均毛利率分别为52%/56%/32%,其中动力电池超声波焊接设备(第一大收入来源)的盈利能力较为稳定。
年上半年,公司动力电池超声波焊接设备的毛利率为51%,配件业务毛利率57%,总体稳定。而动力电池制造自动化系统毛利率12%,出现较明显下降。
公司-年平均销售毛利率约为55%,年上半年为49%。公司-年平均净利率约为20%,年上半年为22%。
公司-年平均ROE(加强)为27%,盈利能力较强。
2.超声波设备应用前景广阔,公司动力电池领域业内领先2.1功率超声用途广泛,公司产品主要应用在焊接、裁切等工业领域超声波是一种频率高于20kHz的声波。超声波方向性好,反射能力强,易于获得较集中的声能。
超声波技术一般包括功率超声和检测超声,其中功率超声技术是以物理、机械振动、电子材料等学科为基础,通过超声波能量使物体或物体性质某些状态发生变化的应用技术;检测超声则是利用超声波技术来进行检测工作。
工业领域的超声波焊接、裁切、清洗、喷涂均属于功率超声领域,医疗B超、超声探伤则属于检测超声领域,功率超声与检测超声之间存在明显技术差异,可比性较弱。
公司是功率超声领域的超声波工业设备制造商。功率超声的应用广泛:
在金属焊接领域,超声波技术可应用于动力电池极耳的焊接、IGBT功率模块引脚和镀铜基板之间的焊接、汽车线束焊接等;在无纺布焊接领域,超声波焊接设备可用于口罩、一次性卫生用品等无纺布的焊接;在塑料焊接领域,超声波技术可以实现热塑性塑料的熔合焊接;在橡胶裁切领域,超声波技术可用于轮胎生产过程中的胶料裁切。
除工业领域外,在医疗领域,超声波外科手术刀属于功率超声领域,由发生器、换能器、声学工具等结构组成,频率一般在50-60kHz,换能器尺寸较小,超声刀头细长,制造工艺上存在一定难度。
一套典型的超声波金属焊接系统包括:发生器(将工频交流电转换为超声频电信号)、换能器(将超声频电信号转换为机械振动)、调幅器(将换能器端输出的振幅进行调整)、焊头(将调幅器端的振幅进一步放大,传递到焊件表面)、底模(即焊座,支撑焊件)。
超声波金属焊接时,焊接温度远低于材料的熔点,是一种固相连接的方法,其既可以焊接同种材料,也可以焊接异种材料,特别适合焊接一些较软的和高导热性的材料,如铝、铜、镍等。
超声波焊接根据焊接对象的不同,主要可分为金属焊接、塑料焊接等。超声波焊接相比其他焊接技术有其独特的技术优势。
在金属焊接方面,具有以下几点优势:
其一,焊接材料不熔融,近冷态焊接;
其二,焊接后导电性好,电阻系数极低;
其三,对焊接金属表面要求低,氧化或电镀均可焊接;
其四,焊接时间短,不需任何助焊剂、气体、焊料;其五,焊接无火花,环保安全等优点。
2.2功率超声用途广泛,公司产品主要应用在焊接、裁切等工业领域
由于动力电池生产过程的工序复杂性、材料特殊性与多元性、工艺参数敏感性与高标准,生产制造设备的技术先进性成为动力电池设备的关键因素。
公司深耕锂电中段设备领域,其自主研发的超声波金属焊接设备,主要应用在电芯中段的极耳焊接环节。
目前,动力电池焊接最常见的技术路线为激光焊接和超声波焊接,两者的焊接原理、技术特点、优劣势有所不同,分别应用在电池生产的不同环节,其中激光焊接主要用于电池软连接焊接、顶盖焊接、密封钉焊接、模组及PACK焊接,超声波焊接主要用于极耳焊接环节,在部分PACK焊接工序中也存在应用。
总体而言,在动力电池生产工序中,超声波焊接的应用场景与激光焊接存在较大差异,例如在中段工序中,超声波焊接用于多层极耳焊接,而激光焊接用于软连接焊接(连接片和极柱焊接)和顶盖焊接(方壳电池铝壳和顶盖焊接)。
超声波焊接在锂电池极耳焊接环节具有不可替代性。
在动力电池装配制造过程中有大量的焊接接头,当焊接接头强度不足时,将造成电池组内部电阻增大,不能有效供电;当焊接过度时,焊接热量过大,电池芯和电极盖将被焊穿,容易造成电解液泄漏和电池组电路短路,造成电池报废。因此,接头焊接质量对电池组的性能可靠性起着决定性的作用。
超声波金属焊接是固相连接,焊接过程中发热量小,焊后内阻小,是动力电池电芯生产装配流程中的必要设备,尤其适用于多层极耳焊接。
在动力电池行业,激光焊接技术是除超声波焊接以外的其它焊接技术中存在最大应用潜力的技术,在锂电池电芯极耳和极柱连接在一起的过程中,有两种实现方式:一种是多层极耳和连接片超声波焊接,随后连接片再与极柱激光焊接;另一种是多层极耳超声波焊接,随后焊接在一起的多层极耳再和极柱激光焊接。
连接片或极耳和极柱之间的焊接因为超声波焊接的应用受限(超声焊导电性更好,但是超声焊为接触式焊接方式,同时需要压紧焊件,焊接时会在极柱背面形成划痕,同时压力可能对顶盖造成损伤),目前以激光焊为主;而多层极耳焊接以及多层极耳和连接片的焊接环节,超声波金属焊接相比激光焊工艺有明显优势。
在多层极耳焊接工艺上,如果采用激光焊接,其在对电芯的潜在风险和焊后内阻等电池性能参数上,以及对极耳状态要求、焊接成本、焊接效率上,相较超声焊接均存在劣势。成本和效率随着激光技术的发展可能会得以改善,但是其他方面的劣势难以解决,因此,超声波焊接在多层极耳焊接的环节中具有难以被取代的地位。
在电池行业发展早期,电阻焊因为设备简单、成本较低,得到了一定的应用,但电阻焊存在一些缺点,如电极寿命短、难以获得大的焊接面积、可焊厚度受限(2层以上焊接即存在困难)、熔化焊内阻较大、耗电量大、效率低。
随着动力电池的发展,电池层数增加,多层极耳焊接工艺中,电阻焊工艺早已被超声焊所取代。而在电池成模组的环节,电阻焊也基本被激光焊逐渐替代。
超声波金属焊接特别适合于高导热性材料的焊接,特别是在多层薄板焊接时优势明显。
激光焊是一种非接触式焊接技术,技术发展快速,具备焊接速度快、精度高、易于自动化集成等优点,在锂电池生产环节中得到了广泛的应用,但是在多层极耳焊接时,相较超声焊,激光焊不仅内阻更大,而且初始成本高、需要保护气体、焊接时受材料层间空气层和材料反射率影响较大。
多年以来,动力电池多层极耳焊接(多层极耳之间或多层极耳和连接片之间)几乎均采用超声焊工艺,目前未见其他工艺替代超声波焊接的可能性。
从锂电技术发展来看,锂电池发展的重点方向包括安全性和续航能力,而多功能复合集流体在这两点均能带来提升,宁德时代在年世界新能源汽车大会上凭借多功能复合集流体技术获“全球新能源汽车前沿及创新技术”奖,显示出该技术拥有广阔的应用前景,并有多家材料企业布局该材料及相关技术。
以复合集流体替代传统的铜箔和铝箔,锂电池在前段工序将多出一道采用超声波高速滚焊技术的极耳转印焊工序,同时中段工序的多层极耳超声波焊接工序依旧保持不变,这将进一步拓宽超声波技术在锂电行业的应用范围。目前,公司的超声波滚焊机已经为宁德时代供货。
2.3预计年超声波焊接设备市场规模超30亿元,复合增速20%;期待复合集流体、正极裁切领域超声技术应用根据中国汽车动力电池行业产业创新联盟,我国动力电池-年出货量分别为30.8/44.5/65.0/71.0/80.0/.0GWh。
根据公司招股说明书,新工艺、新产品往往需要新的设备来实现,较快的行业工艺更新速度和产品迭代,促使锂电制造设备的更新周期缩短,原本设计使用寿命为5-8年的设备,实际更新周期仅3-5年(假设动力电池超声焊接设备的平均更新周期为4年),进一步推动了锂电制造设备向高效率、高精度、更兼容方向发展。
依据宁德时代、比亚迪、蜂巢能源、中创新航、国轩高科、亿纬锂能、孚能科技公布的未来投产计划,结合对超声波焊接设备的需求情况,超声波焊接设备的市场空间测算如下:
超声波应用在动力电池的领域除多层极耳焊接以外,未来还有其他可以拓展的市场空间:
1)公司基于超声波高速滚动焊接系统技术开发的超声波滚焊机,以复合集流体替代传统的铜箔和铝箔,锂电池在前段工序将多出一道采用超声波高速滚焊技术的极耳转印焊工序,单条产线对滚焊设备的需求数量是极耳超声焊接设备的3倍左右,未来若复合集流体电池大面积推广,则将对超声波滚焊机带来庞大的市场需求,目前公司的滚焊设备技术指标行业领先,相较竞争对手具有明显优势。
复合铜箔渗透率提升依据为:
PET复合铜箔渗透率目前较低,跟踪渗透率最关键在于下游厂商排产节奏。目前下游膜材厂商、电解铜箔供应商均积极布局PET复合铜箔产能或已处于产品送样阶段,一旦头部厂商验证成功,其他厂商将加快跟进。
再加上,锂电池自燃事件频发,PET复合铜箔
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