技术推动国产替代,钙钛矿等新赛道未来可期。
模头产品作为多技术集成体,其设计与研发具有较高准入门槛。涂布模头的设计与 开发是一个多学科交叉课题,涉及学科包括流体力学、机械学、材料学、电气软件控 制以及算法编程。并且,针对下游客户的具体需求,公司提供定制化的设计解决方 案。公司的核心技术团队覆盖机械、自动化、通信、化学专业领域,能够支持涂布 模头复合学科集成的开发工作。
研发投入快速增长,研发人员占比较高。2022年公司研发费用达4013万元,占总营 收比例8.22%;研发人员177人,占公司总人数33.97%。选取国内主流锂电设备厂商 进行研发情况对比,公司研发费用率、研发人员占比均超过主流厂商平均水平,随 着研发中心项目落地,研发投入有望更进一步。
解决涂布过程难点痛点,技术参数领先行业。公司产品针对客户绝缘胶和涂布浆料 主材同时涂布问题、多异体系浆料同时涂布问题、智能自动调节涂布问题、超薄涂 层涂布问题、高固含涂布问题等,提供了多系列涂布模头产品。
技术参数领先行业。公司产品在技术参数上具有优势,以安全智能款涂布模头为例, 其最大长度规格2000mm,优于东莞松井1600mm最大规格;腔体粗糙度≤0.025, 属于SPI(A3)粗糙度,与东莞松井处于同一水平;唇口直线度≤3um,与东莞松井 处于同一水平;大平面平面度≤3um;最大涂布速度120m/min;涂层横向及纵向均 匀性调节cov控制目标0.2%以下。此外,公司模头具备陶瓷构件,抗腐蚀性更优;具 备智能涂布调节系统,在面密度均匀性、调试效率上具有突出优势。
产品技术参数方面与日系产品相当。调节方式多样性、智能性;模头硬度;涂布厚 度控制;耐腐蚀性等方面均优于日系产品,并且公司涂布模头设有独立点胶流道, 涂布效率优于日系产品。并且,目前体现公司产品综合性能的面密度一致性指标已 优于国外竞争对手。并且,公司产品功能较日系产品更为丰富,并且拥有更高的性 价比。仅在最大长度和直线度方面稍弱于日系产品。

凭借技术研发与市场先发优势,市场份额迅速提升追赶日企。2015年前,国内锂电 涂布模头市场主要由日本松下、日本三菱、美国EDI等国外企业所占据。但公司通过 技术的研发与渠道的开拓,凭借产品性能、性价比、快速响应客户提供服务等优势, 公司市场份额逐渐扩大,已实现反超美国EDI,追赶日本松下、日本三菱。根据GGII 数据,在锂电涂布模头领域,公司在2020年中国产品市场占有率排名行业第三,打 破锂电涂布模头海外垄断局面。
与主流客户深度绑定。公司客户覆盖动力与储能电池、3C数码电池等多个行业领军 企业。2022年公司前五大客户分别为:比亚迪、宁德时代(包含关联方安脉时代)、 中创新航、兰钧能源、赣锋锂电。
客户覆盖方面,公司客户资源主要覆盖动力和储能电池领域、3C数码电池领域、锂 电池设备制造领域的主流龙头下游企业。与日本三菱、松下对比,公司涂布模头在 对宁德时代、宁德新能源产品渗透率上与日资不相上下,对比亚迪产品渗透率领先 日资。日资企业除在国轩高科、亿纬锂能等企业的客户渗透率相较公司有优势外, 在其他公司的渗透率均小于等于公司渗透率。
1. 锂电涂布纵向突破
半固态电池或将成为行业新风向,迈向下一代固态电池。目前,主流的电池技术路 线仍是以三元和磷酸铁锂材料体系为主的液态电池。出于对能量密度、安全性、循 环寿命的更高要求,并且,全固态电池由于内阻较大等系列问题距离商用仍有较远 距离,锂电池厂商开始向半固态电池的新型电池发力。 半固态电池方面,减少了电解液注液工艺环节,涂布烘干环节占比上升。参考远景 动力CN 113793976 A专利(半固态电池),半固态电池除正负极材料需要涂布工艺 外,隔膜两侧同样需要涂敷超薄的固态电解质层,在保障导电性的同时,降低电解 液用量,追求更高的能量密度以及安全性能。因此,半固态电池的生产工艺上,对 于涂布、烘干等环节的需求将会增加,注液环节随着注液量的下降将有一定程度的 减少。固态电池由于电解质的纯固态形式,将直接取消注液环节,采用涂布形式将 电解质层直接涂敷于极片之上。固态电池的生产工艺上,对于涂布、烘干等环节的 需求将会增加,注液环节将直接删除。随着涂布+烘干环节占比的提升,以及电池固 含量的上升(行业趋势),未来对于涂布技术的要求也将随之提高,其中,高固含涂 布是符合未来趋势的较好手段。
高固含涂布技术较传统湿法涂布技术具有一定优势:A、减少有机溶剂材料耗用;B、 降低烘烤温度、缩短烤箱长度,提升生产销量降低总成本;C、提升浆料的稳定性和 极片的一致性,以及电池成品安全性。
公司技术储备方面,公司发明可以输送高固含及高粘度介质的供料系统以及上下模 头间设有加热组件的涂布模头,加热件用于对模头进行加热,将传递热量至其内的 浆料,提高了涂布模头的温控能力,改善了浆料的流动性,提高了涂布模头的涂布 效果。并且针对高固含涂布对于模头腐蚀性较高的问题,公司发明模头内部镶嵌新 型陶瓷材料专利解决耐磨性问题。
2.横向拓宽至钙钛矿太阳能电池涂布领域
以光伏领域为例,随着TOPCon、HJT、IBC等技术逐步成熟,逼近其光电转换效率 理论极限,业界开始寻找新一代太阳能技术。硅基光伏电池技术发展历经多代更迭, 物理上逐渐逼近了其光电转换效率的理论极限,技术上已经进入大范围成熟商用的 阶段。钙钛矿太阳能电池效率潜力大,材料制造成本低,合成方法简单,制造工艺流 程短,生产能耗低,有望成为太阳能光伏电池的下一代技术。
钙钛矿电池技术的关键工艺环节是制备三个高性能长寿命大面积薄膜层(电子传输 层-钙钛矿层-空穴传输层)。钙钛矿层大面积高精度狭缝涂布技术为钙钛矿电池量产 的突破路径之一。
钙钛矿层薄膜制备技术水平还不成熟,多种技术路线并行探索,主要分为湿法:溶 液涂布、喷涂法;干法:气相沉积方法。溶液涂布法:由涂布装置带动钙钛矿前驱体 溶液在基底上相对运动,由液体的表面张力和基底接触形成一层均匀的薄膜,由涂 布装置的不同,可分为刮刀涂布(blade coating process)、狭缝涂布(slot-die coating process)和丝网印刷(screen printing process)。溶液喷涂法:通过在喷头内部施 加压力的方法将钙钛矿前驱体溶液从喷头内挤出并在基底上成膜的技术。气相沉积 技术:真空条件下,将镀料加热蒸发或升华,材料的原子或分子直接在衬底上成膜 的技术;是钙钛矿层,背电极层和载流子传输层的备选技术。
在钙钛矿领域,公司研发取得了初步突破,已向头部客户纤纳光电供应设备。公司 已启动钙钛矿电池技术储备研发,目标开发高效、低成本、大面积的钙钛矿太阳能 涂布工艺,已开发出钙钛矿涂布设备初代产品。根据公司专利CN 204320588 U《一 种用于低粘度流体超薄涂布的狭缝涂布头》,公司研发涂布模头精度已达 0.5-10um 的厚度,基本符合钙钛矿层0.5-1.5um的厚度要求。研发合作方面,公司与中国科学 院深圳先进技术研究院联合实验室合作协议,成立钙钛矿薄膜太阳能电池联合实验 室,联合实验室将主要围绕钙钛矿薄膜太阳能电池的大面积生产工艺与装备等方面, 在前沿技术研究,新产品开发、技术平台建立及人才培养等多层面进行广泛合作。 客户合作方面,公司实现为钙钛矿电池领域头部创业公司杭州纤纳供货。2023年7月 3日,曼恩斯特官方公众号上宣布接到版型1.2m*0.6m钙钛矿领域狭缝涂布机订单。
除钙钛矿太阳能电池外,公司已经在氢燃料电池电极、有机发光二极管(OLED)、 石墨烯等非锂电领域其他应用场景实现了零的突破。通过非锂电应用场景的拓宽, 公司的收入规模有望更上一层楼。氢燃料电池领域,搭载了发行人涂布模头的小型 涂布机实现了对阜阳攀业氢能源科技有限公司的销售。在OLED领域,公司产品实现 了对拓米(成都)应用技术研究院有限公司的销售。在石墨烯领域,公司实现了对云 南云天墨睿科技有限公司的销售),并已建好应用于卷材类涂布的工程技术中心,同 时正在筹建用于平板类涂布的工程技术中心。