研究报告全文：复合铜箔复合之光熠熠生辉行业TableIndustry深度报告TableReportTime2023年2月24日TableCoverAuthor娄永刚黄礼恒金属新材料行业首席分析师金属新材料行业联席首席分析师S1500520010002S1500520040001010-8332671618811761255louyonggangcindasccomhuanglihengcindasccomTableCoverReportList证券研究报告复合铜箔TableTitle复合之光熠熠生辉行业研究2023年2月24日本期内容提要行业深度TableReportType报告TableSTableSummary复合铜箔的ummary三明治结构能够有效提升锂电池的综合性能PET有色金属TableStockAndRank铜箔采用PET聚对苯二甲酸乙二酯等高分子材料替换部分金属呈现出部分去金属化PET铜箔的结构为三明治式即中间是厚度投资评级看好为4-6mPET绝缘层两边由厚度为1m的铜箔包裹PET铜箔可上次评级看好显著提升电池安全性和能量密度且减少铜箔厚度用铜量较小可有效降低原材料成本TableAuthor高安全性是复合铜箔的主打优势复合集流体中间的高分子基材具有娄永刚金属新材料行业首阻燃特性其金属导电层较薄短路时会如保险丝般熔断在热失控席分析师前快速融化电池损坏仅局限于刺穿位点形成点断路复合集流执业编号S1500520010002联系电话010-83326716体产生的毛刺尺寸小叠加高分子材料层受热发生的断路效应短时邮箱louyonggangcindasccom间内可大大降低短路电流也可有效防止锂枝晶穿透隔膜引发的热失控黄礼恒金属新材料行业联低成本是产业化加速的基石在传统锂电铜箔中直接材料成本占锂席首席分析师电铜箔总成本的比例较大达83因此传统锂电铜箔的总成本对阴执业编号S1500520040001极铜价格变动的敏感性较高PET铜箔原材料成本占比约31成联系电话18811761255邮箱huanglihengcindasccom本占比远低于传统铜箔由于PET基膜价格远低于铜价而PET铜箔用45um的PET替代了4um厚度的铜箔6um电解铜箔原材料成本为元2而复合铜箔原材料成本仅为元2能够降低342m119m65的原材料成本高渗透率下复合铜箔成长空间广阔我们对复合铜箔分别进行保守中性乐观情况预测对应2025年渗透率分别为101520保守情况下估计2025年复合铜箔需求为237亿平米市场空间约为1306亿元中性情况下预计2025年复合铜箔需求为356亿平米市场空间约为1958亿元乐观情况下预计2025年复合铜箔需求为475亿平米市场空间约为2611亿元投资建议复合铜箔产业化的核心驱动要素是安全性低成本以及轻量化在锂电池大规模扩产和产品性能提升的背景下复合铜箔有望凭借其高安全低成本兼容性强等性能优势在新能源领域打开广阔的市场增长空间随着企业近几年不断的技术研发设备改造产线调试试产试用验证等我们预计2023年复合铜箔有望开始批量商业化应用在行业格局尚未成型之前率先完成下游验证突破设备良率难关的企业可占据先发市场优势建议重点关注积极布局复合铜箔的宝明科技万顺新材中一科技诺德股份嘉元科技风险因素PET复合铜箔产业化进程低于预期行业竞争加剧风险信达证券股份有限公司新能源汽车产销量不及预期原材料大幅上涨复合铜箔关键设备产CINDASECURITIESCOLTD北京市西城区闹市口大街9号院1号楼业化不及预期邮编100031请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom2目录电解铜箔行业简介5电解铜箔概述5锂电铜箔概述5电解铜箔的生产工艺7新基建新能源带动铜箔需求电解铜箔维持高增长8在碳中和背景下国内铜箔需求保持高速增长8电解铜箔市场集中度较高锂电铜箔占比逐渐提升8锂电铜箔薄型化成为趋势6um以下铜箔占比提升9铜箔加工费逐渐回落电解铜成本成为影响铜箔价格走势的关键因素10优异的性能契合锂电池发展方向复合铜箔或成为趋势11三明治结构能够有效提升锂电池的综合性能11复合铜箔的核心壁垒是生产工艺和设备12复合铜箔基膜主要采用PET基膜而PP膜电池端性能更好13打破不可能三角复合铜箔产业化在即14高安全性是复合铜箔的主打优势14低成本是产业化加速的基石15轻薄化打开广阔的应用空间18PET铜箔尚处于技术验证阶段产业化元年来临19市场需求强烈驱动复合集流体产业化加速19复合集流体市场需求及空间测算21新能源汽车市场保持高速增长锂电池铜箔行业持续受益21锂电池需求快速增长复合铜箔市场空间广阔21强兼容为复合铜箔需求打开另一片蓝海22高渗透率下复合铜箔成长空间广阔23投资建议24风险因素25表目录表1锂电池铜箔关键技术指标6表220202021年我国电解铜箔行业总体经营情况统计8表3不同厚度的锂电铜箔对性能影响对比10表4复合铜箔和传统铜箔对比情况12表5复合铜箔和传统铜箔工艺对比12表6PIPPPET薄膜性能和应用情况对比13表7复合铜箔与传统铜箔原材料成本对比15表8复合铜箔单位成本测算17表9复合集流体对于电池能量密度的提升18表10PET铜箔发展历程19表11国内复合铜箔产业链主要企业相关领域布局20表12PET复合铜箔需求及市场空间测算24图目录图1电解铜箔的分类5图2锂电铜箔在锂电池产业链中的位置6图3电解铜箔生产流程图7图4电解生箔原理图7图5生箔机和钛合金阴极辊实物图7图6电解铜箔实物图7图720122021年我国电解铜箔产能产量增长趋势万吨8图82021年电子电路铜箔销量万吨以上规模企业市场占比9图92021年锂电池铜箔销量五千吨以上规模企业市场占比9图1020182021年国内锂电池铜箔各规格产量变化趋势吨9图112021年国内锂电池铜箔各规格产量占比9请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom3图122021-2023年锂电铜箔加工费元吨10图13锂电铜箔与电解铜价差元吨10图14复合铜箔的结构示意图11图15复合铜箔生产工艺流程11图16磁控溅射原理示意图13图17电解铜箔制备工艺流程图13图18锂离子电池热失控相关滥用条件示意图14图19内部短路的三个级别14图20复合集流体控制热失控原理示意图15图212021年传统锂电铜箔成本结构15图222021年PET铜箔成本结构15图232017-2023年阴极铜与PET切片价格元吨16图242021年中国锂离子电池各成分占比18图252015-2022年中国复合铜箔相关专利申请数量情况21图262017-2022年中国新能源汽车销量万辆21图272019-2022年全球新能源汽车销量万辆21图282014-2022年全球锂离子电池出货量GWh22图292022年全球锂电池出货结构22图302014-2022年中国锂离子电池出货量GWh22图312022年中国锂电池出货结构22图322023-2030年钠离子电池出货量预测GWh23请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom4电解铜箔行业简介电解铜箔概述电解铜箔是指以铜材为主要原料采用电解法生产的金属铜箔电解铜箔的制备过程是将铜材溶解后制成硫酸铜电解液然后在专用电解设备中将硫酸铜电解液通过直流电电沉积而制成箔再对其进行表面粗化防氧化处理等一系列处理最后经分切检测后制成成品电解铜箔作为电子制造行业的功能性基础原材料被称为电子产品信号与电力传输沟通的神经网络主要用于锂离子电池和印制电路板的制作电解铜箔是覆铜板印制电路板和锂离子电池制造中重要的原材料之一根据应用领域的不同可以分为锂电铜箔标准铜箔根据铜箔厚度不同可以分为极薄铜箔超薄铜箔薄铜箔常规铜箔和厚铜箔根据表面状况不同可以分为双面光铜箔双面毛铜箔双面粗铜箔单面毛铜箔和超低轮廓铜箔图1电解铜箔的分类锂电铜箔锂电池按应用领域标准铜箔PCBCCL极薄铜箔6um超薄铜箔6-12um按厚度薄铜箔12-18um铜箔常规铜箔18-70um厚铜箔70um双面光铜箔双面毛铜箔按表面状况双面粗铜箔单面毛铜箔超低轮廓铜箔资料来源中一科技招股说明书信达证券研发中心锂电铜箔概述锂电铜箔作为锂离子电池的负极集流体是锂离子电池中电极结构的重要组成部分在电池中既充当电极负极活性物质的载体又起到汇集传输电流的作用对锂离子电池的内阻及循环性能有很大的影响根据锂离子电池的工作原理和结构设计负极材料需涂覆于集流体上经干燥辊压分切等工序制备得到锂电池负极片为得到更高性能的锂电池导电集流体应与活性物质充分接触且内阻应尽可能小锂电铜箔由于具有良好的导电性质地较软制造技术较成熟成本优势突出等特点因而成为锂离子电池负极集流体的首选锂电铜箔一般厚度较薄受锂离子电池往高能量密度高安全性方向发展的影响锂电请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom5铜箔正向着更薄微孔高抗拉强度和高延伸率方向发展根据头豹研究院锂电池铜箔的品质对锂电池的能量密度安全性寿命等方面产生关键影响品质的评判在于其是否具备良好的物理和化学指标其中厚度厚度均匀性面密度表面粗糙度抗拉强度延伸率和孔隙率等是考察锂电池铜箔物理品质的主要指标抗氧化性耐腐蚀性耐热性等耐受性是考察锂电池铜箔化学品质的主要指标锂电池铜箔指标众多锂电池铜箔下游客户一般需对指标进行综合考虑目前行业重点关注的指标为厚度然而铜箔厚度越薄其发生断裂的几率越高影响动力电池安全性因此低厚度铜箔需同时具备更高的抗拉强度表1锂电池铜箔关键技术指标指标铜箔关键技术指标对铜箔的影响对锂电池的主要影响指标要求类型厚度um厚薄度能量密度厚度越低能量密度越高涂覆在铜箔上的负极材料的厚度均匀性容量和性能一致性厚度均匀性越高电池容量和一致性越高质量波动面密度越低电池越轻容量和能量密度面密度gcm2单位表面面积的质量质量容量和能量密度越高物理表面粗糙度越低电池内阻越小寿命越表面粗糙度um负极材料在铜箔上的附着力内阻和循环寿命指标长良品率容量内阻和抗拉强度越高电池良品率容量越高拉伸强度MPa断裂裂缝几率循环寿命等内阻越小寿命越长良品率容量内阻和延伸率越高电池良品率容量越高内延伸率断裂裂缝几率循环寿命等阻越小寿命越长孔隙率越低电池倍率性能越好寿命越孔隙率负极材料在铜箔上的附着力倍率性能和循环寿命长化学抗氧化性耐腐蚀性耐热对应氧化膜厚度耐腐蚀能良品率安全性和和循耐受性越强电池良品率安全性越高指标性等耐受性力耐热能力环寿命寿命越长资料来源头豹研究院信达证券研发中心锂电铜箔处于锂离子电池产业链的上游与正极材料铝箔负极材料隔膜电解液以及其他材料如导电剂包装材料等一起组成锂离子电池的电芯再将电芯BMS电池管理系统与配件经Pack封装后组成完整锂离子电池包应用于新能源汽车电动自行车3C数码产品储能应用等下游领域锂电铜箔的主要原材料为铜材对应上游为铜矿开采与冶炼行业图2锂电铜箔在锂电池产业链中的位置上游原材料锂电池制造下游应用领域正极材料铝箔新能源汽车矿开采与冶炼行业电芯负极材料Pack封装3C数码产品纯铜铜箔BMS锂离子电池包硫酸储能应用隔膜配件电解液电动自行车其他材料导电剂包装材料等资料来源中一科技招股说明书信达证券研发中心请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom6电解铜箔的生产工艺电解铜箔的主要生产流程是将铜线溶解后制成硫酸铜溶液然后在专用电解设备中将硫酸铜溶液通过直流电电沉积而制成箔再对其进行表面处理最后经分切检测后制成成品并包装包括溶铜造液电解生箔表面处理和分切检验四个生产工序其中电解生箔是制造电解铜箔的核心步骤图3电解铜箔生产流程图图4电解生箔原理图资料来源电沉积铜箔的微观组织结构信达证券研发中心资料来源电沉积铜箔的微观组织结构信达证券研发中心根据电沉积铜箔的微观组织结构介绍制液是将空气不断鼓入热的硫酸溶液溶解金属铜形成硫酸和硫酸铜溶液的过程再通过净化调整和补充添加剂得到电沉积铜镀液主要反应方程式为22-Cu12O2H2SO4CuH2OSO4电解生箔一般采用辊式连续电解方法以Ti合金制成的辊筒为阴极基底电解过程中辊筒部分浸入镀液中并保持辊筒连续转动铜不断还原沉积在辊筒表面形成致密的铜层在辊筒转至与镀液脱离后铜层被从基底上剥离收卷生箔再经过打磨电镀ZnCrSn等金属或涂布树脂等后处理来修理表面轮廓抗氧化和提高结合力最后经过清洗烘干分切和包装完成生产图5生箔机和钛合金阴极辊实物图图6电解铜箔实物图资料来源电沉积铜箔的微观组织结构信达证券研发中心资料来源电沉积铜箔的微观组织结构信达证券研发中心请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom7新基建新能源带动铜箔需求电解铜箔维持高增长在碳中和背景下国内铜箔需求保持高速增长2021年受益于下游电子信息新能源汽车等产业持续蓬勃发展尤其是新能源汽车保持高速增长强劲的市场需求带动电子铜箔行业快速发展表220202021年我国电解铜箔行业总体经营情况统计年份统计项目电子电路铜箔锂电池铜箔总计年增长率产能万吨年376229605134产量万吨年3351534881352020年销售量万吨年335150485155销售收入亿元年234512103555166产能万吨年425293718187产量万吨年4022386403092021年销售量万吨年396240636311销售收入亿元年371625306246757资料来源CCFA信达证券研发中心根据CCFA数据2021年我国电解铜箔的总产能达到718万吨同比增长187总产量640万吨同比增长309总销量636万吨同比增长311总销售收入达到6246亿元人民币同比增长757销售收入及增长幅度均创下历史新高2021年两大类铜箔产量的比例为628电子电路铜箔372锂电池铜箔锂电池铜箔产量所占比重进一步提升比上年增加了6个百分点过去十年电解铜箔产能的年复合增长率为1052产量的年复合增长率为1328图720122021年我国电解铜箔产能产量增长趋势万吨80产能产量718706460560534489504644313954037732933728628529230264273239216184195201002012201320142015201620172018201920202021资料来源CCFA信达证券研发中心电解铜箔市场集中度较高锂电铜箔占比逐渐提升根据CCFA数据2021年我国电子电路铜箔实现产能425万吨同比增长130产量402万吨同比增长200销量396万吨同比增长182销售收入3716亿元同比增长585各项数据都实现了两位数的增长2021年电子电路铜箔的产能请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom8利用率为95比上年增加6个百分点2021年国内电子电路铜箔销量在1万吨以上的企业有14家销量在2万吨以上的企业有5家-建滔铜箔南亚铜箔铜冠铜箔龙电华鑫长春化工这5家企业的电子电路铜箔销量占比达到545根据CCFA数据2021年我国锂电池铜箔实现产能293万吨同比增长279产量238万吨同比增长556销量240万吨同比增长600销售收入253亿元同比增长10912021年锂电池铜箔各项产销数据的增长幅度都超过了电子电路铜箔锂电箔在电解铜箔总产量中的比重也进一步提升比上年增加6个百分点达到了372021年国内锂电池铜箔销量在五千吨以上的企业有11家其中销量在2万吨以上的企业有4家-龙电华鑫诺德股份嘉元科技德福科技这4家企业的锂电箔销量占比达到558图82021年电子电路铜箔销量万吨以上规模企业市场占图92021年锂电池铜箔销量五千吨以上规模企业市场占比比其他圣达电气其他云南惠铜建滔铜箔13211龙电华鑫321湖南龙智江西铜博2334华威铜箔赣州逸豪4江苏铭丰3华创新材34金宝股份南亚铜箔中一科技4诺德股份156苏州福田13铜冠铜箔4德福科技64铜冠铜箔江铜铜箔长春化工嘉元科技超华科技长春化工龙电华鑫7德福科技47115569资料来源CCFA信达证券研发中心资料来源CCFA信达证券研发中心锂电铜箔薄型化成为趋势6um以下铜箔占比提升根据CCFA数据2021年国内锂电池铜箔产量为2374万吨同比增长5482021年6m锂电箔的产量占比大幅增加到58成为第一主力品种45m锂电箔的产量达到13389吨占比提升到6锂电池铜箔厚度薄型化的市场趋势继续演进具备6m锂电箔生产能力已经是铜箔企业的标配并且很多企业也掌握了45m锂电箔的生产技术根据中国电子材料行业协会统计2021年45m锂电箔产量百吨以上的企业有嘉元科技诺德股份华威铜箔铜冠铜箔龙电华鑫图1020182021年国内锂电池铜箔各规格产量变化趋图112021年国内锂电池铜箔各规格产量占比势吨25000045um6um8um10um其他10um其他45um1415169327162000006749915000019228um3195273612841712530710000020420669595260613819864147500006um5737152404583046604745133892018201920202021请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom9资料来源CCFA信达证券研发中心资料来源CCFA信达证券研发中心根据智研咨询数据显示在其他条件不变的情况下采用6m铜箔可将锂电池能量密度提升至241Whkg提升幅度5采用45m铜箔可将锂电池能量密度提升至251Whkg提升幅度9由此可见更加轻薄的锂电铜箔将能更好地提升能量密度这是因为锂电铜箔的厚度更小锂电的质量减轻也意味着更小的电阻相应的锂离子电池的能量密度等性能也将得到提升表3不同厚度的锂电铜箔对性能影响对比厚度单位能量电池质量kgkwh能量密度WHkg能量密度变化8um4382306um418241545um4012519资料来源智研咨询信达证券研发中心薄化是锂电铜箔行业的发展趋势有助于提升电池能量密度对于新能源汽车而言动力电池能量密度是影响汽车续航里程的关键因素根据CCFA数据在2018-2021年间厚度在6m及以下的锂电铜箔产量占比整体上处于上升趋势其中6m从2018年的26上升到2021年的5845m从2020年的3上升到2021年的6铜箔加工费逐渐回落电解铜成本成为影响铜箔价格走势的关键因素目前铜箔的成品价格主要由铜价加工费组成铜箔的企业采购铜丝的价格一般按照上海有色网SMM一号电解铜的均价加工费的模式而销售铜箔的价格主要按照上个月现货的月均价加工费的模式因此电解铜的价格主导了锂电铜箔的价格走势锂电铜箔作为锂电池负极材料的载体和导电体2016-2017年受到全球新能源汽车的第一轮快速发展推动加工费开始出现上涨到2017年8um的锂电铜箔的平均加工费达到5万元吨但是随着2019年锂电池下游增速放缓以及锂电铜箔的产能扩张8m锂电铜箔的加工费又再次下跌到3万元吨的水平2020年下半年以来下游需求的增长导致锂电铜箔供不应求铜箔的加工费出现大幅度回升2020-2021年我国锂电铜箔整体处于供不应求状态平均加工费处于较高水平据Mysteel2022年我国锂电铜箔整体呈现下降趋势上半年维持在高位以主流6um铜箔为例上半年加工费维持在45万元吨左右下半年随着新增产能的依次投产锂电铜箔加工费开始出现下滑图122021-2023年锂电铜箔加工费元吨图13锂电铜箔与电解铜价差元吨电解铜箔8um电解铜箔6um电解铜箔45um价差电解铜箔6um电解铜900001300006000080000550001150007000050000600001000004500050000850004000040000700003000035000200005500030000资料来源百川资讯信达证券研发中心资料来源百川资讯信达证券研发中心请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom10优异的性能契合锂电池发展方向复合铜箔或成为趋势三明治结构能够有效提升锂电池的综合性能根据头豹研究院PET铜箔采用PET聚对苯二甲酸乙二酯等高分子材料替换部分金属呈现出部分去金属化PET铜箔的结构为三明治式即中间是厚度为4-6mPET绝缘层两边由厚度为1m的铜箔包裹如65m的PET铜箔由45m的PET基膜两边各镀1m的铜组成65m的PET铜箔可对标6m的传统锂电池铜箔其中镀层厚度越厚导电性越好PET铜箔可显著提升电池安全性和能量密度且减少铜箔厚度用铜量较小可有效降低原材料成本图14复合铜箔的结构示意图资料来源Ultralightandfire-extinguishingcurrentcollectorsforhigh-energyandhigh-safetylithium-ionbatteries信达证券研发中心根据腾胜科技官网信息复合铜箔是在基材厚度3-8um的PETPPPI等材质表面采用磁控溅射的方式制作一层30-70nm的金属层表面方阻约为05-2欧姆实现基材表面金属化然后通过水电镀增厚的方式将金属层加厚到1m或以上制作总厚度在5-10m的复合铜箔用以代替45-9m的电解铜箔图15复合铜箔生产工艺流程资料来源腾胜科技官网信达证券研发中心较于传统铜箔生产复合铜箔工艺流程大大缩短由14道左右下降至7道左右采用真空镀膜工艺形成膜面直接在离子置换设备中反应同时真空工序无污染采用新型请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom11药剂规避氰化物等有毒物质此外药剂可以循环使用避免了金属污染物的排放虽然当前受限技术发展整体成本相较传统铜箔未具备明显优势随着工艺持续更新和规模化降低成本复合铜箔有望占据成本优势表4复合铜箔和传统铜箔对比情况传统铜箔复合铜箔产品图工艺原理溶铜电解水电镀真空镀膜水电镀增厚组成995纯铜组成以PET或PP作为导电薄膜两边分别以铜箔为镀层中间层为PET或PP膜单位面积重量轻铜材使用量工艺相对成熟单位面积重量较重金属铜材使用量高成少降低成本和金属用量中间层为绝缘层用于电池材特点本高导热性能高用于电池材料安全性差料安全性好生产效率低增加制造成本存在箔材穿孔问题增大电池内阻影响输出功率资料来源华经情报网重庆金美新材料环评信达证券研发中心复合铜箔的核心壁垒是生产工艺和设备根据华经情报网传统铜箔制备采用电解电镀工艺设备简单成本较低复合铜箔采用真空镀膜离子置换工艺制备工艺更为复杂蒸镀是核心工序其次为水电镀制作流程首先在厚度356mPET薄膜表面采用磁控溅射或真空蒸镀的方式在两面制作20-80nm的金属层然后通过水电镀的方式将金属层加厚到1m表5复合铜箔和传统铜箔工艺对比复合铜箔传统铜箔真空镀膜离子置换药液成份较为简单只涉及铜一种重金溶铜电解水电镀镀液成份复杂涉及多种重金属传工艺原理属统镀液可能会涉及氰化物基膜用PETPP原料膜作为基膜使用铜料溶铜后生成原箔生产基膜工序长度6-813-15需要为了铜箔与基材间有较好的结合力同时为了电流粗化工序不需要基材是平整光亮的并且使用酸度添加剂分布均匀采用连续离子置换法操作容易效率好与空气接触时间采用多种金属电镀方式更容易使镀液滴漏到地面且于物料传送方式较短空气接触时间较长生产环境前工序真空腔体构成了密闭环境前工序在可密闭的电解设备中进行水洗工序只涉及酸性离子置换后清洗传统铜箔生产涉及镀多种金属镀后都需要清洗无污水无废气废渣是有价值的金属渣有真空泵机械噪有污水含电解液和金属废水有挥发物废气废渣是无前工序污染物声价值的含金属泥滤芯等有机械噪声有污水含药剂液和金属废水有废气废渣是无价值的含有污水含镀液和金属废水有挥发物废气废渣是无价值后工序污染物金属泥滤芯等有机械噪声的含金属泥滤芯等有机械噪声资料来源重庆金美新材料环评信达证券研发中心根据GGII复合集流体对生产工艺及设备要求极高需要将有机高分子材料和金属材料之间做到完美复合由于PET等高分子材料的结晶度大极性小表面能低会影响镀层与基材之间的黏合力且高分子材料大多为不导电的绝缘体因此无法直接进行电镀需要先对高分子材料进行表面处理活化等使其表面沉积一层导电的金属膜此环节的核心逻辑在于使高分子材料金属化复合铜箔工艺包括两步法和三步法两步法是在基材上利用磁控溅射工艺制作一层约请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom1250nm基础金属层再用水电镀工艺将铜镀层提升至1um左右三步法是在磁控溅射步骤后加上蒸镀工艺作为过渡减少后半段电镀难度在镀膜方式上磁控溅射水介质电镀的两步法具备成本低良率高的优势随着工艺的成熟其生产效率不断提高未来或成为复合铜箔制备方法的主流选择磁控溅射的金属化原理在其通过荷能粒子轰击固体靶材使靶材原子溅射出来并沉积到基体表面形成薄膜根据华经情报网磁控溅射的难点之一是靶材利用率低和镀膜均匀性较低靶材的利用率较一般在30以下消耗量大且对整个工艺效果及周期等影响较大镀膜机均匀性的好坏直接影响到了光学薄膜的品质高低精密的均匀性能够提高镀膜良性目前对镀膜机均匀性的精度要求01甚至更高但目前市场上主流的镀膜机的均匀性只能达到1水电镀工序将金属化PET的铜层厚度增加到1m使复合铜箔厚度在6-85m之间要求复合铜箔镀铜均匀性需要至少达到1m01m电镀设备速度至少需要达到7mmin以上且距离规模化量产仍有提升空间图16磁控溅射原理示意图图17电解铜箔制备工艺流程图资料来源Materialsandstructureengineeringbymagnetron资料来源醇硫基丙烷磺酸钠对电解高性能锂电铜箔的影响sputteringforadvancedlithiumbatteries信达证券研发中心信达证券研发中心复合铜箔基膜主要采用PET基膜而PP膜电池端性能更好根据SMM在基膜选择上复合铜箔可采用的基膜有PI聚酰亚胺PP聚丙烯和PET聚对苯二甲酸乙二酯等三种PI是性能较好的薄膜类绝缘材料PP具有很好的光学性能透明度好且在高温下不释放有毒物质目前受限于工艺水平PET具有良好的耐高温耐低温性能且机械性能优异韧性是所有热塑性材料中最好的综合成本和性能要求来看目前复合铜箔基膜主要采用PET基膜而PP基膜电池端性能好更受电池厂青睐水电镀工艺引入后PP基膜渗透率将有所提高整体而言短期内PET材料进展快于PP长期看两者或将并行表6PIPPPET薄膜性能和应用情况对比PI聚酰亚胺PP聚丙烯PET聚对苯二甲酸乙二酯稳定性极好一般好力学性能极好一般好使用温度-269280-15100-60120成本很高低一般请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom13目前性能最好的薄膜绝缘材料也是耐化学涂布膜可应用于印刷行业PET高光亮膜用于印刷热封膜食品级镀铝热性最好的品种应用于航空航海可应用于高档真空镀铝产品和激光防伪基膜应用热封膜高透明胶带纸类复合宇宙飞船火箭导弹原子能电子电PET反光膜可应用于反光广告牌交通反光标的高透明膜器工业等领域识和工业安全标志等资料来源华经情报网信达证券研发中心打破不可能三角复合铜箔产业化在即动力电池的安全性能是新能源汽车产业可持续发展的基石在电池材料高镍化大趋势下安全焦虑仍然是绕不过去的头号难关在引发电池热失控的各类诱因中电池内短路是共性环节且内短路的发生具有很高的隐蔽性如何攻克电池内短路是世界性难题由于主流材料各项属性之间的关系很难平衡安全性能量密度循环寿命在理论上形成了不可能三角由此限制了电池内短路的防护路径选择空间也提升了热管控的实现难度与成本因此任何有望打破不可能三角的材料结构新技术路线都会成为学术界业界和资本方关注的焦点高安全性是复合铜箔的主打优势普通集流体材料穿刺时会产生大尺寸毛刺造成内短路引起热失控而热失控则是新能源汽车电池爆炸起火的直接因素传统技术仅对内短路起到延缓作用而且以牺牲电池能量密度为代价图18锂离子电池热失控相关滥用条件示意图图19内部短路的三个级别资料来源金属锂电池的热失控与安全性研究进展信达证券资料来源金属锂电池的热失控与安全性研究进展信达证券研发中心研发中心复合集流体中间的高分子基材具有阻燃特性其金属导电层较薄短路时会如保险丝般熔断在热失控前快速融化电池损坏仅局限于刺穿位点形成点断路复合集流体产生的毛刺尺寸小叠加高分子材料层受热发生的断路效应短时间内可大大降低短路电流也可有效防止锂枝晶穿透隔膜引发的热失控请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom14图20复合集流体控制热失控原理示意图资料来源重庆金美新材料官网信达证券研发中心低成本是产业化加速的基石根据中商情报网在传统锂电铜箔中直接材料成本占锂电铜箔总成本的比例较大达83因此传统锂电铜箔的总成本对阴极铜价格变动的敏感性较高近年来锂电铜箔趋于极薄化即通过压缩体积的方式提升电池的能量密度为轻薄的PET铜箔带来了机遇PET铜箔原材料成本占比约31成本占比远低于传统铜箔目前PET铜箔处于产业化阶段其生产工序中所需设备成本较高在总成本中占据较大的比例由于PET价格远低于阴极铜价格随着设备良率提升在PET铜箔实现量产后将具备成本优势图212021年传统锂电铜箔成本结构图222021年PET铜箔成本结构直接人工运杂费其他制造费用2910130131能耗60设备成本500原材料成本直接材料310830资料来源中商情报网信达证券研发中心资料来源中商情报网信达证券研发中心目前市场上主流选择PET复合铜箔我们以65umPET复合铜箔为例进行成本测算和分析基于wind的报价数据铜价和PET单价采用2022-07-01至2023-02-17日均价计算铜价为63616元吨PET基膜价格为8004元吨由于PET基膜价格远低于铜价而PET铜箔用45um的PET替代了4um厚度的铜箔6um电解铜箔原材料成本为342元m2而复合铜箔原材料成本为119元m2能够降低65的原材料成本表7复合铜箔与传统铜箔原材料成本对比传统铜箔6um传统铜箔45um复合铜箔45umPET2um铜箔电解铜箔厚度um6452阴极铜单价元吨636166361663616铜密度gcm3896896896请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom15铜箔成本元m2342256114PET基膜厚度um0045PET切片单价元吨008004PET基膜密度gcm300140PET基膜成本元m200005原材料成本总计元m2342256119原料成本降低-25-65资料来源wind信达证券研发中心测算注阴极铜密度以896gcm3PET基膜密度以140gcm3计算图232017-2023年阴极铜与PET切片价格元吨90000期货结算价活跃合约阴极铜现货价PET切片纤维级国内80000700006000050000400003000020000100000资料来源wind信达证券研发中心根据中一科技招股说明书其双面光6um铜箔单位成本为662万元吨其中直接人工和制造费用分别为013万元吨和089万元吨若铜箔密度按照896gcm3计算则6um铜箔的直接人工和制造费用分别为007元m2和048元m2根据前述测算铜价为636万元吨的情况下6um铜箔的生产成本为397万元m2复合铜箔的单位成本测算主要包括原材料设备人工成本和其他费用水电费用等相关假设和测算步骤如下1原材料传统铜箔厚度为6umPET铜箔中铜箔厚度为2umPET基膜厚度为45um铜价为636万元吨PET基膜价格为080万元吨2设备成本根据东威科技披露1GW一般需要2台磁控溅射设备和3台电镀镀膜设备假设磁控溅射设备为1500万元台水电镀设备为1000万元台设备折旧年限为10年不考虑残值3人工成本假设2台磁控溅射设备和3台水电镀设备一共需要配置10人人工工资为10万元年人4镀铜系统产量测算假设产品幅宽为15米年生产时间为4800小时产业化请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom16初期良率为75规模化后良率达到95整体生产线镀铜速度为10米分钟规模化后达到12米分钟5其他费用根据重庆金美新材料环评报告书年产072亿m2的复合集流体所需水为347127吨电费3000万度水电费合计为0335元m2假设工业用水为41元吨工业用电为08元度表8复合铜箔单位成本测算成本测算项目单位传统铜箔6um复合铜箔65um产业化初期复合铜箔65um规模化之后原材料成本铜-原材料元m2342114114PET膜-原材料元m20005005原材料成本合计元m2342119119设备成本磁控溅射设备万元台15001500水电镀设备万元台10001000折旧年限年1010折旧费用万元年600600人工成本人均工资万元年人1010每年人工工资万元年100100镀铜系统产量测算产品幅宽米1515良率7595生产速度米分钟1012年生产时间小时48004800镀铜系统年产量合计万平方米3240049248制造费用设备折旧元m218521218单位人工工资元m200703090203其他费用水电费元m204803350335单位生产成本合计元m2397369295同比降低-7-26资料来源wind东威科技公告重庆金美新材料环评信达证券研发中心测算综上所述根据相关假设测算得出在产业化初期复合铜箔的生产成本为369元m2同比降低7在规模化之后复合铜箔的生产成本为295元m2同比降低26在复合铜箔的成本构成中设备成本占比达到41在铜价和PET价格保持稳定的前提下后期降低设备折旧成为降低复合铜箔成本的关键因素未来随着良品率的提升以及规模效应逐步凸显复合铜箔整体成本仍有下降空间请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom17轻薄化打开广阔的应用空间锂电铜箔是锂电池负极的关键基础材料在锂离子电池中既是负极活性物质的载体又是负极电子的收集体和传导体由于具备良好的导电性柔韧性机械加工性能成熟的加工技术低廉的加工成本铜箔是锂电池负极材料载体和集流体的首选起到传导汇集锂电池电流以产生最大输出电流的作用根据智研咨询数据显示铜箔的占比达到了13仅次于排名第三的电解液由此可见铜箔对锂离子电池的影响较大图242021年中国锂离子电池各成分占比其他隔膜62电解液15正极材料39铝箔5铜箔13负极材料20资料来源智研咨询信达证券研发中心复合铜箔对于电池能量密度的提升有重大作用一方面有机材料的密度较金属材料更低能够降低集流体的整体质量另一方面铜箔的占比变少厚度变薄进一步减少了集流体的质量重庆金美官网显示MAMC复合型铝膜铜模的重量更轻面密度较传统铜箔降低77能量密度提高5以上腾胜科技官网显示复合集流体中间层采用轻量化高分子材料重量比纯金属集流体降低50-80同时复合集流体厚度相比业内同行纯金属集流体减少25-40从而将电池内更多空间让渡给活性物质传统纯金属集流体占电池比重达15甚至更高随着复合集流体重量占比降低和电池内活性物质占比增加电池能量密度实现提升5-10另外复合铜箔除了在能量密度成本安全性有较大优势外凭借复合材料自身优势在柔韧性抗压强度均匀性等方面也同样占优表9复合集流体对于电池能量密度的提升负极片正极片能量密度增加率电池06um铜箔层活性材料10um铝箔活性材料1um铜箔层2um主体层1um辅助层3um铝箔层3um主体层1um辅助层3um电池1611um铜箔层活性材料铝箔层活性材料1um铜箔层2um主体层1um辅助层电池210um铝箔活性材料331um铜箔层活性材料电池36um铜箔层活性材料3um铝箔层3um主体层26资料来源华经情报网信达证券研发中心基于复合集流体金属-PETPP高分子材料-金属的三明治结构高分子材料围绕电池内活性物质层形成层状环形海绵结构在充放电过程中可吸收极片活性物质层锂离子嵌入脱出产生的膨胀-收缩应力从而保持极片界面长期完整性进而可以使循环寿命提升5请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom18此外复合集流体兼容性较好能够适应各种电池体系由传统集流体直接升级为复合集流体不会影响原有电池内部电化学反应高分子材料不会与电池材料发生反应耐腐蚀因此复合集流体可运用于各种规格不同体系的动力电池从中长期维度来看强兼容为复合集流体带来了广阔的应用前景PET铜箔尚处于技术验证阶段产业化元年来临根据头豹研究院PET铜箔产业化进度可分为三个阶段探索工艺生产流程阶段技术验证阶段和大规模量产化阶段现阶段尚处于密集的技术验证阶段产业链中技术壁垒较高的基膜制造厂商和设备制造厂商有望充分受到PET铜箔行业发展的辐射一方面中国本土专门从事光学级PET基膜的厂商相对较少市场对日韩东丽三菱SKC依赖度较高另一方面磁控溅射工序是PET铜箔必需工艺其对基膜质量要求高因此PET薄膜龙头企业在投产PET铜箔方面或具有先发优势经过前期密集的技术验证PET铜箔行业有望在龙头企业的带领下启动大规模量产表10PET铜箔发展历程开始时间结束时间阶段行业动态行业影响阶段特征2017年腾胜科技协助某材料企业建立了中国第一条复合铜箔产线2019年宁德时代申请专利复合集流体应用该复合集流体的电极极片及电芯主要用于预防电池内短路问题2019年国轩高科申请专利是一种柔性复合集流体的制作方法主要用于降低摸索工艺生产流程阶段头部集流体的延伸率和电池内阻提高电池的循环性能并降低多层真2017-012021-06萌芽期电池厂商开始投入PET铜箔空镀的成本2020年比亚迪申请专利包括一种复合集流体电新技术池极片电池和车辆有利于提高电芯的理论质量密度以及减少电芯的内阻2021年OPPP申请专利包括电极极片制备方法复合集流体电池及电子设备主要用于提供一种电极极片的制备方法复合集流体电池及电子设备2020年双星新材立项PET铜箔项目2021年进行开发产品已技术验证阶段部分电池企业送往下游客户进行评价认证2021年万顺新材已开发出应用于电和材料企业进行密集的技术验2021-072022-01启动期池负极的载体铜膜样品已送往下游客户验证2022年方邦股份证大部分电池厂商仍处于观表示正在PET复合铜箔领域进行了研发布局但尚处于早期阶段望状态重庆金美自主研发的高分子复合铜膜已成功应用于新能源汽车电大规模量产化阶段经过前期高速发池并顺利通过德国穿刺实验预计2022下半年进入量产阶段密集的技术验证PET铜箔20222025展期2022下半年宝明科技表示将计划投资60亿元在赣州建设锂电池行业有望在龙头企业的带领下复合铜箔生产基地启动大规模化量产资料来源头豹研究院信达证券研发中心市场需求强烈驱动复合集流体产业化加速近年来一系列的新能源汽车起火安全事故表明动力电池产品安全性能还有待提升而导入复合铜箔替代传统锂电铜箔被业内认为是当前解决动力电池安全问题的有效路径之一与此同时随着动力电池市场需求持续增长和产能大规模扩充动力电池企业在近一步降成本和提升产品竞争力方面的需求急迫而复合集流体的性能优势正与电池企业的诉求完美契合目前锂电铜箔正在向高密度轻薄化高抗拉强度高延伸率等方向发展复合铜箔拥有提升电池安全性提高能量密度降低制造成本以及兼容性强等性能优势被认为是传统锂电铜箔的良好替代材料获得了业内外的广泛关注基于此头部动力电池企业已经率先对复合铜箔立项研究甚至已经装车进行测试展示对复合铜箔浓厚的兴趣复合铜箔赛道快速升温吸引众多产业链企业争相布局2022年以来行业内多家上市公司公告关于复合铜箔相关布局复合铜箔材料制造的相关公司大致可以分为两类第一类为膜类相关材料公司如双星新材光学膜节能窗请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom19膜材料等宝明科技触控屏ITO镀膜材料万顺新材导电膜节能膜高阻隔膜阿石创镀膜靶材第二类为传统电解铜箔公司如中一科技诺德股份设备商方面东威科技于2022年8-9月连续签署3份共计17亿元订单广东腾胜科技目前主要提供真空镀膜设备供货重庆金美日本TDK汇成真空振华科技合肥东昇等均为国内真空镀膜设备领先企业PET基材企业方面双星新材在自制45um基材基础上完成了各项工艺已对外销售表11国内复合铜箔产业链主要企业相关领域布局企业相关进展主打产品为多功能复合集流体铝箔MA和多功能复合集流体铜箔MC项目预计2022年开始量产重庆金美完全达产后年MC产能为295亿平方米2022年7月发布公告称拟在赣州投资建设锂电池复合铜箔生产基地主要生产锂电池复合铜箔项目总计划投资60亿元分两期建设一期拟投资115亿元建设期为12个月二期拟投资485宝明科技亿元建设期根据一期项目建设投产和运行情况确定一起项目达产后年产约14-18亿平米锂电复合铜箔相当于6微米电解铜箔约1万吨PET复合铜箔产品生产良率约802020年着手PET铜箔项目立项2021年开始开发公司在45um基材的基础上自主完成原料母双星新材带磁控溅射水电镀等工序目前项目进展顺利已送往客户进行评价认证先期规划5千万平方米远期规划5亿平方米产能对外投资设立全资子公司武汉中一主要从事复合材料研究开发生产和销售等业务先期计划建中一科技设500万平方米生产线旗下拥有四大电解铜箔生产基地是锂电铜箔龙头供应商极薄化35微米铜箔产品已具备量产供应同时在复合铜箔复合铝箔也已实现中试线量产并给下游客户送样测试拟249亿元入股铜箔诺德股份设备供应商道森股份双方将在铜箔设备技术研发3微米等极薄铜箔产品和复合铜箔产品的技术研发设备技术改造等领域合作产品目前小批量送样按客户需求适时布局中试线和量产线制造环节载体铜模项目正在配合下游电池进行产品优化已开展在有机载体薄膜上镀双面铜箔公益项目万顺新材已开发处应用于电池负极的载体铜模样品可提升能量密度提升安全性已送下游电池企业验证前期已开展复合铜箔立项研发并取得一定的科技成果目前已有计划购置中试生产设备以进一步嘉元科技开展研究万邦股份在PET复合铜箔领域进行了研发布局但尚处于早期阶段未进行产品送样认证正在研发测试锂电池复合集流体复合铜箔项目现已完成与设备厂商的技术交流环节下一步将进入阿石创设备选型阶段复合铜箔是公司在研项目之一下半年公司将加快中试线建设争取22年内或23年初送样拟以公司全资子公司安徽飞拓新材料科技有限公司为投资单位计划总投资56亿元分二期投资胜利精密项目一期投资而约85亿元拟投资建设15条高性能复合铜箔生产线2条3A光学膜生产线项目二期投资额约475亿元拟投资建设100条高性能复合铜箔现金技术生产线复合集流体专利复合集流体的制备方法复合集流体制造方法极片和锂电池正极富锂复合集流体及其制备方法复合集流体及其制备方法电极极片和二次电池9月17纳力新材料日扬州纳力新材料二期举行签约仪式二期总投资约112亿元达产后公司预计年开票销售200亿元子公司康辉新材PET复合铜箔用基膜已通过下游多家PET铜箔厂商电池广商前期验证后期验证恒力石化工作有序推进中基膜材料双星新材镀铜基膜已对外销售PET复合铜箔电镀设备销售处于初期放量阶段目前已经签订约213亿元销售合同15亿元合作框东威科技架协议设备厂商研制出国内首台量产型复合铜箔的真空镀膜设备拥有较强的真空镀膜技术与设备的设计制造经验腾胜科技在复合铜箔复合铝箔材料工艺及装备上已经有多年的技术积累设备匾轻销售到国内外等头部企业辅材三孚新材PET镀铜专用化学品仍在测试阶段资料来源华经情报网中商情报网信达证券研发中心随着复合铜箔整体技术需求发展整体专利申请量和公开量表现为稳步增长态势说明了我国复合铜箔相关技术的快速发展根据华经情报网数据显示2021年国内复合铜箔相关申请量和公开量分别为22个和10个截至2022年专利申请数达12个公开数28个从2022年专利内容来看多集中在复合铜箔膜和生产领域请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom20