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aoa体育官方网站地址:复合铜箔行业研究报告:复合铜箔开启集流体变革产业元
发布时间:Friday 17th of May 2024 06:59:44 PM 来源:AOA电竞官网 作者:aoa体育官网

  复合集流体中间一层采用高分子材料,具有制造成本低、安全性高等 优势,前景广阔。复合集流体是一种新型集流体材料,采用夹层式结构, 两侧是厚约 1 微米的铜材,中间一层是 PET、PP 或材质的基层薄膜。与 传统集流体相比,复合集流体具有制造成本低、安全性高、兼容性强等优 点,使用复合集流体的电池能量密度高、循环寿命长。以负极复合铜箔为 例,制造成本方面,夹层高分子材料的使用可节省约 66%的铜材,使成本 相较传统箔材降低约 50%;安全性方面,从材料端解决纯金属集流体长期 老化催化的问题,复合集流体受到穿刺时的毛刺尺寸小,并且高分子材料 层会断路,有效控制电池热失控现象;能量密度方面,由于高分子材料的 使用,其质量要比传统铜箔轻 60%,能量密度提升 5%以上。基于多种优势, 行业展开对集流体的研究并推进产业化。

  复合铜箔国内产线 年推出,目前已进入规模化量产阶段。从发展历程来看,(1)2015 年起,金美新材料进行新型多功能复合集流体 材料的工艺研发和生产,国内复合铜箔步入探索阶段。下游电池厂商积极 探索复合集流体技术、布局相关专利,如宁德时代、比亚迪、厦门海辰等 企业分别在 2019 年、2020 年和 2021 年申请了相关专利。(2)2021 年下 半年开始,复合铜箔生产厂商陆续推进产品送样,如诺德股份和双星新材 分别在 2021 年 11 月和 2022 年第一季度向下游客户供货,行业进入技术验 证阶段。(3)2022 年底复合铜箔发展进入规模化量产阶段,相关厂商包括 重庆金美、宝明科技、光腾微纳。

  产业化进展持续推进,二十余家复合铜箔厂商处于送样阶段,部分企 业实现小批量量产。产业化进展持续推进,二十余家复合铜箔厂商处于送 样阶段,包括双星新材、方邦股份、元琛科技、万顺新材、嘉元科技、诺 德股份等。其中部分企业实现小批量量产,包括重庆金美、宝明科技、光 腾微纳。

  复合铜箔生产厂商积极进行产能布局,十余家企业规划项目。具体来 看,重庆金美和光腾微纳分别计划在 2025 年之前形成 100 亿元年产值、在 2023 年底前形成超 5000 万平米的年产能。纳力新材江阴基地一期规划年产 能 1 亿平,扬州基地 2023 年可年产 5 亿平复合集流体,预计 2023 年 8 月 一期完全投产,二期达产后可年产 50 亿平复合集流体;双星新材首条产线 亿平;中一科技规划年产能 500 万平;胜利精密 2023 年底产能预计达 4500 万平,并投资了年产能为 12 亿 平的安徽飞拓项目;宝明科技赣州项目计划的年产能约为 1.5 亿平,并在马 鞍山投建了复合铜箔项目;英联股份江苏高邮项目计划投建 100 条生产线复合铜箔;璞泰来、隆扬电子分别规划了 1.6 万吨、2.38 亿平的产能。

  下游厂商积极进行复合铜箔产业布局,包括宁德时代、国轩高科、厦 门海辰及 OPPO 等。在动力电池和储能电池领域,宁德时代下属公司间接 持有重庆金美 15.68%的股权,通过重庆金美实现对复合铜箔的布局;国轩 高科和厦门海辰分别投建 200GWh 复合集流体项目和 2.1 亿平复合铜箔项 目。另外,消费电子领域方面,OPPO 于 2021 年 7 月发布的产品中便引入 了复合集流体技术。

  下游积极开展相关的专利布局。下游电池厂商布局相关的专利技术, 攻克复合集流体焊接技术难关。宁德时代、厦门海辰、蜂巢能源、国轩高 科、蔚来、比亚迪和华为等企业纷纷申请了复合集流体、电池极片、电化 学装置相关的专利。在动力电池领域,宁德时代研发的多功能复合集流体 技术在 2021 年全球新能源汽车前沿及创新技术评选中获评为十大创新技术 之一。在储能领域,海辰新能源 2022 年 1 月申请了复合集流体及其制备方 法和应用专利。

  针对复合集流体焊接问题,下游进行技术攻关。由于复合铜箔中间的基膜不具有导电性,使用复合铜箔时,锂电池的前道工序需额外使用超声 波高速滚焊工序将两侧铜箔汇集。针对复合集流体的焊接问题,下游电池 厂商积极配套相关技术,进行技术攻关。蜂巢能源针对复合集流体电池极 片焊接方法、焊接设备等技术进行开发;国轩高科研发复合集流体滚焊模 切一体化设备及滚焊切模方法。

  测算 2023-2025 年全球复合铜箔市场规模分别为 9.8/54.9/239.6 亿元。复合铜箔方面,我们测算 2023-2025 年全球复合铜箔市场规模分别为 9.8/54.9/239.6 亿元,假设如下:2023-2025 年全球复合铜箔渗透率将由 1% 提升至 20%;随着产业逐步成熟,单价呈下降趋势,2023 年-2025 年,由 7 元/平降低至 5 元/平。

  预计 2025 年全球复合铜箔设备市场规模超 300 亿元。设备方面,若工 艺路线全为两步法,我们测算 2023-2025 年全球复合铜箔设备市场规模分别 为 9.2/60.4/316.3 亿元,假设如下:单 GWh 对应磁控溅射设备/水电镀设备 所需数量分别为 2/3 台,磁控溅射设备、水电镀设备单价分别为 1800、1000 万元/台。

  预计 2025 年全球复合铜箔基膜市场规模超 10 亿元。基膜方面,我们 测算 2023-2025 年全球复合铜箔基膜市场规模分别为 0.4/2.7/14.4 亿元。假 设如下:基膜单价为 0.3 元/平。

  预计 2025 年全球复合铜箔添加剂市场规模超 70 亿元。添加剂方面, 若工艺路线全为两步法,我们测算 2023-2025 年全球复合铜箔添加剂市场规 模分别为 2.1/13.7/71.9 亿元。若工艺路线全为全湿法一步法化学镀,我们测 算 2023-2025 年全球复合铜箔添加剂市场规模分别为 3.5/22.9/119.8 亿元。假设如下:两步法添加剂和一步法化学镀添加剂价格分别为 1.5 和 2.5 元/ 平。

  预计 2025 年全球复合铜箔靶材市场规模超 70 亿元。靶材方面,若工艺路线全为两步法,我们测算 2023-2025 年全球复合铜箔靶材市场规模分别 为 2.2/14.3/74.7 亿元。若工艺路线全为全磁控一步法,我们测算 2023-2025 年全球复合铜箔靶材市场规模分别为 4.4/28.5/149.5 亿元。假设如下:靶材 价格为 17.4 万元/吨,经折算后,两步法靶材和全磁控一步法靶材价格分别 为 1.6 和 3.1 元/平。

  PET 价格低于铜,复合铜箔减少铜用量,可有效地降低原材料成本。据百川盈孚的数据,截至 2023 年 5 月 24 日,我国电解铜的价格为 6.42 万 元/吨;PET 的价格为 0.68 万元/吨,仅为电解铜的十分之一左右。复合铜箔 中间一层采用 PET 等作为基材替换掉传统铜箔中的铜材,减少了对铜的使 用,可以有效地降低材料成本

  PET 复合铜箔(两步法)的生产成本较传统铜箔下降约 44%。在原料 端,复合铜箔的铜用量仅为传统铜箔的 1/3,复合铜箔的单位材料成本仅为 1.1 元/平米,相较于传统铜箔的 3.1 元/平米降幅明显。在设备端,复合铜箔 所利用的设备包括磁控溅射设备、水电镀设备等。整体来看,传统铜箔和 复合铜箔的生产成本分别为 3.64 元/平米和 2.04 元/平米,复合铜箔生产成 本可得到有效降低。

  一步法(化学镀)在良率、镀膜均匀性等方面具有优势,但成本略高。一步法(化学镀)生产流程较为简单,可一步完成对复合铜箔的制备,理 论良率较高。且无需施加外力或加热,因此可以有效避免薄膜变形、断带、 薄膜穿孔等现象的发生,提高生产良率。化学镀不需要通电,不存在因“边 缘效应”,镀膜均匀性更好,更适合生产大宽幅的复合薄膜。但化学镀铜 的速度较慢,且镀铜成本略高。

  化学镀需在活化步骤使用钯等催化剂,提高了成本。钯作为一种催化 剂被用于化学镀铜中活化步骤。钯属于贵金属,价格较高,据百川盈孚的 数据,截至 2023 年 5 月 24 日,上海贵金属钯现货价为 373 元/克,高于铂 的现货价 246 元/克。

  一步法成本问题具有解决空间,如光接枝等无钯技术、低浓度金属钯 催化技术。由于 PET 的化学性质较为稳定,因此在进行化学镀之前,首先 要进行活化处理。活化步骤主要采用化学吸附技术, 使基材表面产生活性位 点,催化后续的化学镀铜反应发生。根据《聚合物材料表面化学镀铜的前 处理研究进展》,化学镀铜前活化方法包括 7 种,可选择的范围较广。已 有实验表明,可以通过气相光接枝改善 PET 表面的亲水性,可实现无钯镀 铜。若光接枝等无钯技术、低浓度金属钯催化技术等成功运用到复合铜箔 的生产中,或可解决一步法成本问题。据三孚新科公司公告,公司拥有低 浓度金属钯催化技术和无钯催化技术。

  目前复合铜箔的两/三步法生产工艺存在良率低、各层结合力不足等问 题。两/三步法生产工艺复杂,需要多个生产步骤,降低了生产效率。通过 磁控溅射工艺在基膜上镀铜时,在高速及高温的条件下,粒子可能飞溅熔 穿基膜,产生穿孔的问题。另外,采用两/三步法制备复合铜箔,也会形成 基膜层、磁控溅射层和水电镀层等多个膜层,各金属层结合力不足,易出 现脱落的现象。多家企业积极布局一步法。在设备端,道森股份和三孚新科分别可提 供干法一体机设备和一步式全湿法设备,两家企业的设备均已正式推出, 同时三孚新科还可提供全湿法镀铜的化学添加剂。在复合铜箔生产端,汉 嵙新材、安迈特、东尼电子、沃格光电和诺德股份均布局了一步法(干法) 生产工艺,除沃格光电的产品仍处于实验室阶段以外,其他四家生产厂商 的产品均已送样。另外,诺德股份还与道森股份展开合作,共同开发复合 铜箔设备。

  一步法、两步法的产业化同步推进。目前采用一步法的复合铜箔厂商 包括东尼电子、汉嵙新材、安迈特、沃格光电、诺德股份等,5 家企业均采 用干法工艺,另外,光腾微纳正在研发化学镀;采用两步法的复合铜箔厂 商包括重庆金美、双星新材、方邦股份、元琛科技、宝明科技等。从设备 厂商来看,目前采用一步法工艺的企业包括道森股份和三孚新科,分别采 用干法和湿法工艺,先导智能也正在推进一步法工艺。目前布局两步法工 艺的设备企业包括汇成真空、振华科技、腾胜科技、宏大真空、合肥东昇 等。

  复合集流体上游包括设备、基膜、靶材、添加剂等。从复合集流体产 业链方面。


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