浙商证券：安全性与经济性兼备的锂电新技术，产业化渐行渐近.pdf

2023年 8月 23日 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 证券研究报告 分析师 邱世梁 分析师 王华君 研究助理 张菁 邮箱 qiushiliang@stocke.com.cn 邮箱 wanghuajun@stocke.com.cn 邮箱 zhangjing02@stocke.com.cn 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 2 ◼ 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 。 复合集流体：具备“三明治”结构的锂电池正负极新技术01 3 集流体是锂电池导电的重要材料之一，具备承载性、传导性 4 图 1：锂电池包括正极、负极、电解液、隔膜 资料来源： 《 电池集流体材料的研发与应用 》 ， 《 A review of current collectors for lithium-ion batteries》 ，浙商证券研究所 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 15% 1.1 ◼ 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 8.1%， 铝箔集流体占比 6.9%， 合计超 15%。 30.2% 25.5% 14.5% 6.9% 8.1% 11.2% 3.6% 外壳 负极 正极 铝箔集流体 铜箔集流体 电解液 隔膜 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1.2 5 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 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 ◼ 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 。 添加标题 锂电集流体薄型化可提高电池能量密度，是大势所趋1.3 6 资料来源： 《 A review of current collectors for lithium-ion batteries》 ，江铜铜箔招股说明书，锂和我公众号，浙商证券研究所 ◼ 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 《 A review of current collectors for lithium-ion batteries》 ， 目前 6μｍ电解铜箔在锂电铜箔市场占有率达到 65％ ， 2023年预期达到 70％ ； 4-4.5μｍ锂电铜箔受到大力推广 ， 2022年市场比例达到 9％ ； 10μｍ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 6μｍ铜箔和 10μｍ铝箔分别占电池质量 6.4％ 和 3.0%。 ◼ 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 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 6： 20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 新一代锂电集流体材料 —— 复合集流体呈现“三明治”结构1.4 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 ◼ 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 PET、 PP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 PP、 PET、 PI） ， 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 1μm金属材料 “ 包夹 ” 2.5 μm或 4.5μm高分子材料基膜 。 图 7：复合集流体呈现“三明治”结构 图 8： PET复合铜箔以 2.5/4.5μm高分子材料基膜 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1.5 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 ◼ 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 2015年以来，复合集流体产业化研究加速1.6 9  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 。 图 13： 复合铜箔发展可分为三阶段 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 表 2： 复合集流体专利情况 申请时间 申请人 专利名称 2018.03.15 宁德时代 超声波焊头及超声波焊接设备 2018.11.26 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 2019.10.11 国轩高科 一种锂离子电池复合集流体与箔材的焊接装置 2019.12.31 蜂巢能源 电池极耳焊接结构及其制备方法、电池 2020.07.31 比亚迪 一种正极复合集流体、正极极片及锂离子电池 2020.10.13 亿纬锂能 一种复合集流体、其制备方法和用途 2021.03.31 珠海冠宇 一种极片及电池 2021.04.30 华为 一种复合集流体及其制备方法、电极极片、电池和终端 2021.05.19 OPPO 电极极片、制备方法、复合集流体、电池及电子设备 2021.11.11 赣锋锂业 一种极片及其制备方法和应用 2021.12.22 恩捷股份 复合集流体及其制备方法、其极片和电池 2022.01.24 金美新材料 一种复合集流体 2022.02.10 一汽 一种复合集流体、制备方法及锂离子电池 2022.03.11 蔚来 复合集流体、锂离子电池和车辆 2022.08.22 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 2022.09.27 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 2022.09.28 欣旺达 复合集流体、二次电池以及用电设备 复合集流体产业链加速布局 10 资料来源： 各公司公告 ，浙商证券研究所 1.7 表 3：复合集流体产业链加速布局（截至 2023年 8月 18日） 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。 产业链环节 公告时间 公司名称 公告内容 设备厂商 2023.08.11 三孚新科 拟向特定对象发行股票募集资金总额不超过 5.92亿元，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 5,000万元。复合铜箔高端成套装备制造项目拟生产复合铜箔电镀设备产能预计不低于 10台 /年。 2023.08.04 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。 2023.08.03 三孚新科 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。目前公司复合铜箔设备订单主要来源是新增客户。 2023.08.01 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。 2023.07.27 东威科技 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 4.99亿元的营收中，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 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 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。 2023.07.24 骄成超声 公司的超声波滚焊机已经为宁德时代供货。 2023.05.12 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。 2023.04.28 道森股份 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 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。 2023.04.19 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。 2023.01.31 骄成超声 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 80m/min以上。 基材厂商 2023.08.04 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。 2023.08.02 阿石创 目前公司复合铜箔项目尚处于设备调试阶段 2023.07.14 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。 2023.04.03 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）。 2023.03.17 沃格光电 公司具备 CPI/PI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 2023.03.14 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。 2022.11.22 光华科技 公司为 pet复合铜箔生产厂商提供系统解决方案。 复合集流体产业链加速布局 11 资料来源： 各公司公告 ，浙商证券研究所 1.8 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 膜材厂商 2023.08.08 安迈特 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 8.5亿元，涵盖年产 2亿平方米复合集流体生产线及配套设施等。 2023.08.01 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。 2023.07.27 诺德股份 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 2023 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。 2023.07.24 万顺新材 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。 2023.07.19 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。 2023.07.07 元琛科技 公司复合铜箔产线目前正在积极有序运行中。 2023.07.04 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。 2023.06.20 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。 2023.06.12 万顺新材 公司开发的复合铜膜采用的基膜包括 PET、 PP，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。 2023.06.12 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。 2023.06.01 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 2023.05.25 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。 2023.05.24 金美新材料 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 6μm MC铜复合集流体产品于 2020年开始量产；第二代 8μm MA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。 2023.05.08 隆扬电子 隆扬现有技术满足行业预期的 8微米， 6.5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。 2023.05.05 胜利精密 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。 2023.04.26 英联股份 将于江苏高邮投资 30.89亿元建设 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。 2023.04.15 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。 2022.12.01 嘉元科技 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 4.5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，其他下游厂商也在积极试用中，待相关条件成熟后导入。 2022.11.22 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。 2022.11.21 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。 2022.08.15 诺德股份 公司现在在研究复合集流体技术。 2022.07.25 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。 产业链中上游赛跑，推动复合集流体产业化进程1.9 12 资料来源：各公司官网，各公司公告，浙商证券研究所 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02 13 高安全性：中间层高分子材料起到“保险丝“作用，防止热失控2.1 14 ◼ 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 。 资料来源： 《 Prevention of lithium-ion battery thermal runaway using polymer-substrate current collectors》 ，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 图 16：复合集流体钉子穿透后防止热失控图 15：动力电池热失控内部反应过程图 14：新能源汽车起火原因 图 18：复合集流体钉子穿透后电压稳定图 17：复合集流体减小穿透毛刺 添加标题 高比容：提升能量密度；高循环寿命：增强经济性2.2 15 ◼ 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 8.1%， 铝箔集流体占比 6.9%， 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%。 资料来源：重庆金美新材料官网， 《 A review of current collectors for lithium-ion batteries》 ，浙商证券研究所 图 19：复合集流体提高电池寿命和安全性 图 20：铜箔、铝箔集流体在锂电池重量占比超 15% 30.2% 25.5% 14.5% 6.9% 8.1% 11.2% 3.6% 外壳 负极 正极 铝箔集流体 铜箔集流体 电解液 隔膜 低成本：原材料价格高位，高分子材料成本相对较低2.3 16 ◼ 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 8.96g/m³的情况下 ， 复合铜箔比电解铜箔的铜用量降低约 69%， 分别约 17.92g、 58.24g。 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 。 资料来源： Wind，阳光工匠学社公众号，浙商证券研究所 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 48% 添加标题 预计 PET复合铜箔单位成本约 3.26元 /平方米，较电解铜箔下降 18%2.4 17 ◼ 据测算 ， 预计复合 铜箔生产成本约 3.26元 /㎡ ， 电解铜 箔生产成本约 3.97 元 /㎡ ， 复合铜箔相 比电解铜箔成本下 降 18%。 ◼ 成本构成方面 ， PET 复合铜箔的材料费 用 、 人工费用 、 设 备折旧占比较高 ， 分别为 58%、 18%、 15%；电解铜箔的 材料费用占比最高 ， 约 80%。 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 表 5：以 PET复合铜箔为例，复合铜箔单位成本为 3.26元 /平方米， 6μm电解铜箔 3.97元 /平方米 PET复合铜箔单位成本 电解铜箔单位成本 固定资产折旧 水电镀设备单价（万 /台） 913 材料费用 1㎡ 复合铜箔的铜层厚度（ µm） 2.00 2021年 1-6月 铜冠铜箔 良品率 90% 其中：磁控溅射铜靶材厚度（ µm） 0.14 锂电铜箔单位成本（万元 /吨） 7.16 线速（ m/min) 10 水电镀镀铜厚度（ µm） 1.86 用铜的密度为 8.96g/cm³进行换算 宽幅（ m） 1.2 铜密度（ g/cm³） 8.96 6um锂电铜箔单位成本（元 /㎡ ） 3.85 每日工时（ h） 16 复合铜箔中铜质量（ g/㎡ ） 17.92 仅考虑折旧费用和材料费用 3.24 工作日（天） 300 其中：磁控溅射铜靶材质量（ g/㎡ ） 1.25 材料费占比 79.84% 产能（万㎡ /年） 346 水电镀镀铜质量（ g/㎡ ） 16.67 人工费用占比 2.69% 折旧年限（年） 10 铜靶材单价（元 /kg) 208.44 制造费用占比 6.69% 残值 5% 铜单价（元 /kg) 69.48 生产用电占比 6.18% 单位铜箔折旧（元 /㎡ ） 0.28 铜材料（元 /㎡ ） 1.42 运杂费用占比 0.71% 磁控溅射设备单价（万 /台） 1044 1㎡ 复合铜箔的 PET厚度（ µm） 4.50 其他费用占比 3.88% 良品率 85% PET密度（ g/cm³） 1.37 材料费用（元 /㎡ ） 3.07 产能（万㎡ /年） 518 复合铜箔中 PET质量（ g/㎡ ） 6.17 人工费用（元 /㎡ ） 0.10 折旧年限（年） 10 PET材料（元 /kg） 25 固定折旧费用（元 /㎡ ） 0.17 残值 5% PET材料（元 /㎡ ） 0.15 其他制造费用（元 /㎡ ） 0.09 单位铜箔折旧（元 /平方米） 0.23 光亮剂（元 /㎡ ） 0.30 生产用电（元 /㎡ ） 0.24材料总价（元 /㎡ ） 1.87 运杂费用（元 /㎡ ） 0.03 人工费用 员工人数 200.0 能源费用 电费（元 /㎡ ） 0.02 其他费用（元 /㎡ ） 0.15 产能（万㎡ /年） 2880.0 水电镀单位能耗（度 /h) 0.004 21年 1-6月铜均价（元 /kg） 66.78 员工薪酬（万 /年） 8.5 能源费用（元 /㎡ ） 0.2 人工费用（元 /㎡ ） 0.59 其他费用 运杂费用（元 /平方米） 0.03 当前铜价（元 /kg） 69.48 其他制造 +其他费用（元 /平方米） 0.24 当前材料费 3.20 单位复合铜箔成本 3.26元 /平方米 6μm锂电铜箔单位成本（元 /㎡ ） 3. 97 仅考虑折旧、材料费用 2.38元 /平方米 仅考虑折旧费用和材料费用 3.36 添加标题 易扩产、工艺优：生产设备易获取，工艺流程短且环境友好2.5 18 ◼ 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： ① 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； ② 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 资料来源：重庆金美新材料环评报告，浙商证券研究所 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 工艺原理 真空镀膜 +离子置换（药液成份较为简单，只涉及钢一种重金属） 溶铜电解 +水电镀（缓液成份复杂涉及多种重金属，传统镀流可能会涉及氧化物） 基膜 用 PET/PP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 粗化工序 不需要，项目基材是平整、光亮的，并且使用酸度添加剂。故不需要 需要，为了钢箔与基材间有较好的站合力，同时为了电流分布均匀 物料传送方式 采用连续离子置换法（操作容易，效率好，与空气接触时间较短） 采用多种金属电镀方式（更容易使镀波滴温到地面，且于空气接触时间较长） 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03 19 添加标题 材料：高分子材料有 PP、 PET、 PI，目前主流选择为 PP、 PET3.1 20 ◼ 高分子材料有 PP、 PET、 PI等 ， 各有优劣 。 P