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2023年曼恩斯特研究报告 涂布模头设备供应商

时间:2023-06-27 14:56:05    来源:东北证

1.曼恩斯特:涂布模头领先厂商,国产替代先行者

1.1.高精密涂布领域显露头角,打破垄断开始国产替代进程


(相关资料图)

曼恩斯特是国内技术领先的高精密狭缝式涂布模头设备供应商。公司成立于 2014 年,一直致力于涂布技术的研发和应用,主要从事高精密狭缝式涂布模头及其配件、 涂布设备的研发、设计、生产和销售。公司产品可应用于锂离子电池涂布、半导体 先进封装涂布、钙钛矿太阳能电池涂布、氢燃料电池电极涂布、液晶显示中的薄膜 晶体管涂布等。公司拥有完整的涂布模头设计、研发、制造能力。公司核心技术涵 盖流体力学计算分析能力、腔体结构设计能力、智能模头开发能力、精密机械加工 能力、完善的质量管理体系以及基于长期与行业客户深度合作形成的产品迭代开发 能力,是跨学科多种能力的融合体现。

涂布模头技术壁垒高,公司率先打破进口垄断,开始国产替代进程。狭缝式涂布拥 有涂布速度快、涂膜均匀性好、涂布窗口宽等特点,代表了湿法涂布的发展方向。 涂布模头是关系到涂布设备精度和稳定性的核心部件,其市场前景非常广阔,日本 三菱、松下和美国 EDI 起步较早,具备先发优势,早期在国内占据大量市场份额, 国内涂布模头企业参与较少,且市场份额较低,这也是制约国产涂布设备成本下降 的关键因素。2015 年,公司率先开启狭缝式涂布模头国产化进程。2019 年至 2021 年公司三年的市场占有率分别为 19%、21%和 26%,保持连续增长,在本土企业钟 稳居第一。

技术积累雄厚,经营体系健全,竞争优势明显。公司自成立以来一直致力于涂布技 术的研发和应用,是国家级专精特新“小巨人”企业和高新技术企业。公司拥有一 支以行业资深工程师为核心的研发团队,保障了公司的高效运作以及充足的未来发 展空间。截至 2022 年 12 月 31 日,公司共有技术研发人员 177 人,占公司总人 数比例为 33.97%。公司已设立涂布研究院,并正在申报筹建涂布工程技术研究中心。

截至 2022 年末,公司拥有 18 项发明专利、140 项实用新型专利(其中德国专 利 2 项)、13 项外观设计专利、15 项软件著作权和多项专有技术。由于技术标准 高,公司成为行业标准主导起草单位之一,并参与了机械行业标准计划编号 2021- 0887T-JB《狭缝式涂布模头》的制定工作。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,建立了相应的技术门槛,难以被模仿,在中短期内 具有无法超越的技术优势。2019 年至 2022 年,公司的研发费用在销售收入的占比 从 5.56%提升至 8.22%,公司通过不断加大研发投入,维持在行业中的技术优势, 辅以高精密制造的能力、严格的质量管控以及完善的产品体系,已经形成了显著的 竞争优势。

1.2.公司股权结构集中,激励目标明确

公司股权结构稳定。公司实控人为彭建林、唐雪姣夫妇,两人直接或间接合计控股 占比高达 62.3%,股权结构集中稳定。公司实行股权激励,利于团队稳定。公司对管理层、核心技术人员和普通员工设立 股权激励,自 2020 年 11 月 30 日起,激励对象可开始行使首批股权,即激励对象被授予份额的 10%,其余部分在之后 48 个月内分批行权,即每年可行权的比例为 授予总量的 10%、10%、25%、25%、30%,发行人在授予之日起 5 年内确认股份 支付。公司的股权激励举措,既有利于激发员工积极性,也有利于保持人才团队稳 定。

1.3.多向扩展业务范围,利润节节攀升

公司不断进行纵向及横向的业务拓展,有望为公司带来业绩增量。公司具备较为完 善的产品结构,主要产品包括高精密狭缝式涂布模头、涂布设备、涂布配件以及涂 布模头增值与改造服务。基于在涂布模头领域的技术优势,公司开发出了多款不同 涂布模头产品,包括通用类基本款涂布模头、安全类基本款涂布模头、安全类智能 款涂布模头、高倍率基本款涂布模头、高容量基本款涂布模头等,覆盖不同客户和 下游的需求。另外公司从涂布模头向小型涂布设备领域进行纵向延伸,来自涂布设 备的销售收入由 2020 年的 0.24 亿元增至 2022 年的 1.32 亿元。同时,公司不断横 向拓展新型应用领域,目前已在多个新兴应用场景实现突破。

深度绑定优质客源,积极开拓销售渠道。自 2017 年起,公司深度绑定比亚迪、宁德 时代国内锂电巨头,并覆盖中创新航、国轩高科、亿纬锂能等全球排名前十的锂电 池厂商,目前已积累了丰富的优质客户资源。在动力和储能锂电池领域,公司与宁 德时代、比亚迪、中创新航、国轩高科、亿纬锂能、瑞浦能源、赣锋锂业、南都动 力、欣旺达、塔菲尔新能源、孚能科技、 蜂巢能源、天津力神等知名电池企业建立 了稳定的合作关系,与 LG 新能源建立了合作关系。 在 3C 数码锂电池领域,公司 与 ATL、比亚迪等国内外知名电池企业建立了稳固的合作关系,与珠海冠宇建立了 合作关系。 在锂电池设备制造领域,公司的主要客户包括璞泰来、赢合科技、先导 智能等。

1.4.财务指标表现良好,盈利能力可观

新能源动力电池需求旺盛,公司在涂布模头实现突破充分受益。20 世纪 80 年代索 尼公司将锂离子电池商业化,自此锂离子电池开始慢慢渗透到了各个领域,市场规 模也在不断扩大。锂离子电池最早的应用场景是 3C 消费电池,随着新能源汽车产 业的蓬勃发展,锂离子电池作为新能源汽车动力电池的主要产品,需求量也呈现井 喷式增长。然而,由于新能源汽车应用场景的不断升级,动力电池对配件和原料的 技术和质量也提出了更高要求。涂布作为电池生产流程中的重要工具,其质量直接 影响电池在制作过程中能否均匀受热,继而影响电池的安全性、循环性能、电池容 量。在 2014 年以前,国内的涂布设备市场被美日企业垄断,国内无法完成技术突 破,在公司成立后,率先完成技术攻关,迅速在市场中完成了一定程度的国产替代, 凭借领先的技术和质量在市场中获得高额利润。

公司营收稳步增长,公司归母净利润逐年提升,毛利率稳居高位。2022 年,公司营 业收入为 4.88 亿元,归母净利润为 2.03 亿元。2019 年至 2022 年,公司营业收入和 归母净利润复合增速达到 59%和 51%,毛利率超过 60%,盈利能力稳定。公司经过 近 10 年的耕耘积累,在高精密狭缝式涂布模头的信息化、成套化等方面取得了领先 优势,依托产品优势以及下游行业整合的持续进行,净利润保持稳健增长。

公司重视技术攻关,研发费用持续增加,研发成果不断涌现。公司从 2014 年成立 起,就一直重视技术领域的创新攻关,拥有一支高技术的研发团队,研发费用逐年 增加,并取得诸多专利,包括涂布模头和垫片的设计和加工工艺、各类涂布技术(包 括适用于 HEV 电池的薄层涂布技术、适用于高容量电池的双层涂布技术、有效提 高电芯安全性的绝缘胶体涂布技术和有效降低生产能耗的高固含量浆料涂布技术)、 高精密调节机构、模头恒温供料技术、模头调节算法、软件平台等。高比例的研发 投入为公司进一步提升公司核心竞争力提供了保障。2019-2022 年,公司来自于核 心技术的收入分别为 1.20 亿元、1.36 亿元、2.35 亿元和 4.83 亿元,占营业收入的比 例分别为 98.78%、92.63%、98.40%和 98.93 %。

2.锂电模头新增市场增速渐缓,存量市场接力前行

2.1.涂布为锂电前段工艺核心环节

锂电池制造属于高端制造产业,过程需要将正负极材料、隔膜、电解液等多种组分 组装成电池,工艺较为复杂,可分为前、中、后三道工序,前段工艺主要为电极片 的制作,包含搅拌涂布等环节;中段工艺主要为电芯的制作,包含卷绕/叠片、注液 等环节;后段工艺主要为电芯化成、封装、以及后续的检测。

前段工序:极片&隔膜制造,前段工序的主要生产目标是完成正负极片以及隔膜的制造。极片生产流程包括:搅 拌、混炼、成型延伸、烘烤、隔膜分切;电极生产流程包括:搅拌、涂布、烘干、 辊压、极片分切。其中电池极片的质量主要取决于涂布工艺,这也是前段工艺的核 心。中段工序:电芯合成,中段工序的主要生产目标是完成电芯的制造,本质上是将前段工序制造的极片、隔 膜与电解质进行有序装配。具体生产环节包括:叠片/卷绕、热压、入壳、极耳焊接、 滚槽、注液、封口焊接、塑封。其中核心工艺为叠片/卷绕环节。后段工序:化成封装,后段工序的主要生产目标是完成化成封装。截至中段工序,锂电池的电芯功能结构 已经形成,后段工序的意义在于将其激活,经过检测、分选、组装,形成使用安全、 性能稳定的锂电池成品。具体生产环节包括:检测、化成、二封、成型、分容、老化、检测、包装入库。

涂布是前段工序的核心环节,该步骤将搅拌后的正负极浆料均匀涂覆在金属箔片上 并烘干制成正、负极片,浆料中的物料在整个锂电池电芯的 BOM 成本中占比高达 70%-90%,极大地影响电池的性能,因此涂布工序的执行质量深刻影响着成品电池 的一致性、安全性、寿命周期。 ① 影响电池局部容量:涂布过程中,若极片不同位置浆料涂层厚度不一致,则电 池局部容量不均。 ② 影响电池安全性:涂布过程中若有颗粒、杂物、粉尘等混入极片可能会引起内 部短路,严重时导致电池起火爆炸。

③ 影响电池一致性:极片涂布过程的一致性差异会传递导电芯层面,导致同一批 次电芯容量差异、循环寿命差异大。 ④ 影响电池寿命:前面提到的局部容量差异、极片混入粉尘、电池一致性差异都 会影响电池寿命。因此为了保证电池的整体性能,高品质的涂布过程非常关键,正因如此,涂布机是 前段工序中价值较高的设备。在浆料足够好的情况下,涂布过程需要保证极片活物 质前、中、后面密度保持一致,并且在整个过程中没有杂质混入。

2.2.高品质狭缝涂布依赖于高品质涂布模头

常见的涂布手段主要可分为刮刀涂布,辊压涂布和挤压涂布。 刮刀涂布:小型涂布机,生产中的大型刮刀涂布机原理与其基本相同, 只是将底部由固定基座更换为涂布辊轮。箔基材经过涂布辊并直接与浆料料槽接触, 过量的浆料涂在基材上,在基材通过涂辊与刮刀之间时,刮刀与基材之间的间隙决定了涂层厚度,同时将多余的浆料刮掉回流,并由此在基材表面形成一层均匀的涂 层。

辊涂涂布:辊涂的结构设计可以进行连续化的生产,是在轮转印刷机的基础之上发 展而来的,过程中涂辊转动带动浆料,再利用背辊和涂辊的转动将浆料转移到基材 上,可以通过刮刀间隙来调节浆料转移量。辊涂转移涂布包含两个基本过程:(1) 涂布辊转动带动浆料,形成一定厚度的浆料层;(2)一定厚度的浆料层通过方向相 对的涂辊与背辊转动转移浆料到箔材上形成涂层。狭缝式挤压涂布:该项涂布技术是随着近代电子工业发展而逐步发展而来的,主要 通过狭缝挤压进行涂布,能获得较高精度的涂层。一定流量的浆料从挤压头上料口进入模头内部型腔,并形成稳定的压力,浆料 最后在模头狭缝出口均匀流出,涂覆在基材上。

相比其它涂布方式,狭缝挤压涂布具有很多优点,如涂布速度快、精度高、湿厚均 匀;涂布系统封闭,在涂布过程中能防止污染物进入,浆料利用率高、能够保持浆 料性质稳定,可同时进行多层涂布。并能适应不同浆料粘度和固含量范围,与转移 式涂布工艺相比具有更强的适应性。也是目前在锂电前段环节主要使用的涂布方式。狭缝挤压式涂布整体性能出色,但是对核心零部件高精密狭缝式涂布模头的技术 和设备精度要求较高,需要对产品进行定制化设计及生产,从而适配不同流量、 温度、压力、粘度情况下的浆料。为了得到理想产品,需要对涂布模头中的腔 体、唇部和垫片结合涂布的浆料特性进行仿真分析,同时根据仿真分析结果指导 生产加工,当仿真分析结果得出模头设计参数值和实际生产加工可达到指标相匹 配对应时,在涂布实验验证时才能得到符合要求的产品,否则正负极涂布将会出 现 U 型形貌、反 U 型形貌、边缘鼓包等涂布面密度一致性差的结果,进而影响 电池容量、安全及循环寿命等性能。

高精密狭缝式涂布模头作为锂电池生产涂布机的核心部件,国内市场早期被日本 松下、日本三菱、美国 EDI 等海外企业所占据,国内企业技术上存在差距,市场 份额相对较低,高进口率也导致涂布设备价格高居不下。随着我国锂电行业进入 了高速发展期,更大的市场和更强的降本诉求带动锂电设备国产化的程度也在不 断提高,2015 年前后国内企业开始进入锂电涂布模头市场,曼恩斯特通过持续的 研发投入,在产品性能上逐渐追赶上日美企业,结合自身的高效售后服务和良好 的定制化能力,逐渐取代了海外企业的市场份额,树立了良好的行业口碑。在公 司的带动下,国内其他涂布模头企业上川精密、东莞松井等也逐渐崛起,进一步 推动行业国产替代的进程,有效推动了行业降本进程。

2.3.受益于锂电行业增长,设备市场持续扩大

20 世纪 80 年代索尼公司将锂离子电池商业化,自此锂电开始慢慢渗透到了各个领 域,市场规模也在不断扩大。锂离子电池最早的应用场景是 3C 消费电池,之后又 拓展到了动力和储能领域。其中消费电池由于发展较早,市场相对成熟,行业规模 趋于稳定。近年来锂电市场规模的快速增长主要来自于新能源汽车渗透率的持续提升和储能 需求的大爆发。2022 年新能源汽车全球销量达到 1065 万辆,同比增长 103%,渗透 率达到 14%;中国市场销量达到 689 万辆,同比增长 93.4%,渗透率达到 27.6%, 带动 2022 年动力电池的全球装机量达到 517.9GWh,同比增长 71.8%。2022 年全球 储能锂离子电池的出货量达到 159.3GWh,同比增长 140.3%。消费电池的需求已经趋于平缓,新能源汽车和储能需求的快速增长也带动了锂电设 备市场规模的持续扩大。2022 年,国内锂电设备市场规模已经达到了 793 亿元。

2.4.行业空间测算:新增市场增速渐缓,存量市场接力前行

涂布模头属于锂电设备,但是也具备耗材属性,因此市场规模主要有两部分组成, 第一部分是产能扩张所带来的新增设备需求,第二部分是存量模头市场的升级和替 换需求。我们将通过这两部分去预测国内锂电涂布模头市场空间。 假设: 锂电产线单线需要 4 个使用模头和 4 个备用模头。目前锂电采用双层涂布工艺,因 此一条产线需要一台正极涂布设备和一台负极涂布设备,各需要 2 个一共 4 个涂布 模头,考虑到使用过程中模头可能需要检修,按照 1:1 的比例进行备货,因此单线 共需要 8 个涂布模头。早期锂电的单线产能为 1GWh 左右,近年来由于模头幅宽的 提升和整体线速的提升,产线效率提升,单 GWh 模头使用量下降。

涂布模头为耗材,部分进行升级,部分进行替换。由于使用过程中的磨损会对精度 带来较大影响,涂布模头通常在 3 年之后替换;另一方面,由于锂电涂布技术升级 迭代较快,有一部分在未到使用寿命之前就进行升级替换,例如升级为双层模头等。 根据以上假设,我们对 2022 年至 2027 年国内锂电涂布模头的市场空间进行预测, 预计到 2027 年市场规模达到 29.4 亿元,期间 CAGR 达到 15%。2027 年新增市场需 求占比为 27%,存量市场升级替换需求占比为 73%,涂布模头的市场主力从目前的 新增市场为主切换到存量市场为主,市场空间趋于平衡。

3.卷服务+精工艺+强研发,高壁垒助力维持高毛利

3.1.专业的定制化能力,快响应售后服务满足客户需求

涂布模头的产品精度和性能与客户的浆料特性密切相关,因此产品具有高度定制 化的特点。公司的产品设计和交付流程如下:首先公司向客户获取浆料粘度、密度、流量、固含量、流变曲线等宏观参数,进 行仿真,并判断是否需要进行试验测试,以确定腔体结构参数。 其次,通过粘度、密度、流量、固含量、流变曲线、表面张力、接触角等宏观参 数,进行仿真,确定唇部尺寸,通过涂布模头唇部定制化设计解决涂布尺寸稳定 性及涂布外观一致性问题。

然后,结合客户的涂布幅宽尺寸信息、极片安全处理 工艺及上述涂布模头腔体设计参数,进行匹配垫片定制化设计。 总体而言,整个产品的设计生产过程具有高度定制化的特点,需要公司对前段工 艺有深刻的理解和丰富的经验,才能够在可控成本内满足不同客户的不同需求, 这也是公司深耕涂布领域多年构建的核心竞争力之一。此外,公司通过多年的经营建立起了成熟的售后网络,8 小时内快速响应,24 小 时或者 48 小时之内可以达到现场,高效完备的售后服务为公司赢得了良好口碑, 树立起了行业内的品牌效应。

3.2.精进制造工艺,产品性能参数比肩海外

凭借着在精密制造上多年的工艺积累,公司开发出了多款高精度涂布模头产品。 目前表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。其他参数 上,公司产品的机械精度理论值略低于国外竞争对手,而涂布效率上相比持平, 并且在价格上具有 30%以上的明显优势。在整体性能和进口模头接近的情况下,公司的产品价格明显低于进口模头,公司 也因此快速进入了宁德时代和比亚迪等头部动力电池厂商供应链。和进口模头相 比的高性价比优势也将成为公司渗透率持续提升的重要动力。

3.3.生产模头需要多项技术结合,公司加大研发投入实现替代

涂布模头的精度对于产品性能影响很大,从而影响极片以及电池的整体性能。涂布 产品的研发和设计靠的也不仅仅是资金的堆砌,而是需要流体力学、材料学、机械 多学科融合,并且对锂电池制造和工艺有深入理解才能设计出高质量的产品,需要 长时的研发投入和经验积累,因此在早期海外企业具有先发优势,国内产品性能上 相对落后。曼恩斯特成立了专门的涂布研发中心和涂布工程实验中心,包括 CFD 分 析实验室,流体检测实验室,涂布实验室和结构实验室等,对涂布工艺和产品进行 深入研究,研发投入不断加大,实现了追赶,已拥有多项国内专利,开发出了双层 涂布模头,全自动调节涂布模头等多项新产品,利用产品领先和国内对手拉开优势。 截止至 2022 年底,公司拥有 18 项发明专利、140 项实用新型专利(其中德国专利 2 项)、13 项外观设计专利、15 项软件著作权和多项专有技术。

3.4.依靠模头向设备拓展,提高单GWh价值量

公司从涂布模头出发,依靠着对涂布的深刻理解,同时为了保证整个涂布过程更加 可靠的工艺稳定性,对涂布前后段的供料除杂设备和干燥设备进行了开发和探索, 并在 2022 年实现了巨大突破,实现了 1.32 亿的设备销售收入,同比增长超过 10 倍。 通过向设备端拓展,公司对应产品的单 GWh 价值量也将不断提升。

4.新兴下游应用前景广阔

锂电领域对于涂布的精度和一致性具有很高的要求,在开发锂电涂布产品的过程 中,公司积累了丰富的 know-how,并逐一对更多的潜在下游应用场景展开探索。依托在锂电行业涂布技术的积累,目前公司已经在氢燃料电池电极、钙钛矿太阳 能电池、有机发光二极管(OLED)等非锂电领域其他应用场景实现了零的突破 (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;在钙钛矿领域,公司产品终端客户为杭州纤纳光电科技 有限公司;

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,未来在双工程技术中心平台的支持下,公司将加快研产一体化的速 度,不断推出适用于不同领域不应用场景的涂布产品。未来,公司将持续加大在 锂离子电池涂布技术的研发投入,重点布局高固含、全固含、固态电解质等新型 涂布技术,推动产品多样化、智能化、信息化;同时将逐步进军半导体先进封 装、钙钛矿太阳能电池、氢燃料电池、液晶显示等领域,不断吸引国内外专业的 技术人才,持续强化公司的涂布技术研发实力,不断攻克涂布技术在各领域的产 业成果转化,完善公司的产品布局。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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