复合集流体：“三明治”结构的锂电池正负极新技术，安全性与经济性兼备
　　复合集流体是一种新型的集流体材料技术，在提升电池安全性、提升能量密度、高循环寿命、低成本等优势明显，可应用于动力、储能、消费电池。其呈现“三明治”结构，内层为2.5 μm或4.5μm聚合物高分子层（如PP、PET、PI），在高分子材料上下各加上1μm金属（如铜、铝）。其优势体现：1）高安全性：中间层高分子材料起到“保险丝“作用，防止热失控；2）高比容：重量更轻，可提升电芯能量密度；3）高循环寿命：循环寿命可提高5%；4）低成本：高分子材料价格相对低。据测，复合铜箔比电解铜箔的铜用量降低约69%，分别约17.92g、58.24g。PET复合铜箔、电解铜箔单位成本分别约3.26、3.97元/平方米，复合铜箔单位成本较电解铜箔下降18%。
　　复合铜箔的基材选择、工艺路线尚未定型，仍处于多路线并行推进；复合铝箔相对确定，已开启量产导入期
　　1、基材方面：中间层高分子材料有PP、PET、PI等，PP和PET为当下膜材厂商主流选择。PP和PET材料各有优劣，综合来看PET的应用已相对成熟；PP体量较小，正在攻克金属附着力难点；PI材料还未进入导入阶段。目前，复合铜箔仍存在PP、PET技术路线之争，复合铝箔基本已确认使用PET。
　　2、工艺路线方面：1）复合铜箔工艺主要有一步法、两步法、三步法，两步法凭借其高性价比、高良率、低成本优势，成为目前主流选择。①一步法：有化学沉积的全湿法、物理沉积的全干法；②两步法：磁控溅射+水介质电镀；③三步法：磁控溅射+真空蒸镀+水介质电镀。2）复合铝箔：一步法，采用蒸镀工艺，核心为真空蒸镀。
　　3、设备方面：1）超声波滚焊机：复合集流体的应用需在锂电池制造的前道工序中新增采用超声波高速滚焊技术的极耳转印焊工序。主要参与者骄成超声。2）真空镀膜设备：有三种技术①真空蒸发镀膜：复合铜箔三步法制备工艺中第二步；复合铝箔制备核心设备，市场参与者有汇成真空、湘潭宏大、广东振华、道森股份等；②真空磁控溅射镀膜：复合铜箔二步法、三步法制备工艺中第一步，市场参与者汇成真空、道森股份、东威科技等；③真空离子镀膜。3）水介质电镀设备：复合铜箔二步法、三步法中的最后一步，主要作用是增厚铜层，实现导电需求。市场参与者东威科技。
　　复合集流体处于产业加速期；预计2023-2025年全球复合集流体设备、材料市场规模CAGR约762%、606%
　　1、产业化进程：1）复合铜箔：处于技术验证期，穿孔、铜膜结合力等问题成为影响量产痛点，我们预计最快将于2023Q4导入量产；2）复合铝箔：已进入量产导入期。
　　2、市场规模：预计2025年全球复合集流体设备市场规模151亿，2023-2025CAGR=762%；材料市场规模205亿元，2023-2025CAGR=606%。
　　投资建议：聚焦优质设备、膜材厂商，有望优先受益量产突破
　　【设备厂商】：重点推荐骄成超声、东威科技、先导智能；关注三孚新科、道森股份、汇成真空（未上市）。【基材厂商】：关注双星新材、东材科技、铜峰电子、康辉新材、瑞华泰。【膜材厂商】：关注璞泰来、宝明科技、诺德股份、双星新材、万顺新材、胜利精密、元琛科技、英联股份、中一科技、隆扬电子、重庆金美（未上市）。
　　风险提示：复合集流体技术替代风险；产业化进展不及预期风险；竞争格局恶化风险；市场规模测算偏差风险。

研究报告全文：证券研究报告复合集流体安全性与经济性兼备的锂电新技术产业化渐行渐近深度研究系列行业评级看好2023年8月23日分析师邱世梁分析师王华君研究助理张菁邮箱qiushiliangstockecomcn邮箱wanghuajunstockecomcn邮箱zhangjing02stockecomcn电话18516256639电话18610723118电话13802299976证书编号S1230520050001证书编号S1230520080005证书编号S1230122060036复合集流体安全性与经济性兼备产业化进程有望提速复合集流体三明治结构的锂电池正负极新技术安全性与经济性兼备复合集流体是一种新型的集流体材料技术在提升电池安全性提升能量密度高循环寿命低成本等优势明显可应用于动力储能消费电池其呈现三明治结构内层为25m或45m聚合物高分子层如PPPETPI在高分子材料上下各加上1m金属如铜铝其优势体现1高安全性中间层高分子材料起到保险丝作用防止热失控2高比容重量更轻可提升电芯能量密度3高循环寿命循环寿命可提高54低成本高分子材料价格相对低据测复合铜箔比电解铜箔的铜用量降低约69分别约1792g5824gPET复合铜箔电解铜箔单位成本分别约326397元平方米复合铜箔单位成本较电解铜箔下降18复合铜箔的基材选择工艺路线尚未定型仍处于多路线并行推进复合铝箔相对确定已开启量产导入期1基材方面中间层高分子材料有PPPETPI等PP和PET为当下膜材厂商主流选择PP和PET材料各有优劣综合来看PET的应用已相对成熟PP体量较小正在攻克金属附着力难点PI材料还未进入导入阶段目前复合铜箔仍存在PPPET技术路线之争复合铝箔基本已确认使用PET2工艺路线方面1复合铜箔工艺主要有一步法两步法三步法两步法凭借其高性价比高良率低成本优势成为目前主流选择一步法有化学沉积的全湿法物理沉积的全干法两步法磁控溅射水介质电镀三步法磁控溅射真空蒸镀水介质电镀2复合铝箔一步法采用蒸镀工艺核心为真空蒸镀3设备方面1超声波滚焊机复合集流体的应用需在锂电池制造的前道工序中新增采用超声波高速滚焊技术的极耳转印焊工序主要参与者骄成超声2真空镀膜设备有三种技术真空蒸发镀膜复合铜箔三步法制备工艺中第二步复合铝箔制备核心设备市场参与者有汇成真空湘潭宏大广东振华道森股份等真空磁控溅射镀膜复合铜箔二步法三步法制备工艺中第一步市场参与者汇成真空道森股份东威科技等真空离子镀膜3水介质电镀设备复合铜箔二步法三步法中的最后一步主要作用是增厚铜层实现导电需求市场参与者东威科技复合集流体处于产业加速期预计2023-2025年全球复合集流体设备材料市场规模CAGR约7626061产业化进程1复合铜箔处于技术验证期穿孔铜膜结合力等问题成为影响量产痛点我们预计最快将于2023Q4导入量产2复合铝箔已进入量产导入期2市场规模预计2025年全球复合集流体设备市场规模151亿2023-2025CAGR762材料市场规模205亿元2023-2025CAGR606投资建议聚焦优质设备膜材厂商有望优先受益量产突破设备厂商重点推荐骄成超声东威科技先导智能关注三孚新科道森股份汇成真空未上市基材厂商关注双星新材东材科技铜峰电子康辉新材瑞华泰膜材厂商关注璞泰来宝明科技诺德股份双星新材万顺新材胜利精密元琛科技英联股份中一科技隆扬电子重庆金美未上市风险提示复合集流体技术替代风险产业化进展不及预期风险竞争格局恶化风险市场规模测算偏差风险201复合集流体具备三明治结构的锂电池正负极新技术311集流体是锂电池导电的重要材料之一具备承载性传导性集流体是锂电池主要材料之一具有承载性传导性的重要功能典型锂电池的主要结构包括正极负极电解液隔膜电池集流体的作用是承载正负极材料将电池内部的电流集中起来使得电流能够输出更稳定高效的能量其功能包括收集电流分配电流以及提高电池输出功率一般来说集流体由铜铝银等导电性较好的金属材料制成它们被连接在电池的正负极上形成完整的电路压延铝箔电解铜箔分别为主流的锂电正负极材料在锂电池中铜铝箔集流体重量占比超15铝铜镍钛不锈钢碳均用于锂电池集流体材料结构包括薄片网孔泡沫镂空涂层目前主流锂电池正负极集流体材料分别为压延铝箔电解铜箔在锂电池中集流体重量占比仅次于正负极其中铜箔集流体占比81铝箔集流体占比69合计超15图1锂电池包括正极负极电解液隔膜图2铝铜镍等金属材料均用于锂电集流体图3铜箔铝箔集流体在锂电池重量占比超1536112302外壳81负极正极69铝箔集流体铜箔集流体电解液145隔膜2554资料来源电池集流体材料的研发与应用Areviewofcurrentcollectorsforlithium-ionbatteries浙商证券研究所12阴极辊是传统铜箔生产的核心装备高精度阴极辊依赖进口传统铜箔的生产工艺成熟设备壁垒相对较高传统铜箔生产主要由4道工序组成包括溶铜制液工序电解生箔工序表面处理工序分切工序其中轧制技术是铜箔生产的核心技术之一阴极辊是电解铜箔之母是铜箔生产的核心装备钛辊表面的晶体结构决定着电解铜箔的结晶状态从而影响电解铜箔的性能根据电解铜箔用阴极辊的研究进展及发展趋势国外可制造晶粒度12级以上的阴极辊而国内厂商最高可生产晶粒度9-10级与国外生产水平仍有差距目前国内高精度阴极辊主要采购自日本新日铁三船等日企订货周期长设备供应紧张限制铜箔产能扩张传统铝箔生产主要有两种常用的加工工艺路线1铸锭热轧法熔铸热轧开坯冷轧箔轧2双辊式铸轧法铝熔体倒入铸轧辊凝固和热轧冷轧退火铝箔生产过程涉及多个复杂的轧制工艺和热处理工序合金调配需要有丰富的铝箔生产经验设备精度要求高图4传统铜箔制作工艺图5双辊式铸轧法的铝箔制造工艺5资料来源嘉元科技招股说明书鼎胜新材招股说明书浙商证券研究所13锂电集流体薄型化可提高电池能量密度是大势所趋集流体薄型化是趋势具备降本增效优势集流体可以在很大程度上影响锂电池的性能由于集流体本质为非活性材料并不提高电池容量因此在不影响电池正常充放电和安全性的前提下极薄化集流体可以减重减重优势在于1减小电阻增加单位体积电池所包含的活性物质量提高电池能量密度2减少铜原材料降低成本集流体薄型化趋势下减少主材正负极以外其他材料集流体的占比是主要途径极薄化是集流体减重的趋势根据Areviewofcurrentcollectorsforlithium-ionbatteries目前6电解铜箔在锂电铜箔市场占有率达到652023年预期达到704-45锂电铜箔受到大力推广2022年市场比例达到910压延铝箔已经进入量产和大面积推广阶段按照圆柱电池和软包电池数据最新的6铜箔和10铝箔分别占电池质量64和30集流体薄型化无法既安全又保证高能量密度高功率和高强度虽然减少集流体厚度有一定优势但同时也可能牺牲其导电性和传热性能进而降低功率密度除此之外目前主流的8-9um的铝箔集流体和添加标题4-5um的铜箔集流体可能已达制造工艺极致进一步减薄可能导致集流体强度降低难以批量应用图620世纪90年代以来学术界商用界开始研究集流体表1薄型化电解铜箔6资料来源Areviewofcurrentcollectorsforlithium-ionbatteries江铜铜箔招股说明书锂和我公众号浙商证券研究所14新一代锂电集流体材料复合集流体呈现三明治结构复合集流体是一种新型的集流体材料包括多金属复合箔金属与碳材料复合箔高分子聚合物与导电材料复合箔植物纤维复合箔聚合物与金属材料复合箔等其中高分子聚合物金属复合箔在提升电池安全性提升电池比能量密度方面优势明显内层为聚合物高分子层如PETPP或PI两侧为金属导电层如Al或Cu复合集流体以下均指高分子聚合物金属复合箔呈现三明治结构内层为聚合物高分子层如PPPETPI在高分子材料上下各加上金属如铜铝目前典型结构是上下1m金属材料包夹25m或45m高分子材料基膜图7复合集流体呈现三明治结构图8PET复合铜箔以2545m高分子材料基膜7资料来源重庆金美新材料官网重庆金美新材料环评报告头豹研究院浙商证券研究所15工艺路线复合铜箔多种技术路径并存复合铝箔以真空蒸镀为主有别于传统锂电集流体复合集流体在结构生产工艺性能特点等方面具备创新性旨在提高安全性降本增效复合铜箔主流工艺1一步法全湿法化学镀或全干法磁控溅射真空蒸镀2二步法磁控溅射水介质电镀3三步法磁控溅射真空蒸镀水介质电镀复合铝箔主流工艺真空蒸镀图9磁控溅射一种物理相沉积PVD方法图10水介质电镀对基材进行金属化沉积图11真空蒸镀是一种物理相沉积PVD方法图12化学镀示意图8资料来源光润真空官网鑫华超官网阿石创招股说明书禾川化学官方公众号浙商证券研究所162015年以来复合集流体产业化研究加速科研学术界对复合集流体的研究早于产业化进程1科研学术界早在2011年就有学者将聚乙烯PE和酚醛树脂PF作为基体材料与导电填料石墨炭黑均匀混合制备出复合集流体对其性能进行了分析研究2产业化研究2015年重庆金美新材料宁德时代入股开始了复合集流体的研发与生产2018年后各新能源厂商纷纷开启复合集流体相关技术的研发和专利申请表2复合集流体专利情况申请时间申请人专利名称20180315宁德时代超声波焊头及超声波焊接设备20181126中航锂电一种具有电互联通孔结构的复合集流体及其制备方法电池极片和锂离子电池20191011国轩高科一种锂离子电池复合集流体与箔材的焊接装置图13复合铜箔发展可分为三阶段20191231蜂巢能源电池极耳焊接结构及其制备方法电池20200731比亚迪一种正极复合集流体正极极片及锂离子电池20201013亿纬锂能一种复合集流体其制备方法和用途20210331珠海冠宇一种极片及电池20210430华为一种复合集流体及其制备方法电极极片电池和终端20210519OPPO电极极片制备方法复合集流体电池及电子设备20211111赣锋锂业一种极片及其制备方法和应用20211222恩捷股份复合集流体及其制备方法其极片和电池20220124金美新材料一种复合集流体20220210一汽一种复合集流体制备方法及锂离子电池20220311蔚来复合集流体锂离子电池和车辆20220822元琛科技一种锂电池负极用复合集流体及其制备方法及应用20220927长安汽车复合集流体以及具有其的正极极片以及锂离子电池920220928欣旺达复合集流体二次电池以及用电设备资料来源电池集流体材料的研发与应用国家专利局浙商证券研究所17复合集流体产业链加速布局复合集流体高安全性低成本兼备目前以三明治结构为代表的复合铜箔复合铝箔获得了产业青睐各厂商纷纷加紧产业链布局齐力推动量产表3复合集流体产业链加速布局截至2023年8月18日产业链环节公告时间公司名称公告内容拟向特定对象发行股票募集资金总额不超过592亿元扣除相关发行费用后全部投入新型环保表面工程专用材料项目复合铜箔高端成套装备制造项目补充流动资金项目计划总投资不低于3亿元其中设备投资不低于5000万元复合铜箔高端成套装备制20230811三孚新科造项目拟生产复合铜箔电镀设备产能预计不低于10台年20230804先导智能依托公司研发团队的深厚科研力量现已推出了复合集流体创新制造方案相关设备现已获得了客户订单并得到了来自客户的高度认可应用在PP膜上的公司产品在结合力方面表现良好目前已经送样给下游客户各项指标检测数据待客户反馈另外公司表示公司设备对制作PP基材的复合铜箔生产良率设定的目标为不低于95目前公司正积极推进一步法设备及水电镀设备的销售目前20230803三孚新科公司复合铜箔设备订单主要来源是新增客户20230801道森股份洪田科技研发的一步法复合铜箔真空镀膜成套设备真空磁控溅射一体机顺利通过客户测试验证并正式签订首批订单合同合同金额约为7000万人民币上半年公司复合铜箔设备的出货量已超过以前年度累计数在公司499亿元的营收中有近4成收入来自于复合铜箔相关设备销售上半年公司复合铜箔设备的出货量已超过以前年度累计数大部分设备已经在半年度报告中确认收入公司研制的24靶磁控设备20230727东威科技已完成在场内调试中公司正在大力推广一体化生产线将前道磁控设备与后道水电镀设备形成有效协同在技术工艺服务等构成密切衔接公司的磁控溅射设备及水电镀设备不含税均价在1000万元以上实际价格根据设备的大小长短不同而定目设备厂商前公司是唯一可大规模量产水电镀设备的企业设备供货已超过20余家还有不少客户处于密切商务洽谈中20230724骄成超声公司的超声波滚焊机已经为宁德时代供货20230512三孚新科全球首台由三孚新科自研的量产型一步式全湿法复合铜箔电镀设备成功出货标志着三孚新科在复合铜箔制造的一站式技术解决方案上已取得重大产业化突破公司正积极推动一步式全湿法复合铜箔电镀专用设备及专用化学品的测试及市场推广等工作控股子公司洪田科技有限公司举行真空磁控溅射一体机新品发布会正式发布了一步法复合铜箔真空镀膜成套设备这是公司在复合铜箔真空镀膜成套设备上的一次重大创新和突破也标志着道森股份成为全球行业内极少数掌握该核心技术的真空镀膜行业20230428道森股份头部企业在发布会现场新产品获得了深圳市汉嵙新材料技术有限公司的首批订单洪田科技真空磁控溅射一体机一次性完成基膜双面镀1um铜箔没有水电镀环节完全在真空环境下运行产品提升的不仅仅是磁控溅射的效率更重要的是通过提升整个一体机的生产效率以保证产品能够一次性出箔并达到满意的设计运行速度另外公司的一体机设备设计不挑基膜PET或PP膜均适用从品质良率等指标上更加具有优势20230419东威科技目前复合集流体负极材料领域复合铜箔替代传统纯铜箔的趋势不可逆转同时公司的客户已将其生产的复合铜箔送检至国外市场反响良好相关设备批量订单在逐步增加中公司主要从事超声波焊接裁切设备和配件的研发设计生产与销售并提供新能源动力电池制造领域的自动化解决方案公司作为宁德时代滚焊设备核心供应商有望率先受益实现几何级增长公司超声波高速滚焊设备主要用于复合集流体电池的焊接复20230131骄成超声合集流体材料焊接是在高分子材料表面镀上金属后进行焊接焊接效果焊接稳定性和焊接效率都是比较关键的因素公司滚焊设备焊接速度可达80mmin以上20230804瑞华泰公司表示其产品PI薄膜可以做新一代复合集流体解决超薄铜箔铝箔防刺穿的问题未来如PI能持续降低成本作为耐温等级最高的绝缘系统材料PI将在新能源汽车领域拥有更大的市场潜力20230802阿石创目前公司复合铜箔项目尚处于设备调试阶段20230714铜冠铜箔公司已成立专门攻关团队研究开发复合铜箔复合铜箔研发工作正在按计划进度推进基材厂商20230403璞泰来公司计划在江苏溧阳设立全资子公司江苏卓立负责公司复合铜铝箔集流体材料的研发量产及相关的产业化并投资建设复合集流体研发生产基地项目计划总投资为20亿元含流动资金公司具备CPIPI膜材浆料研发和生产能力公司复合铜箔产品开发项目在继续推进中公司在过去四年储备了大量与镀膜镀铜以及膜材在显示5G电池等领域应用相关的技术其中就包括PI膜材技术以及镀铜技术公司作为国内同时具备膜材和镀铜技术20230317沃格光电的企业目前在开发针对复合铜箔的低成本技术路径和工艺路线20230314阿石创公司现阶段正在开发复合集流体产品理论上该产品技术作为动力电池未来的一个发展方向在固态电池上应也可适用同时公司也将继续重点研究其他产品1020221122光华科技公司为pet复合铜箔生产厂商提供系统解决方案资料来源各公司公告浙商证券研究所18复合集流体产业链加速布局表4复合集流体产业链加速布局二截至2023年8月18日产业链环节公告时间公司名称公告内容新型高安全复合集流体产业化项目一期奠基仪式举行本次开工的项目规划用地150亩总投资30亿元全部建成后将达成7亿平方米新型高安全复合集流体的年产能可满足约70GWh动力储能及3C锂离子电池产业需求其中一期投资85亿元涵20230808安迈特盖年产2亿平方米复合集流体生产线及配套设施等20230801英联股份公司的复合铜箔产品已批量向下游电池客户送样目前客户正在进行测试和反馈的过程中公司紧密推进测试进展产线建设方面公司2023年计划建设10条复合铜箔产线目前已建设完成3条后续7条将在本年度第三四季度分阶段建设公司的复合集流体产品涉及复合铜箔和复合铝箔目前公司的复合铜箔已形成小试线复合铝箔已形成中试线公司的复合集流体产品在结晶均匀性方面具有明显优势颗粒均匀整平良好箔材无针孔无应力具有较好的抗剥离强度公司在202320230727诺德股份年7月6日召开的第十届董事会第十九次会议中审议通过了关于对外投资设立控股子公司的议案同意以自有或自筹资金不超过7000万元对外投资设立控股子公司该子公司将专注于复合集流体的研发生产和销售公司动力电池超薄铜膜项目自2021年三季度首次送样下游以来经历了多次送样下游测试验证的历程攻克了多项技术难关近日获得了下游电池厂客户首张复合铜箔产品订单公司复合铜箔产品包括PET铜膜PP铜膜公司拥有多套磁控溅射镀膜20230724万顺新材设备电子束镀膜设备水镀设备可满足一定规模的生产需求公司使用的磁控溅射镀膜设备电子束镀膜设备为进口设备水镀设备为国产20230719光莆股份公司首期复合集流体材料生产线具备量产条件首期复合集流体铜箔产线采用的是两步法首期复合集流体铜箔产线的良率在80以上所生产的复合集流体材料已向多家锂电池厂家提供样品测试20230707元琛科技公司复合铜箔产线目前正在积极有序运行中20230704嘉元科技目前公司复合铜箔中试生产设备已完成安装公司正积极推动复合铜箔的研发和工艺优化并将紧跟市场的需求及时布局产业化规划20230620双星新材公司2022年12月完成首条复合铜箔设备安装随产品送样至下游客户经客户反复测试验证于近日获得客户的首张产品订单20230612万顺新材公司开发的复合铜膜采用的基膜包括PETPP卷样已送下游客户前期攻克多项技术难关目前等待下游进展公司拥有多套磁控溅射设备电子束镀膜设备水镀设备可满足一定量的生产需求20230612宝明科技公司赣州复合铜箔一期项目二季度量产公司复合铜箔产品已经送样多家客户20230601光莆股份公司首期复合集流体材料生产线已投产运营所生产的复合集流体材料已向多家锂电池厂家提供样品测试膜材厂商20230525中一科技公司已设立子公司从事复合集流体的研究开发生产和销售等业务目前处于中试线建设阶段相关产品已给相关客户送样并取得良好反馈新型多功能复合集流体扩产基地项目正式签约落户宜宾市南溪区该项目总投资55亿元分三期投资建设总规划用地430亩主要用于建设生产新型多功能复合集流体MA铝箔和MC铜箔产线三期全部满产后每年可为新能源市场输送约12亿20230524金美新材料平米的新型多功能复合集流体材料第一代MA铝复合集流体产品于2018年首次量产并装机第二代6mMC铜复合集流体产品于2020年开始量产第二代8mMA产品已于2022年规模化量产并持续大批量供货目前优率已达80以上并持续提升中20230508隆扬电子隆扬现有技术满足行业预期的8微米65微米等主要厚度规格超募资金及可转债项目复合铜箔将持续攻关更薄的复合型铜箔以期满足与4微米的极薄锂电铜箔相当的复合型铜箔目前公司正在有序推进复合铜箔项目公司在磁控溅镀技术方面有较为丰富的经验拥有核心技术团队该技术已运用在公司现有的玻璃镀膜产品上公司对复合铜箔项目的研发生产有信心去年年底公司第一条全制程生产线1台磁控溅射1条水20230505胜利精密电镀已在安徽舒城产业园安装调试完成目前第二条水电镀产线正在与东威科技相关人员进行技术改造升级中20230426英联股份将于江苏高邮投资3089亿元建设100条复合铜箔10条铝箔生产线项目建设期约3年公司预计在2025年实现5亿平方米复合铜箔1亿平方米复合铝箔的产能布局其中2023年计划建设10条复合铜箔和1条铝箔生产线20230415元琛科技2022年12月公司复合集流体首批产品正式下线性能经检测各项指标均达到预期预计2023年公司锂电集流体材料将实现下游订单和产能爬坡协同锂电热失控模组针对电池新材料应用和电池安全提升方向实现新的增长公司不断加大加快在复合铜箔领域的研发布局目前已完成中试设备的市场调研技术交流工艺参数论证中试生产线订购等工作后期将会送样给下游客户进行产品验证公司45微米及5微米铜箔产品已向国内部分锂离子电池厂商批量供货其他下20221201嘉元科技游厂商也在积极试用中待相关条件成熟后导入20221122海亮股份公司目前有多个集流体创新研发项目在开展其中PET复合铜箔已立项正在推进研发工作20221121斯迪克公司在PET复合集流体上有相关的技术储备和产业布局该项目目前处于研发阶段20220815诺德股份公司现在在研究复合集流体技术1120220725方邦股份公司在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资料来源各公司公告浙商证券研究所19产业链中上游赛跑推动复合集流体产业化进程12资料来源各公司官网各公司公告浙商证券研究所02优势复合集流体具备高安全性高比容高循环寿命低成本等优势1321高安全性中间层高分子材料起到保险丝作用防止热失控高安全性动力电池受到挤压时产生机械变形导致热失控发生的原因在于电池内部隔膜被挤破导致正负极接触极板之间发生内短路复合集流体解决热失控的原理在于1切断正负极接触中间绝缘树脂层不导电电阻较大可提高电池在异常情况下发生短路时的短路电阻使短路电流大幅度减小因此可极大降低短路产热量从而改善电池安全性能2点断路导电层较薄在穿钉等异常情况下局部的导电网络被切断防止电化学装置大面积发生内短路相当于将穿钉等造成的电化学装置损坏局限于刺穿位点仅形成点断路不影响电化学装置正常工作图14新能源汽车起火原因图15动力电池热失控内部反应过程图16复合集流体钉子穿透后防止热失控图17复合集流体减小穿透毛刺图18复合集流体钉子穿透后电压稳定14资料来源Preventionoflithium-ionbatterythermalrunawayusingpolymer-substratecurrentcollectors重庆金美新材料官网高安全锂离子电池复合集流体的界面强化头豹研究院浙商证券研究所22高比容提升能量密度高循环寿命增强经济性高比容复合集流体重量更轻可有效提升电芯能量密度集流体作为正极材料和负极材料电子传输的载体在电池的充放电过程中未能提供容量再加上铝箔和铜箔的密度均较大这种存在于电池内的死质量无法提升能量密度集流体在锂电池中的重量占比仅次于正负极其中铜箔集流体占比81铝箔集流体占比69合计超15对比传统铜箔复合铜箔节省材料成本近40质量轻60能量密度提升5-10由于铝密度低于铜复合铝箔减重效果略低于复合铜箔高循环寿命由于铜箔表面比较光滑平整接触面积不够大且铜箔为金属材料而电池一般为非金属材料使得两种物质接触相容性差界面接触电阻较大导致电池充放电性能有所降低复合集流体的高分子层进一步减少铜箔集流体与锂的反应形成致密的保护层从而弱化锂枝晶的形成可显著改善由平面锂金属镀层导致的锂电化学沉积提高锂金属阳极的循环稳定性根据东威科技2021年年报复合集流体循环寿命可提高5图19复合集流体提高电池寿命和安全性图20添加标题铜箔铝箔集流体在锂电池重量占比超1536112外壳302负极81正极铝箔集流体69铜箔集流体电解液145隔膜25515资料来源重庆金美新材料官网Areviewofcurrentcollectorsforlithium-ionbatteries浙商证券研究所23低成本原材料价格高位高分子材料成本相对较低低成本铜材料成本高企高分子材料替代将打开降本通道锂电池中锂电铜箔成本占比达到8-10传统锂电铜箔中铜金属成本占比约83对比复合铜箔铜金属在复合铜箔成本占比仅约44中间层的高分子材料成本远低于铜金属展望未来复合铜箔规模生产后其综合成本有望得到进一步下降根据金美新材官网数据复合集流体的成本将比传统集流体降低50以上据我们测算假设面积均为1铜密度均为896gm的情况下复合铜箔比电解铜箔的铜用量降低约69分别约1792g5824g与传统铝箔集流体对比复合铝箔的蒸镀镀铝工艺成本较高因此复合铝箔成本下降空间相对较小图21锂电铜箔在锂电池成本占比达8-10图22截止2023年8月17日铜价同比2015年初提升4816资料来源Wind阳光工匠学社公众号浙商证券研究所24预计PET复合铜箔单位成本约326元平方米较电解铜箔下降18表5以PET复合铜箔为例复合铜箔单位成本为326元平方米6m电解铜箔397元平方米PET复合铜箔单位成本电解铜箔单位成本铜冠铜水电镀设备单价万台9131复合铜箔的铜层厚度m2002021年1-6月箔据测算预计复合良品率90其中磁控溅射铜靶材厚度m014锂电铜箔单位成本万元吨716铜箔生产成本约线速mmin10水电镀镀铜厚度m186用铜的密度为896gcm进行换算326元电解铜宽幅m12铜密度gcm8966um锂电铜箔单位成本元385箔生产成本约397每日工时h16复合铜箔中铜质量g1792仅考虑折旧费用和材料费用324元复合铜箔相工作日天300其中磁控溅射铜靶材质量g125材料费占比7984比电解铜箔成本下降18固定资产折旧产能万年346材料费用水电镀镀铜质量g1667人工费用占比269折旧年限年10铜靶材单价元kg20844制造费用占比669成本构成方面PET残值5铜单价元kg6948生产用电占比618单位铜箔折旧元028铜材料元添加标题142运杂费用占比071复合铜箔的材料费磁控溅射设备单价万台10441复合铜箔的PET厚度m450其他费用占比388用人工费用设良品率85PET密度gcm137材料费用元307备折旧占比较高产能万年518复合铜箔中PET质量g617人工费用元010折旧年限年10PET材料元kg25固定折旧费用元017分别为5818残值5PET材料元015其他制造费用元00915电解铜箔的光亮剂元030生产用电元024单位铜箔折旧元平方米023材料费用占比最高材料总价元187运杂费用元003员工人数2000电费元002其他费用元015约80产能万年28800能源费用水电镀单位能耗度h000421年1-6月铜均价元kg6678人工费用员工薪酬万年85能源费用元02运杂费用元平方米003当前铜价元kg6948人工费用元059其他费用其他制造其他费用元平方米024当前材料费320单位复合铜箔成本326元平方米6m锂电铜箔单位成本元397仅考虑折旧材料费用238元平方米仅考虑折旧费用和材料费用336资料来源东威科技公告宝明科技公告重庆金美新材料环评报告铜冠铜箔招股说明书Wind浙商证券研究所测算1725易扩产工艺优生产设备易获取工艺流程短且环境友好易扩产复合铜箔生产无需使用阴极辊扩产难度相对较低阴极辊是电解铜箔之母是铜箔制造成本最高的关键设备目前高精度阴极辊主要采购自日本新日铁三船等日企订货周期长设备供应紧张限制铜箔产能扩张工艺优1工艺流程缩短工艺流程缩短采用真空镀膜工艺形成膜面作为阴极可直接在离子置换设备中反应且真空工序无污染铜箔的溶铜电解工艺同样有污染物排放2环境友好程度高采用新型的药剂体系规避了氰化物等剧毒物质使生产过程的排污量更好污染物更易处理抗氧化采用有机抗氧化液抗氧化直接进行烘干工艺药剂进行循环使用避免了金属污染物的排放表6复合铜箔制作工艺具有诸多优势项目复合铜箔电解铜箔真空镀膜离子置换药液成份较为简单只添加标题溶铜电解水电镀缓液成份复杂涉及多种重金工艺原理涉及钢一种重金属属传统镀流可能会涉及氧化物基膜用PETPP原料膜作为基膜使用钢料溶铜后生成原简生产基膜工序长度8-10道13-15道不需要项目基材是平整光亮的并且使用需要为了钢箔与基材间有较好的站合力同时粗化工序酸度添加剂故不需要为了电流分布均匀采用连续离子置换法操作容易效率好与采用多种金属电镀方式更容易使镀波滴温到地物料传送方式空气接触时间较短面且于空气接触时间较长18资料来源重庆金美新材料环评报告浙商证券研究所03产业现状复合铜箔多种技术路径推进复合铝箔量产导入期已开启1931材料高分子材料有PPPETPI目前主流选择为PPPET高分子材料有PPPETPI等各有优劣PPPET成为当下主流选择根据各公司环境影响报告书宝明科技采用PPPET纳力新材料采用PP英联股份采用PPPET柔震科技采用PET重庆金美采用PET复合铝箔PP复合铜箔1PET化学式为C10H8O4n密度范围在133-135gcm3之间熔点250至255C使用温度-100至120具有良好耐蠕变耐疲劳性耐磨擦耐热性及尺寸稳定性2PP化学式为C3H6n密度为089091gcm3易燃熔点为164至170在155左右软化使用温度范围为-30至140具有耐化学性电绝缘性无毒及良好的加工性能等优异性能3PI指主链上含有酰亚胺环-CO-NR-CO-的一类聚合物是综合性能最佳的有机高分子材料之一其耐高温达400C以上长期使用温度范围-200至300C部分无明显熔点高绝缘性能从生产端看耐热性强强度高的PET适应蒸镀设备从电池端看电化学稳定性高的PP更佳因此PETPP各有优劣综合来看PET的应用已相对成熟PP体量较小正在攻克金属附着力难点PI材料还未进入导入阶段添加标题表7三种高分子材料对比PET聚对苯二甲酸乙二醇酯PP聚丙烯PI聚酰亚胺与铜密度对比约为铜的17约为铜的110约为铜的171具备最佳的耐高低温性能1可在高温电解液环境中维持良好性能力学指标电化学性能耐高温等方面优势2具备最佳的抗拉强度2抗腐蚀性强的综合优势突出3规模量产能力更强1高温下韧性不足不耐强酸强碱在电解液环境中易被腐蚀需劣势2高速涂布时易断裂影响整体良率价格高要电芯厂调整电解液配方来改善3与铜层的结合力不足需要攻破价格7280元吨PET-华东-水瓶级-生产价7550元吨PP-浙江-完税自提价30-300万元吨不同应用类型PI膜20资料来源高工锂电PET生意社Wind浙商证券研究所