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復合銅箔產業化進程加速PET銅箔為主流

向欣電子 ? 2023-06-24 10:00 ? 次閱讀

一、 復合集流體發展迅速,為新一代鋰電集流體

1.1 鋰電集流體向輕薄化、低成本、高安全性趨勢發展:鋰電集流體減薄、降本要求日益提升,催生新型集流體發展迅速。一方面,集流體作為 電池的重要組成部分,是實現電池化學能轉化為電能并對外輸出的關鍵要素,另一方面 集流體并不貢獻實際的電池容量,并且其質量約占鋰電池總質量的 12%,成本約占鋰電 池總成本的 8%。因此鋰電池集流體重量及厚度的減小,不僅有利于提升電池活性物質的 體積,從而提升電池的能量密度,而且有利于降低集流體的原材料成本。

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減薄趨勢下,鋰電池存在安全隱患,復合集流體材料有望打破瓶頸。越薄的鋰電集流體 其抗張能力和抗壓變形能力越低,箔面出現斷裂或裂縫的可能性較大,從而容易引發熱 失控。同時,傳統集流體在受外力碰撞時容易產生毛刺,進而引發短路等安全隱患,因 此兼具安全性等優勢的復合集流體有望成為未來的發展趨勢。傳統集流體是由純度較高的單金屬或合金制成,目前在鋰離子電池集流體材料的選擇上, 使用較多的為鋁箔和銅箔,其作用是承載電池正負極活性物質,并將活性物質產生的電子匯集起來形成電流對外輸出;而復合集流體是一種以高分子基膜材料作為中間層,兩 邊分別以其他功能金屬作為鍍層的一種夾層狀導電薄膜材料,當前使用較多的為復合銅 箔及復合鋁箔。

相較于傳統集流體,復合集流體在材料構成、工藝原理以及性能特點等方面均有不同:1)材料的構成上,傳統集流體通常以高純度的單金屬或合金制成,比如傳統鋁箔由電 解鋁制成,電解鋁含鋁量在 99.5%-99.8%之間,而復合集流體原材料包括高分子材料 (PET/PP/PI)、金屬材料與粘結劑;2)工藝原理上,傳統鋁箔使用輥壓方式,經過粗軋、 中軋、精軋等流程最終軋制成片材;傳統銅箔主要包括延壓法和電解法,前者利用塑性 加工原理通過對高精度銅帶反復軋制-退火而成,后者通過硫酸銅溶液在直流電的作用 下,利用電解設備電沉積而成;而復合集流體以蒸鍍、水電鍍工藝為核心,利用蒸鍍、 水電鍍技術將金屬材料涂覆到基材表面。

3)性能特點上,傳統集流體內阻更小且工藝成熟,復合集流體在成本、安全性能、重 量上具有替代優勢。復合集流體使用高分子材料部分替換金屬材料,由于高分子材料成 本普遍低于金屬材料且其電性能、化學性能、熱性能、機械性能優良,因此在成本、安 全性等方面上優于傳統集流體;除此之外,高分子材料重量較輕、理論減薄空間較大, 能夠提高電池能量密度,增加續航能力。但是,傳統集流體由于只有金屬構成,因此內 阻較低,對于電子的匯集和電流傳輸更具有優勢。

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1.2 復合銅箔:適用于對能量密度要求較高的電池產品復合銅箔是指以高分子材料為中間層,兩邊分別以金屬銅為鍍層的薄膜材料。目前復合 銅箔中間層的主要路線包括 PET、PP、PI 三種,不同的高分子材料由于具有不同的各項 性能,因此其下游應用場景也具有差異。

PET、PP、PI 用作復合銅箔的基膜材料時各有優劣:PET 綜合性能最好,但不耐酸堿易 溶于電解液;PP 密度低,集流體減重上限更高,對電池能量密度提升明顯;PI 性能最 優,但成本較高。具體來說,PET 材料具有較強的韌性和較好的熱性能及電絕緣性,常 用于制作熱收縮膜、抗靜電膜、高光亮膜、反光膜、化學涂布膜等材料;PP 材料的突出 優勢在于其化學性能穩定,通常用于制作各種化工管道及其配件;PI 材料性能突出,具 有極強的耐熱性、電絕緣性和優良的機械性能,但成本較高,主要應用于航空、航海、 宇宙飛船、火箭導彈、原子能、電子電器工業等各個領域。復合銅箔在安全性能、原材料成本以及對電池能量密度提升方面優勢明顯,契合鋰電池 集流體發展方向。復合銅箔使用高分子材料置換傳統銅箔中的部分金屬銅,高分子材料 相對于銅材,能夠有效的增強集流體的韌性與絕緣性,減少金屬銅的使用量,進而減小 集流體的厚度與重量,為正負極活性材料提供更多空間。

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1)高安全性:抑制鋰枝晶生長,穿刺時阻斷電流防止熱失控:電池系統熱安全事故主要表現為電池熱失控,電濫用、機械濫用和熱濫用均能引發電池 熱失控。電濫用是指鋰電池過充電、過放電容易引起鋰枝晶生長,枝晶穿刺隔膜將會導 致正負極相接,進而引發電池短路;機械濫用是指電池在外力作用下發生形變,如碰撞、 擠壓、穿刺、振動等,容易導致隔膜被破壞,電池正負極短路而誘發熱失控;熱濫用是 指鋰電池在高溫環境下長時間工作,會使得隔膜在高溫下瓦解,進而導致電池短路。復合銅箔能有效抑制鋰枝晶生長,穿刺時阻斷電流防止熱失控。復合銅箔使用高分子材 料作為中間層,在動力電池處于電濫用或機械濫用環境中時,一方面,柔性高分子材料 的應力松弛機制能夠使得鋰均勻沉積從而抑制鋰枝晶生長,避免薄膜斷裂產生毛刺,另 一方面,即便電池發生短路,材料的電絕緣性能夠降低電池短路電流,改善電池的安全 性;此外,當動力電池處于高溫環境或發生熱失控時,由于高分子材料在熱源影響下, 會向遠離熱源方向收縮,進而牽引靠近熱源的銅膜遠離熱源,自動切斷失效電路。

2)低成本:銅材使用量減少,高分子聚合物成本更低:復合銅箔能縮減金屬銅用量,進而減少箔材單位面積成本。傳統銅箔在“銅價+加工費” 模式定價下,原材料成本占比較大。根據中一科技 22H1 報告披露,原材料占標準銅箔 及鋰電銅箔各類產品單位成本比重基本處于 70%-85%區間。根據我們測算,以 6.5μm 的 復合銅箔為例,每平米原材料成本為 1.26 元,相比于 6μm 傳統銅箔原材料成本下降 65%,相比于 4.5μm 傳統銅箔成本下降 54%。

3)高能量密度:復合銅箔能夠減小集流體重量,從而提升電池能量密度:復合銅箔使用低密度的高分子材料置換部分金屬銅,能夠降低集流體重量和厚度,從而 提升電池能量密度。復合銅箔在保證導電層導電性能和集流性能前提下,一方面,可以 利用高分子材料的韌性等特點減薄集流體厚度,即不影響電池安全性能又能夠擴大正負 極活性材料的體積;另一方面能夠降低集流體重量,從而提高電池能量密度。根據比亞 迪的實驗數據,負極采用 3μm 的基膜+上下各 1μm 銅箔層的復合集流體,電池能量密 度較 6μm 的傳統銅箔集流體可提升 3.3%;若正極也采用復合集流體,電池能量密度可 合計提升 6.1%。

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1.3 復合銅箔成本測算:規模化量產后,復合銅箔成本優勢顯著:上游銅價高位上行,推動銅箔降本進程加速。近年來上游銅價持續上漲,自2020年初至 今,銅價漲幅達到40%左右,原料端降本需求日益增強。價格方面,2022年長江有色金屬 網銅均價為6.75萬元/噸,同時PET材料平均價格為0.84萬元/噸。相比之下,PET材料價 格僅為銅價的1/8左右,且復合銅箔用銅量小,對金屬銅依賴降低,理論上PET復合銅箔 單位材料的用銅量僅為傳統銅箔的1/3左右。隨著PET復合銅箔工藝逐步成熟和良率持續 提升,后期形成規模效應后其降本空間較為明確。

相比于傳統銅箔,PET復合銅箔的原材料成本可下降64%,單位面積重量可下降68%。由 于PET等基膜成本較低,經測算,6.5微米(4.5微米PET+2微米銅)復合銅箔的原材料成 本為1.3元/m 2,較6微米傳統銅箔低64.23%;單位面積重量較傳統銅箔下降67.67%。其中, 測算的假設為:1)銅價采取2022年長江有色金屬網銅均價,約為6.75萬元/噸;PET基膜 價格為0.84萬元/噸;2)假設銅靶材價格為銅價兩倍,銅靶材濺射的銅厚度為60納米, 靶材利用率為100%;3)銅和PET的密度分別為8.96g/cm3和1.38g/cm3。傳統銅箔成本主要由原材料成本和加工費組成,其中原材料成本占比最大。在傳統銅箔 企業“銅價+加工費”的定價模式下,銅原材料成本占生產成本中的絕對多數。以傳統銅 箔制造企業銅冠銅箔、嘉元科技為例,2021年銅箔生產成本中原材料成本占比約為83.7%, 人工成本占比約為2.8%,制造費用占比約為12.5%,運雜費占比約為0.9%。

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傳統銅箔單位面積綜合成本約為 3.91 元/平。根據銅冠銅箔和嘉元科技 2021 年年報數 據,傳統銅箔平均生產成本為 7.3 萬元/噸,以銅密度 8.96g/cm3計算,則傳統銅箔單位 面積綜合成本為 3.91 元/平。假設原材料成本、加工費(人工成本+制造費用+運雜費) 分別占比為 84%、16%,則單位面積原材料成本為 3.3 元/平,單位面積加工費為 0.6 元 /平。復合銅箔的成本主要由原材料成本、設備折舊成本和加工費組成。在復合銅箔制造過程 中,原材料價格、設備的生產效率、產線的良率以及產能利用率等因素都會對復合銅箔 的生產成本產生較為明顯的影響。同時,工藝路線的選擇對復合銅箔生產成本的影響也 較大。其中,兩步法由磁控濺射和水電鍍工藝組成,其生產工藝相對一步法更為成熟, 成本更低,但設備效率和良率仍有較大提升空間;而一步法是純化學的工藝,其鍍膜的 均勻性和良率較高,但目前生產工藝尚未成熟,生產速率慢且成本較高。隨著后期設備 線速度、良率、產能利用率的提升,預期未來復合銅箔綜合成本有望降至3元/平以內, 成本優勢得以顯現。

兩步法關鍵假設:1) 情景一:實現小規模生產(產能利用率為70%),良率達到80%的情況。1、工作時間:工作天數為300天/年,工作時間為16小時/天,年小時數為4800小時。2、磁控濺射設備:假設設備價格為1500萬元/臺,寬幅為1.3米,線速為13米/分鐘。3、水電鍍設備:假設設備價格為1000萬元/臺,寬幅為1.2米,線速為8米/分鐘。4、人工和其他費用:以銅冠銅箔、嘉元科技2021年成本占比的均值為例,人工和其 他費用比例約為16%。考慮到復合銅箔技術為新型技術,其人工及制造費用較高,因 此假設其他費用比例為19%。2) 情景二:實現規模化量產(產能利用率為80%),良率達到85%的情況。1、工作時間:工作天數為330天/年,工作時間為24小時/天,年小時數為7920小時。2、磁控濺射設備:假設設備價格為1200萬元/臺,寬幅為1.3米,線速為15米/分鐘。3、水電鍍設備:假設設備價格為800萬元/臺,寬幅為1.2米,線速為10米/分鐘。3) 情景三:實現規模化量產(產能利用率為90%),良率達到90%的情況。1、磁控濺射設備:假設設備價格為1000萬元/臺,寬幅為1.3米,線速為20米/分鐘。3、水電鍍設備:假設設備價格為600萬元/臺,寬幅為1.2米,線速為12米/分鐘。經測算,在情景一和情景二的情況下,兩步法復合銅箔綜合成本分別為3.7元/平、2.6元 /平。隨著復合銅箔設備和工藝的持續優化迭代,在情景三的理想情況下,兩步法復合 銅箔綜合成本可以降到2.26元/平,相較于3.91元/平的傳統銅箔,整體成本可下降42% 左右。

一步法關鍵假設:1) 情景一:實現小規模生產(產能利用率為50%),良率達到90%的情況。1、工作時間:工作天數為300天/年,工作時間為16小時/天,年小時數為4800小時。2、藥水:假設藥水成本為3元/平。3、設備:由于公司設備暫未定價,假設化學鍍銅設備價格與水電鍍設備價格一致, 為1000元/臺,寬幅為1.5米,線速為2米/分鐘。4、人工和其他費用:以光華科技、三孚新科2021年成本占比的均值為例,人工和其 他費用比例約為9%,因此假設其他費用比例為12%。2) 情景二:實現規模化量產(產能利用率為60%),良率達到95%的情況。1、工作時間:工作天數為330天/年,工作時間為24小時/天,年小時數為7920小時。2、藥水:假設藥水成本為2.5元/平。3、設備:假設設備價格為800萬元/臺,寬幅為1.6米,線速為4米/分鐘。3) 情景三:實現規模化量產(產能利用率為70%),良率達到95%的情況。1、藥水:假設藥水成本為2元/平。2、設備:假設設備價格為600萬元/臺,寬幅為1.7米,線速為6米/分鐘。經測算,在情景一的情況下,一步法復合銅箔綜合成本為6.78元/平,較傳統銅箔成本高 出40%左右,降本空間巨大。根據三孚新科調研紀要顯示,一步法可以通過降低藥水用 量、提升設備生產速率、以及提升寬幅來實現降本。隨著設備生產效率持續提升和工藝 技術不斷迭代,在情景三的理想情況下,一步法復合銅箔綜合成本可以降到2.67元/平, 相較于3.91元/平的傳統銅箔,整體成本可下降32%左右,成本優勢得以顯現。

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良率和設備線速對PET復合銅箔成本的影響較大。我們基于良率和設備線速對PET復合銅 箔進行敏感性分析,在設備線速為8米/分鐘,良率為80%的情況下,PET復合銅箔單位成 本為2.79元/平。隨著未來產品設備的優化和工藝成熟,若設備線速能夠提升至12米/分 鐘,良率提升至90%,則PET復合銅箔成本能夠進一步降低至2.45元/平。

1.4 復合銅箔市場空間測算:新能源車+儲能雙輪驅動,替代空間廣闊:我們根據以下假設對PET復合銅箔市場空間進行測算:1)根據EVTank數據,2022年全球 新能源車銷量為1082萬輛,預計到2025年銷量有望超過2507萬輛,到2030年銷量將超過 5542萬輛;2)根據市場需求測算,2023-2030年全球鋰電池出貨量分別為1206、1610、2087、2560、3108、3760、4531、5443GWh;3)假設復合銅箔滲透率將逐年提升,則2023- 2030年滲透率分別為2%、5%、10%、15%、18%、20%、22%、25%;4)根據產業調研,假設 1GWh電池所需陰極薄膜材料面積為1200萬平米,同時假設2022年PET復合銅箔價格為6.5 元/平,未來價格每年下降5%。3)根據東威科技披露,1GWh電池需要配備2臺真空鍍設備 和3臺鍍膜設備,隨著設備生產效率和良率的提升,假設設備需求量逐年遞減5%;同時假 設磁控濺射設備和水電鍍設備2022年價格分別為1500萬元/臺、1200萬元/臺,價格每年 下降5%。據測算,到2025年,PET復合銅箔滲透率將提升至10%,對應25億平需求,市場空間有望 達到140億元,設備空間將超過101億元。遠期來看,2030年PET復合銅箔滲透率有望提 升至25%,需求達到163億平,市場空間有望達到704億元,設備空間將達到395億元。復合銅箔滲透率提升,未來市場空間廣闊。我們基于2025年復合銅箔滲透率和全球鋰電 池出貨量對PET復合銅箔市場空間進行敏感性分析,假設2025年復合銅箔滲透率的區間 跨度為5-25%,全球鋰電池出貨量區間跨度為1800-2200GWh。隨著未來設備技術逐步成 熟,滲透率有望加速提升,若2025年復合銅箔滲透率提升至20%,全球鋰電池出貨量達到 2000GWh,則2025年PET復合銅箔市場空間有望達到268億元。

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1.5 復合鋁箔:適用于對安全性敏感的高端電池產品:復合鋁箔是一種由鋁箔和聚合物薄膜復合而成的材料,通常用于電池正極集流體。在鋰 電池中,由于正極電位高,銅箔在高電位下容易被氧化,而鋁的氧化電位高,且鋁箔表 層有致密的氧化膜,對內部的鋁也有較好的保護作用,因此鋁箔常用作正極集流體材料。復合鋁箔對鋰電池安全性的提升較大,產業化進程快于復合銅箔。電池內短路是導致鋰 電池熱失控的直接原因。根據ScienceDirect的數據,正極鋁箔在短路下的熱失控問題 較其他位置更為嚴重,因此使用單邊復合鋁箔對電池安全性提升較大。同時,復合鋁箔 產業化進程快于復合銅箔,主要是因為鋁和高分子膜的結合力比銅要強,無需進行磁控 濺射,制作工藝更為簡單,目前復合鋁箔主要采用真空蒸鍍一步法進行生產。根據金美 新材公告,公司已于去年11月率先實現8微米復合鋁箔的量產。

復合鋁箔降本空間有限,目前定位為對安全性要求較高的高端產品。生產工藝來看,由 于鋁的化學性質活躍,不適用于效率高的水電鍍。復合鋁箔目前僅由真空蒸鍍法鍍膜, 生產效率較低,加工成本大幅提升,目前價格遠高于傳統鋁箔7-10倍左右。原材料成本 來看,鋁非貴金屬,其價格本身較低。相較于傳統鋁箔,復合鋁箔的原材料成本僅降低 20%,而復合銅箔可降低64%,因此復合鋁箔相較于銅箔所帶來的降本幅度較小。能量密 度來看,由于鋁本身密度較低,僅為高分子膜密度的2倍,而銅密度為高分子膜密度的6 倍,所以置換為高分子膜后復合鋁箔在提升能量密度幅度上小于復合銅箔。因此相比于 復合銅箔,復合鋁箔適合應用于對成本不敏感,但對安全性要求較高的高端車和對減薄 要求較高的消費電池領域。

二、 行業處于產業化初期,工藝路線百花齊放

2.1 PET 基膜為當前復合銅箔主流技術路線:PET基膜為鋰電復合集流體的主流技術路線。由于PET高分子材料的電絕緣性、抗蠕變性, 耐疲勞性,耐熱性等性能優異,當前成為鋰電復合集流體的主流選擇。目前市場上關于 復合銅箔基膜材料的研究路線主要有PET、PP、PI三種,其中PET、PP復合技術率先落地, PI處于研發階段。

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PET、PP、PI三者在在熱性能、化學性能、機械性能、電性能具有不同的特點,導致其 復合銅箔產品特點各有差異:1)PET長期使用溫度在-70℃-120℃之間,短期使用可達 150℃,其韌性在所有熱塑性材料中最優,但PET化學性能較差,不耐酸堿,因此易溶于 電解液;2)PP最突出的性能在于其化學穩定性,幾乎不與酸堿反應,抗腐蝕性能優越, 因此常用于制作各種化工管道與配件,除此之外,由于PP的密度小于PET,理論上減薄空 間大于PET,PP材料的劣勢在于熱性能較差并且與銅的界面結合力小于PET;3)PI各項性 能較為突出,目前多用于特工材料。PI薄膜具有高強度、高韌性、耐高溫、防腐蝕等特 殊性能,在-270℃-300℃溫度之間仍能保持出色的強度、剛度、隔熱和電氣絕緣性,由 于其成本較高,PI目前主要應用于航空、航海、宇宙飛船、火箭導彈、原子能、電子電 器工業等領域中。

基膜材料的性能不僅影響產品特點,對復合銅箔制作的工藝需求及所需設備也有要求。PET與PP已實現產品出貨,兩種材料在制備銅箔時的主要差異表現為抗拉強度、耐熱性 以及與銅的界面結合力上。1)抗拉強度影響涂附工序:PET抗拉強度大于PP,PET拉伸比 為3.3~3.5,而PP拉伸比9.0~10.0,在進行涂附工作是PET工藝更簡單;2)耐熱性影響工 藝溫度:蒸鍍是通過高溫融化金屬,使其蒸發到基膜上實現鍍銅,耐熱性低的基膜材料 在蒸鍍工藝中容易被燙損或卷皺,PET為飽和線形大分子,分子主鏈上沒有支鏈,結構對 稱,滿足緊密堆砌的要求,因此易于取向和結晶,導致PET具有高熔點、高強度,操作難 度要小于PP;3)界面結合力影響銅膜附著度:PP是非極性材料,表面附著力較弱,與銅 膜的結合力小于PET,在磁控濺射鍍銅后,表面銅膜易被擦去。

2.2 復合銅箔鍍銅工藝難度大,兩步法為當下主流:由于高分子基材與銅膜結合力較差,疊加極薄基材易擊穿、燙損等原因,復合銅箔鍍銅 工藝難度較大。由于高分子材料與金屬材料之間缺少化學鍵和,基材與金屬銅之間的結 合力較差,若銅膜在電池循環過程中脫落,將嚴重影響電池的循環性能及安全性能,此 外,對于復合銅箔來說,鍍膜的工藝會影響產品的均勻性、柔韌度、延展性和抗氧化性。鍍銅工藝通常選擇磁控濺射、蒸鍍或水電鍍,對基材的柔韌性、耐熱性要求較高。因此, 如何在不損傷基材的情況下提高銅膜的附著能力成為制備復合銅箔的主要難點。

目前市場常用的鍍銅工藝主要有“兩步法”與“三步法”兩類流程。其中“兩步法”工 序流程為磁控濺射+水電鍍,首先,通過磁控濺射(PVD),在塑料薄膜表面鍍上一層金 屬層(大約15-40nm),使其能夠導電并保證膜層具有較好的致密度和結合力;其次,再 通過水電鍍的方式,將金屬層加厚至1μm;“三步法”以“兩步法”為基礎,在水電鍍工序前增加蒸鍍,利用蒸鍍加速金屬層的沉積。

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“一步法”顯露頭角,分為一步式全濕法與一步式全干法。一步法有望通過減少工藝 步驟,從而提高產品生產良率與鍍膜均勻性。一步全濕法指僅利用化學沉積的方式沉積 銅膜,一步全干法指僅利用磁控濺射或真空蒸鍍方式鍍銅。目前兩步法以良率較高、成本壓力低等綜合優勢,產業化進程較快,有望在消費電池上 優先進行應用。“三步法”在兩步法的基礎上增加蒸鍍流程加速高分子材料“金屬化”, 因此在生產效率上優于“兩步法”,但同時新的流程及設備的引入將會增加工藝成本, 除此之外由于不同設備涂覆的銅膜具有均勻度、緊密度等方面差異,對產品良率也有影 響。“一步法”的設備工藝尚未成熟,且成本較高,目前量產難度較大。“兩步法”與“三步法”鍍膜工藝按照工序流程可以分為前道工序與后道工序,其中前 道工序包括磁控濺射或蒸鍍,后道工序為水電鍍。在利用水電鍍制備銅箔時,需要放入 電解液中的兩極具有導電性,然而高分子材料具有較強的絕緣性能,無法直接通過電解 形式沉積銅膜,因此在水電鍍工序前,需要利用磁控濺射或蒸鍍沉積較薄的銅膜以使得 高分子材料“金屬化”。高分子材料“金屬化”工序被稱為前道工序,水電鍍則為后道 工序。

(1)前道工序:電鍍準備,高分子材料“金屬化”:磁控濺射沉積是一種物理氣相沉積(PVD)方法,通過從靶材上濺射材料,然后將其沉 積到襯底上來沉積薄膜。在復合銅箔鍍膜工藝中,將高分子材料放置在銅靶前方適當距 離處,然后利用氬或氮等離子體轟擊銅靶材料,使得銅靶表面的銅原子獲得足夠動能脫 離靶材表面,附著在高分子材料表面形成銅膜。

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磁控濺射具有沉積速率可控、結合力強等優點,但在效率、鍍膜均勻性、良率等方面仍 存在較大的提升空間。磁控濺射可以通過控制濺射電壓、電流和功率靈活控制沉積速率, 其高速濺射的原子或分子也能夠更穩定的附著在基材表面,結合力較強。但同時磁控濺 射的沉積效率較低,單次濺射的鍍層只能達幾納米,40納米銅膜需要重復二十幾次;并 且在磁控濺射中,由于難以保證氬離子均勻轟擊靶材,從而不能保證鍍膜的均勻性;最 后,磁控濺射對靶材的消耗量大,利用率低,且磁控濺射過程需要高壓放電,可能存在 膜穿孔現象,從而影響產品良率。真空蒸鍍同樣是一種物理氣相沉積(PVD)方法,通過在真空環境下加熱銅金屬,使大 量的原子或分子蒸發并沉積在基膜表面。真空蒸鍍是在真空環境下使用蒸鍍設備加熱銅 金屬,使其以原子團或分子團的形式蒸發并沉降在高分子基膜表面。真空蒸鍍的沉積效率快于磁控濺射,但基膜易被高溫燙壞。優點來看,蒸鍍采用的是電 阻加熱法,在真空環境下金屬被加熱,均勻地蒸發鍍在基膜的表面上,因此真空蒸鍍工 藝在鍍膜的均勻性及沉積效率方面要優于磁控濺射法。缺點來看,由于蒸鍍工藝中金屬 原子對高分子材料幾乎沒有沖擊力,因此銅膜的附著力較低,且在蒸鍍過程中對溫度要 求較高,溫度過高容易造成基膜被燙損或卷皺。

(2)后道工序:使用水電鍍增厚銅膜:水電鍍采用無氧銅作為陽極,以膜面金屬層為陰極,進行離子遷移置換。在復合銅箔水 電鍍工藝中,將“金屬化”的高分子材料作為陰極,銅作為陽極,以含銅離子的溶液作 為電解液(通常為CuSO4),在外電場的作用下,金屬銅經電極反應還原成金屬原子,并 在高分子材料上進行金屬沉積形成銅膜。其技術壁壘在于控制拉力,保障基膜的完整性。水電鍍工藝鍍銅效率高,為復合銅箔的核心工序。水電鍍的優勢在于沉積效率遠大于磁 控濺射和真空蒸鍍,因此在復合銅箔生產中常用于這兩道工序之后,目的是加厚沉積的 銅層。此外,水電鍍工藝鍍層厚度均勻,結構致密,且成本相對較低,因此成為復合銅 箔的核心工序。同時,由于水電鍍需要通電,存在中間厚兩邊薄的邊緣效應,因此水電 鍍工藝的鍍膜均勻性較差。目前復合銅箔電鍍電鍍工藝進入廠商大多是PCB電鍍廠商, 但復合銅箔電鍍相比于PCB電鍍,其基膜材料更薄,寬幅更大,在電鍍過程中需要特別注 意傳輸過程中的轉動輪速及張力控制,否則容易出現基膜拉伸變形以及熱熔穿、電熔穿 等現象。

(3)化學鍍:“兩步法”“三步法”中所運用到的磁控濺射、真空蒸鍍、水電鍍等工藝均為物理氣相 沉積(PVD),而一步全濕法則為化學液相沉積。化學鍍銅工藝主要利用還原劑的氧化 還原反應將溶液中的銅離子沉積在基膜表面,化學沉積過程中無需通電,其主要壁壘在 于化學試劑和相關設備的成本控制。歷史上,化學鍍銅被廣泛應用于有通孔的印制線路 板的生產加工中,其主要目的在于通過一系列化學處理方法在非導電基材上沉積一層銅, 繼而通過后續的電鍍方法加厚使之達到設計的特定厚度。

化學鍍銅在良率、純度、鍍膜均勻性等方面表現較好,但結合力較差、沉積速率過慢且 成本較高。根據三孚新科公告,復合銅箔化學沉積工藝將由新工藝、新設備、新材料(專 用化學品)三個核心要素組成,具有較優的良率、純度、以及鍍膜厚度均勻性,工藝簡 單、維護成本低等優點,其劣勢在于結合力較差、沉積速度過慢,并且濕化學品用量、 廢水排放量相對較大,環境維護成本較高。

三、 行業呈現群雄逐鹿態勢,產業化進程加速

復合銅箔行業目前進入玩家較多,行業呈現群雄逐鹿態勢。產業鏈上,1)上游為原材 料及設備廠商,主要包括高分子基膜材料廠商,靶材廠商,真空鍍膜設備、水電鍍設備 廠商。2)中游為銅箔制造環節,新老企業積極入局,除去自主研發廠商外還包括:①上 游材料廠、設備廠縱向切入;②下游電池廠卡位賽道,集成銅箔生產、焊接及電池制造;③傳統銅箔廠商憑借鍍銅技術先發優勢順勢布局;④光電薄膜、電磁屏蔽膜及其他功能 性薄膜廠商依靠技術同源優勢積極擴充產品矩陣。3)下游主要為電池應用環節,主要 應用于鋰電池,包括動力、儲能和消費電池廠商。

3.1 材料端:基膜國產化進程加速中,靶材技術差距不斷縮小:材料端主要包括高分子基膜材料、銅靶材及金屬銅等材料。靶材方面,全球靶材市場呈 現寡頭競爭格局,但國內外差距正在不斷縮小,以阿石創、隆華科技為代表的廠商所生 產的高純度銅靶材均可用于復合銅箔磁控濺射環節。基膜材料方面,我國呈現低端過剩、 高端短缺的局面,其中高端、特種聚酯薄膜依賴進口;目前國內進展較快的企業有雙星 新材、康輝新材和東材科技,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 頭的國產化替代。其中雙星新材在開發4.5μmPET材料基礎上,正開發3.5μm及以下的PET基材,其強化PET材料已經批量供應客戶;康輝新材多條產線具備量產4.5-6μm的PET 復合銅箔用基膜能力,已通過多家下游廠商的前期驗證;東材科技是國內極少數的老牌 光學級薄膜細分龍頭,最薄BOPP膜可達2.5微米,研發生產能力覆蓋4μm的PP基材。

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基膜材料:國產化進程加速中,享一體化成本優勢

1)雙星新材:PET薄膜龍頭,具備超薄PET基材量產能力:傳統業務:公司主要專注于高性能功能性高分子材料的研發制造,公司的新材料業務主 要包括光學材料、新能源材料、信息材料、熱收縮材料和節能窗膜材料,下游應用領域 涉及液晶顯示、消費電子、光伏新能源、汽車和節能建筑等。復合銅箔業務:公司于2020年8月立項,2020年10月圍繞復合銅箔用PET基材原料開始研 發。之后,針對復合銅箔用PET基材研發,在開發4.5μm PET材料基礎上,正開發3.5μ m及以下的PET基材。公司已向客戶多次送樣認證,在不斷的送樣中,根據客戶的反饋持 續不斷優化。據公司披露,公司的復合銅箔首條線已完成安裝調試產品開發對接市場, 按計劃復合銅箔項目中的一期設備合同已落實簽訂,計劃從2023年5月底陸續進場安裝 調試。良率方面,目前公司PET銅箔整體良率達到92%,磁控濺射的良率在98%。成本方 面,根據公司披露,在自產基膜、現貨銅價、磁控設備國產化(不超過1800萬/臺)、主 流水鍍線速度和價格(7-10米速度,1000萬/臺左右)、良率95%的基礎上,可將復合銅 箔成本控制在3.5元/平,而傳統傳統6μm銅箔的價格在5-7元/平。在產能規劃方面,公 司預計1年內實現5000萬平復合銅箔膜產能,在2025年實現5億平產能。

2)東材科技:光學級薄膜細分龍頭,具備PP膜量產能力:傳統業務:公司主要從事化工新材料的研發、制造和銷售,以新型絕緣材料為基礎,重 點發展光學膜材料、電子材料、環保阻燃材料等系列產品,廣泛應用于發電設備、特高 壓輸變電、智能電網、新能源汽車、軌道交通、消費電子、平板顯示、電工電器、5G通 信等領域。復合銅箔業務:公司規劃從基膜開始一體化布局復合銅箔,21年開始進行工藝論證和設 備選型,自有基膜優勢便于公司快速調整基膜參數以匹配后續復合銅箔工藝。公司收購 河南嘉華佳,具備做薄膜電容蒸鍍工藝。在復合銅箔基膜選擇方面,公司選擇PP路線, 目前已送樣頭部客戶,反饋良好。公司原有電容薄膜產品已具備超薄PP的工藝和產能, 計劃新增兩條線,年產能3000噸,預計23年底達產。

3)康輝新材:利用全產業鏈優勢,卡位復合集流體基材市場:傳統業務:公司是恒力石化全資子公司,主要產品包括PET、BOPET等材料。公司計劃總 投資80億元,分期建成年總產能80萬噸的新型聚酯產品生產基地。現已建成年產24萬噸 PBT工程塑料、38.6萬噸新型雙向拉伸聚酯薄膜(BOPET)及20萬噸膜級聚酯切片。復合銅箔業務:公司自2020年開始對PET復合銅箔用基膜進行開發,利用集團全產業鏈 優勢,自主研發創新的工藝技術,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。目前公司PET復合銅箔用基膜已通過下游多家PET銅箔廠 商、電池廠商前期認證,多條產線具備量產4.5-6μm基膜能力,后期驗證工作有序推進 中。

靶材:工藝較簡單且技術成熟,以國產為主

1)阿石創:深耕PVD鍍膜材料領域,由靶材向復合銅箔延伸:傳統業務:公司專業從事PVD鍍膜材料的研發、生產與銷售,自主研發200多款高端鍍膜 材料,產品覆蓋光學、光伏、半導體、平板顯示等多個領域,主要產品包括ITO、鉬、銅、 鋁、硅、鈦、鉭及各類合金與稀有金屬靶材,下游客戶涵蓋京東方、華星光電、水晶光 電、舜宇光學、群創光電等一線龍頭企業。復合銅箔業務:公司從2002年成立至今一直專注于PVD鍍膜材料領域,在材料端、設備 端、工藝端積累了豐富的PVD鍍膜經驗。在材料端,公司可提供各類金屬靶材、合金靶 材、化合物與氧化物靶材;在設備端,公司與設備端諸多真空廠商一直保持良好的溝通 與技術交流,熟練掌握各類鍍膜設備;在工藝端,公司起步于光學光通訊,擁有完備的 膜系分析設備和豐富的膜層設計經驗。根據公司披露,公司和東威科技、騰勝科技簽署 相關設備協議,目前已完成設備選型和下定的工作,后續將繼續與電池廠商進行技術的 交流,并根據交流的情況進行設備、工藝等方面的調整與改進,提高復合銅箔產線的良 率與生產效率。

3.2 設備端:國產替代提速,核心為磁控濺射和水電鍍設備:磁控濺射和水電鍍等核心設備正在逐步實現國產替代。磁控濺射和水電鍍設備是復合銅 箔制造的核心設備,國產設備由于價格更低、售后保養及時、維護費用更低等綜合優勢, 正在逐步實現替代。磁控濺射設備來看,目前國產化進程較快,國內做磁控濺射設備開 發的企業主要有騰盛科技、匯成真空、振華科技和合肥東昇等,其中騰盛科技和匯成真 空是國內少數實現量產的企業;價格方面,國內磁控濺射設備單價在1500-2500萬之間, 而國外進口設備單價在6000-8000萬之間。水電鍍設備來看,目前國內只有東威科技實 現量產,據東威科技投資者調研紀要,公司目前在手訂單已接近300臺,預計2023年產能 規劃不低于100臺。

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磁控濺射設備:百花齊放,基本實現國產化

1)騰盛科技:處于磁控濺射設備第一梯隊,良率及產能領先同行:傳統業務:公司專業研制各類真空應用設備、半導體設備、鋰電池設備以及納米材料設 備,主要產品包括連續鍍膜生產線、卷繞式真空鍍膜設備、光學鍍膜設備、磁控濺射鍍 膜設備、電弧離子鍍膜設備、蒸發鍍膜設備、 PECVD化學氣相沉積設備等。公司在真空 鍍膜業務上深耕超25年,已經具備深厚的技術沉淀,共有3個系列7個規格的真空鍍膜機 被評定為國家優等品或一等品。共累計獲得數十項國家專利,多款產品獲得國家級高新 技術產品稱號,技術創新能力處在行業的領先地位。復合銅箔業務:公司自主研制出2.5代量產型復合銅箔和第二代復合鋁箔真空鍍膜設備, 是國內極少數同時具備復合銅箔、復合鋁箔設備生產能力的鍍膜設備廠商。其中,復合 銅箔磁控濺射設備不僅是國內首臺量產型復合集流體制備裝備,更作為國內首臺大型真 空鍍膜設備出口至日本。目前公司已為下游多家新材料企業提供復合集流體真空鍍膜設 備及服務,主要客戶包括日本TDK、寶明科技、萬順新材、漢嵙新材等,目前已經實現批 量出貨,單臺設備價格在1700-2300萬元。良率方面,目前公司產品以2代機和2.5代機 為主,良率可達到90%,且各項參數均領先于同行。產能方面,公司新廠區一期工廠完 工后,產能將增加一倍,預計2023年年底實現100臺產能。

2)匯成真空: 深耕真空鍍膜設備,已實現設備量產:傳統業務:公司聚焦于真空鍍膜設備設計、制造和應用領域,具備完整的真空鍍膜設備 研發、制造能力以及鍍膜工藝開發能力,致力于ta-C、DLC、SCG薄膜設備、柔性卷繞鍍 膜設備、連續線鍍膜設備等方向的研究與開發,在真空鍍膜設備行業具有豐富的制造經 驗和成熟的工藝制程。復合銅箔業務:復合銅箔領域來看,目前公司磁控濺射設備已實現量產。根據公司官網, 公司研發的超薄復合銅箔卷繞鍍膜設備,實現在厚度3.0-4.5μm,幅寬0.6-1.65mPET/PP 塑料薄膜表面一次完成雙面鍍銅膜,設備工藝走速0.5-30m/min,方阻0.5-2Ω,設備良 率90%,產能達到1089萬平/年。

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水電鍍設備:廠商稀缺,目前只有東威科技實現量產

1) 東威科技:PCB電鍍設備龍頭,水電鍍和磁控濺射設備均已實現量產:傳統業務:公司主要從事高端精密電鍍設備及其配套設備的研發、設計、生產及銷售, 主要產品分為三大領域,第一是高端印制電路(PCB)電鍍專用設備(包括VCP、水平化 銅、水平鍍等設備),第二類是五金表面處理專用設備(包括龍門、五金連續鍍等設備), 第三類面向新能源動力電池負極材料專用設備、光伏領域專用設備、真空濺射專用設備 的研發與制造。公司的垂直連續電鍍設備已具有較強的市場競爭力及較高的品牌知名度。目前公司的下游客戶已覆蓋大多數國內一線PCB制造廠商,同時公司已成功將產品出口 至日本、韓國、歐洲和東南亞等地區,受到國外客戶的高度認可。復合銅箔業務:公司在PCB電鍍領域的技術積累豐厚,率先切入復合銅箔專用設備領域, 為目前國內唯一能夠批量化生產水電鍍設備的廠商。此外,磁控濺射設備作為前道工序, 其制成的金屬導電層的質量直接影響后續水電鍍的生產效率和成品質量,因此公司向上 布局磁控濺射設備,提供復合銅箔的成套設備,在提升產品良率的同時降低設備分開采 購成本。根據公司公告,公司開發的12靶的磁控濺射設備已于2022年12月19日完成出貨, 同時公司也將進一步研制24靶的真空磁控設備。產能規劃上,公司預計23年水電鍍設備 產能100-300臺,磁控濺射設備產能50臺;目前公司在手訂單已接近300臺,訂單金額達 到20多億元,預計在24年底完成交付。產能保障上,PCB電鍍技術與復合銅箔鍍銅技術相 通,現有PCB垂直連續電鍍設備(VCP)產線和生產工人可快速轉換用來生產新能源設備, 同時廣德5萬多平的二期廠房完工投產,可為新能源鍍膜設備提供場地保障,疊加與巴 城政府簽署投資協議用于新能源鍍膜設備擴能,將進一步保障公司產能。

其他鍍膜設備:分為化學鍍一體機和磁控濺射一體機

1)三孚新科:全濕一步法,已與智動力簽訂設備購銷合同:傳統業務:公司主要從事表面工程技術的研究及新型環保表面工程專用化學品的研發、 生產和銷售,主要產品有電子化學品及通用電鍍化學品。其中電子化學品包括PCB水平 沉銅、化學鎳金專用化學品、高耐腐蝕化學鎳專用化學品,應用于PCB孔金屬化、表面處 理等領域;通用電鍍專用產品包括電鍍添加劑、除油除臘專用化學品,主要應用于裝飾 性、防護性電鍍,基材清洗等領域。公司是最早從事表面工程化學品研究的企業之一, 技術積淀深厚,已經發展成為國內表面工程行業影響力較強的表面工程技術解決方案提 供商之一。復合銅箔業務:公司將PCB表面處理工藝應用于復合銅箔電鍍領域,通過特殊的化學銅 鍍液配合專用設備,一步法即可完成鍍銅。根據公司披露,一步式全濕法復合銅箔化學 鍍銅工藝目前處于中試階段,公司正在對設備進行進一步升級,希望取得95%的良率目 標。成本方面,目前公司化學鍍理論成本預測在6-6.5元,預期可將成本降到每平米3元 左右,其有效的降本路徑包括:規模放量、配方優化、產能提升、管控優化等。產能規 劃上,目前公司具備2-3臺/月的設備產能,計劃利用一年左右的時間將設備產能提升至 10-20臺/月。客戶拓展方面,公司已與智動力等客戶達成合作意向。

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2)道森股份:全干一步法,收購洪田科技布局復合銅箔業務:傳統業務:公司主要從事石油、天然氣及頁巖氣鉆采設備的研發、生產和銷售,主要產 品為井口裝置及采油(氣)樹、井控設備、管線閥門等油氣鉆采設備。公司于2022年6月 收購洪田科技,開始布局電解銅箔高端裝備研發、生產和銷售相關業務。洪田科技深耕 電解銅箔設備市場,積累了豐富的客戶資源,與國內外知名銅箔企業建立了密切的合作 關系。復合銅箔業務:公司重點研發的復合銅箔一體機生產設備項目進展順利,其工藝采用多 次磁控濺射,良率較高且較水電鍍工藝更環保,計劃于23年Q1完成組裝調試,正式推向 市場。根據公司披露,目前公司在手訂單已排滿23年產能,同時公司鹽城項目一期建設 超出預期,預計將于23年3月底完成一期竣工,計劃七月初正式投產,隨著鹽城工廠投 產,公司將產能進一步釋放。成本方面,目前復合銅箔生產成本在5元左右,與電解銅箔 差不多,其降本路徑主要有設備零部件國產替代、提高靶材利用率等。

超聲波滾焊設備:鋰電集流體焊接環節新增工藝

1)驕成超聲:自主研發超聲波滾焊機,深度綁定寧德時代:傳統業務:公司主要從事超聲波焊接、裁切設備的研發、設計、生產與銷售,主要產品 包括動力電池超聲波焊接設備、汽車輪胎超聲波裁切設備、其他領域超聲波焊接設備、 動力電池制造自動化系統、檢測類設備。公司擁有長期從事超聲波設備研發而積累的豐 富經驗,形成了以超聲波技術為核心的技術體系,具備提供超聲波工業應用整體解決方 案的能力。復合銅箔業務:由于復合集流體中間新增了一層高分子材料,其形成的絕緣層使得兩側 金屬鍍層無法導通,因此需要在電池的前道工序中新增一道超聲波高速滾焊工序,同時 后續的多層極耳超聲波焊接工序依舊保持不變。公司自主研發的超聲波滾焊機設備機能 夠實現復合集流體和箔材之間的高速滾焊,目前是寧德時代復合集流體滾焊設備唯一的 供應商,且公司產品從送樣到獲得大規模批量化訂單經歷了5-6年時間,具有極強的先 發優勢。此外,單條產線滾焊價值量是超聲極耳焊接的3倍,加上其他的一些配套設備, 單GWh設備需求量在1200萬以上,隨著復合集流體產業化進程加快,公司未來業績彈性 可期。

2)新棟力:專業從事超聲波設備研究,具備超聲波滾焊技術:傳統業務:公司從事工業應用超聲波設備生產經營及技術研究近二十年,主要產品包括 超聲波金屬焊接機、超聲波滾動焊接機、超聲波彎曲刀焊接機、超聲波線束焊接機、超 聲波平齒焊接機等設備。復合銅箔業務:公司具備超聲波滾焊技術,其研發的超聲波金屬滾動焊接機清潔、高效、 精密,可以連續發射超聲波,實現滾動焊接。該設備的主要優勢體現在效率高、不受極 片寬度限制、焊接后表面平整、內阻低、避免或降低傳統點焊機因多次焊接產生的振裂、掉粉、收縮隔膜的風險等方面。目前該設備已成功應用于鋰電池極片焊接、PACK焊接、 鎳氫電池極片焊接、太陽能集熱板焊接、鋁塑復合管行業等領域。

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3.3 制造端:入局企業群雄逐鹿,產業化進程加速

中游制造環節呈現群雄逐鹿局面,當前處于從驗證期導入到量產期的階段。由于復合銅 箔綁定下游鋰電、儲能等高景氣賽道,賽道相關的各路企業紛紛入局,行業整體呈現群 雄逐鹿局面。目前大部分入局玩家都在進行研發積累和工藝改進,部分廠商已完成樣品 驗證、量產準備工作,行業正在從下游驗證階段逐步導入到量產階段。從工藝路線來看, 重慶金美、萬順新材選擇三步法,寶明科技、雙星新材布局兩步法,漢嵙新材開創一步 法;基膜選擇上,重慶金美PP,PET雙布局,雙星新材、萬順新材主要開發PP復合銅箔, 寶明科技則為PET復合銅箔。

自主研發端:深耕相關領域,技術儲備豐富

1)金美新材:PET銅箔先發優勢明顯,綁定寧德時代:金美新材料專業從事多功能復合集流體薄膜材料產品研發、生產和銷售,主打產品為多 功能復合集流體鋁箔(MA)和多功能復合集流體銅箔(MC)。公司為最早開發PET銅箔企業, 自2015年開始專注于復合集流體薄膜材料研發,目前復合銅箔產品的良率穩定在80%以 上。客戶方面,公司長期綁定寧德時代,商業化進程較快。寧德時代間接持有公司15.68% 股權,與公司復合銅箔生產、研發有著緊密合作。產能來看,公司現有400萬平/年復合 鋁膜和2400萬平/年復合銅膜產能,同時公司積極擴產,重慶金美項目一期總投資15億, 一期全部滿產后可達到年產能3.5億平米,年產值17.5億元,30億二期、三期項目將建 設在綦江萬盛創新經濟走廊-永桐新城園區,規劃在2025年之前形成年產值100億元。量 產進程上,目前6μm復合銅箔和8μm復合鋁箔已實現量產,4-5μm復合銅箔也已啟動量 產準備工作。

2)納力新材料:復合集流體專利布局領先,產能規劃較大:傳統業務:公司于2022年1月成立,主要從事新能源材料的研發、設計、制造與銷售,產 品廣泛應用于醫療、水處理、生物過濾、高性能鋰電池、新能源汽車、5G基站建設、儲 能、軍工、消費電子、空氣凈化等領域。復合銅箔業務:公司致力于復合銅箔和復合鋁箔的研發生產,研發團隊實力雄厚。公司 復合集流體專利布局領先,截至21年8月,已提交232件專利申請,其中國內專利申請167 件,國外專利申請65件。產能規劃上,目前公司在揚州江都、無錫江陰兩地設有兩個工 廠,在建銅復合集流體生產線20條,鋁復合集流體生產線32條,納米涂碳產線20條。公 司于2021年投資11億元建設復合集流體一期項目,目前部分生產線已經開始生產,預計2023年可實現年產能5億平;二期項目計劃投資112億元,項目將分三批建設,預計2027 年全面達產后可實現年產能50億平。

3)漢嵙新材:主打全干一步法,設備環節具有先發優勢:傳統業務:公司是與華南理工大學合資成立的一家集導熱、吸波、電磁屏蔽等功能材料 研發、生產、銷售于一體的高新科技公司。目前公司在深圳、中山等地建有生產和研發 基地,擁有以華南理工大學先進彈性體功能材料團隊為核心的碩博士研發人員15人。公 司專注于5G通信、新能源汽車、航空航天電子等領域的新材料研發、生產,獲得了多項 導熱材料、吸波材料領域的核心專利。公司致力于發展成為熱界面材料、吸波材料及電 磁屏蔽材料行業的引領者,為全球客戶提供高質量、高價值的專業解決方案。復合銅箔業務:公司是國內早期從事復合集流體產品研發的廠商之一,具備自主設計開 發復合集流體產線設備的能力。公司聯合設備廠商開發的磁控濺射鍍膜設備,已迭代到 2.5代產線,生產良率可達到90%以上,是行業第一條2.5代產線;同時公司已設計出第 三代產線,在靶材配置及結構設計上做了優化,良率大幅提升。公司主打一步法(全干 法),采用多靶材多腔體提高生產效率和良率,目前已經給行業內的頭部電池企業送樣, 預計23年實現小批量交付。

4)元琛科技:基膜制備經驗豐富,即將開啟產品送樣工作:傳統業務: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,并從 事第三方環境檢測業務,擁有CMA及CNAS資質。公司的主要產品包括各類耐高溫耐腐蝕 濾袋、SCR脫硝催化劑以及防護用品,主要應用于電力、鋼鐵及焦化、垃圾焚燒、水泥和 玻璃等行業和領域。復合銅箔業務:復合箔材項目將充分發揮公司在高分子超薄膜等新材料研究方面積累的 豐富經驗。公司從20年關注到功能性膜材料在新能源領域的利用,于21年底著手轉型正 式立項集流體項目,計劃在新材料循環產業園內建設鋰電復合箔材項目。2022年11月, 公司第一條量產PET銅箔中試線已經安裝調試,與東威合作水平電鍍設備,騰勝科技第 一批磁控設備已經到位,同時也在研發PP銅箔,未來兩種路線預計并行。2022年12月, 經過近一年的試驗研究、設計、調試工作,公司宣布完成首條復合箔材產品生產線的達 產工作,首批產品性能經檢測,各項指標均達到預期,即將開啟量產箔材的送樣工作。

5)璞泰來:國內鋰電負極龍頭,深耕隔膜涂覆加工領域:傳統業務:公司長專注于新能源電池關鍵材料及自動化裝備領域,為新能源汽車、消費 電子、儲能等相關電池客戶提供專業化配套服務,主營業務涵蓋負極材料及石墨化加工、 隔膜及涂覆加工、自動化裝備、PVDF及粘結劑、鋁塑包裝膜、納米氧化鋁及勃姆石等。復合銅箔業務:受益于公司長期在涂布設備、涂覆加工、鋁塑包裝膜、光學膜業務領域的持續投入和技術沉淀,以及公司技術團隊對鋰電池電化學體系的深刻理解,公司較早 的對復合集流體業務進行了研發布局。公司在復合集流體方面的工藝技術路徑和解決方 案在設備成本、材料成本、收率等長期競爭力上有顯著的競爭優勢。研發方面,目前公 司與下游客戶展開的聯合研發已取得較好的進展,在復合鋁箔及復合銅箔的技術積累已 經處于行業前列水平。項目進展上,目前公司的復合集流體材料已經完成了內部測試和 中試,獲得主流客戶的高度認可,未來公司將逐步啟動量產生產線的建設。

鍍膜業務切入:與PET銅箔技術同源,磁控濺射環節具備先發優勢

1)寶明科技:復合銅箔驗證進展較快,先發優勢明顯:傳統業務:公司專業從事LED背光源的研發、設計、生產和銷售以及電容式觸摸屏主要 工序深加工,LED背光源和電容式觸摸屏是平板顯示屏的重要組成部分,平板顯示屏可 廣泛應用于智能手機、平板電腦數碼相機、車載顯示器、醫用顯示儀、工控顯示器等 領域。2021年,公司設立控股子公司深圳新材料主要從事新能源鋰電池材料的研發、生 產和銷售,報告期內的主要產品為鋰電復合銅箔。復合銅箔業務:由于面板鍍膜技術與PET銅箔領域具有相通性,公司自主設計的磁控濺 射設備,可以實現80%良率水平,可連續生產基膜長度達1.5-1.8萬米。產能規劃上,公 司于22年7月宣布投資60億建設贛州復合銅箔基地,其中一期項目11.5億,計劃于23年 Q2實現量產,全部達產后年產復合銅箔1.5億平,配套電池約為14-15GWh;二期項目投 資48.5億元,預計達產后實現年產能7億平米復合銅箔,配套電池約60GWh。據公司披露, 公司去年以來已向TOP30動力電池廠商送樣,二線電池廠評價最高,材料測試參數較為領 先,現已具備量產條件,在當前階段具備較強的先發優勢。成本方面,公司披露復合銅 箔最好的實際生產成本為3.5元/平,良率是85%。

2)勝利精密:磁控濺射技術經驗豐富,產線建設穩步推進:傳統業務:公司主營業務為消費電子產品業務以及汽車零部件業務。消費電子業務的主 要產品包括精密金屬結構件及結構模組、塑膠結構件及結構模組等,主要應用于筆記本 電腦、電視、智能手機以及智能穿戴設備等3C消費電子領域;汽車零部件業務以光學玻 璃蓋板、復合材料顯示蓋板和鎂合金結構件為主要產品,主要應用于傳統汽車和新能源 汽車領域。復合銅箔業務:由于汽車零部件產業中的光學玻璃蓋板和復合材料顯示蓋板等業務需用 到磁控濺射工序,公司在磁控濺射工藝方面具備先發優勢。工藝來看,目前公司采用的 是兩步法鍍銅。產能規劃上,公司于22年9月宣布擬投資56億元布局復合銅箔,一期項目 8.5億元,計劃建設15條高性能復合銅箔生產線(對應5GWh產能,約需鍍銅設備15臺)、 2條3A光學膜生產線;二期47.5億元,計劃建設100條復合銅箔產線。其中,2022、2023、 2024、2025年底分別累計完成固定資產投資5億元、15億元、28億元、37億元,合計復合 銅箔產能為12億平米。量產進程上,目前公司第一條全制程生產線(1臺磁控濺射+1條水電鍍)已在安徽舒城產業園安裝調試完成,第二條水電鍍產線也在安裝調試中,預計23 年H1,月設計產能可達1300-1500萬平,2023年底可月產能在4500萬平。同時公司以PET 為基材的復合銅箔已經試生產,已向下游客戶二次送樣;以PP為基材的復合銅箔也在調 試生產中。

3)萬順新材:功能性薄膜領域經驗豐富,引進進口尖端設備:傳統業務:公司主要從事鋁加工業務、紙包裝材料和功能性薄膜三大業務,主要產品包 括轉移紙、復合紙、高精度鋁箔、導電膜、節能膜、高阻隔膜、納米炫光膜、納米銀膜。公司技術研發優勢較強,截至2022年年中,公司累計獲得發明專利32項、實用新型專利 230項。此外,公司的關鍵生產設備均為國際先進水平,具有產量大、效率高、質量好的 特點,生產規模穩居同行業前列。復合銅箔業務:公司在鍍膜領域積累了二十年的生產、技術經驗,覆蓋真空鍍鋁、磁控 濺射鍍膜、電子束鍍膜等技術,為開發復合銅膜產品提供了技術支撐。同時公司擁有多 套磁控濺射設備、電子束鍍膜設備、精密涂布線等進口尖端設備,硬件基礎處于業內較 高水平。工藝來看,公司采用三步法鍍銅。公司開發的復合銅膜采用的基膜包括PET、 PP,卷樣均已送下游客戶,目前正在配合下游客戶做放大卷長認證。產能規劃上,公司 目前僅為實驗室階段,預計通過客戶驗證后,PET銅箔擴產或將加速。

4)英聯股份:深耕金屬包裝領域,存在技術同源性:傳統業務:公司是一家以快速消費品為核心領域,專業從事“安全、環保、易開啟”金 屬包裝產品研發、生產和銷售的國家高新技術企業,核心產品為金屬易拉蓋、金屬易撕 蓋等金屬易開蓋。公司自成立以來一直致力于為客戶提供產品設計、功能研究、模具開 發、涂布印刷、生產制造及物流配送等全方位綜合服務。目前公司已形成覆蓋食品(含 干粉)、飲料、日化用品等多應用領域,是產品品類齊全、能夠滿足客戶多樣化需求及 一站式采購的快速消費品金屬包裝產品提供商。復合銅箔業務:在復合箔材項目的規劃上,公司已組建一支覆蓋真空物理、光學膜、柔 性材料等方面專業經驗的技術開發團隊,開展相關產品的研發工作。項目進展上,公司 在PET復合銅箔和PP復合銅箔都有開展研發,目前正處于送樣階段。產能規劃上,公司 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,項目建成達產后產能 可達復合銅箔5億平、復合鋁箔1億平。2023年計劃投資建設10條復合銅箔和1條復合鋁 箔生產線。

5)方邦股份:深耕電磁屏蔽膜領域,技術上具有契合性:傳統業務:公司主要從事高端電子材料的研發、生產及銷售,專注于提供高端電子材料 及應用解決方案。公司主要產品包括電磁屏蔽膜、導電膠膜、極薄撓性覆銅板及超薄銅箔等,屬于高性能復合材料。公司在全球電磁屏蔽膜領域具有重要的市場地位,全球市場 占有率超過20%,位居國內第一、全球第二。公司研發的極薄撓性覆銅板,可以顯著提高 剝離強度,在性能上已達到日本同類產品水平,公司是國內少數掌握極薄撓性覆銅板生 產工藝的廠商之一。復合銅箔業務:由于PET復合銅箔與公司當前主營產品電磁屏蔽膜在核心制備技術上具 有一定契合性,公司在PET復合銅箔領域進行了研發布局。公司于22年10月公布了首款 復合鋰電銅箔產品,目前產品已向部分下游客戶進行了送樣,等待下游客戶反饋。

其他業務延伸:表面處理環節具備生產技術優勢

1)智動力:消費電子零部件廠商,已與三孚新科達成采購意向:傳統業務:公司主要從事消費電子功能性器件、結構性器件、光學組件和散熱組件的研 發、生產和銷售。為客戶提供智能手機、平板電腦、智能穿戴、智能家居等消費電子產 品及新能源汽車的一體化解決方案。公司主要產品為導熱散熱、導電屏蔽、緩沖密封等 消費電子功能性器件、PMMA+PC復合材料手機背板、精密光學器件及可穿戴組件等等。復合銅箔業務:公司基于生產制造的多年經驗,對表面處理技術路徑的設備有深刻的理 解,公司與三孚新科合作,對化學鍍設備的研發起到顯著作用,目前是化學鍍一步法唯 一的復合銅箔制造商。2022年11月16日,公司與三孚新科簽署《戰略合作框架協議》, 雙方同意圍繞復合銅箔生產進行全面合作。公司擬向三孚新科采購“一步式”全濕法復 合銅箔化學鍍銅設備,與三孚新科共同推動一步法工藝落地。目前公司正積極安排送樣 準備工作,送樣產品是測試線產品,設備由三孚新科提供,且雙方約定該生產線目前僅 提供給公司,產品由公司負責送樣。

傳統銅箔端切入:水電鍍環節具備先發優勢

1)中一科技:高端鋰電銅箔廠商,PET銅箔處于中試線建設階段:傳統業務:公司主要從事于各類單、雙面光高性能電解銅箔系列產品的研發、生產與銷 售,主要產品包括鋰電銅箔和普通銅箔,廣泛應用于通訊、光電、消費電子、汽車、航 空航天等領域。公司深耕于電解銅箔的研發和生產,具備從溶銅造液到生箔過程的工藝 布局、核心設備設計及優化能力,目前擁有下轄云夢、安陸兩大電解銅箔生產基地。復合銅箔業務:復合銅箔的電鍍工序和公司現有電子電路電解銅箔的固化、鈍化工序的 原理、工藝基本相同,公司在集流體電化學鍍的添加劑、工藝、過程控制、裝備等方面 擁有的核心技術,可以應用到復合銅箔的生產中,提高良品率和生產效率。工藝來看, 公司計劃采用磁控濺射+電鍍兩步法工藝。產能規劃上,2022年9月公司設立武漢子公司 布局PET銅箔領域,規劃先期建設年產500萬平方米生產線,目前處于中試線建設階段。

2)諾德股份:鋰電銅箔龍頭供應商,目前處于送樣驗證階段:傳統業務:公司主要從事電解銅箔的研發、生產和銷售,主要產品包括鋰電池用電解銅 箔、印制電路板用電解銅箔、超厚電解銅箔,主要應用于動力鋰電池生產制造,少部分 用于消費類電池和儲能電池。公司在國內動力鋰電銅箔領域的市場占有率較高,穩居國 內市場領先水平,是國內主要知名鋰離子電池廠商的供應商,具有較高的行業地位。復合銅箔業務:公司于2年前開始布局復合集流體領域。復合銅箔方面,2022年8月公司 收購道森股份5%股權,共同發展復合銅箔領域,目前正與客戶小量送樣進行技術交流;復合鋁箔方面,公司取得了較好的研發結果,規劃安裝中試線進行量產可行性分析和成 本核算,目前正在給客戶送樣驗證的階段,將根據客戶的訂單需求規劃進行產業布局。

3)嘉元科技:超薄鋰電銅箔龍頭,已完成中試線準備工作:傳統業務:公司主要從事各類高性能電解銅箔的研究、生產和銷售,主要產品包括超薄 鋰電銅箔、極薄鋰電銅箔、標準銅箔,主要用于鋰離子電池的負極集流體、覆銅板(CCL)、 印制電路板(PCB)的制造,是鋰離子電池行業、電子信息行業重要基礎材料。公司是國 內高性能鋰電銅箔行業領先企業之一,已與國內主要大型鋰離子電池制造廠商建立了長 期合作關系,并成為其鋰電銅箔的核心供應商,多次獲得寧德時代鋰電銅箔優秀供應商 稱號。復合銅箔業務:電解銅箔企業參與復合銅箔研究制造的優勢主要體現在銅箔表面處理技 術的沉淀積累、設備與生產工藝匹配、生產過程管控等方面。公司在前期取得技術儲備 的基礎上,不斷加大加快在復合銅箔領域的研發布局,目前已完成中試生產設備的市場 調研、技術交流、工藝參數論證、中試生產線訂購等工作,后期將根據中試線到貨情況 逐步安排生產并送樣給下游客戶進行產品驗證。

3.4 電池應用端:電池廠商積極推進, 以動力、儲能為主

下游鋰電和儲能等電池廠商積極推進復合集流體產業布局。從專利角度來看,21-22年 為專利爆發期,電池廠商全面布局。整體上,復合集流體專利申請數量從2017年開始呈 現高速增長,2019年進入爆發式增長期,2017-2019年均專利申請數量達;結構上,專利 申請數量由電池廠商占比較多,前四中含有寧德新能源科技有限公司、廈門海辰新能源可以有限公司、寧德時代新能源科技股份有限公司。

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動力電池領域:研發成果顯著

1)寧德時代:提前布局,領跑復合銅箔:寧德時代自2016年布局至今,積極推進復合銅箔發展: 2016年,寧德開始布局復合銅箔, 與金美新材料合作研發產品,持有重慶金美15.68%的股權;2018年,重慶金美產品在寧 德內部完成動力電池測試;2018年10月,寧德時代研發的多功能復合集流體技術首次應 用于其高鎳三元版海外車型并量產;2021年10月,寧德時代研發的多功能復合集流體技 術在2021年全球新能源汽車前沿及創新技術評選中獲評為十大創新技術之一。

儲能電池領域:以廈門海辰為代表,研發驗證加速中

1)廈門海辰:相關研發布局超前:2020年8月廈門海辰新能源科技有限公司申請了復合集流體及二次電池專利,有利于公 司在生產過程中識別并剔除發生金屬剝離的復合集流體,保證電芯的制造良率,目前該 專利已獲得授權。2022年1月公司申請了復合集流體及其制備方法和應用專利,該專利 電層的表面有直徑為10μm-500μm的盲孔,可以降本減重,同時避免了電芯制程過程中 涂布活性漿料發生滲漏而導致形成凹坑。

(本文僅供參考,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息,請參閱報告原文。)

精選報告來源:【未來智庫】。

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