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復合集流體:安全性與經(jīng)濟性兼?zhèn)洌a(chǎn)業(yè)化進程有望提速2復合集流體:“三明治”結(jié)構(gòu)的鋰電池正負極新技術(shù),安全性與經(jīng)濟性兼?zhèn)鋸秃霞黧w是一種新型的集流體材料技術(shù),在提升電池安全性、提升能量密度、高循環(huán)壽命、低成本等優(yōu)勢明顯,可應用于動力、儲能、消費電池。其呈現(xiàn)“三明治”結(jié)構(gòu),內(nèi)層為2.5μm或4.5μm聚合物高分子層(如PP、PET、PI),在高分子材料上下各加上1μm金屬(如銅、鋁)。其優(yōu)勢體現(xiàn):1)高安全性:中間層高分子材料起到“保險絲“作用,防止熱失控;2)高比容:重量更輕,可提升電芯能量密度;3)高循環(huán)壽命:循環(huán)壽命可提高5%;4)低成本:高分子材料價格相對低。據(jù)測,復合銅箔比電解銅箔的銅用量降低約69%,分別約17.92g、58.24g。PET復合銅箔、電解銅箔單位成本分別約3.26、3.97元/平方米,復合銅箔單位成本較電解銅箔下降18%。復合銅箔的基材選擇、工藝路線尚未定型,仍處于多路線并行推進;復合鋁箔相對確定,已開啟量產(chǎn)導入期1、基材方面:中間層高分子材料有PP、PET、PI等,PP和PET為當下膜材廠商主流選擇。PP和PET材料各有優(yōu)劣,綜合來看PET的應用已相對成熟;PP體量較小,正在攻克金屬附著力難點;PI材料還未進入導入階段。目前,復合銅箔仍存在PP、PET技術(shù)路線之爭,復合鋁箔基本已確認使用PET。2、工藝路線方面:1)復合銅箔工藝主要有一步法、兩步法、三步法,兩步法憑借其高性價比、高良率、低成本優(yōu)勢,成為目前主流選擇。①一步法:有化學沉積的全濕法、物理沉積的全干法;②兩步法:磁控濺射+水介質(zhì)電鍍;③三步法:磁控濺射+真空蒸鍍+水介質(zhì)電鍍。2)復合鋁箔:一步法,采用蒸鍍工藝,核心為真空蒸鍍。3、設備方面:1)超聲波滾焊機:復合集流體的應用需在鋰電池制造的前道工序中新增采用超聲波高速滾焊技術(shù)的極耳轉(zhuǎn)印焊工序。主要參與者驕成超聲。2)真空鍍膜設備:有三種技術(shù)①真空蒸發(fā)鍍膜:復合銅箔三步法制備工藝中第二步;復合鋁箔制備核心設備,

市場參與者有匯成真空、湘潭宏大、廣東振華、道森股份等;②真空磁控濺射鍍膜:復合銅箔二步法、三步法制備工藝中第一步,

市場參與者匯成真空、道森股份、東威科技等;③真空離子鍍膜。3)水介質(zhì)電鍍設備:復合銅箔二步法、三步法中的最后一步,主要作用是增厚銅層,實現(xiàn)導電需求。市場參與者東威科技。復合集流體處于產(chǎn)業(yè)加速期;預計2023-2025年全球復合集流體設備、材料市場規(guī)模CAGR約762%、606%1、產(chǎn)業(yè)化進程:1)復合銅箔:處于技術(shù)驗證期,穿孔、銅膜結(jié)合力等問題成為影響量產(chǎn)痛點,我們預計最快將于2023Q4導入量產(chǎn);2)復合鋁箔:已進入量產(chǎn)導入期。2、市場規(guī)模:預計2025年全球復合集流體設備市場規(guī)模151億,2023-2025CAGR=762%;材料市場規(guī)模205億元,2023-2025CAGR=606%。投資建議:聚焦優(yōu)質(zhì)設備、膜材廠商,有望優(yōu)先受益量產(chǎn)突破【設備廠商】:重點推薦驕成超聲、東威科技、先導智能;關注三孚新科、道森股份、匯成真空(未上市)?!净膹S商】:關注雙星新材、東材科技、銅峰電子、康輝新材、瑞華泰?!灸げ膹S商】:關注璞泰來、寶明科技、諾德股份、雙星新材、萬順新材、勝利精密、元琛科技、英聯(lián)股份、中一科技、隆揚電子、重慶金美(未上市)。風險提示:復合集流體技術(shù)替代風險;產(chǎn)業(yè)化進展不及預期風險;競爭格局惡化風險;市場規(guī)模測算偏差風險。復合集流體:具備“三明治”結(jié)構(gòu)的鋰電池正負極新技術(shù)301圖1:鋰電池包括正極、負極、電解液、隔膜 圖2:鋁、銅、鎳等金屬材料均用于鋰電集流體1.1 集流體是鋰電池導電的重要材料之一,具備承載性、傳導性集流體是鋰電池主要材料之一,具有承載性、傳導性的重要功能。典型鋰電池的主要結(jié)構(gòu)包括正極、負極、電解液、隔膜。電池集流體的作用是承載正負極材料,將電池內(nèi)部的電流集中起來,使得電流能夠輸出更穩(wěn)定、高效的能量。其功能包括收集電流、分配電流以及提高電池輸出功率。一般來說,集流體由銅、鋁、銀等導電性較好的金屬材料制成,它們被連接在電池的正負極上,形成完整的電路。壓延鋁箔、電解銅箔分別為主流的鋰電正負極材料,在鋰電池中銅鋁箔集流體重量占比超15%。鋁、銅、鎳、鈦、不銹鋼、碳均用于鋰電池集流體材料,結(jié)構(gòu)包括薄片、網(wǎng)孔、泡沫、鏤空、涂層。目前主流鋰電池正、負極集流體材料分別為壓延鋁

箔、電解銅箔。在鋰電池中集流體重量占比僅次于正負極,其中銅箔集流體占比8.1%,鋁箔集流體占比6.9%,合計超15%。30.225.514.56.98.111.2圖3:銅箔、鋁箔集流體在鋰電池重量占比超15%3.6外殼負極正極鋁箔集流體銅箔集流體電解液隔膜4《電池集流體材料的研發(fā)與應用》,《Areview

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batteries》1.2 陰極輥是傳統(tǒng)銅箔生產(chǎn)的核心裝備,高精度陰極輥依賴進口傳統(tǒng)銅箔的生產(chǎn)工藝成熟,設備壁壘相對較高。傳統(tǒng)銅箔生產(chǎn)主要由4道工序組成,包括溶銅制液工序、電解生箔工序、表面處理工序、分切工序,其中軋制技術(shù)是銅箔生產(chǎn)的核心技術(shù)之一。陰極輥是電解銅箔之母,是銅箔生產(chǎn)的核心裝備,鈦輥表面的晶體結(jié)構(gòu)決定著電解銅箔的結(jié)晶狀態(tài),從而影響電解銅箔的性能。根據(jù)《電解銅箔用陰極輥的研究進展及發(fā)展趨勢》,國外可制造晶粒度12級以上的陰極輥,而國內(nèi)廠商最高可生產(chǎn)晶粒度9-10級,與國外生產(chǎn)水平仍有差距。目前,國內(nèi)高精度陰極輥主要采購自日本新日鐵、三船等日企,訂貨周期長,設備供應緊張限制銅箔產(chǎn)能擴張。傳統(tǒng)鋁箔生產(chǎn)主要有兩種常用的加工工藝路線:(1)鑄錠熱軋法(熔鑄→熱軋開坯→冷軋→箔軋);(2)雙輥式鑄軋法(鋁熔體倒入鑄軋輥→凝固和熱軋→冷軋→退火)。鋁箔生產(chǎn)過程涉及多個復雜的軋制工藝和熱處理工序,合金調(diào)配需要有豐富的鋁箔生產(chǎn)經(jīng)驗,設備精度要求高。圖4:傳統(tǒng)銅箔制作工藝 圖5:雙輥式鑄軋法的鋁箔制造工藝5資料來源:嘉元科技招股說明書,鼎勝新材招股說明書,浙商證券研究所1.3 鋰電集流體薄型化可提高電池能量密度,是大勢所趨?

集流體薄型化是趨勢,具備降本增效優(yōu)勢。集流體可以在很大程度上影響鋰電池的性能。由于集流體本質(zhì)為非活性材料,并不提高電池容量,因此在不影響電池正常充放電和安全性的前提下,極薄化集流體可以減重,減重優(yōu)勢在于:1)減小電阻,增加單位體積電池所包含的活性物質(zhì)量,提高電池能量密度;2)減少銅原材料,降低成本。集流體薄型化趨勢下,減少主材(正負極)以外其他材料(集流體)的占比是主要途徑。極薄化是集流體減重的趨勢。根據(jù)《A

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batteries》,目前6μm電解銅箔在鋰電銅箔市場占有率達到65%,2023年預期達到70%;4-4.5μm鋰電銅箔受到大力推廣,2022年市場比例達到9%;10μm壓延鋁箔已經(jīng)進入量產(chǎn)和大面積推廣階段。按照圓柱電池和軟包電池數(shù)據(jù),最新的6μm銅箔和10μm鋁箔分別占電池質(zhì)量6.4%和3.0%。集流體薄型化無法既安全、又保證高能量密度、高功率和高強度。雖然減少集流體厚度有一定優(yōu)勢,但同時也可能犧牲其導電性和傳熱性能,進而降低功率密度。

除此之外,目前主流的8-9um的鋁箔集流體和4-5um的銅箔集流體可能已達制造工藝極致,進一步減薄可能導致集流體強度降低,難以批量應用。圖6:20世紀90年代以來,學術(shù)界、商用界開始研究集流體

表1:薄型化電解銅箔6《Areview

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batteries》,江銅銅箔招股說明書,鋰和我公眾號,浙商證券研究所新一代鋰電集流體材料——復合集流體呈現(xiàn)“三明治”結(jié)構(gòu)1.4?

復合集流體是一種新型的集流體材料,包括多金屬復合箔、金屬與碳材料復合箔、高分子聚合物與導電材料復合箔、植物纖維復合箔、聚合物與金屬材料復合箔等。其中高分子聚合物金屬復合箔,在提升電池安全性、提升電池比能量密度方面優(yōu)勢明顯。內(nèi)層為聚合物高分子層(如PET、PP或PI),兩側(cè)為金屬導電層(如Al或Cu)。?

復合集流體(以下均指“高分子聚合物金屬復合箔”)呈現(xiàn)“三明治”結(jié)構(gòu)。內(nèi)層為聚合物高分子層(如PP、PET、PI),在高分子材料上下各加上金屬(如銅、鋁)。目前典型結(jié)構(gòu)是上下1μm金屬材料“包夾”2.5

μm或4.5μm高分子材料基膜。圖7:復合集流體呈現(xiàn)“三明治”結(jié)構(gòu) 圖8:PET復合銅箔以2.5/4.5μm高分子材料基膜7資料來源:重慶金美新材料官網(wǎng),重慶金美新材料環(huán)評報告,頭豹研究院,浙商證券研究所工藝路線:復合銅箔多種技術(shù)路徑并存,復合鋁箔以真空蒸鍍?yōu)橹?.5?

有別于傳統(tǒng)鋰電集流體,復合集流體在結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝、性能特點等方面具備創(chuàng)新性,旨在提高安全性、降本增效。?

復合銅箔主流工藝:1)一步法:全濕法(化學鍍)或全干法(磁控濺射、真空蒸鍍);2)二步法:磁控濺射+水介質(zhì)電鍍;3)三步法:磁控濺射+真空蒸鍍+水介質(zhì)電鍍。?

復合鋁箔主流工藝:真空蒸鍍。圖9:磁控濺射一種物理相沉積(PVD)方法 圖10:水介質(zhì)電鍍對基材進行金屬化沉積圖11:真空蒸鍍是一種物理相沉積(PVD)方法圖12:化學鍍示意圖8資料來源:光潤真空官網(wǎng)、鑫華超官網(wǎng)、阿石創(chuàng)招股說明書、禾川化學官方公眾號,浙商證券研究所2015年以來,復合集流體產(chǎn)業(yè)化研究加速1.6科研學術(shù)界對復合集流體的研究早于產(chǎn)業(yè)化進程。1)科研學術(shù)界:早在2011年就有學者將聚乙烯PE和酚醛樹脂PF作為基體材料,與導電填料(石墨,炭黑)均勻混合制備出復合集流體,對其性能進行了分析研究;2)產(chǎn)業(yè)化研究:2015年重慶金美新材料(寧德時代入股)開始了復合集流體的研發(fā)與生產(chǎn),2018年后各新能源廠商紛紛開啟復合集流體相關技術(shù)的研發(fā)和專利申請。圖13:復合銅箔發(fā)展可分為三階段表2:復合集流體專利情況9《電池集流體材料的研發(fā)與應用》,國家專利局,浙商證券研究所申請時間申請人專利名稱2018.03.15寧德時代超聲波焊頭及超聲波焊接設備2018.11.26中航鋰電一種具有電互聯(lián)、通孔結(jié)構(gòu)的復合集流體及其制備方法、電池極片和鋰離子電池2019.10.11國軒高科一種鋰離子電池復合集流體與箔材的焊接裝置2019.12.31蜂巢能源電池極耳焊接結(jié)構(gòu)及其制備方法、電池2020.07.31比亞迪一種正極復合集流體、正極極片及鋰離子電池2020.10.13億緯鋰能一種復合集流體、其制備方法和用途2021.03.31珠海冠宇一種極片及電池2021.04.30華為一種復合集流體及其制備方法、電極極片、電池和終端2021.05.19OPPO電極極片、制備方法、復合集流體、電池及電子設備2021.11.11贛鋒鋰業(yè)一種極片及其制備方法和應用2021.12.22恩捷股份復合集流體及其制備方法、其極片和電池2022.01.24金美新材料一種復合集流體2022.02.10一汽一種復合集流體、制備方法及鋰離子電池2022.03.11蔚來復合集流體、鋰離子電池和車輛2022.08.22元琛科技一種鋰電池負極用復合集流體及其制備方法及應用2022.09.27長安汽車復合集流體以及具有其的正極極片以及鋰離子電池2022.09.28欣旺達復合集流體、二次電池以及用電設備復合集流體產(chǎn)業(yè)鏈加速布局1.7表3:復合集流體產(chǎn)業(yè)鏈加速布局(截至2023年8月18日)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)公告時間公司名稱公告內(nèi)容設備廠商2023.08.11三孚新科擬向特定對象發(fā)行股票募集資金總額不超過5.92億元,扣除相關發(fā)行費用后全部投入新型環(huán)保表面工程專用材料項目、復合銅箔高端成套裝備制造項目、補充流動資金。項目計劃總投資不低于3億元,其中設備投資不低于5,000萬元。復合銅箔高端成套裝備制造項目擬生產(chǎn)復合銅箔電鍍設備產(chǎn)能預計不低于10臺/年。2023.08.04先導智能依托公司研發(fā)團隊的深厚科研力量,現(xiàn)已推出了復合集流體創(chuàng)新制造方案,相關設備現(xiàn)已獲得了客戶訂單,并得到了來自客戶的高度認可。2023.08.03三孚新科應用在PP膜上的公司產(chǎn)品在結(jié)合力方面表現(xiàn)良好,目前已經(jīng)送樣給下游客戶,各項指標檢測數(shù)據(jù)待客戶反饋。另外,公司表示,公司設備對制作PP基材的復合銅箔生產(chǎn)良率設定的目標為不低于95%。目前公司正積極推進一步法設備及水電鍍設備的銷售。目前公司復合銅箔設備訂單主要來源是新增客戶。2023.08.01道森股份洪田科技研發(fā)的“一步法”復合銅箔真空鍍膜成套設備“真空磁控濺射一體機”順利通過客戶測試驗證,并正式簽訂首批訂單合同,合同金額約為7000

萬人民幣。2023.07.27東威科技上半年公司復合銅箔設備的出貨量已超過以前年度累計數(shù),在公司4.99億元的營收中,有近4成收入來自于復合銅箔相關設備銷售。上半年公司復合銅箔設備的出貨量已超過以前年度累計數(shù),大部分設備已經(jīng)在半年度報告中確認收入。公司研制的24靶磁控設備已完成,在場內(nèi)調(diào)試中。公司正在大力推廣一體化生產(chǎn)線,將前道磁控設備與后道水電鍍設備形成有效協(xié)同,在技術(shù)、工藝、服務等構(gòu)成密切銜接。公司的磁控濺射設備及水電鍍設備不含稅均價在1000萬元以上,實際價格根據(jù)設備的大小、長短不同而定。目前公司是唯一可大規(guī)模量產(chǎn)水電鍍設備的企業(yè),設備供貨已超過20余家,還有不少客戶處于密切商務洽談中。2023.07.24驕成超聲公司的超聲波滾焊機已經(jīng)為寧德時代供貨。2023.05.12三孚新科全球首臺由三孚新科自研的,量產(chǎn)型一步式全濕法復合銅箔電鍍設備成功出貨,標志著三孚新科在復合銅箔制造的一站式技術(shù)解決方案上已取得重大產(chǎn)業(yè)化突破。公司正積極推動一步式全濕法復合銅箔電鍍專用設備及專用化學品的測試及市場推廣等工作。2023.04.28道森股份控股子公司洪田科技有限公司舉行真空磁控濺射一體機新品發(fā)布會,正式發(fā)布了“一步法”復合銅箔真空鍍膜成套設備,這是公司在復合銅箔真空鍍膜成套設備上的一次重大創(chuàng)新和突破,也標志著道森股份成為全球行業(yè)內(nèi)極少數(shù)掌握該核心技術(shù)的真空鍍膜行業(yè)頭部企業(yè)。在發(fā)布會現(xiàn)場,新產(chǎn)品獲得了深圳市漢嵙新材料技術(shù)有限公司的首批訂單。洪田科技真空磁控濺射一體機,一次性完成基膜雙面鍍1um銅箔,沒有水電鍍環(huán)節(jié);完全在真空環(huán)境下運行,產(chǎn)品提升的不僅僅是磁控濺射的效率,更重要的是通過提升整個一體機的生產(chǎn)效率,以保證產(chǎn)品能夠一次性出箔并達到滿意的設計運行速度;另外,公司的一體機設備設計不挑基膜,PET或PP膜均適用,從品質(zhì)、良率等指標上更加具有優(yōu)勢。2023.04.19東威科技目前復合集流體負極材料領域,復合銅箔替代傳統(tǒng)純銅箔的趨勢不可逆轉(zhuǎn)。同時,公司的客戶已將其生產(chǎn)的復合銅箔送檢至國外市場,反響良好。相關設備批量訂單在逐步增加中。2023.01.31驕成超聲公司主要從事超聲波焊接、裁切設備和配件的研發(fā)、設計、生產(chǎn)與銷售,并提供新能源動力電池制造領域的自動化解決方案。公司作為寧德時代滾焊設備核心供應商有望率先受益,實現(xiàn)幾何級增長。公司超聲波高速滾焊設備主要用于復合集流體電池的焊接,復合集流體材料焊接是在高分子材料表面鍍上金屬后進行焊接。焊接效果、焊接穩(wěn)定性和焊接效率都是比較關鍵的因素。公司滾焊設備焊接速度可達80m/min以上?;膹S商2023.08.04瑞華泰公司表示其產(chǎn)品PI薄膜可以做新一代復合集流體,解決超薄銅箔、鋁箔防刺穿的問題。未來如PI能持續(xù)降低成本,作為耐溫等級最高的絕緣系統(tǒng)材料,PI將在新能源汽車領域擁有更大的市場潛力。2023.08.02阿石創(chuàng)目前公司復合銅箔項目尚處于設備調(diào)試階段2023.07.14銅冠銅箔公司已成立專門攻關團隊研究開發(fā)復合銅箔,復合銅箔研發(fā)工作正在按計劃進度推進。2023.04.03璞泰來公司計劃在江蘇溧陽設立全資子公司江蘇卓立,負責公司復合銅鋁箔集流體材料的研發(fā)、量產(chǎn)及相關的產(chǎn)業(yè)化,并投資建設復合集流體研發(fā)生產(chǎn)基地,項目計劃總投資為20億元(含流動資金)。2023.03.17沃格光電公司具備CPI/PI膜材漿料研發(fā)和生產(chǎn)能力,公司復合銅箔產(chǎn)品開發(fā)項目在繼續(xù)推進中。公司在過去四年儲備了大量與鍍膜、鍍銅以及膜材在顯示、5G、電池等領域應用相關的技術(shù),其中就包括PI膜材技術(shù)以及鍍銅技術(shù)。公司作為國內(nèi)同時具備膜材和鍍銅技術(shù)的企業(yè),目前在開發(fā)針對復合銅箔的低成本技術(shù)路徑和工藝路線2023.03.14阿石創(chuàng)公司現(xiàn)階段正在開發(fā)復合集流體產(chǎn)品,理論上該產(chǎn)品技術(shù)作為動力電池未來的一個發(fā)展方向,在固態(tài)電池上應也可適用;同時,公司也將繼續(xù)重點研究其他產(chǎn)品。2022.11.22光華科技10公司為pet復合銅箔生產(chǎn)廠商提供系統(tǒng)解決方案。各公司公告復合集流體高安全性、低成本兼?zhèn)?。目前以“三明治”結(jié)構(gòu)為代表的復合銅箔、復合鋁箔獲得了產(chǎn)業(yè)青睞,各廠商紛紛加緊產(chǎn)業(yè)鏈布局,齊力推動量產(chǎn)。復合集流體產(chǎn)業(yè)鏈加速布局各公司公告產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)公告時間公司名稱公告內(nèi)容膜材廠商2023.08.08安邁特新型高安全復合集流體產(chǎn)業(yè)化項目一期奠基儀式舉行。本次開工的項目規(guī)劃用地150畝,總投資30億元,全部建成后將達成7億平方米新型高安全復合集流體的年產(chǎn)能,可滿足約70GWh動力、儲能及3C鋰離子電池產(chǎn)業(yè)需求。其中,一期投資8.5億元,涵蓋年產(chǎn)2億平方米復合集流體生產(chǎn)線及配套設施等。2023.08.01英聯(lián)股份公司的復合銅箔產(chǎn)品已批量向下游電池客戶送樣,目前客戶正在進行測試和反饋的過程中,公司緊密推進測試進展。產(chǎn)線建設方面,公司2023年計劃建設10條復合銅箔產(chǎn)線,目前已建設完成3條,后續(xù)7條將在本年度第三、四季度分階段建設。2023.07.27諾德股份公司的復合集流體產(chǎn)品涉及復合銅箔和復合鋁箔,目前公司的復合銅箔已形成小試線,復合鋁箔已形成中試線。公司的復合集流體產(chǎn)品在結(jié)晶均勻性方面具有明顯優(yōu)勢,顆粒均勻,整平良好,箔材無針孔,無應力,具有較好的抗剝離強度。公司在2023年

7

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日召開的第十屆董事會第十九次會議中審議通過了《關于對外投資設立控股子公司的議案》,同意以自有或自籌資金不超過

7000

萬元對外投資設立控股子公司,該子公司將專注于復合集流體的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。2023.07.24萬順新材公司動力電池超薄銅膜項目自2021年三季度首次送樣下游以來,經(jīng)歷了多次送樣、下游測試驗證的歷程,攻克了多項技術(shù)難關,近日獲得了下游電池廠客戶首張復合銅箔產(chǎn)品訂單。公司復合銅箔產(chǎn)品包括PET銅膜、PP銅膜。公司擁有多套磁控濺射鍍膜設備、電子束鍍膜設備、水鍍設備,可滿足一定規(guī)模的生產(chǎn)需求。公司使用的磁控濺射鍍膜設備、電子束鍍膜設備為進口設備,水鍍設備為國產(chǎn)。2023.07.19光莆股份公司首期復合集流體材料生產(chǎn)線具備量產(chǎn)條件,首期復合集流體銅箔產(chǎn)線采用的是兩步法,首期復合集流體銅箔產(chǎn)線的良率在80%以上。所生產(chǎn)的復合集流體材料已向多家鋰電池廠家提供樣品測試。2023.07.07元琛科技公司復合銅箔產(chǎn)線目前正在積極有序運行中。2023.07.04嘉元科技目前公司復合銅箔中試生產(chǎn)設備已完成安裝,公司正積極推動復合銅箔的研發(fā)和工藝優(yōu)化,并將緊跟市場的需求,及時布局產(chǎn)業(yè)化規(guī)劃。2023.06.20雙星新材公司2022

年12

月完成首條復合銅箔設備安裝,隨產(chǎn)品送樣至下游客戶,經(jīng)客戶反復測試驗證,于近日獲得客戶的首張產(chǎn)品訂單。2023.06.12萬順新材公司開發(fā)的復合銅膜采用的基膜包括PET、PP,卷樣已送下游客戶,前期攻克多項技術(shù)難關,目前等待下游進展。公司擁有多套磁控濺射設備、電子束鍍膜設備、水鍍設備,可滿足一定量的生產(chǎn)需求。2023.06.12寶明科技公司贛州復合銅箔一期項目二季度量產(chǎn)。公司復合銅箔產(chǎn)品已經(jīng)送樣多家客戶。2023.06.01光莆股份公司首期復合集流體材料生產(chǎn)線已投產(chǎn)運營,所生產(chǎn)的復合集流體材料已向多家鋰電池廠家提供樣品測試2023.05.25中一科技公司已設立子公司從事復合集流體的研究、開發(fā)、生產(chǎn)和銷售等業(yè)務,目前處于中試線建設階段,相關產(chǎn)品已給相關客戶送樣并取得良好反饋。2023.05.24金美新材料新型多功能復合集流體擴產(chǎn)基地項目正式簽約落戶宜賓市南溪區(qū)。該項目總投資55億元,分三期投資建設,總規(guī)劃用地430畝,主要用于建設生產(chǎn)新型多功能復合集流體MA(鋁箔)和MC(銅箔)產(chǎn)線,三期全部滿產(chǎn)后,每年可為新能源市場輸送約12億平米的新型多功能復合集流體材料。第一代MA鋁復合集流體產(chǎn)品于2018年首次量產(chǎn)并裝機;第二代6μm

MC銅復合集流體產(chǎn)品于2020年開始量產(chǎn);第二代8μm

MA產(chǎn)品已于2022年規(guī)模化量產(chǎn)并持續(xù)大批量供貨,目前優(yōu)率已達80%以上并持續(xù)提升中。2023.05.08隆揚電子隆揚現(xiàn)有技術(shù)滿足行業(yè)預期的8微米,6.5微米等主要厚度規(guī)格。超募資金及可轉(zhuǎn)債項目

復合銅箔,將持續(xù)攻關更薄的復合型銅箔,以期滿足與4微米的極薄鋰電銅箔相當?shù)膹秃闲豌~箔。2023.05.05勝利精密目前公司正在有序推進復合銅箔項目。公司在磁控濺鍍技術(shù)方面有較為豐富的經(jīng)驗,擁有核心技術(shù)團隊,該技術(shù)已運用在公司現(xiàn)有的玻璃鍍膜產(chǎn)品上。公司對復合銅箔項目的研發(fā)、生產(chǎn)有信心。去年年底,公司第一條全制程生產(chǎn)線(1臺磁控濺射+1條水電鍍)已在安徽舒城產(chǎn)業(yè)園安裝調(diào)試完成,目前第二條水電鍍產(chǎn)線正在與東威科技相關人員進行技術(shù)改造升級中。2023.04.26英聯(lián)股份將于江蘇高郵投資30.89億元建設100條復合銅箔、10條鋁箔生產(chǎn)線,項目建設期約3年,公司預計在2025年實現(xiàn)5億平方米復合銅箔、1億平方米復合鋁箔的產(chǎn)能布局,其中2023年計劃建設10條復合銅箔和1條鋁箔生產(chǎn)線。2023.04.15元琛科技2022年12月公司復合集流體首批產(chǎn)品正式下線,性能經(jīng)檢測,各項指標均達到預期。預計2023年公司鋰電集流體材料將實現(xiàn)下游訂單和產(chǎn)能爬坡,協(xié)同鋰電熱失控模組,針對電池新材料應用和電池安全提升方向,實現(xiàn)新的增長。2022.12.01嘉元科技公司不斷加大加快在復合銅箔領域的研發(fā)布局,目前已完成中試設備的市場調(diào)研、技術(shù)交流、工藝參數(shù)論證、中試生產(chǎn)線訂購等工作,后期將會送樣給下游客戶進行產(chǎn)品驗證。公司4.5微米及5微米銅箔產(chǎn)品已向國內(nèi)部分鋰離子電池廠商批量供貨,其他下游廠商也在積極試用中,待相關條件成熟后導入。2022.11.22海亮股份公司目前有多個集流體創(chuàng)新研發(fā)項目在開展,其中PET復合銅箔已立項,正在推進研發(fā)工作。2022.11.21斯迪克公司在PET復合集流體上有相關的技術(shù)儲備和產(chǎn)業(yè)布局,該項目目前處于研發(fā)階段。2022.08.15諾德股份公司現(xiàn)在在研究復合集流體技術(shù)。2022.07.25方邦股份11公司在PET復合銅箔領域進行了研發(fā)布局,但尚處于早期階段,未進行產(chǎn)品送樣、認證。1.8表4:復合集流體產(chǎn)業(yè)鏈加速布局(二)(截至2023年8月18日)產(chǎn)業(yè)鏈中上游賽跑,推動復合集流體產(chǎn)業(yè)化進程1.912資料來源:各公司官網(wǎng),各公司公告,浙商證券研究所優(yōu)勢:復合集流體具備高安全性、高比容、高循環(huán)壽命、低成本等優(yōu)勢1302高安全性:中間層高分子材料起到“保險絲“作用,防止熱失控2.1?

高安全性:動力電池受到擠壓時產(chǎn)生機械變形導致熱失控發(fā)生的原因在于電池內(nèi)部隔膜被擠破導致正負極接觸,極板之間發(fā)生內(nèi)短路。復合集流體解決熱失控的原理在于:1)切斷正負極接觸:中間絕緣樹脂層不導電、電阻較大,可提高電池在異常情況下發(fā)生短路時的短路電阻,使短路電流大幅度減小,因此可極大降低短路產(chǎn)熱量,從而改善電池安全性能;2)點斷路:導電層較薄,在穿釘?shù)犬惓G闆r下,局部的導電網(wǎng)絡被切斷,防止電化學裝置大面積發(fā)生內(nèi)短路。相當于將穿釘?shù)仍斐傻碾娀瘜W裝置損壞局限于刺穿位點,僅形成“點斷路”,不影響電化學裝置正常工作。圖16:復合集流體釘子穿透后防止熱失控圖14:新能源汽車起火原因 圖15:動力電池熱失控內(nèi)部反應過程圖18:復合集流體釘子穿透后電壓穩(wěn)定圖17:復合集流體減小穿透毛刺14《Prevention

oflithium-ion

battery

thermal

runaway

using

polymer-substrate

current

collectors》,重慶金美新材料官網(wǎng),《高安全鋰離子電池復合集流體的界面強化》,頭豹研究院,浙商證券研究所高比容:提升能量密度;高循環(huán)壽命:增強經(jīng)濟性2.2高比容:復合集流體重量更輕,可有效提升電芯能量密度。集流體作為正極材料和負極材料電子傳輸?shù)妮d體,在電池的充放電過程中未能提供容量。再加上,鋁箔和銅箔的密度均較大,這種存在于電池內(nèi)的“死質(zhì)量”無法提升能量密度。集流體在鋰電池中的重量占比僅次于正負極,其中銅箔集流體占比8.1%,鋁箔集流體占比6.9%,合計超15%。對比傳統(tǒng)銅箔,復合銅箔節(jié)省材料成本近40%,質(zhì)量輕60%,能量密度提升5-10%。由于鋁密度低于銅,復合鋁箔減重效果略低于復合銅箔。高循環(huán)壽命:由于銅箔表面比較光滑平整,接觸面積不夠大,且銅箔為金屬材料,而電池一般為非金屬材料,使得兩種物質(zhì)接觸相容性差,界面接觸電阻較大,導致電池充放電性能有所降低。復合集流體的高分子層進一步減少銅箔集流體與鋰的反應,形成致密的保護層,從而弱化鋰枝晶的形成,可顯著改善由平面鋰金屬鍍層導致的鋰電化學沉積,提高鋰金屬陽極的循環(huán)穩(wěn)定性。根據(jù)東威科技2021年年報,復合集流體循環(huán)壽命可提高5%。圖19:復合集流體提高電池壽命和安全性 圖20:銅箔、鋁箔集流體在鋰電池重量占比超15%30.225.514.56.98.13.611.2外殼負極正極鋁箔集流體銅箔集流體電解液隔膜15資料來源:重慶金美新材料官網(wǎng),《Areview

ofcurrent

collectors

for

lithium-ion

batteries》低成本:原材料價格高位,高分子材料成本相對較低2.3低成本:銅材料成本高企,高分子材料替代將打開降本通道。鋰電池中,鋰電銅箔成本占比達到8%-10%;傳統(tǒng)鋰電銅箔中,銅金屬成本占比約83%。對比復合銅箔,銅金屬在復合銅箔成本占比僅約44%,中間層的高分子材料成本遠低于銅金屬。展望未來,復合銅箔規(guī)模生產(chǎn)后其綜合成本有望得到進一步下降。根據(jù)金美新材官網(wǎng)數(shù)據(jù),復合集流體的成本將比傳統(tǒng)集流體降低50%以上。據(jù)我們測算,假設面積均為1㎡、銅密度均為8.96g/m3的情況下,復合銅箔比電解銅箔的銅用量降低約69%,分別約17.92g、58.24g。與傳統(tǒng)鋁箔集流體對比,復合鋁箔的蒸鍍鍍鋁工藝成本較高,因此復合鋁箔成本下降空間相對較小。圖21:鋰電銅箔在鋰電池成本占比達8%-10% 圖22:截止2023年8月17日,銅價同比2015年初提升48%16Wind,陽光工匠學社公眾號,浙商證券研究所2.4 預計PET復合銅箔單位成本約3.26元/平方米,較電解銅箔下降18%17PET復合銅箔單位成本電解銅箔單位成本固定資產(chǎn)折舊、,水電鍍設備單價(萬/臺)913材料費用1㎡復合銅箔的銅層厚度(μm)2.002021年1-6月銅冠銅箔良品率90%其中:磁控濺射銅靶材厚度(μm)0.14鋰電銅箔單位成本(萬元/噸)7.16線速(m/min)10水電鍍鍍銅厚度(μm)1.86用銅的密度為8.96g/cm3進行換算寬幅(m)1.2銅密度(g/cm3)8.966um鋰電銅箔單位成本(元/㎡) 3.85每日工時(h)16復合銅箔中銅質(zhì)量(g/㎡)17.92僅考慮折舊費用和材料費用3.24工作日(天)300其中:磁控濺射銅靶材質(zhì)量(g/㎡)1.25材料費占比79.84%產(chǎn)能(萬㎡/年)346水電鍍鍍銅質(zhì)量(g/㎡)16.67人工費用占比2.69%折舊年限(年)10銅靶材單價(元/kg)208.44制造費用占比6.69%殘值5%銅單價(元/kg)69.48生產(chǎn)用電占比6.18%單位銅箔折舊(元/㎡)0.28銅材料(元/㎡)1.42運雜費用占比0.71%磁控濺射設備單價(萬/臺)10441㎡復合銅箔的PET厚度(μm)4.50其他費用占比3.88%良品率85%PET密度(g/cm3)1.37材料費用(元/㎡)3.07產(chǎn)能(萬㎡/年)518復合銅箔中PET質(zhì)量(g/㎡)6.17人工費用(元/㎡)0.10折舊年限(年)10PET材料(元/kg)25固定折舊費用(元/㎡)0.17殘值5%PET材料(元/㎡)0.15其他制造費用(元/㎡)0.09單位銅箔折舊(元/平方米)0.23光亮劑(元/㎡)0.30生產(chǎn)用電(元/㎡)0.24材料總價(元/㎡)1.87運雜費用(元/㎡)0.03人工費用員工人數(shù)200.0能源費用電費(元/㎡)0.02其他費用(元/㎡)0.15產(chǎn)能(萬㎡/年)2880.0水電鍍單位能耗(度/h)0.00421年1-6月銅均價(元/kg)66.78員工薪酬(萬/年)8.5能源費用(元/㎡)0.2人工費用(元/㎡)0.59其他費用運雜費用(元/平方米)0.03當前銅價(元/kg)69.48其他制造+其他費用(元/平方米)0.24當前材料費3.20單位復合銅箔成本3.26元/平方米6μm鋰電銅箔單位成本(元/㎡) 3.

97僅考慮折舊、材料費用2.38元/平方米僅考慮折舊費用和材料費用3.36據(jù)測算,

預計復合銅箔生產(chǎn)成本

約3.26元/㎡,電解銅箔生產(chǎn)成本約3.97元/㎡,復合銅箔相比電解銅箔成本下降18%。成本構(gòu)成方面,PET復合銅箔的材料費用、人工費用、設備折舊占比較高,分別為58%、18%15%;

電解銅箔的材料費用占比最高約80%。資料來源:東威科技公告、寶明科技公告、重慶金美新材料環(huán)評報告、銅冠銅箔招股說明書、Wind,浙商證券研究所測算表5:以PET復合銅箔為例,復合銅箔單位成本為3.26元/平方米,6μm電解銅箔3.97元/平方米易擴產(chǎn)、工藝優(yōu):生產(chǎn)設備易獲取,工藝流程短且環(huán)境友好18資料來源:重慶金美新材料環(huán)評報告,浙商證券研究所2.5易擴產(chǎn):復合銅箔生產(chǎn)無需使用陰極輥,擴產(chǎn)難度相對較低。陰極輥是電解銅箔之母,是銅箔制造成本最高的關鍵設備。目前高精度陰極輥主要采購自日本新日鐵、三船等日企,訂貨周期長,設備供應緊張限制銅箔產(chǎn)能擴張。工藝優(yōu):(1)工藝流程縮短:工藝流程縮短,采用真空鍍膜工藝形成膜面作為陰極,可直接在離子置換設備中反應,且真空工序無污染,銅箔的溶銅電解工藝同樣有污染物排放。(2)環(huán)境友好程度高:①采用新型的藥劑體系,規(guī)避了氰化物等劇毒物質(zhì),使生產(chǎn)過程的排污量更好,污染物更易處理;②抗氧化采用有機抗氧化液,抗氧化直接進行烘干工藝,藥劑進行循環(huán)使用。避免了金屬污染物的排放表6:復合銅箔制作工藝具有諸多優(yōu)勢項目復合銅箔電解銅箔工藝原理真空鍍膜+離子置換(藥液成份較為簡單,只涉及鋼一種重金屬)溶銅電解+水電鍍(緩液成份復雜涉及多種重金屬,傳統(tǒng)鍍流可能會涉及氧化物)基膜用PET/PP原料膜作為基膜使用鋼料,溶銅后生成原簡生產(chǎn)基膜工序長度8-10道13-15道粗化工序不需要,項目基材是平整、光亮的,并且使用酸度添加劑。故不需要需要,為了鋼箔與基材間有較好的站合力,同時為了電流分布均勻物料傳送方式采用連續(xù)離子置換法(操作容易,效率好,與空氣接觸時間較短)采用多種金屬電鍍方式(更容易使鍍波滴溫到地面,且于空氣接觸時間較長)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀:復合銅箔多種技術(shù)路徑推進,復合鋁箔量產(chǎn)導入期已開啟1903材料:高分子材料有PP、PET、PI,目前主流選擇為PP、PET3.120資料來源:高工鋰電、PET生意社、Wind高分子材料有PP、PET、PI等,各有優(yōu)劣。PP、PET成為當下主流選擇。根據(jù)各公司環(huán)境影響報告書,寶明科技采用PP/PET,納力新材料采用PP,英聯(lián)股份采用PP/PET,柔震科技采用PET,重慶金美采用PET復合鋁箔、PP復合銅箔。(1)PET:化學式為(C10H8O4)n

,密度范圍在1.33-1.35

g/cm3之間,熔點250至255°C,使用溫度-100至120℃

。具有良好耐蠕變、耐疲勞性、耐磨擦、耐熱性及尺寸穩(wěn)定性。(2)PP:化學式為(C3H6)n

,密度為0.89~0.91g/cm3,

易燃,熔點為164至170℃,

在155℃左右軟化,使用溫度范圍為-30至140℃。具有耐化學性、電絕緣性、無毒及良好的加工性能等優(yōu)異性能。(3)PI:指主鏈上含有酰亞胺環(huán)(-CO-NR-CO-)

的一類聚合物。是綜合性能最佳的有機高分子材料之一。其耐高溫達400°C以上

,長期使用溫度范圍-200至300°C,部分無明顯熔點,高絕緣性能。從生產(chǎn)端看,耐熱性強、強度高的PET適應蒸鍍設備;從電池端看,電化學穩(wěn)定性高的PP更佳,因此PET、PP各有優(yōu)劣。綜合來看,PET的應用已相對成熟;PP體量較小,正在攻克金屬附著力難點;PI材料還未進入導入階段。表7:三種高分子材料對比PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)PP(聚丙烯)PI(聚酰亞胺)與銅密度對比約為銅的1/7約為銅的1/10約為銅的1/7優(yōu)勢1、具備最佳的耐高低溫性能2、具備最佳的抗拉強度3、規(guī)模量產(chǎn)能力更強1、可在高溫電解液環(huán)境中維持良好性能2、抗腐蝕性強力學指標、電化學性能、耐高溫等方面的綜合優(yōu)勢突出劣勢不耐強酸強堿,在電解液環(huán)境中易被腐蝕(需要電芯廠調(diào)整電解液配方來改善)1、高溫下韌性不足2、高速涂布時易斷裂,影響整體良率3、與銅層的結(jié)合力不足,需要攻破價格高價格7280元/噸(PET-華東-水瓶級-生產(chǎn)價)7550元/噸(PP-浙江-完稅自提價)30-300萬元/噸(不同應用類型PI膜)工藝:復合銅箔多種技術(shù)路徑并行,共促產(chǎn)業(yè)化3.221資料來源:光潤真空官網(wǎng),騰勝科技官網(wǎng),匯成真空招股書,鋰電產(chǎn)業(yè)通,結(jié)構(gòu)攻城獅公眾號,浙商證券研究所?

復合銅箔工藝主要分為一步法、二步法、三步法一步法:分為全濕法和全干法。1)全濕法:通過對基膜進行清洗、粗化,提升表面粗糙度,然后以化學沉積的方式(不通電)在薄膜基材表面覆蓋一層均勻的金屬銅層;2)全干法:使用純磁控濺射工藝或開發(fā)磁控濺射和真空蒸鍍一體機鍍銅,通過多靶材、多腔體提高效率。兩步法:磁控濺射+水介質(zhì)電鍍。1)磁控濺射:對高分子膜進行活化。由于高分子材料(PET/PP/PI)表面不導電,無法直接進行電鍍,需要先對高分子材料進行表面處理、活化,濺射形成方阻小于2Ω(厚度約為30nm-70nm)的金屬銅膜;2)水介質(zhì)電鍍:加厚金屬層至實現(xiàn)導電功能。在磁控濺射形成基礎銅膜后,通過水介質(zhì)電鍍的方法將兩邊銅層分別增厚至1μm左右,實現(xiàn)集流體導電的功能,與傳統(tǒng)銅箔工藝上具有相通性。三步法:磁控濺射+真空蒸鍍+水介質(zhì)電鍍。三步法即是在二步法的基礎上增加真空蒸鍍環(huán)節(jié),具體來說是在磁控濺射后增加真空蒸鍍環(huán)節(jié),目的是提高沉積速度,真空蒸鍍的沉積速度是磁控濺射的3-4倍,可以快速補足銅膜到適合電鍍的厚度。圖23:復合銅箔二步法圖24:復合銅箔三步法工藝:復合銅箔多種技術(shù)路徑并行,共促產(chǎn)業(yè)化3.322資料來源:光潤真空官網(wǎng)、柔震科技環(huán)評報告、重慶金美新材料環(huán)評報告,浙商證券研究所圖26:金美新材料復合銅箔工藝(兩步法)?

復合銅箔工藝主要有一步法、兩步法、三步法。兩步法憑借其高性能、高良率、低成本的優(yōu)勢,目前是膜材廠商的主流選擇,如寶明科技、納力新材料、英聯(lián)股份、柔震科技、重慶金美等。圖25:柔震科技復合銅箔工藝(兩步法)表8:復合銅箔兩步法憑借其高性能、高良率、低成本優(yōu)勢,目前成為主流選擇復合銅箔工藝優(yōu)勢劣勢一步法良率高、均勻性好、自動化水平高、沉積純度高成本較高;生產(chǎn)效率慢兩步法性能、良率較好;成本較低生產(chǎn)效率慢三步法真空蒸鍍沉積效率更高,可以更快沉積至種子銅層厚度真空蒸鍍顆粒更大、均勻度改善有限;存在燙損基膜的風險;新增蒸鍍設備成本工藝:復合鋁箔主要采用蒸鍍工藝,核心是真空蒸鍍3.423資料來源:鋰和我公眾號、柔震科技環(huán)評報告、重慶金美新材料環(huán)評報告,浙商證券研究所圖28:柔震科技復合鋁箔工藝?

復合鋁箔主要采用蒸鍍工藝,包括真空鍍膜和真空蒸鍍,核心是真空蒸鍍。真空鍍膜:通過在基膜上采用化學氣相(CVD)沉積一層5~15nm的鋁的氧化層作為膜面的活化物質(zhì)使原膜活性化。其原理是在設備真空度<5×10-2pa時,向高溫蒸發(fā)舟中送入鋁絲,以電加熱的方式,在950~1000℃下將固態(tài)鋁氣化,然后鋁蒸汽向基材表面擴散,同時在鋁蒸汽擴散通道上方通入氧氣,使氧氣和鋁充分發(fā)生反應并沉積在基材表面,形成一層致密的抗蝕層。真空鍍鋁:采用物理氣相沉積(PVD),在真空鍍膜后的抗蝕層表面繼續(xù)沉積金屬鋁,直到形成0.8~1um的鋁層,加熱方式與真空鍍膜一致,整個鍍鋁過程均在真空環(huán)境下進行,且鋁層背面輥體需要通入-20℃至-30℃冷卻液,使得鋁層可以急速降溫凝結(jié),并且可以避免發(fā)生形變。為什么復合鋁箔不采用水介質(zhì)電鍍工藝?鋁的化學性質(zhì)較活潑,在酸性電解液中電鍍時,陰極上鋁離子獲得電子還原的同時會生成鋁鹽和氫氣,而在堿性電解液中,則會生成氫氧化鋁和氫氣,即無法沉積得到金屬鋁。表9:考慮良率、成本,目前主流蒸鍍工藝為電子束加熱技術(shù) 圖27:金美新材料復合鋁箔工藝工藝原理優(yōu)點缺點電阻加熱蒸發(fā)工藝通過電流的焦耳熱使鍍料熔化,蒸發(fā)或升華工藝簡單成熟,適用于熔點低于1500°C的材料成膜均勻性差電子束加熱燕發(fā)使用高能密度的電子束轟擊靶材使其蒸發(fā)1、可蒸發(fā)高熔點材料;2、避免蒸發(fā)源材料蒸發(fā),污染箔材;3、熱效率高殘余氣體分子電離后會影響成膜質(zhì)量高頻感應加熱燕發(fā)高頻電磁場的感應下產(chǎn)生強大的渦流電流和磁滯效應,使靶材升溫直至氣華蒸發(fā)1、蒸發(fā)速率大;2、蒸發(fā)源溫度穩(wěn)定;3、溫度易控制,操作簡單不易對輸入功率進行微調(diào)設備:超聲波滾焊機——鋰電池制造環(huán)節(jié)新增超聲波滾焊環(huán)節(jié)3.524資料來源:驕成超聲招股書,利元亨微信公眾號,浙商證券研究所動力電池中,超聲波焊接技術(shù)的典型運用是在極耳焊接環(huán)節(jié)。動力電池極耳是從動力電池電芯中將正負極引出來的金屬導電體,動力電池的電芯一般通過卷繞或疊片工藝而成,每層電芯箔片伸出一層極耳箔片,卷繞或疊片完成后多層極耳箔材會貼合對齊在一起,一般正極為多層鋁箔片,負極為多層銅箔片。極耳焊接是指將多層極耳箔片和連接片焊接在一起。應用場景:鋰電池極耳焊接、PACK焊接、復合集流體高速滾焊以及鎳氫電池正極極片焊接等。復合集流體方面:相較傳統(tǒng)集流體,復合集流體的應用需在鋰電池制造的前道工序中新增采用超聲波高速滾焊技術(shù)的極耳轉(zhuǎn)印焊工序。由于復合集流體的中間高分子結(jié)構(gòu)層不導電,兩側(cè)的金屬箔被隔開無法連接導通,因此需要將兩個極耳一端分別焊接在復合集流體的兩面,再將兩個極耳的另一端焊接一起,以此使復合集流體的兩側(cè)導通。因此鋰電池在前段工序?qū)⑿略霾捎贸暡ǜ咚贊L焊技術(shù)的極耳轉(zhuǎn)印焊工序,同時中段工序的多層極耳超聲波焊接工序依舊保持不變。?

競爭格局:目前主要參與者為驕成超聲、美國必能信(寧德時代、比亞迪重要供應商)、瑞士泰索迡克、美國Sonics(中創(chuàng)新航、國軒高科重要供應商)、新棟力、科普等。圖29:超聲波滾焊機在鋰電池中的典型運用是在極耳焊接環(huán)節(jié) 圖30:復合集流體用超聲波滾焊機設備:真空鍍膜設備——復合集流體制備的核心設備之一3.625真空鍍膜技術(shù):在高度真空的環(huán)境下,通過物理或化學手段,將金屬、非金屬、化合物等變成氣態(tài)或離子態(tài),并沉積于固體材質(zhì)表面形成薄膜。和電鍍、化學鍍相比,真空鍍膜使用的鍍膜材料種類更豐富、膜層厚度更易控制、附著力更強、適用范圍更廣,操作過程更節(jié)能、安全、環(huán)保。主要分為真空蒸發(fā)鍍膜(真空蒸鍍)、真空磁控濺射鍍膜、真空離子鍍膜三種技術(shù)。應用場景:真空蒸發(fā)鍍膜:復合銅箔三步法制備工藝中第二步所使用的設備;復合鋁箔制備的核心設備。真空磁控濺射鍍膜:復合銅箔二步法、三步法制備工藝中第一步所使用的設備。市場參與者:美國Applied

Material、日本愛發(fā)科、日本光馳、匯成真空、湘潭宏大、廣東振華、道森股份、騰盛科技、東威科技等。關注指標:設備工作的濺射氣壓、電壓、線速(米/分鐘)、反復蒸鍍次數(shù)、

設備成本等。Grand

View

Research,匯成真空招股書、東威科技年報,廣東振華官網(wǎng),浙商證券研究所圖32:匯成真空的多腔磁控濺射光學鍍膜機圖31:3類真空鍍膜技術(shù)設備:水介質(zhì)電鍍設備——復合銅箔制備的核心設備之一3.726資料來源:東威科技2022年報,東威科技官網(wǎng),浙商證券研究所水電鍍工藝:將需電鍍產(chǎn)品放入化學電鍍液中進行電鍍,在不需電鍍的部位用特種膠紙貼住保護起來,達到絕緣效果。主要流程包括脫脂(除油)→粗化(提高零件親水性并形成適當粗糙度)

→中和、還原或浸泡(防止污染下一道工序)

→活化(在零件表面形成一層有催化活性的貴金屬層使化學鍍能自發(fā)進行)

→解膠→化學鍍(鍍鎳)

→電鍍銅→電鍍鎳(防止銅層生銹)

→電鍍鉻(增加在空氣中穩(wěn)定性)。應用場景:復合銅箔二步法、三步法中的最后一步,主要作用是增厚銅層,實現(xiàn)導電需求。市場參與者:東威科技是全球唯一實現(xiàn)水介質(zhì)設備規(guī)模量產(chǎn)的企業(yè)。關注指標:速度、良率、寬幅、產(chǎn)能、設備成本。圖33:預計2021-2026年我國復合銅箔水電鍍設 圖34:東威科技水介質(zhì)電鍍設備備市場規(guī)模CAGR約134.5%3.8 預計2025年全球復合集流體設備市場規(guī)模151億元,2023-2025年CAGR=762%27?

關鍵假設:①2023-2025年全球動力電池新增裝機量CAGR=39%;②2023-2025年復合集流體滲透率為

0.5%、5%、25%

;③單GWh設備用量:1GWh需2臺磁控濺射設備和3臺鍍膜設備;④設備價值量:1臺水電鍍設備、磁控濺射設備分別為913、1044萬元;1GWh超聲波焊接設備150萬元,年降5%。資料來源:工信部、GGII、驕成超聲招股書、東威科技公告、SNE

Research,浙商證券研究所測算表10:預計2025年復合集流體設備市場規(guī)模約151億元,2023-2025年CAGR=702%202120222023E2024E2025E全球動力電池新增裝機量(GWh)29751885712271650YOY74%65%43%34%國內(nèi)動力電池新增裝機量(GWh)154295451638858YOY92%53%41%34%海外動力電池新增裝機量(GWh)143223406589792YOY56%82%45%34%復合集流體滲透率0%0%0.5%5%25%復合集流體單GWh鍍膜設備投資額(萬元)-4978472944934268其中:磁控濺射設備-1044992942895YOY---5%-5%-5%水介質(zhì)電鍍設備966913868824783YOY-5.4%-5%-5%-5%超聲波滾焊設備-150143135129YOY---5%-5%-5%復合集流體設備新增市場規(guī)模

(億元)--226151YOY---1160%489%3.9 預計2025年全球復合集流體材料市場規(guī)模205億元,2023-2025年CAGR=606%28?

關鍵假設:①2023-2025年全球動力電池新增裝機量CAGR=39%;②2023-2025年復合集流體滲透率為

0.5%、5%、25%,其中復合銅箔滲透率為0%、5%、25%,復合鋁箔為0.5%、2%、5%

;③1GWh鋰電池銅箔、鋁箔用量分別為1116、1481萬平方米。資料來源:工信部、GGII、銅冠銅箔公告、中一科技公告、鼎盛新材公告、SNE

Research、鑫欏資訊、Wind,浙商證券研究所測算表11:

預計

2025

年全球復合集流體材料市場規(guī)模約205億元,2023-2025年CAGR=606%202120222023E2024E2025E全球動力電池新增裝機量(GWh)29751885712271650YOY74%65%43%34%國內(nèi)動力電池新增裝機量(GWh)154295451638858YOY92%53%41%34%海外動力電池新增裝機量(GWh)143223406589792YOY56%82%45%34%復合集流體滲透率0%0%0.5%5%25%其中:復合銅箔0%0%0%3%20%復合鋁箔0%0%0.5%2%5%用量單GWh所需鋰電銅箔面積(平方米/GWh)11,160,71411,160,71411,160,71411,160,71411,160,714單GWh所需鋰電鋁箔面積(平方米/GWh)14,814,81514,814,81514,814,81514,814,81514,814,815成本復合銅箔(元/平方米)3.423.423.423.423.42復合鋁箔(元/平方米)6.56.56.56.56.5復合銅箔市場規(guī)模

(億元)00014126復合鋁箔市場規(guī)模

(億元)0042479復合集流體材料市場規(guī)模(億元)00438205YOY---813%445%3.10 產(chǎn)能:關注已規(guī)劃產(chǎn)能落地情況公司名稱已披露規(guī)劃產(chǎn)能(萬平方米/年)具體情況寶明科技復合銅箔:15000主要以

PET

PP

高分子薄膜作為基膜、固體銅靶材作為真空濺射材料源、電鍍藥水為表面處理材料,進行鋰電復合銅箔的生產(chǎn),設

30

條真空濺射生產(chǎn)線、30

條離子置換生產(chǎn)線(即鍍銅生產(chǎn)線)、12

條分切生產(chǎn)線;項目生產(chǎn)工藝主要含真空濺射、離子置換(放料、電鍍銅、水洗、抗氧化、烘干、收卷、檢測)、分切、包裝等工序,其中表面處理工藝離子置換為電鍍工序,真空濺射、分切為物理工序。項目總投資

115000

萬元,形成年產(chǎn)

1.5

億㎡鋰電復合銅箔的生產(chǎn)能力。納力新材料復合銅箔:1400擬投資

15000

萬元人民幣,項目第一階段購置原子沉積設備、磁控濺射、分切機、空壓機、冷水、污水、廢氣處理系統(tǒng)等主要生產(chǎn)設備

14

臺(套)。采用放卷、抽真空、等離子處理、磁控濺射、原子沉積銅、冷卻、整平、烘干、收卷、分切等生產(chǎn)工藝,本項目建成后,企業(yè)將形成年產(chǎn)

1400

萬平方米原子沉積銅集流體產(chǎn)品的生產(chǎn)能力。英聯(lián)股份復合銅箔:50000將于江蘇高郵投資30.89億元建設100條復合銅箔、10條鋁箔生產(chǎn)線,項目建設期約3年,公司預計在2025年實現(xiàn)5億平方米復合銅箔、1億平方米復合鋁箔的產(chǎn)能布局,其中2023年計劃建設10條復合銅箔和1條鋁箔生產(chǎn)線。復合鋁箔:10000柔震科技復合銅箔:360項目采用聚合物/金屬復合集流體制造技術(shù),購置鍍鋁機、卷式水平離子交換機、高速分切機、檢測及分析儀器、RO純水制備設備、RO水回用設備、廢水處理設施、廢氣處理設備、冷水機、冷卻

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