新型材料复合铜箔研究分析.docx

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1、11月7日，三孚新科(688359.SH)对外公开表示，公司的新型复合铜箔电镀工艺已处于中试阶段，顺利的话预计明年可以规模化应用，并且良品率有望达到95虬消息一出，瞬间将三孚新科推向市场热点，3个交易日内股价涨幅超过30%o这甚至同时带火了复合铜箔整个产业链，东威科技、海亮股份、骄成超声、双星新材多只个股也走出多连阳行情,沾边即涨。另外，投资机构对此也表现出非同一般的关注度。汇融研究研究通过查询发现，近一个月以来已有财信证券、光大证券、东吴证券、方正证券、德邦证券、国金证券、中泰证券、中信证券、国泰君安等十几家券商发布看好复合铜箔产业前景的报告，一致认为2023年将成为复合铜箔的量产元年，而今

2、年年末到明年年初将成为重要行业重要的时间窗口。东吴证券研报指出，复合铜箔兼具安全性、高能量密度和低成本优势，可部分替代传统铜箔，目前设备端已开始实现OT的突破，预计2023年下半年实现批量生产，2025年渗透率将达到10虬上游原材料、设备，中游复合铜箔制造等产业链将受益。汇融研究院了解研究发现，由于复合铜箔绑定下游锂电、储能等高景气赛道，赛道相关的东威科技、宝明科技、三孚新科、海亮股份、骄成超声等各路企业其实也都已纷纷布局复合铜箔，目前大部分入局玩家都在进行研发积累，部分厂商完成样品生产、验证的准备工作，复合铜箔确实是量产在即，蓄势待发。O1锂电铜箔的下一代产品：复合铜箔(-)什么是锂电池负极

3、集流体要清楚认识复合铜箔，需要先搞清楚什么是集流体。集流体，顾名思义就是指汇集电流的结构或零件，在锂离子电池上主要指的是金属箔，泛指也可以包括极耳。其功用主要是将电池活性物质产生的载流子汇集起来以便形成较大的电流对外输出，因此集流体应与活性物质充分接触，并且内阻应尽可能小为佳。起到的作用为降低电池的内阻，提高电池的库伦效率、循环稳定性和倍率性。传统集流体中，负极使用铜箔，正极使用铝箔，因为铝和铜导电性、延展性好，价格相对便宜。图表1：铜箔/复合铜箔示意图(-)复合铜箔与传统铜箔传统铜箔以99%高纯度电解铜为主要材料，存在着质量占比高(占锂电池总重量约13%)、成本高（占锂电池成本约9%）、限制

4、锂电能量密度提升等问题，因此锂电铜箔一直在向轻薄化发展，以降低成本并减少铜箔的用量，从而提升质量能量密度，但传统铜箔减薄存在理论上限，成本和性能难以兼顾。复合铜箔是以PET/PP等高分子材料为基膜、上下两面电镀沉积铜膜形成的具有三明治结构的铜箔材料，用低密度高分子膜置换金属铜，降低了热失控风险，相比于传统铜箔单位面积重量降低55%,能量密度提升5%T0%,理论上单位物料成本降低63%。这打破了传统铜箔瓶颈，并兼具高安全性、高能量密度、低成本等优势，使其成是传统锂电池集流体（铝箔和铜箔）的良好替代材料。图表2：铜箔/复合铜箔示意图类别.传统铜箔.复合铜箔工艺原理.溶铜电解+电镀，真空镀膜+离子置

5、换.组成，99.5%的纯铜组成.高真空下将铜分子堆积到超薄型PET/PP基膜上，再经过离子置换产出产品.产品图.特点.1、单位面积重量较重，金属铜材使用量高，成本高；.2、导热性能高，用于电池安全性弱；.3、工艺较为成熟快充性能较优。，1、中间层为PET/PP膜，单位面积重量轻，铜采使用量少，降低成本和金属用量；.2、中间层为绝缘层，用于电池安全性好；，3、技术正在发展，工艺尚未成熟；.4、快充性能受限。.（三）工艺未定，仍存争议目前复合铜箔行业还处于早期的阶段，尚未有真正量产的企业，主流复合铜箔生产工艺尚未定型，仍存争议。目前复合铜箔生产工艺主要包括一步法、两步法和三步法。其中一步法生产工艺

6、包含两种方式，一是通过化学沉积的方式，二是反复磁控溅射；二步法主要生产工艺包括磁控溅射和水电镀；三步法在二步法的基础上添加了真空蒸镀环节。此外，目前复合铜箔的基膜主要包括PET和PP。其中PP相较于PET具有更稳定的化学性质，但是其对设备的要求更高，且工艺较难控制。随着产业化进程的推进，在成本和良品率上占优势的工艺更容易被市场认可，不排除未来几种工艺路线并存的情况。02高安全性、低成本、高能量密度赋予复合铜箔替代优势采用复合铜箔电池发生内短路时，复合集流体中间的高分子材料层会融化并发生断路效应，可以抑制短路电流从而控制电池热失控，从根本上解决了电芯爆炸起火的问题。复合铜箔的成本仅为传统铜箔的6

7、5%,具有低成本的优势。复合集流体重量比纯金属集流体降低50%以上，而电池能量密度能够提升5%T0%,优势明显。（一）高安全性采用传统铜箔的电芯受到针刺时易发生热失控：使用传统集流体的电芯进行针刺测试时，电芯易发生内短路产生大电流，从而电芯内部会快速升温，引起可燃性有机电解液发生反应并产生高温气体，导致出现冒烟、起火，严重时发生爆炸，危及使用者的人身安全。采用复合铜箔的电芯可以通过针刺测试：而采用复合集流体的电芯进行针刺测试时不会发生热失控，其主要原因为：D当针刺入电芯内部并发生短路并且升温时，复合集流体中间的高分子材料层会融化并发生断路效应，可以抑制短路电流从而控制电池热失控，从根本上解决了

8、电芯起爆炸起火；2）复合集流体受到针刺时产生的毛刺尺寸更小，发生内部短路的几率更低。（二）成本低复合铜箔理论成本远低于传统铜箔，具有较大的降本潜力。对于纯铜铜箔而言，原材料成本占比较高。在铜价6万元/吨的条件下，传统铜箔单位成本为3.7元/平（不含税），其中铜的成本为2.85元/平，占比接近77%。而PET铜箔可降低2/3铜的用量，原材料成本下降显著。根据测算，在良率为80%的情况下，大规模量产后PET铜箔成本约为2.85元/平，比传统铜箔（3.7元/平米）下降0.85元/平米，后续伴随良率持续提升，成本还有持续下降的空间。当前主流的方案是用6m复合铜箔替代6m传统铜箔，用8m的复合铝箔替代1

9、2UnI或者10m传统铝箔。根据测算，复合铜箔原材料成本仅传统铜箔的34%,复合铜箔理论单位成本为传统铜箔的65%o（三）高能量密度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。经测算，由于PET材料相对于铜较轻，相同面积的6umPET复合铜箔较6um电解铜箔的质量减轻约56.33%o根据锂电池能量密度计算公式：质量能量密度二电池容量/电池质量，在电池容量不变的情况下，减少质量可以提升能量密度。重庆金美官网显示，MA/MC（复合型铝膜/铜模）的重量更轻，面密度较传统铜箔降低

10、77%,能量密度提高5%-10%o（四）复合铜箔其它优劣势复合铜箔除了在能量密度、成本、安全性方面有较大优势外，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。不过在产业化初期，复合铜箔本身性能和工艺方面也有一些亟待解决的问题，如由于PET表面光滑的特性，增强层与PET薄膜的结合力以及使得采用水电镀加厚的铜层具有均匀性平整性是其技术难点。此外，PET薄膜较薄，容易在真空沉积环节被穿透，工艺难度比较大。03行业进展：上下游共同推进复合铜箔商业化（一）产业化进程日新月异复合铜箔产业由于深刻绑定新能源赛道，被认为“坡长雪厚”，已引来“百舸争流”，未来有望百花齐放。从来源上看，有生产

11、基膜（双星新材）、蒸镀半导体产品（宝明科技等）、靶材（阿石创）、镀铜液（三孚新科）的“玩家”入局，也有原来的铜箔生产商（中一科技、诺德股份）入局，也有电芯厂商（厦门海辰）入局。从进度上看，产业链上中下游企业积极布局PET复合铜箔相关领域，各家普遍已完成研发的积累，部分厂商完成了样品生产、验证的准备工作，预计2023年复合铜箔有望实现批量出货。上游设备企业中，腾胜科技、振华科技、汇成真空已具备成熟的二代磁控溅射设备生产技术，其中腾胜科技已研制出三代设备。东威科技2023年下半年制成磁控溅射二代设备。中游PET铜箔生产企业中，重庆金美规划3.5亿平PET复合铜箔/铝箔，目前已实现稳定生产，正在计划

12、量产；宝明科技、裕兴股份、双星新材、万顺新材均已向下游客户送样；斯迪克、方邦股份、诺德股份、嘉元科技正在研发阶段。下游电池厂商中，宁德时代、国轩高科、亿纬锂能等均申请了复合集流体相关专利，为PET复合铜箔应用于锂电池提供了完备的下游技术支持。图表3：各路玩家积极布局复合铜箔项目传统铜箔电池厂商中一科技诺德股份厦门海辰嘉元科技国轩高科等其他二线电所宁德时代比亚迪整体处于中试线建设或预建设阶段厦门海辰自产为主，其他以专利布局为主材料厂切入镀膜厂切入验证后期金美科技、宝明科技厂已送徉且规:划产能胜利晴空、汉育新材、纳力新材料、元琛科技双星新材阿石创已送样万顺新材【开始研发,:尚未送样方邦股份、海亮股

13、份、长宇股份（二）降本增效是目前产业化进程的核心问题根据百川盈孚数据，截至2023年11月5日，6m锂电铜箔高端市场价报10.38万元/吨，按照6m锂电铜箔每平方米对应55g来估算，得出其对应的价格约为5.71元/平方米。目前复合铜箔的成本在6元/平方米及以上，因此降低复合铜箔成本有利于加快其产业化进程。目前降低复合铜箔成本的方法主要包括提高良品率、降低原材料成本以及设备成本等。在增效方面，目前复合铜箔布局企业正在积极向下游厂商送样，通过改进生产工艺来提高产线良率与生产效率。根据投资者问答，目前向下游送样的企业包括宝明科技、双星新材、万顺新材等，其中宝明科技向下游送样产品为PET复合铜箔；双星

14、新材PET复合铜箔目前正在送样评价中，下游电池厂家反馈良好；万顺新材复合铜箔正持续配合下游客户放大铜膜卷长进行验证。综合来看，入局企业增多有望加速复合铜箔工程化，进而推动其产业化进程以及下游应用的推广。04市场空间预期：2025年达到137亿，渗透率提升至10%行业内普遍认为复合铜箔在2023年将开始产业化，渗透率快速提升，行业迎来爆发增长。据东吴证券测算，预计2023年行业产量有望达到2亿平，对应17gwh电池需求，2024年有望达到8亿平左右，2025年全球需求预计29亿平，空间137亿，渗透率提升到10%；PET铜箔设备在2025年全球空间144亿。远期来看，2030年复合铜箔的渗透率有

15、望提升至22%,需求达192亿平，市场空间达到771亿元，设备空间达到188亿元。图表4：东吴证券对复合铜箔未来市场空间测算aa4C4vr-C14068QS:14fir,元午,CO7。元.OM,卬GW.IQ13nWrff11W2.000190051J161.W协FSM布Ie空网2元219406070n九3.532.51212.2120?Q，电口吊H22191433.629652717T794M1811.XIJjpQIJoO_761.1M必Ig-1M!1I京空间Cn3237475BO86X里GZM1i再浓451,143速一367汹南/交网忆天O4IS3.910.9IOg7IMKO154495144141701751E8琵、“整1尸一n7%I05复合铜箔也有局限：快充性