需求空间广阔，轻薄化“锐不可当”

产业研究专题报告 撰写日期：2022年10月25日 证券研究报告--产业研究专题报告 需求空间广阔，轻薄化“锐不可当” 新材料行业铜箔行业专题报告（二） 分析师：白云飞执业证书编号：S0890521090001电话：021-20321072邮箱：baiyunfei@cnhbstock.com销售服务电话：021-20515355 ◎投资要点： 锂电铜箔轻薄化趋势明显。铜箔的性能对于锂电池的性能有很大影响。新能源汽车行业提升续航能力等需求影响，锂离子电池向着更小、更轻、更高能量密度发展的同时，对锂电铜箔提出了同样的要求。近年来，高能量密度锂电池成为锂电池生产企业布局的重心，2018年以来6µm锂电铜箔 相关研究报告 逐渐替代8/10/12µm锂电铜箔，早期主要是在动力领域渗透，之后数码领域头部企业也开始使用6-7µm铜箔。预计2023-2024年是全球锂电铜箔产能的集中释放期。 行业产能快速释放，但结构性仍紧缺。国内锂电铜箔市场整体呈现供过于求，未来两年产量持续扩大，行业总体上进入产能过剩状态。未来国内6μm动力领域锂电铜箔或将出现供需缺口。目前国内锂电铜箔行业已出现低端产能过剩，高端产能不足的现象，锂电铜箔行业已进入了由量转质的阶段，积极提升产品性能才是核心竞争力。2020年之后，随着供需缺口的产生，各家锂电铜箔厂商的6μm锂电铜箔的实际产量将决定其行业地位。 超薄锂电铜箔市场潜力大，持续关注6μm及以下锂电铜箔企业发展。锂电6μm制造难度越高，使得企业可以享受更高的技术溢价，毛利率更高，技术溢价明显。在未来2-3年锂电铜箔整体产能过剩的大背景下，受益于铜箔轻薄化趋势，6μm及以下铜箔产品结构性紧缺，相关企业加工费在此期间有望维持在高位，相关公司将受益于加工费预期提高，盈利持续改善。建议关注未来两年内新增投产的超薄锂电铜箔企业及6μm及以下铜箔产品销售占比较高的龙头企业。 风险提示：铜箔行业竞争加剧导致加工费下滑；行业内相关企业产能扩张不及预期；铜箔技术变更的风险；下游消费增长不及预期。 内容目录 1.锂电铜箔轻薄化趋势明显3 1.1.锂电铜箔轻薄化发展，6μm已成为主流5 2.行业产能快速释放，但结构性仍紧缺6 2.1.锂电铜箔需求扩张，未来需求降速62.2.锂电铜箔供给市场产能扩张加速72.3.锂电铜箔行业总体产能过剩，6μm动力领域锂电铜箔或将出现供需缺口9 3.6μm铜箔壁垒高，重点头部公司掌握技术11 3.1.6μm锂电铜箔市场呈现寡头垄断竞争格局113.2.6μm锂电铜箔市场竞争壁垒高，短期内行业供应格局难有改变11 4.投资建议135.风险提示13 图表目录 图1：锂离子电池工作原理3图2：铜箔在锂电池中的作用3图3：锂电铜箔成本约占典型锂电池总成本的7%3图4：锂电铜箔下游应用领域分布3图5：锂电铜箔生产工艺4图6：国内锂电铜箔产品结构5图7：国内锂电铜箔出货量预测7图8：2021-2025年全球锂电铜箔产能预测（单位：万吨）9图9：国内锂电铜箔市场供需关系10表1：6μm锂电铜箔能力密度5表2：国内锂电铜箔现有产能及扩产产能信息7 1.锂电铜箔轻薄化趋势明显 锂电池工作原理是将化学能转化为电能的一种电化学装置，此过程中需要一种介质把化学能转化的电能传递出来，即导电的材料。而在普通材料中，金属材料是导电性最好的材料而在金属材料里价格便宜导电性又好的就是铜箔和铝箔。在锂电池中主要有卷绕和叠片两种加工方式。相对于卷绕来说，需要用于制备电池的极片具有一定的柔软性，才能保证极片在卷绕时不发生脆断等问题，而金属材料中，铜铝箔也是质地较软的金属，同时两者表面都能形成一层氧化物保护膜。 锂电池正负极电位决定正极用铝箔，负极用铜箔，而非反过来。由于在锂离子电池正极电位区间电位高，Al的嵌锂容量较小，能够保持电化学稳定，适合作锂离子电池的正极集流体。铜箔在较高电位下易被氧化，进而易发生嵌锂反应，在电池充放电过程中，只有很少的嵌锂容量，并且保持了结构和电化学性能的稳定，可作为锂离子电池负极的集流体。 图1：锂离子电池工作原理图2：铜箔在锂电池中的作用 资料来源：《高能量密度锂离子电池硅基负极材料研究》，华宝证券研究创新部 资料来源：HTI，华宝证券研究创新部 锂电铜箔是锂电池负极的关键基础材料，在锂离子电池中既是负极活性物质的载体，又是负极电子的收集体和传导体。在锂电池的制作中，负极活性物质由约90%的负极活性物质碳材料、4%-5%的乙炔黑导电剂、6%-7%的粘合剂均匀混合后，涂覆于铜箔集流体表面，经干燥、辊压、分切等工序，即可制得负极电极，因此除负极活性物质之外，铜箔的性能对于锂电池的性能也有很大影响。通常来说，从锂离子电池的质量构成来看，锂电铜箔质量占比约为13%，仅次于正负极材料与电解液；从成本构成来说锂电铜箔占比约为7%，是构成锂离子电池的核心材料之一。 图3：锂电铜箔成本约占典型锂电池总成本的7%图4：锂电铜箔下游应用领域分布 资料来源：GGII，CCFA，华宝证券研究创新部资料来源：GGII，CCFA，华宝证券研究创新部 电解铜箔的主要生产流程是将铜线溶解后制成硫酸铜溶液，然后在专用电解设备中将硫酸铜溶液通过直流电电沉积而制成箔，再对其进行表面处理，最后经分切、检测后制成成品并包装，共包括溶铜造液、电解生箔、表面处理和分切检验四个生产工序。具体流程如下： 1、工艺流程情况 （1）溶铜制液工序 溶铜制液工序为电解铜箔的第一道工序，包括溶铜和过滤两个阶段，主要在溶铜罐中进行。公司首先根据工艺配比，将铜线、硫酸、水、压缩空气先进行原材料的预处理，然后投入溶铜罐当中混合，在加热条件下，铜发生氧化并与硫酸发生反应，生成硫酸铜溶液。硫酸铜溶液之后进入过滤器中使用活性炭等进行吸附过滤，然后进入高位槽排出废气，再次经过冷却过滤后，形成高纯度的符合工艺要求的硫酸铜溶液用于后续电解生箔的工序。 （2）电解生箔工序 电解生箔工序主要依靠生箔机和阴极辊完成。在电解槽中，以金属钛辊筒作为阴极，以表面涂有贵金属氧化物的钛板为阳极，硫酸铜电解液在直流电的作用下，二价铜离子（Cu2+）移动至生箔机阴极辊表面获取电子后还原成铜单质箔状电沉积层，经过阴极辊的连续转动、酸洗、水洗、烘干、剥离、卷取、检验后形成生箔。 （3）表面处理工序 由于电子电路铜箔和锂电铜箔下游应用场景较为广泛，同时下游客户对于电子电路铜箔产品以及锂电铜箔的性能要求有所不同，为了进一步满足不同应用场景对于铜箔产品性能的要求，公司会对铜箔进行表面处理。电子电路铜箔表面处理通常包含一系列的粗化、固化、防氧化、耐热等工序，并须在与电解槽串联起来的表面处理机上完成；锂电铜箔通常仅需在生箔机后端装置进行抗氧化处理，不需进行上述组合式表面处理。 （4）分切检验工序 经过上述工艺处理的铜箔产品将进入分切检验工序，公司根据不同客户对于铜箔产品宽幅的要求进行分切。质量计量部对分切完成后的铜箔产品进行质量检测，检测通过后对相应铜箔产品进行包装入库。 图5：锂电铜箔生产工艺 资料来源：CCFA，华宝证券研究创新部 1.1.锂电铜箔轻薄化发展，6μm已成为主流 “轻薄”下的高能量密度。铜箔根据厚度不同可以分为厚铜箔（＞70μm）、常规铜箔（18-70μm）、薄铜箔（12-18μm）、超保持薄铜箔（6-12μm）以及极薄铜箔（≤6μm）。新能源汽车行业提升续航能力等需求影响，锂离子电池向着更小、更轻、更高能量密度发展的同时，对锂电铜箔提出了同样的要求。由于锂电池对于使用的铜箔纯度要求高，材料的密度基本在同一水平，采用更加轻薄的铜箔材料可在电池容量不变的同时降低电池总体质量，从而提升质量比能量密度，“轻薄”下的高能量密度成为判定主流锂电铜箔的核心指标之一。假设采用8μm厚度铜箔的锂电池能量密度为230Wh/kg，在其他条件不变的情况下，采用6μm铜箔可将锂电池能量密度提升至224-241Wh/kg，提升幅度2-5%；采用4μm铜箔可将锂电池能量密度提升至229-251Wh/kg，提升幅度4-9%。单位电池铜的用量减少，也有利于降低锂电池成本。从1GWh锂电铜箔用量来看，目前8μm铜箔单位铜用量为700-800吨/GWh，6μm和4.5μm铜箔单位铜用量为550-650吨/GWh和450-550吨/GWh。 国内主流电池厂纷纷进行≤6μm锂电铜箔切换，以宁德时代为主，于2018年即开始进行6μm铜箔切换，比亚迪随后也已实现对6μm锂电铜箔的成熟应用并快速切换，目前逐步批量使用4.5μm锂电铜箔，比亚迪、国轩高科、天津力神、亿纬锂能、欣旺达等国内多家电池企业也正在加大对≤6μm锂电铜箔的应用。 表1：6μm锂电铜箔能力密度 8μm 6μm 4.5μm 单位能量电池质量(kg/kwh) 4.38 4.18 4.01 能力密度(WH/kg) 230 241 251 能量密度变化 - 5% 9% 2022年Q1-2加工费（万元） 1.64 3.68 5.76 资料来源：钜大锂电，九江德福会计师审核问询函回复，华宝证券研究创新部 近年来，高能量密度锂电池成为锂电池生产企业布局的重心，根据GGII统计数据，2018年以来6µm锂电铜箔逐渐替代8/10/12µm锂电铜箔，早期主要是在动力领域渗透，之后数码领域头部企业也开始使用6-7µm铜箔。2021年≤6µm铜箔成为市场主流，渗透率提升至74.9%，较2020年提升24.5%，其中4.5µm锂电铜箔出货量约2.5万吨。目前，8/10/12µm锂电铜箔仍然有一定的市场份额，主要由于下游动力电池企业应用极薄锂电铜箔工艺难度大，导致国际三大电池制造商松下、LG化学、三星此前在动力电池用6μm及以下极薄铜箔布局较晚，还未完全切换到≤6µm锂电铜箔，因此我国已经在极薄锂电铜箔领域取得了一定的领先优势。 图6：国内锂电铜箔产品结构 资料来源：GGII，中航证券，华宝证券研究创新部 对于锂电铜箔，除了轻薄的高能量密度外，电解铜箔的品质及外观质量等极大地影响着锂电池负极制作工艺和锂电池的电化学性能，因此考察铜箔物理品质的重要指标还包括厚度均匀性、表面粗糙度、抗拉强度、延伸率等；考察铜箔化学品质的重要指标为抗氧化性、耐腐蚀性、耐热性等。 锂电铜箔的定价模式是“铜价+加工费”，铜箔生产企业普遍采用“以销定产”的制造模式，则产品渗透率的逐步提高，直接决定该类铜箔产线的开工率，也就意味着加工费的相对高低。且锂电铜箔的保质期仅为3个月，往往不能长时间以库存形式体现，下游需求的匹配非常重要。 2.行业产能快速释放，但结构性仍紧缺 2.1.锂电铜箔需求扩张，未来需求降速 目前锂电铜箔的主要生产基地为中国大陆、中国台湾、韩国和日本，其中，中国大陆是全球锂电铜箔出货量最大的地区。根据GGII统计数据，2021年全球锂电铜箔出货量达38.3万吨，中国锂电铜箔出货量28.1万吨，中国锂电铜箔出货量占全球比例73.2%。 根据中关村储能产业技术联盟（CNESA）数据，截至2020年末，中国锂电池储能累计装机规模达2.91GW，按照发改委设定的2025年30GW的新型储能装机规模的发展目标，新型储能锂电池未来五年复合增速将超过56%。据乘联会数据，2021年新能源乘用车零售销量达298.9万辆，同比增长169.1%，渗透率14.8%，较2020年5.8%的渗透率提升明显，其中12月的渗透率甚至达到22.6%。 因此，基于全球锂电市场的蓬勃发展态势，GGII于2022年3月根据2021年新能源汽车市场最新的情况上调了预计2025年全球动力电池的出货量，根据GGII的预测，2025年全球动力电池出货量将达到1550GWh，结合其对2025年全球储能电池出货量为416GWh的预测，预计2025年动力电池+储能电池合计需求量为1966GWh。未来，动力电池、消费电池与储能电池将共同拉动锂电铜箔需求扩张，根据最新预测的下游需求情况，预计2025年全球市场锂电铜箔需求量将 达到126.08万吨