PET铜箔产业链系列研究一

证券研究报告/行业专题报告 蓄势待发，空间广阔 ——PET铜箔产业链系列研究一 中泰机械首席：冯胜 执业证书编号：S0740519050004 Email：fengsheng@r.qlzq.com.cn 1 核心观点 PET复合铜箔优点突出。PET复合铜箔采用PET薄膜两边镀铜的“三明治结构”，具有安全、成 本低、能量密度高等优点： PET铜箔在被穿刺时，能够形成断路，起到“保险丝”效果，防止电池起火； PET材料价格低于铜，2022年8月11日，阴极铜价格为6.21万元/吨，而PET材料价格为8980元/吨。随着PET复合铜箔工艺的成熟，其生产良率将逐步提升，工艺成熟后PET复合铜箔成本将低于传统铜箔； PET铜箔质量轻，电池能量密度提升。 PET铜箔成为产业发展趋势。 随着行业发展，宝明科技、万顺新材、双星新材等多家企业纷纷布局PET铜箔； 其中，宝明科技发布总投资为60亿元的PET复合铜箔扩产规划，印证PET复合铜箔具备良好的 产业化前景，同时亦有望形成示范效应，推动PET复合铜箔产业加速发展。 市场空间：PET铜箔发展前景好，将为相关设备带来发展机遇，根据测算，2025年在PET铜箔渗透率达到25%的情况下，PET电镀设备市场空间约133亿元。 受益标的： 设备龙头：东威科技； PET铜箔企业：宝明科技、万顺新材、双星新材、诺德股份、方邦股份等。 风险提示：PET产业发展不及预期；行业竞争加剧的风险；市场空间测算偏差风险；报告引用数据更新不及时的风险。 2 目录 一、PET铜箔：优势明显，大势所趋 二、生产工艺与设备：工艺逐步成熟，行业空间广阔 三、产业化进程：多家企业布局，2022年或是产业化“元年”四、受益标的 五、风险提示 3 1.1 锂电铜箔用于锂电池负极集流体 PET铜箔：优势明显，大势所趋 锂电池集流体：集流体是锂电池的重要组成部分，不仅能承载活性物质，而且可以将电极活性物质产生的电流汇集输出； 一般情况下，负极采用铜箔，正极采用铝箔。由于铜箔在较高电位时易被氧化，主要用于电 位较低的负极。铝箔在低电位时腐蚀问题较为严重，主要用于正极集流体； 成本占比5-8%：根据中国有色金属加工工业协会，锂电铜箔约占锂电池成本的5%-8%； 重量占比13%：根据华经情报网，铜箔占锂电池重量的13%。 图表1：锂电池组成及工作原理图表2：铜箔重量占锂电池总重量的13% 2% 6% 15% 39% 5% 13% 20% 正极材料负极材料铜箔 铝箔电解液隔膜其他 来源：中国锂电网，中泰证券研究所来源：华经情报网，中泰证券研究所 4 1.1 锂电铜箔用于锂电池负极集流体 PET铜箔：优势明显，大势所趋 集流体对锂电池性能和品质有重要影响。锂电池用集流体向高密度、轻薄化、高抗拉强度、高延伸率等方向发展。 轻薄化成为锂电铜箔发展方向。对于锂电池铜箔而言，厚度为其主要性能指标之一，厚度越 薄，单位面积铜箔质量越轻，电池能量密度越高； 但随着锂电池铜箔产品厚度变薄，产品单位宽度抗张能力与箔面抗压变形能力降低，铜箔断裂或出现裂缝的可能性相对较大，可能影响锂电池的安全性。 在确保电池安全性的前提下，锂电池铜箔厚度越薄，质量减轻，单位质量电池所含有的活性物质越多，电池容量越大，因此轻薄化成为锂电铜箔的发展方向。 轻薄化铜箔的毛利率更高。以嘉元科技为例，2018年双光面6um铜箔的毛利率为39.14%、双 光面7-8um铜箔的毛利率为25.01%。 图表3：锂电铜箔对电池性能影响图表4：不同厚度锂电铜箔性能与应用 来源：铜冠铜箔招股说明书，中泰证券研究所来源：铜冠铜箔招股说明书，中泰证券研究所 5 1.2 PET铜箔：优势明显，大势所趋 终端需求旺盛，锂电铜箔市场快速增长 受动力电池和储能推动，锂电池出货量快速增长，根据GGII数据，2021年全球锂电池出货量达到562.4GWh，同比增长约91.0%。锂电池快速发展推动锂电池铜箔市场快速增长。 2020年，全球锂电池铜箔出货量为22.5万吨，预计到2025年锂电池铜箔出货量达97万吨，5年CAGR为33.9%； 2020年，中国市场锂电池铜箔出货量为12.5万吨，预计2025年将增长至63万吨，CAGR为38.2%。 从细分应用领域来看，动力电池是中国锂电池铜箔市场保持高增长的主要驱动因素，根据GGII数据，2020年动力电池用锂电池铜箔出货量为7.4万吨，在中国锂电池铜箔中的占比超过50%，预计到2025年，中国动力电池用锂电池铜箔需求将突破51.2万吨，2020-2025年CAGR将达47.2%。 图表5：全球锂电池铜箔出货量及预测（万吨）图表6：中国锂电池铜箔出货量及预测（万吨） 120 100 80 60 40 25.7% 21.5% 29.2% 16.4% 22.5 32.4% 37.0 64.4% 52.0 70.0 40.5% 84.0 34.6% 97.0 20.0% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 15.5% 70 60 50 40 30 34.1% 20 27.3% 34.3% 11.012.5 24.0 92.0% 34.0 44.0 41.7% 54.0 29.4% 63.0 22.7% 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20 7.4 9.311.3 14.617.0 10% 10 4.1 5.57.0 9.4 17.0% 13.6% 20% 16.7% 10% 0 2015 2016 2017 2018 2019 2020 0% 2021E2022F2023F2024F2025F 00% 2015201620172018201920202021E2022F2023F2024F2025F 锂电池铜箔出货量（万吨）同比（%） 锂电池铜箔出货量（万吨）同比（%） 来源：高工产业研究院(GGⅡ)、中泰证券研究所来源：高工产业研究院(GGⅡ)、中泰证券研究所；注：数据包含外资企业大陆工厂出货量 6 1.3 传统锂电铜箔生产工艺与设备 PET铜箔：优势明显，大势所趋 分类：根据铜箔制备方法，主要有压延铜箔和电解铜箔两种。 压延铜箔：电池发明的早期，由于铜箔制备工艺设备技术等的限制，主要使用成本较高的压延 铜箔，压延铜箔(RolledCopperFoil)是将铜板经过多次重复辊轧而制成的原箔(也叫毛箔)， 根据要求进行粗化处理。 电解铜箔：电解铜箔(ElectrodePositedcopper)是将铜先经溶解制成溶液，再在专用的电解设备中将硫酸铜电解液在直流电的作用下，电沉积而制成原箔，然后根据要求对原箔进行表面处理、耐热层处理及防氧化处理等一系列的表面处理。电解铜箔不同于压延铜箔，电解铜箔两面表面结晶形态不同，紧贴阴极辊的一面比较光滑，称为光面；另一面呈现凹凸形状的结晶组 织结构，比较粗糙，称为毛面。 图表7：压延铜箔和电解铜箔 来源：中国电源，中泰证券研究所 7 1.3 传统锂电铜箔生产工艺与设备 PET铜箔：优势明显，大势所趋 压延铜箔制造工艺：压延铜箔是将铜板经过多次重复辊轧，并且进行一定温度的退火，反复酸洗轧制而成的。铜箔轧制工艺参数控制严格，对设备及工艺控制的要求很高，目前主要是日本 在生产，少量用于锂电池上。 电解铜箔制造工艺：前段熔铜系统、中段生箔系统、后段表面处理和产品分切。将铜溶解制成溶液，在特制的溶解容器中将硫酸铜电解液在直流电的作用下，电沉积而制成原箔，然后根据要求对原箔进行表面处理、耐热层处理及防氧化处理等一系列的表面处理。 电解铜箔的制备相对简单，设备要求相对简单，成本相对较低。锂离子电池用铜箔大部分使用电解铜箔作为负极基材。 电解铜箔制备过程中，由于铜箔在电解时是依靠含铜电解液在钛辊上生箔的，所以铜箔在贴近 钛辊面是光滑的，称作光面；另一面是凸凹不平的结晶组织面，是相对较粗糙的，称作毛面。 图表8：压延铜箔和电解铜箔制造工艺 8 来源：中国电源、中泰证券研究所 1.3 传统锂电铜箔生产工艺与设备 PET铜箔：优势明显，大势所趋 传统锂电铜箔生产的核心设备是阴极辊： 影响：阴极辊的形状、表面粗糙度、平整度直接决定了铜箔的表面质量；阴极辊决定铜箔铜箔 厚度均匀度（结晶度）； 制造工艺：日本主要通过焊接钛板实现，国内是通过旋压工艺，实现无缝钛圈生产；焊接会使得有铜箔产生光斑，但成本低，旋压工艺由于对材料要求比较高，成本较高。 国内外差距：由于阴极辊长期处于强腐蚀性的工作环境中，表明腐蚀加快，制备优质的钛筒的生产工艺难度较大。目前国内制备的阴极辊晶粒度等级普遍为8级水平，部分企业能达到9.5级以上制造水平，与国外可以生产12级晶粒度的生产技术相比，仍有较大的差距，受制于晶粒度等级限制多应用在6μm及以上规格，4-6μm的极薄铜箔生产多数仍依赖于进口设备； 难点：实现钛圈生产，需要进口真空熔炼炉、锻压等设备，但被严格控制和禁运； 图表9：阴极辊外观 来源：高工锂电，中泰证券研究所9 1.3 传统锂电铜箔生产工艺与设备 PET铜箔：优势明显，大势所趋 阴极辊供不应求：锂电铜箔阴极辊供应持续紧张； 上海洪田：洪田科技以日本名古屋松田光也先生带领的核心技术团队，实现了锂电铜箔阴极辊 的国产化，目前已成功研制出直径3米，幅宽1.82米的超大规格电解铜箔阴极辊、生箔机以及配 套设备，能稳定生产高端极薄的锂电铜箔3.5um产品以及5G高频高速电子信息产品用的9um超薄标准铜箔； 客户：上海洪田客户覆盖韩国日进、中国台湾南亚、诺德股份、嘉元科技、中一科技等国内外头部铜箔企业； 道森股份收购洪田科技51%股权。 10 1.4 PET铜箔结构和分类 PET铜箔：优势明显，大势所趋 复合铜箔采用在PET/PP薄膜两面镀铜的“三明治结构”。 复合铜箔主要由三部分组成，中间是PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）/PP（聚丙烯）基膜，外 面两层为电镀上去的铜箔。 从材质分类： PP：耐强酸强碱，不耐低温，铜附着力差，抗拉强度弱（影响电芯生产中涂附等工序）； PET：原料比PP贵，耐弱酸弱碱（电解液为弱酸性），铜附着力强。 厚度： 4.5um+2*1um铜=6.5um 图表10：PET复合铜箔结构 来源：重庆金美环评报告，中泰证券研究所 11 1.4 PET铜箔优点 PET铜箔：优势明显，大势所趋 与传统锂电铜箔相比，PET复合铜箔的优点： 安全性高。复合铜箔在被刺穿时，PET受热断开，连带上方的铜层一起断开，形成开路，避免因正负极短路造成热失控问题发生，PET铜箔在刺穿测试中可以做到只冒烟不起火的状态。 图表11：PET复合铜箔在刺穿时可起到阻断效果 来源：电动中国，中泰证券研究所 12 1.4 PET铜箔优点 PET铜箔：优势明显，大势所趋 能量密度高。由于PET材料相对于铜密度较低，相同面积的PET复合铜箔较6微米铜箔的质量减轻，从而带来电池重量的减轻，随着复合集流体重量占比降低，电池能量密度实现提升。 寿命长。高分子材料相比金属具有低碳型模量，在电池充放电过程中，吸收极片活性物质层锂离子嵌入脱出产生的膨胀-收缩应力，保持极片界面长期完整性，电池的循环寿命提升。 强兼容：可以适用不同规格、不同系统的电池。 图表12：传统铜箔与复合铜箔生产工艺对比 来源：重庆金美项目环评报告，中泰证券研究所 13 1.4 PET铜箔优点 PET铜箔：优势明显，大势所趋 PET复合铜箔材料成本低于传统铜箔，具备成本优势。传统锂电铜箔的成本以直接材料为主，以嘉元科技为例，2021年其锂电铜箔成本中直接材料占比为75.3%。而传统铜箔的材料价格远高于PET材料价格，2022年8月11日，阴极铜价格为6.21万元/吨，而PET材料价格为8980元/吨。随着PET复合铜箔工艺的