近期,今年因鋰離子電池獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的日本科學(xué)家吉野彰(Akira Yoshino)接受了第一財(cái)經(jīng)記者專訪。在采訪中,他表示鋰電池在未來的10年里仍然主導(dǎo)電池行業(yè),人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的發(fā)展將會(huì)對(duì)鋰離子電池的應(yīng)用前景帶來“無(wú)法想象”的變革。未來鋰電池的能量密度可能達(dá)到目前的1.5倍至2倍左右,這意味著電池會(huì)變得更小。而能量密度與安全需求與傳統(tǒng)鋰離子電池技術(shù)的矛盾將越來越凸顯。
十年間,在能源技術(shù)變革以及新興科技的帶動(dòng)下,全球鋰離子電池產(chǎn)量進(jìn)入飛速增長(zhǎng)期,根據(jù)公開數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)2018年全球鋰電池增速維穩(wěn),產(chǎn)量有望達(dá)到155.82GWH,市場(chǎng)規(guī)模將到達(dá)2313.26億元。中國(guó)是鋰電池重要的生產(chǎn)國(guó)之一, 2017年中國(guó)鋰電池產(chǎn)量突破100億只,增速達(dá)27.81%,2018年預(yù)計(jì)全國(guó)鋰電池產(chǎn)量達(dá)到121億只,增速22.86%。

由此看來,鋰電池在市場(chǎng)上的需求仍然會(huì)十分火熱,另外鋰電池的安全隱患不管在過去還是在未來,都是人們極其關(guān)注的問題,畢竟鋰電池與我們的生活息息相關(guān)。 為確保鋰電池的安全性,在前期制造工藝上進(jìn)行質(zhì)量嚴(yán)格控制和把關(guān),在后期消費(fèi)使用上提供各種安全使用提示。但其實(shí),鋰電池在生產(chǎn)出來后,在到達(dá)消費(fèi)者手上之前,還需要進(jìn)行一系列檢測(cè),以保證電池的安全性,降低安全隱患。鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,也為鋰離子電池檢測(cè)領(lǐng)域帶來新的機(jī)遇。鋰電檢測(cè)設(shè)備除了生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)必需的電芯分選檢測(cè)系統(tǒng)、充放電檢測(cè)系統(tǒng)、保護(hù)板檢測(cè)系統(tǒng)、線束檢測(cè)系統(tǒng)、BMS檢測(cè)系統(tǒng)、模組EOL檢測(cè)系統(tǒng)、電池組EOL檢測(cè)系統(tǒng)、工況模擬檢測(cè)系統(tǒng)、化成分容檢測(cè)等外。
1、電池檢測(cè)設(shè)備行業(yè)概述
電池檢測(cè)設(shè)備是檢測(cè)電池可靠性和安全性的設(shè)備,主要用于電池的研發(fā)和生產(chǎn)中,對(duì)電池的充放電率、高中低倍率放電特性,大小電流過放電特性,常溫高溫低溫內(nèi)阻特、貯特性,容量分布測(cè)試等的可靠性測(cè)試;以及電池內(nèi)部短路、持續(xù)充電、強(qiáng)迫放電等電流電阻安全測(cè)試。
電池的研發(fā)和生產(chǎn)中檢測(cè)

不同的電池類型也需要不同的電池測(cè)試設(shè)備。
根據(jù)電池的使用特性分類,電池分為一次電池、二次電池。
一次電池的活性物質(zhì)消耗到一定程度就不能再用了,如普通鋅錳干電池、堿性鋅錳干電池;二次電池又稱充電電池或蓄電池,放電后再充電可以使活性物質(zhì)再生,這類電池可多次重復(fù)使用。
電池檢測(cè)是電池生產(chǎn)過程中必須進(jìn)行的環(huán)節(jié),根據(jù)電池的特點(diǎn),對(duì)電池的檢測(cè)一般包括電池電壓、電流測(cè)試;電池內(nèi)阻測(cè)試;電池容量測(cè)試。
相對(duì)應(yīng)的設(shè)備分別稱為檢測(cè)儀,內(nèi)阻測(cè)試儀,容量測(cè)試儀,不同的儀器包含的檢測(cè)的內(nèi)容可能包含上述檢測(cè)內(nèi)容的一種或者多種,技術(shù)參數(shù)各有不同。包含了所有功能的測(cè)試儀名稱又叫綜合測(cè)試儀。
針對(duì)不同的電池容量,如鋰電池,鎳氫,鎳鎘電池,堿電池,鉛蓄電池等,檢測(cè)儀也會(huì)有不同,相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)也有不同。
電池檢測(cè)設(shè)備的行業(yè)波動(dòng)主要與下游電池市場(chǎng)需求有關(guān),而電池市場(chǎng)需求又與宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境及電池的行業(yè)應(yīng)用情況密切相關(guān)。近年來各國(guó)對(duì)節(jié)能環(huán)保重視程度不斷提高、電池產(chǎn)品技術(shù)愈發(fā)成熟,此前 3C 產(chǎn)品是鋰電池最大的應(yīng)用領(lǐng)域,智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等移動(dòng)智能設(shè)備市場(chǎng)快速發(fā)展推動(dòng)鋰電池應(yīng)用的迅速增長(zhǎng)。當(dāng)前 3C 產(chǎn)品的鋰電池需求量增長(zhǎng)已較為有限,以新能源汽車、儲(chǔ)能為代表的新興鋰電池應(yīng)用市場(chǎng)快速發(fā)展,在未來一段時(shí)間內(nèi)將帶動(dòng)鋰電池市場(chǎng)需求的快速提升。由于下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展,市場(chǎng)需求巨大,本行業(yè)的周期性不明顯。
電池檢測(cè)設(shè)備制造商主要集中在華東和華南地區(qū)。下游應(yīng)用企業(yè)主要分布在長(zhǎng)三角、珠三角、京津冀等產(chǎn)業(yè)集中區(qū)域。
(1)電池技術(shù)更替風(fēng)險(xiǎn)
電池檢測(cè)設(shè)備會(huì)針對(duì)不同的電池有著不同的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)含量,目前市場(chǎng)上二次充電電池主要為鎳氫電池、鎳鎘電池及鋰電池,其中鎳氫電池的技術(shù)最為成熟,但由于鎳氫電池本身的容量方面的缺陷,鋰電池的市場(chǎng)份額逐漸提高,隨著鋰電池的可靠性逐步提高,未來電池行業(yè)的趨勢(shì)是鋰電池技術(shù)淘汰鎳氫電池。而緊密依附于電池制造產(chǎn)業(yè)的電池檢測(cè)設(shè)備行業(yè)也會(huì)因?yàn)殡姵丶夹g(shù)的更替而產(chǎn)生行業(yè)格局方面的變化,故未來電池檢測(cè)設(shè)備行業(yè)會(huì)因?yàn)殡姵刂圃鞓I(yè)技術(shù)的更替而產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)。
(2)行業(yè)整合風(fēng)險(xiǎn)
電池檢測(cè)設(shè)備行業(yè)屬于整個(gè)電池生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈的支鏈,電池制造商一般規(guī)模較大,電池檢測(cè)設(shè)備這一環(huán)節(jié)又是生產(chǎn)、制造、研發(fā)不可或缺的環(huán)節(jié),若電池制造商根據(jù)自己的生產(chǎn)及研發(fā)需要,整合相關(guān)的檢測(cè)設(shè)備產(chǎn)業(yè),會(huì)對(duì)專業(yè)的電池檢測(cè)設(shè)備制造商帶來較大的沖擊。

4、電池檢測(cè)設(shè)備進(jìn)入障礙
(1)電池工業(yè)的快速發(fā)展對(duì)電池檢測(cè)設(shè)備行業(yè)內(nèi)企業(yè)的技術(shù)儲(chǔ)備、市場(chǎng)反應(yīng)能力、應(yīng)用研發(fā)能力和差異化生產(chǎn)能力都提出了更高層面的要求。電池檢測(cè)設(shè)備的研發(fā)與生產(chǎn)需要綜合應(yīng)用軟件技術(shù)、功率變換技術(shù)、測(cè)控技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)、制程工藝等,這些技術(shù)涉及光、機(jī)、電等跨行業(yè)多學(xué)科技術(shù),且整體朝著新材料、新工藝、新技術(shù)方向深化融合。對(duì)于新進(jìn)入市場(chǎng)者而言,要提供電池檢測(cè)設(shè)備的整體解決方案,生產(chǎn)技術(shù)的積累和復(fù)合型人才的培養(yǎng)都需要較長(zhǎng)的時(shí)間。而且新產(chǎn)品的研發(fā)、試制、試用,直至正式應(yīng)用的周期較長(zhǎng),新進(jìn)入的企業(yè)在短期內(nèi)很難實(shí)現(xiàn)多種高級(jí)別電池檢測(cè)技術(shù)的突破和應(yīng)用。同時(shí),隨著人們對(duì)電池應(yīng)用安全問題的日益重視,檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)將越來越高,這就要求電池檢測(cè)設(shè)備的供應(yīng)企業(yè)不斷跟蹤和吸收行業(yè)內(nèi)新技術(shù),不斷提高檢測(cè)的精度。企業(yè)若要熟練掌握上述技術(shù),則需要配備具有豐富理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的復(fù)合型技術(shù)人員,并需經(jīng)過長(zhǎng)期的研發(fā)投入和技術(shù)積累。因此,技術(shù)開發(fā)、融合及對(duì)研發(fā)周期的把控等能力在一定程度上構(gòu)成了行業(yè)進(jìn)入壁壘。
由于電池生產(chǎn)及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)不一,且隨著電池應(yīng)用市場(chǎng)的不斷擴(kuò)張,電池產(chǎn)品不斷升級(jí)換代,下游客戶的電池組裝制程各不相同,組裝生產(chǎn)線上的核心工序采用不同的解決方案并持續(xù)升級(jí)。因此,行業(yè)企業(yè)主要依靠自身的研發(fā)力量,向不同應(yīng)用市場(chǎng)的下游客戶提供各類整體解決方案,并在實(shí)施過程中不斷積累經(jīng)驗(yàn),形成自主技術(shù)和產(chǎn)品。在電池檢測(cè)設(shè)備的研發(fā)過程中,技術(shù)人員必須根據(jù)不同的電池生產(chǎn)需求,編制不同的程序軟件,調(diào)整不同的檢測(cè)參數(shù),開發(fā)不同的檢測(cè)設(shè)備,使檢測(cè)精度及檢測(cè)結(jié)果可靠性達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。
電池檢測(cè)技術(shù)是電力電子、自動(dòng)化、儀器儀表等多項(xiàng)技術(shù)的融合,各項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)突破和高度融合需要具備行業(yè)經(jīng)驗(yàn),因此企業(yè)需要長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累才能具備進(jìn)入不同電池應(yīng)用市場(chǎng)的能力。