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鋰電池行業復合銅箔全產業鏈分析:優勢突出空間廣闊加速突破

jh18616091022 ? 來源:AIOT大數據 ? 2023-05-22 16:46 ? 次閱讀

1 總論

相較傳統銅箔,復合銅箔結構特殊有諸多優點:復合銅箔的特殊結構可有效控制電 池熱失控問題,提升電池壽命和安全性;以 6μm 銅箔為例,按銅箔質量占動力電池 11% 測算,則 PET、PP 和 PI 銅箔替換傳統銅箔分別可提升動力電池能量密度 6.61%、7.1% 和 6.6%;據測算,PET/PP 銅箔每平米原材料成本約為傳統銅箔的 34%左右;考慮良品 率提升以及規模效應,預計 2025 年 PET/PP 銅箔總成本約為傳統銅箔的 70.8%與 79.6%。

隨著復合銅箔技術進步及應用場景的增加,復合銅箔的市場滲透率將不斷提升,帶 來市場需求增量空間。假設:1)復合銅箔市場滲透率不斷提高,預計 2025 年達到 12%;2)每 GWh 鋰電池所需的復合銅箔面積固定為 1000 萬平方米 3)同一年度,樂觀情形 下,復合銅箔市場滲透率相比中性情形會高出 5%,而悲觀情形下則反之。樂觀情形下, 2025 年預計復合銅箔市場需求有望突破 291 億元。從產業鏈分解角度來看,復合銅箔產業鏈上游主要為相關設備、基膜和其他輔材, 中游為復合銅箔生產廠商,下游為鋰電池生產廠商。上游設備制造頭部廠商卡位優勢明 顯、基膜開始國產替代,其余輔材進展順利;中游制造環節,傳統電解銅箔廠商和轉型 廠商均有參與;下游電池廠商積極推進布局,產業化進展順利。

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1)產業鏈上游

設備端:復合銅箔需求提升有望拓寬上游復合銅箔設備市場空間,2025 年超百億 設備空間。假設:1)一體機滲透率逐年提升 10%;2)兩步法的市場滲透率逐年下降;3)三步法的市場滲透率緩慢提升并趨于穩定。中性情形下,2025 年復合銅箔新增設備 空間有望突破 105.3 億。

各類復合銅箔生產工藝尚不成熟,部分制造設備處于 0-1 的階段,各細分市場格局 迥異,國產替代進口成為大趨勢:1)磁控濺射設備方面,騰勝科技 2.5 代已驗收成功并交付使用,行業內進度領先;2)真空蒸鍍設備方面,相關廠商各有所長,難分伯仲;3)水電鍍設備方面,目前東威科技為國內唯一復合銅箔水電鍍設備量產廠商;4)一體機設備方面,4 月 28 日道森股份發布磁控-蒸鍍一體機設備,已收到下游廠 商訂單,5 月 11 日三孚新科自研一步法設備成功出貨,為全球首臺一步法濕法設備。基膜端:PET/PP 材料適應不同應用場景,目前寶明科技在復合集流體領域較快, PP 及 PET 銅箔有望實現量產。隨著鋰電池需求的持續升溫,假設復合銅箔滲透率逐漸 提升,樂觀性預期下我們預計 2025 年 PET/PP 復合銅箔市場需求量有望接近 18.9/18.9 億平方米,市場空間有望達 3.53/2.45 億元。雙星新材、康輝新材、東材科技等快速開拓 PET/PP 基材的研發生產與市場開發,在基膜膜材上實現國產化替代。

輔材端:銅靶材市場集中度高,為世界巨頭壟斷,國內廠商成長迅速。國內企業雖 處于國產替代初期,但頭部廠商成長迅速。銅靶材龍頭為阿石創、江豐電子等。鍍銅化 學品方面,光華科技為電鍍液龍頭,三孚新科專注化學鍍銅化學品開發。光華科技 PET 復合銅箔鍍銅技術優勢明顯,三孚新科積極推進復合銅箔電鍍化學品測試,進展順利。

2)產業鏈中游

目前復合銅箔進入產業化量產前夕,部分廠商已進入驗證階段,產業啟動信號明顯。中游銅箔廠商穩步擴建產能,積極推動復合集流體的研發與送樣驗證。目前生產復合銅 箔的廠商主要分為傳統鋰電銅箔生產商及技術上具備共同性適合轉型至復合銅箔領域的 兩類參與者。前者主要包括諾德股份、嘉元科技等,后者主要包括寶明科技、雙星新材、 阿石創等。

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3)產業鏈下游

復合銅箔制造與應用仍有翹曲、褶皺、穿孔等問題亟待解決,大規模應用前需通過三道測試環節,多數復合銅箔廠商仍處于電池廠測試階段。通過了加工性能評測與循 環性能評測,至下游主機廠進行路試評測收到合格反饋后,方具備大規模應用量產條件。下游電池廠積極推進復合銅箔測試與布局進程。寧德時代合計持有復合集流體相關 專利 24 項、比亞迪合計持有復合集流體相關專利 5 項、國軒高科合計持有復合集流體 相關專利 19 項、億緯鋰能合計持有流體相關專利 4 項。廈門海辰謀劃布局相關專利同 時進行復合銅箔產線研發建設,合計持有復合集流體相關專利 34 項,規劃產線 8 條。

我們認為復合銅箔行業投資的優先級如下:設備廠商 >基膜轉型復合銅箔制造廠 商 > 其他具有上下游整合能力以及進度領先企業 > 其他。1)從設備端來看:磁控濺射以及水電鍍設備是復合銅箔生產中不可或缺的關鍵生產 要素。其中,道森股份復合銅箔設備研發項目進展較為順利,預計今年一季度完成設備 組裝調試。東威科技為國內唯一實現復合銅箔水電鍍設備量產企業,先入者優勢明顯;2)從材料端來看,具有基膜生產經驗和關鍵技術,能在良率改進的關鍵問題上進行 攻關的廠商具有明顯競爭優勢,雙星新材具備先發優勢;3)具有上下游整合能力以及進度領先的企業,若能解決復合銅箔的良率與成本的權 衡問題,也將具有重大競爭優勢。相關公司:寶明科技、阿石創、重慶金美等。

2 復合銅箔性能優安全強成本低,市場空間有望 突破 291 億元

相較傳統銅箔,復合銅箔結構特殊有諸多優點:復合銅箔的特殊結構可以有效控制 電池熱失控問題,提升電池壽命和安全性;以 6μm 銅箔為例,按照銅箔質量占動力電 池 11%測算,則 PET、PP和 PI銅箔替換傳統銅箔分別可提升動力電池能量密度 6.61%、 7.1%和 6.6%;據測算,PET/PP 銅箔每平米原材料成本約為傳統銅箔的 34%左右;考 慮到工藝成熟良品率提升以及規模效應,預計 2025 年 PET/PP 銅箔成品總成本約為傳 統銅箔的 70.8%與 79.6%。同時,復合銅箔也有一定劣勢:如產熱高導熱差、電池循環 壽命略低等,復合銅箔推廣仍需突破上述問題。

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隨著復合銅箔技術進步及應用場景的增加,復合銅箔的市場滲透率將不斷提升,帶 來市場需求增量空間。假設:1)復合銅箔市場滲透率不斷提高,預計 2025 年達到 12%;2)每 GWh 鋰電池所需的復合銅箔面積假設為 1000 萬平方米 3)同一年度,樂觀情形 下,復合銅箔市場滲透率相比中性情形會高出 5%,而悲觀情形下則反之。根據我們的中 性情景測算,預計 2025 年復合銅箔市場空間將達到 179.05 億元;樂觀情形下,2025 年預計復合銅箔市場需求有望突破 291 億元。

3 復合銅箔全產業鏈剖析

復合銅箔產業鏈上游主要為相關設備、基膜、銅靶材及鍍銅化學品廠商,中游為復 合銅箔生產廠商,下游為電池生產廠商,包含動力電池、儲能電池、消費電池等。復合 銅箔上游原材料主要包含 PET/PP 基膜、濺射銅靶材及鍍銅化學品等:基膜廠商主要包 括雙星新材、東材科技等;濺射靶材廠商主要包括阿石創、有研新材等;鍍銅化學品的 主要生產廠商為光華科技及三孚新科。復合銅箔相關生產設備主要有復合銅箔制造設備 (磁控濺射設備、真空蒸鍍設備、水電鍍設備等)、復合銅箔一體機及超聲波焊接設備, 主要參與廠商包括東威科技、道森股份、騰勝科技、驕成超聲等。中游制造環節,傳統 電解銅箔廠商中一科技、諾德股份及金美科技、寶明科技等新進入者都有參與。鋰電池 為復合銅箔的主要下游應用領域,龍頭電池廠商包括寧德時代、比亞迪、國軒高科等。

3.1 復合銅箔工藝與設備未成定局,國產廠商百家爭鳴

復合銅箔制備的基本工藝分為物理相沉積、化學相沉積和水電鍍,三種工藝各有所 長。1)物理相沉積方法包括離子鍍法、磁控濺射法和真空蒸鍍法:離子鍍法因設備繁多、 操作復雜,未能在復合銅箔制造中得到廣泛應用。磁控濺射法因其鍍層附著力好、純度 高且效果可控的優點,常用于基膜層的打底。真空蒸鍍法附著力弱但均勻性強,且效率 是磁控濺射的 2-3 倍,故常作為磁控濺射法的補充用于提高整體效率;2)化學相沉積方 法常在濕式一步法中使用,業內主要使用廠商為三孚新科,具有工序簡單、無切邊效應 和適合各種基膜材料的優點,但其效率較低且需要額外投資;3)水電鍍的鍍銅效率最高, 但附著性較差、對工藝要求高且具有一定污染性,常與磁控濺射法與真空蒸鍍法搭配使 用以兼顧銅層附著性與效率。

三種主流復合銅箔制備方法各有優劣。1)一步法:通過化學沉積或是磁控濺射一體 機一步成型。其主要優點是:工序簡單,均勻性好且良品率高,存在技術壁壘難以被模 仿,缺點是效率較低,需要額外設備投資,是否能在效率與良品率的權衡下優于目前主 流的兩步法尚有待觀察;2)兩步法:采用磁控濺射法打底,再由高效的水電鍍法完成絕 大部分工作。在使用磁控濺射保證打底銅層的附著性的基礎上,大大提高效率,但相比 一步法,均勻性略差;3)三步法:則是在兩步法的基礎上增加了真空蒸鍍工藝,其主要 優點是具有最高的生產效率。主要缺點是工序繁多,且真空蒸鍍工藝的高溫環境容易使 高分子基膜穿孔,良品率低。綜合效率與良品率考慮,兩步法在行業內進展較快。

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復合銅箔主流生產工藝未定,部分制造設備處于 0-1 的階段。從需求側來看:下游 電池廠商對復合銅箔試樣積極性較高,對于復合銅箔的設備的需求逐步落地;從供給側 來看:復合銅箔設備正處于進口替代階段。國產設備制造商正快速追趕外資制造商的步 伐,產品競爭力大幅提升,有望實現復合銅箔制造設備的國產化替代。

復合銅箔應用于鋰電池制造需額外一道極耳轉印焊工藝。傳統銅箔在應用于下游鋰 電池制造時需通過預焊實現多層極耳箔材的連接,再通過終焊將多層極耳箔材和連接片 焊接。復合銅箔高分子基膜的絕緣性決定電池極耳箔材只有與復合銅箔的銅層相連接才 能實現電流的傳輸。而極耳與復合銅箔之間焊接難度大,強度低,傳統焊接方法難以滿 足應用需求。因此,基于超聲滾焊的極耳轉印焊技術是復合集流體重要的應用工藝。

復合銅箔需求提升有望拓寬上游復合銅箔設備市場空間,2025 年超百億設備空間。假設:1)復合銅箔一體機的滲透率逐年提升 10%,單 GWH 復合銅箔所需面積為 1000 萬平方米;2)兩步法的市場滲透率逐年下降;3)三步法的市場滲透率緩慢提升并趨于 穩定。在中性情形下,根據我們的測算,至 2025 年,磁控濺射-蒸鍍一體機的新增市場 空間有望接近 53 億元,兩步法設備新增市場空間有望達到 52.6 億元,而三步法設備新 增市場空間預期為 7.3 億元。

樂觀情形下,2025 年復合銅箔新增設備空間有望突破 209 億元。以一體機設備為 例,影響一體機設備空間的兩個核心變量為復合銅箔滲透率和一步法工藝的滲透率:中 性情形為按照上述表格中的假設測算所得的一體機設備新增空間,即 2025 年新增 52.6 億元;樂觀情形則為復合銅箔滲透率在中性假設的基礎上增加 3%,同時一步法設備的滲透率增加 5%,悲觀情形則反之??傻?2025 年樂觀情況下,復合銅箔一體機設備、兩 步法設備和三步法設備新增空間分別為 95.47、92.67 和 21.67 億元,設備總空間約為 209.81 億元。

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復合銅箔設備細分市場格局迥異,騰勝科技、東威科技與驕成超聲在各自領域具備 優勢地位,國產替代進口大勢所趨。從制備方法層面:磁控濺射+水電鍍的兩步法是目前 主流選擇,但一步法與三步法仍在快速迭代追趕,并未形成定局。從工藝維度來看:1) 國內磁控濺射設備市場騰勝科技和洪田科技較為領先;2)而真空蒸鍍設備市場未出現明 顯龍頭企業,匯成真空、道森股份(一體機)等均有所布局;3)水電鍍設備分為垂直電 鍍和水平電鍍兩類,復合銅箔制備所需的水平電鍍設備,國內廠商東威科技具備相應量 產能力;4)在一步法設備上,道森股份已于 4 月發布磁控-蒸鍍一體機設備,三孚新科 量產型一步式全濕法復合銅箔電鍍設備成功出貨,二者均兼容 PET、PP 基膜;5)在電 池端的焊接設備上,驕成超聲超聲波滾焊機已為寧德時代供貨,超聲焊接設備市場占有 率達到 30%。

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3.2 PET/PP 基膜雙線并行,輔材板塊進展順利

3.2.1 基膜:進口品牌較為強勢,逐步實現國產替代

復合銅箔主要使用 PET、PP 和 PI 三種高分子材料替換部分銅材,三種材料各有 優劣。PET 材料熔點高且韌性好,在磁控濺射環節穩定性較好,改善性能后常溫下循環 性能優于 PP 材料;PP 材料密度最低,可最大幅度提高能效且耐酸堿性能及高溫循環 表現優異,但熔點和機械強度不如 PET,在磁控濺射環節基膜易被刺穿,與銅的結合性 問題仍有待突破;PI 材料性能優異,但成本過高難以推廣。寶明科技 PET 銅箔產能穩 步推動,預計 2023 年 Q2 實現量產,PP 路線亦加速推進。

以生產規模和產品種類來看,BOPET 薄膜前 4 大供應商分別是杜邦帝人、東麗 (Toray)、三菱化學(Mitsubishi Chemical)、SKC,BOPP 薄膜主要由 Taghleef、 Gettel Group、Innovia(CCL Industries)等廠商生產。杜邦帝人等 4 家公司的 BOPET 產能約占全球產能 43%,1995 年一度達到 58%。隨著新廠家的不斷加入,4 大廠商的 產能份額正逐步減少,集中度逐步發散。日本東麗公司產品應用于普通工業用材料、包 裝材料與磁性材料;帝人杜邦主要生產用于包裝、電器、光學電子等市場的聚酯薄膜產 品;三菱化學主要產品包括電子電器、包裝膜等;SKC 在韓國長期占據磁記錄、光記錄 介質市場的榜首地位,并在全球市場占據了相當大的份額。BOPP 薄膜由少量跨國大型 企業與大量區域型中小企業組成,包括 Taghleef、Gettel Group、Innovia(CCL Industries)、 Oben Group 和福建福融新材,韓國東麗也有產能擴充,2021 年全球 CR5 達 16%。從 銷量來看,亞太地區對 BOPP 產品需求最大,份額約占 68%左右,其次為歐洲地區,約 占 13%左右。

雙星新材、康輝新材為國內主要 PET 基膜生產廠商,東材科技、沃格光電分別前瞻 布局 PP 基膜與 PI 基膜領域。近兩年,雙星新材、康輝新材、東材科技等企業基于在高 分子膜材上的多年技術積累,快速開拓 PET/PP 基材的研發生產與市場開發。在復合銅 箔用基材上基本實現了對日本東麗等傳統行業龍頭的部分國產化替代??递x新材自 2020 年開始對 PET 復合銅箔用基膜進行立項開發。其利用集團全產業鏈優勢,使用自有 PTA、 MEG,自主研發功能性母粒,產線配備 CCD 在線瑕疵檢測設備,結合自主創新的工藝 技術,其自主研發的 PET 復合銅箔用基材具有拉伸強度高、熱穩定性佳、微觀平整度高 等特點。雙星新材目前首條 PET 復合銅箔膜項目已調試投產,在密實度、延展性方面優 勢顯著。東材科技目前擁有 3 條 PP 膜產線,其中一條可生產超薄型 PP 薄膜,年產能約為 1,500-2,000 噸,并已向法拉電子、豐明電子等國內知名新能源電容器廠商穩定 供貨,結合當前在建 2 條產線預計總產能可達 4500-5000 噸/年。此外,沃格光電也已確 認進入 PI 基膜領域,或將同時涉及 PI 基膜與成品復合銅箔領域。雙星新材為全球聚酯 薄膜的最大生產商,目前已形成光學級聚酯材料、新能源材料、可變信息材料、PETG 熱 收縮膜、聚酯功能膜五大發展布局。PET 銅箔基膜 4.5μm 厚度與公司原有信息材料膜 厚度相似,豐富的聚酯薄膜生產經驗使公司在 PET 基膜領域具備技術優勢,當前雙星新 材借助前期積累加速布局復合銅箔生產領域。

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高端 PET 薄膜進口依賴度較大,目前尚未完全實現國產替代。由于單獨開發優化 的邊際成本較高,目前我國市場外售的 PET 銅箔基膜并未有過獨立開發和優化,高端 PET 基膜主要依靠海外進口,日本東麗、三菱等占據主要份額。分結構看,我國聚酯薄 膜進口種類主要為高附加值的特種功能性聚酯薄膜,出口則多為普通包裝用途。2015- 2020 年我國進口高附加值的特種功能性聚酯薄膜數量整體保持增長趨勢。2021 年,我 國出口 PET 薄膜量略高于進口量,進口金額約兩倍于出口金額,進口單價較出口單價高 出約 141.9%,國產 PET 基膜仍有較大高端化空間。

國內 PP 薄膜產能處于良性增長狀態,功能性薄膜逐漸轉向供需平衡。2014 以來我 國 PP 薄膜產能整體呈上升趨勢,2016 年開始由于環保政策收緊增速有所下降,產能規 模進入良性增長狀態。截至 2021 年 7 月,中國 PP 行業產能已達 667 萬噸,生產線條 數 200 余條。從產品類型來看,我國傳統 BOPP 薄膜市場供應相對充足,而功能性 PP 薄膜起步較晚且技術壁壘較高,國內產能布局尚不充分,但隨技術發展正逐漸由結構性 供不應求走向供需平衡狀態。

隨著鋰電池需求的持續升溫,假設復合銅箔滲透率逐漸提升,樂觀性預期下我們預 計 2025 年 PET/PP 復合銅箔市場需求量有望接近 18.9/18.9 億平方米,市場空間有望 達 3.53/2.45 億元。

3.2.2 其他輔材:銅靶材與鍍銅化學品穩步發展

(1)銅靶材

高純銅靶材為優良濺射材料,市場集中度高為世界巨頭壟斷,國內廠商成長較為迅 速。濺射靶材是一組主要用于薄膜鍍膜的特殊材料,高純銅靶材是高純度銅經過熔煉、 鍛造、軋制和熱處理等工藝后的產物,是真空鍍膜行業的優良濺射材料。高純銅材料具 有電阻率低、導電性好等優勢。靶材市場集中度高,主要被世界巨頭壟斷。國內市場起 步較晚,少數廠商突破技術門檻。目前,全球濺射靶材市場的龍頭企業主要有 JX 日礦金 屬、霍尼韋爾、東曹和普萊克斯,市場份額分別為 30%、20%、20%和 10%,合計壟斷 了全球 80%的市場份額。國內企業雖然處于國產替代初期,但頭部廠商成長迅速,如江 豐電子、隆華科技、阿石創、有研新材等公司掌握了濺射靶材生產的核心技術,國產鋁、銅、鉬等靶材逐漸嶄露頭角,填補了國內在濺射靶材領域的空白,其中復合銅箔生產原 料之一的銅靶材主要龍頭公司為阿石創、江豐電子及有研新材。

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阿石創自 2002 年以來一直專注 PVD 鍍膜材料研發、生產和銷售,主導產品為濺射 靶材和蒸鍍材料兩個系列產品,主要用于制備各種薄膜材料。阿石創為目前布局復合銅 箔產業鏈中少數主營 PVD 鍍膜領域的公司,PET 銅箔生產技術與 PVD 濺射鍍膜技術具 有同源性,公司以成熟的 PVD 鍍膜經驗為基礎,積極布局復合集流體領域,有望解決 PVD 設備工藝的穩定性、連續性問題。

(2)鍍銅化學品

按反應類型分,鍍銅工藝主要分為物理沉積(PVD)法與化學鍍銅法,二者均需要 鍍銅化學品參與。PVD 法主用化學品為電鍍液,化學鍍銅法主用化學品為化學鍍銅液。1)電鍍液:電鍍液主要應用于 PVD 兩步法、三步法中的水電鍍步驟。PET 基膜經過磁 控濺射(真空蒸鍍)后具有導電性,將其浸入電鍍液中正反兩面通電即可進行金屬化沉 積。2)化學鍍銅:還原劑化學鍍銅工藝通過特殊的化學銅鍍液配合,只需一步即可完成PET 銅箔生產。化學鍍銅是指在具有催化活性的表面上,通過還原劑的作用使銅離子還 原析出形成銅層的金屬化過程,成品銅層致密,與基材間具有極佳的結合力,且可以解 決邊緣效應,提升銅箔均勻性。光華科技為電鍍液廠商龍頭,三孚新科專注化學鍍銅化學品開發。光華科技為國內 少數提供電鍍液的企業,目前正在加快推進 PET 鍍銅專用化學品的應用與整套化學品解 決方案推廣;公司的 PCB 藥水可應用于水平沉銅、垂直沉銅等電鍍環節,針對 PET 復 合銅箔后道水平鍍銅工藝技術優勢明顯;此外,此類電鍍液在化學鍍銅一步法中也可以 應用。目前國內從事 PET 鍍銅專用化學品的開發的公司為三孚新科,公司正在積極推進 復合銅箔電鍍專用化學品的測試工作,目前總體進展順利,預計 2023 年可能有 PET 鍍 銅產品批量訂單。

3.3 制造端:產業化前夕,部分廠商已逐步實現量產

目前復合銅箔進入產業化量產前夕,部分廠商已進入驗證階段,產業啟動信號明顯。中游銅箔廠商穩步擴建產能,積極推動復合集流體的研發與送樣驗證。目前生產復合銅 箔的廠商主要分為傳統鋰電銅箔生產商及技術上具備共同性適合轉型至復合銅箔領域的 兩類參與者。前者主要包括諾德股份、嘉元科技、中一科技等,此類公司已通過原有業 務與下游客戶建立深度合作,有望憑借市場優勢實現業務條線從傳統銅箔到復合銅箔的 順利轉移。后者主要包括寶明科技、雙星新材、阿石創等,此類公司一般主營復合銅箔 相關業務,通過 ITO 鍍膜、PET 基膜制造等原有技術積累跨業進入復合銅箔制造領域。目前布局復合銅箔的廠商中,寶明科技、金美新材進度較快;雙星新材量產首條線產品 完成開發,已有部分意向訂單;萬順新材已送下游客戶認證但尚無訂單。漢嵙新材已采 購道森的磁控濺射一體機,調試完成后有望積極送樣;三孚新科已具備產業化條件,一步法全濕復合銅箔電鍍設備已出貨。

目前國內復合銅箔制造廠商中重慶金美、寶明科技進度較快。寶明科技復合銅箔產 品已送樣多家客戶,贛州項目一期達產后預計實現年產能 1.5-1.8 億平。從產能布局看重 慶金美規模較大,公司布局復合銅箔較早,2019 年進入多功能復合集流體薄膜材料領域, 2020 年與寧德時代開始合作,目前一期總投資 15 億元,年產能 3.5 億平,二期、三期 規劃 2025 年形成產值 100 億元。其他公司中,廈門海辰一期投資 10.5 億建設年產 2.1 億平復合銅箔及 0.73 億平復合鋁箔產線;雙星新材 2020 年著手 PET 復合銅箔立項, 計劃 2025 年完成 5 億平米項目建設。

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3.4 下游電池廠商積極布局,目前多處測試階段

復合銅箔制造與應用仍有諸多問題亟待解決。從制造角度而言,復合銅箔加工 過程中,會出現翹曲、褶皺,箔材穿孔,輥壓斷帶以及鍍層厚度不均的問題:箔材邊 緣翹曲、褶皺將會影響下游電池端極耳轉印焊的強度,進而影響鋰電池性能表現。而磁控濺射、真空蒸鍍造成的基膜穿孔進一步會導致復合銅箔輥壓過程中出現斷帶 現象。輥壓過程中每出現一次斷帶,就需要報廢近 20m 的料帶且耗時 15 分鐘進行 人工接帶處理,嚴重影響成品良率和最終成本。除此之外,復合集流體的銅鍍層厚 薄不均將會導致鋰電池的阻抗變大,進而降低電池充放電效率;從下游應用而言, 復合銅箔在高溫環境和強酸強堿環境下的循環性能表現有待提升:常溫循環下, PET/PP 銅箔循環壽命在 2000/1850 圈左右;高溫循環下,下降到 1350/1450 圈左 右;而在強酸、強堿電解液環境下,PET 銅箔循環壽命只有 800 圈左右。距離鋰電 池常規循環壽命要求常溫 2500 圈,高溫 1800 圈仍有一定差距。

復合銅箔大規模應用前需通過三道測試環節,多數復合銅箔廠商仍處于電池廠測試 階段。在復合箔材實際大規模應用于鋰電池生產之前,需要經過加工性能評測、循環性 能評測以及主機廠路試評測。加工性能評測用時較短,需要數周時間,復合銅箔加工的 整線良率需達到約 90%方達到大規模量產標準;而循環性能評測用時較長,需要 3-6 月 時間,測試標準為電池在 100%-80%的容量衰減區間內所能循環的圈數,鋰電池循環圈 數需達到 2500 圈(常溫)/1800 圈(高溫)方達到實際應用標準。當通過了加工性能評 測與循環性能評測后,由同批次電池制成的模組會被提交至下游主機廠進行路試評測, 最終收到合格反饋后,復合箔材才具備大規模應用量產的條件。

下游電池廠積極推進復合銅箔測試與布局進程。復合銅箔可應用于下游動力電池、 儲能以及消費電子的制造。動力電池領域,寧德時代、比亞迪、國軒高科、億緯鋰能等 多家動力電池廠積極推進復合集流體相關專利布局。其中,寧德時代合計持有復合集流 體相關專利 24 項,間接持股金美新材,并收到包括重慶金美在內多家復合銅箔廠商送 樣。比亞迪合計持有復合集流體相關專利 5 項,現積極測試驗證下游廠商送樣。國軒高科合計持有復合集流體相關專利 19 項。億緯鋰能合計持有流體相關專利 4 項;儲能領 域,廈門海辰在謀劃布局復合集流體相關專利的同時進行復合銅箔產線的研發與建設, 合計持有復合集流體相關專利 34 項,規劃復合銅箔產線 8 條。

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廣汽埃安發布彈匣電池槍擊測試,復合集流體安全性能表現亮眼。2023 年 3 月 30 日,廣汽埃安發布彈匣電池技術 2.0,公布全球首次實現電池整包槍擊不起火的試驗結 果,首次解決多電芯順勢短路、爆裂性破壞等極端環境下的電池安全難題。通過超穩電 極界面、阻熱相變材料、電芯滅火系統等一系列安全技術,實現極致電池安全防護。其 中超穩電極界面搭載復合集流體材料,在電池快速升溫時坍塌,阻止電流繼續通過,進 而起到降低電池升溫速率的效果。在納米陶瓷材料、復合集流體以及耐氧化阻燃劑的防 護下,能有效降低熱失控狀態下的電芯升溫速率近 20%。

4 投資分析

我們認為復合銅箔行業投資的優先級如下:設備廠商 >基膜轉型復合銅箔制造廠 商 > 其他具有上下游整合能力以及進度領先企業 > 其他。復合銅箔生產的關鍵因素在 于設備以及關鍵制造參數。1)從設備端來看:磁控濺射以及水電鍍設備是復合銅箔生產中不可或缺的關鍵生產 要素。其中,洪田科技(道森股份子公司)復合銅箔設備研發項目進展較為順利,公司 的磁控濺射一體機可以一次性完成基膜雙面鍍 1um 銅箔,無需水電鍍環節,預計今年一 季度完成設備組裝調試。東威科技為國內唯一實現復合銅箔水電鍍設備量產企業,掌握 設備關鍵技術與核心參數,先入者優勢明顯;2)從材料端來看,PET 材料在實際應用中仍有箔材穿孔、不耐強酸強堿等諸多問 題需要改進,PP 材料與銅的結合性有待加強。具有基膜生產經驗和關鍵技術,能在良率 改進的關鍵問題上進行攻關的廠商具有明顯競爭優勢,雙星新材具備先發優勢;3)具有上下游整合能力以及進度領先的企業,若能解決復合銅箔的良率與成本的 權衡問題,也將具有重大競爭優勢。

5 重點公司分析

5.1 東威科技:老牌電鍍設備廠商,獨家量產復合銅箔水電鍍 設備

電鍍設備底蘊深厚,獨家量產復合銅箔水電鍍設備先發優勢明顯。主營高端精密電 鍍設備,業務遍及垂直、水平膜材電鍍設備、滾鍍式設備與龍門式電鍍設備,深耕電鍍 領域近二十載,電鍍設備底蘊深厚。國內首度實現復合銅箔生產所需水平電鍍設備,設 備良率已達 90%以上,截止 2022 年 11 月 15 日,公司已與寶明科技等復合銅箔廠商簽 訂訂單,總價值超過 17 億元?,F有昆山生產總部與安徽廣德工廠兩大產線,預計 2023 年將具備水電鍍設備產能 100-300 臺。

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5.2 驕成超聲:復合銅箔綁定超聲滾焊,傳統超聲焊龍頭有望把握第二增長極

復合銅箔綁定超聲滾焊設備,老牌焊接廠商加快戰略布局。相比傳統銅箔,復合銅 箔應用于下游電池制造需額外極耳轉印焊工序。公司從事焊接設備業務多年,動力電池 超聲焊接設備及其配件市場占有率約為 30%,兼具技術與管理經驗,市場份額呈上升趨 勢。復合銅箔滾焊設備于 2017 年通過客戶驗證,技術指標領先,焊接速度可達 80m/min 以上,復合集流體電池應用超聲滾焊設備現為行業獨家供應,未來有望保持行業領先地 位。

5.3 道森股份:轉型電解銅箔設備為基,布局復合銅箔設備為 新增長極

道森為老牌油氣設備供應商逐步剝離低效資產,收購洪田進軍新能源設備制造。洪 田科技核心產品為電解銅箔陰極輥、生箔機、陽極板、高效熔銅罐、表面處理機等,年 產能超過 1000 余臺套,盈利能力較強;復合銅箔方面,公司加快研發布局,有望憑借磁 控濺射一體機方案實現占位。

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5.4 雙星新材:全球 BOPET 行業龍頭,借助產業鏈優勢率先 實現布局

一體化基膜產線突出成本優勢,技術經驗助推復合銅箔領域布局。雙星新材是全球 產量最大的 BOPET 生產商,聚酯薄膜的市場占有率連續多年位居全球第一。生產模式 具有從切片-基膜-成品膜一體化的特點,成本優勢明顯。PET 銅箔基膜厚 4.5μm,與公 司原先的優勢產品信息材料膜厚度相似,2021 年公司可變信息材料全球市占率達 50% 以上,我們認為兩種產品制程和工藝的共通性有望使雙星新材在復合銅箔 PET 基膜賽道 快速布局,率先實現受益。

5.5 阿石創:PVD 鍍膜領軍企業,率先布局復合銅箔

阿石創為國內PVD鍍膜材料行業領軍企業,領先其他廠商率先布局復合銅箔領域。阿石創踏入 PVD 鍍膜領域已有 20 年歷史,積累了豐富的膜層設計、膜系分析經驗,奠 定了堅實的技術基礎。公司在設備端與日本愛發科、美國 AKT、新科隆等鍍膜設備廠商 保持良好的溝通,已累計服務全球客戶超四百家,涵蓋了光學光通訊、平板顯示、節能 玻璃、光伏等諸多領域。目前布局復合銅箔的廠商中唯阿石創主營 PVD 鍍膜領域,PET 銅箔生產技術與 PVD 濺射鍍膜技術具有同源性,公司正以成熟的 PVD 鍍膜經驗為基礎, 積極布局復合集流體領域,有望解決 PVD 設備工藝的穩定性、連續性問題。

5.6 寶明科技:較早批量送樣廠商之一,與比亞迪實現合作

寶明科技復合銅箔生產進度國內領先,與比亞迪已達成合作。公司為大批量送樣最 早廠商,PET、PP 銅箔雙線并行但目前 PP 銅箔進展較快,復合銅箔生產良率接近 90%。目前已在比亞迪拿到認證,未來或與國軒高科達成合作。產能規劃方面,贛州項目一期 預計 23 年 4 月達產,達產后預計實現年產能 1.5-1.8 億平。

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5.7 元琛科技:多年深耕高分子膜技術,地處產業鏈中心獲政 府支持

元琛科技高分子膜領域技術領先,位于合肥新能源產業鏈中心。公司主要從事過濾 材料、煙氣凈化系列環保產品的研發、生產、銷售,第三方環境檢測、催化劑性能驗收 業務,擁有危廢經營許可、CMA 及 CNAS 資質。公司多年深耕高分子膜材料領域,核 心技術包括 PTFE 復合乳液滲膜技術、PTFE 納米膜復合技術、針眼熱熔覆膜密封技術 等,與復合銅箔技術具有協同性。此外,公司目前處于合肥市新能源產業鏈的中心區域, 落地過程得到政府大力支持。公司從 2020 年開始關注復合集流體,2021 年年底正式立 項。2022 年 11 月底, 公司與東威科技簽訂 2.5 代雙邊夾卷式水平鍍膜線設備采購框 架協議。12 月底,公司召開復合箔材新產品發布會,首條復合銅箔產線達產,首批產品 順利下線,并開始進行送樣測試。我們認為,技術優勢疊加地方政策支持有望推動公司 受益復合銅箔產業化趨勢。

5.8 英聯股份:傳統業務為快消品金屬包裝,投資 30.89 億元 全力布局復合集流體領域

英聯股份主營金屬包裝領域,大力布局復合集流體產業。公司自成立以來,一直致 力于快消品金屬包裝領域的研發、生產、銷售。2022 年公司發布公告稱擬出資 5000 萬 在四川設立子公司,用于 PET、PP、PI 等材料復合銅箔及相關材料的研、產、銷業務, 正式切入復合集流體領域。截至目前,公司共計劃投資 30.89 億元投資新能源汽車動力 鋰電池復合銅箔、復合鋁箔項目,項目分為 2 期,建設期約 3 年,總計投資建設 100 條 復合銅箔和 10 條復合鋁箔生產線。未來公司有望通過豐富的管理經驗與成本優勢在復 合銅箔行業達成占位。

審核編輯 :李倩

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原文標題:鋰電池行業復合銅箔全產業鏈分析:優勢突出空間廣闊加速突破

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