一、激光焊接产业概述
1、分类状况
激光焊接技术不仅在焊接质量和自动化程度方面具有显著优势，同时对焊材的损耗小，对被焊接工件造成的形变小，能够大幅提升动力电池的安全性，并延长使用寿命。从操作条件的角度，激光焊接不受磁场的影响、不局限于导电材料、不需要真空的工作条件，焊接过程中不产生X 射线，非常适合高端精密制造。激光焊接将正负极材料、隔膜和电解液等原材料化零为整，这一融合制造过程是高性能动力电池生产流程中的关键工艺。
焊接工艺分类及对比情况
资料来源：公开资料整理
2、基本特点
与同属激光加工行业的打标和切割工艺相比，激光焊接的原理更复杂，工艺难度更大，发展时间更短。激光切割和打标利用激光将物质的表面结构或整体结构破坏，不涉及重构环节。而激光焊接是利用激光将物质的结构进行加工熔融并重新构筑，其应用的拓展必须要在激光器技术和功率上有所突破。
激光焊接技术难度及对比情况
资料来源：公开资料整理
二、激光焊接发展背景
4680电池采用全极耳工艺，打破了传统电池一正一负两个极耳的模式。其工艺难点在于极耳形态不受控，易发生短路，制造时两段封闭，电解液渗入阻碍大。并且多极耳很难折叠整齐，对激光工艺要求更高。
从传统的点焊，到全极耳所需的面焊，激光焊接工序从5道增加至7道，焊接点达到方形电池的1.4倍。方形电池约为150-250Ah，而单颗4680电池仅为25Ah，生产一台特斯拉ModelY约需要960颗4680电池。无论是从电池总量，还是单颗电芯的角度，4680技术路线带来的焊点相较之前增加5倍，对模切的工艺要求也显著提高，单GWh相较于18650和21700电池产线增加5台模切和5台焊接设备。
国内外电池厂商大圆柱电池布局情况
资料来源：公开资料整理
三、激光焊接需求现状分析
1、产业链简图
激光焊接属于激光产业链中的一部分，上游主要包括光学器件和电器件。中游主要激光焊接设备的生产商，包括大族激光、华工激光和联赢激光等。下游主要为动力、汽车和航空领域等。随着4680大圆柱电池应用，焊接需求有望大幅度增长。
激光焊接产业链简图
资料来源：公开资料整理
2、上游端
由于激光焊接行业需要上游材料、元件、系统等多方支持，采购项包括激光器、光学振镜等光学器件，传感器、PLC等标准电气件，因此上游价格对其有一定影响。原材料成本占比90%左右，其中激光器成本占比在30-50%。根据测算，2020全球工业激光器市场规模约为51.57亿美元，同比增长2.42%。。2020年，金属切割占整个工业激光应用市场的40.62%，其次为焊接/钎焊应用占比13.52%。
2017-2020年全球工业激光器市场规模及增长率
资料来源：Laser Focus World、华经产业研究院整理
3、下游端
在汽车动力电池的制造过程中，激光焊接起到了关键作用。从中道工艺的角度，极耳和极带的焊接、电芯入壳的预焊、外壳顶盖和注液口的密封均需要焊接工艺。而后道工艺中，激光焊接全程参与了PACK模组连接片及盖板上的防爆阀等完整装配流程。
激光焊接在动力领域应用情况
资料来源：公开资料整理
随着“碳中和”和“碳达峰”要求日益明确，能源替代迫在眉睫。其中，新能源汽车渗透率日益提高，需求稳步上升。根据数据显示，我国新能源汽车销量快速增长，尤其是2021年以来市场销量爆发，2022年以来，市场仍保持高景气度，三月份产销分别为188.1万辆和186.4万辆（工信部数据）。目前，主机厂价格上涨和新能源补贴政策退坡导致动力电池厂商成本提高，利润从而降低，挤压作为其上游的激光焊接厂商价格空间。加之动力电池行业龙头集中，导致议价能力较强。
2014-2021年中国新能源汽车销量及增长率
资料来源：中汽协，华经产业研究院整理
相关报告：华经产业研究院发布的《2022-2027年中国激光焊接机行业市场调研及未来发展趋势预测报告》；
四、激光焊接产业现状分析
1、产量
就激光焊接产业现状情况而言，随着下游新能源汽车需求持续增长，带动我国激光焊接需求持续增长，根据数据，2021年激光设备总产量达20.19万台，其中激光焊接设备占比27.5%，约为5.55万台。
2016-2021年中国激光设备产量及市场结构
资料来源：公开资料整理
2、市场规模
就我国激光焊接市场规模而言，根据数据，2016-2017年，受新能源汽车、锂电池、半导体及新兴市场的需求驱动，中国激光焊接设备市场规模出现了爆发式增长，增长超过70%，2019年我国激光焊接设备规模首次超过百亿元，达到101.3亿元，2020年中国激光焊接市场规模达到124.8亿元，同比增长23.2%，2015-2020年CAGR达到34.36%。
2016-2020年中国激光焊接设备市场规模及增长率
资料来源：公开资料整理
五、激光焊接竞争格局
1、市场集中度
目前国内激光焊接领先企业主要包括大族激光、华工科技以及联赢激光等；大族激光激光焊接机产销量位居全球前三，以精密焊接为主，尤其在消费电子领域具备较强市场竞争力；华工科技深耕汽车白车身焊接领域，2017年在国内汽车白车身激光焊接的市占率高达90%（销售额）；联赢激光专注于动力电池领域，可以拿到宁德时代绝大部分激光焊接订单
中国激光加工设备市场格局占比情况
资料来源：公开资料整理
2、主要企业分析
大族激光消费电子行业专用设备业务实现收入29.33亿元，同比增长2.60%，动力电池行业专用设备实现营业收入19.82亿元，同比大幅增长631.51%。主要产品包括电芯、模组、PACK的激光焊接设备、激光极耳切割设备、电芯烘烤设备及相关自动化设备等，在所处工艺段，已经具备整线交付能力。目前行业整体毛利率仍旧高位，2021年大族激光，激光及自动化配套毛利率为36.99%。联赢激光2020年激光焊接系统及配套设备收入8.78亿元，占比企业总营收的71.8%，处于行业前列。
2018-2021年大族激光激光及自动化配套设备毛利率
资料来源：公司公报，华经产业研究院整理
六、激光焊接发展趋势
激光焊接作为动力电池环节重要的工艺环节，直接受到新能源汽车市场景气程度的影响。由于未来新能源汽车有向轻量化的发展的趋势，全铝或铝合金车身的车型数量增加，由于激光焊接对铝及铝合金材料有更好的焊接效果，因此激光焊接技术将会更加多地用于新能源汽车制造。新能源汽车的蓬勃发展带来动力电池需求高企，从而带动激光焊接渗透率进一步提升
华经产业研究院对中国激光焊接行业的发展现状、产业链发展格局及市场供需形势进行了具体分析，并从行业的政策环境、经济环境、社会环境及技术环境等方面分析行业面临的机遇及挑战。还重点分析了重点企业的经营现状及发展格局，并对未来几年行业的发展趋向进行了专业的预判。为企业、科研、投资机构等单位了解行业最新发展动态及竞争格局，把握行业未来发展方向提供了专业的指导和建议。更多详细内容，请关注华经产业研究院研究出版的《2022-2027年中国激光焊接机行业市场深度分析及投资战略规划报告》。
