新能源锂电池系列报告之十三：增效降本安全高，全方位对比测算复合铜箔与传统铜箔

新能源与汽车 行业研究/深度报告 增效降本安全高，全方位对比测算复合铜箔与传统铜箔 报告日期：2023-04-12 行业评级：增持 --新能源锂电池系列报告之十三 主要观点： 锂电铜箔下游需求旺盛打开千亿市场，降本提效复合铜箔崭露头角 行业指数与沪深300走势比较 4/227/2210/221/234/23 42% 28% 14% -1% -15% -29% 电力设备沪深300 分析师：陈晓 执业证书号：S0010520050001邮箱：chenxiao@hazq.com 相关报告 1.《锂行业深度报告之锂复盘展望与全球供需梳理：供需支撑高锂价利润上移，资源为�加速开发》2022-3-20 2.《三元高镍化大势所趋，四个维度考量盈利成本经济性-新能源锂电池系列报告之八》2022-5-18 受益下游新能源汽车、储能、3C数码等领域增长，电池需求快速增长带动锂电铜箔出货量高增。我们预计2025全球锂电池出货量达2227GWh，对应锂电铜箔市场规模1076亿元，CAGR达31%。受动力电池高能量密度和降本需求驱动，轻薄化趋势下复合铜箔崭露头角。 复合铜箔可有效控制穿刺问题，安全性较高 传统集流体材料受到穿刺时会产生大尺寸毛刺，刺穿隔膜导致内短路引起热失控，仅能以牺牲电池能量密度为代价延缓内短路。复合集流体在有效防止锂枝晶导致的电池安全性问题同时，凭借毛刺小及受热断路效应可有效防止锂枝晶导致的热失效问题，大幅提升电池寿命和安全性。 高分子基膜质地较轻，复合铜箔可提升电池能量密度约7% 复合铜箔采用的三种主要高分子基膜PET、PP和PI的密度分别约为 1.38g/cm³、0.90g/cm³和1.40g/cm³，显著低于铜密度8.96g/cm³，可有效降低铜箔总质量。按铜箔质量占动力电池总质量11%测算，PETPP和PI复合铜箔分别可以提升电池能量密度达6.6%、7.1%和6.6% 复合铜箔原材料成本优势凸显，单平原材料成本仅为传统铜箔34% 传统铜箔原材料铜成本占比接近80%，复合铜箔采用高分子基膜替代铜层可大幅降低原材料成本。目前主要基膜材料PET/PP的价格均在8000元/吨以下，即使考虑到原材料价格下行，PET和PP铜箔单平原 3《. 硅基负极，锂电材料升级的必经之路-新 材料成本分别约为传统铜箔的34.59%和34.18% 能源锂电池系列报告之九》2022-5-26 4.《性能成本经济性双轮驱动，单晶三元优化选择放量高增-新能源锂电池系列报 告之十》2022-6-14 5.《隔膜壁垒高，涂覆一体化加速，龙头强二梯队降本增利弹性大-新能源锂电池系列报告之十一》2022-7-17 6.《磷酸锰铁锂性能优成本低，工艺改进产业加速-新能源锂电池系列报告之十二》2022-11-08 复合铜箔产业化加速，成品成本有望降至传统铜箔的70%。 复合铜箔主流工艺尚未确立，产业化加速下产能利用率和良率有望持续提升。综合工艺与原材料成本，至2025年电解铜箔总生产成本将达到4.07元/m²；PET铜箔总生产成本将逐步降低至2.88元/m²，约为电解铜箔生产成本的70.80%，PP铜箔总生产成本将逐步下降至3.24元 /m²，约为电解铜箔生产成本的79.63%。 复合铜箔市场前景广阔，产业链各环节或将共同受益 随复合铜箔技术进步及应用场景增加，渗透率将不断提升，预计2025年复合铜箔市场空间将达到179亿元，乐观情形下有望突破291亿元CAGR达84%，产业链各环节或将共享市场高增红利。 复合铜箔产业链梳理及投资建议 复合铜箔领域投资的优先级为设备厂商>PET基膜转型复合铜箔制造厂商>其他基膜与辅材转型厂商。建议关注设备端道森股份、东威科技；材料端双星新材以及具有上下游整合优势的宝明科技、阿石创等 风险提示 产品迭代不及预期；相关技术出现颠覆性突破；行业竞争激烈，产品价格下降超出预期；下游锂电池需求不及预期 正文目录 1总论4 2下游需求旺铜箔千亿市场，复合铜箔崭露头角8 3性能成本全方位对比测算复合铜箔与传统铜箔11 3.1有效控制穿刺问题提升安全性，导热性相对传统铜箔较弱12 3.2高分子基膜质地轻薄，提升电池能量密度约7%13 3.3复合铜箔原材料成本约为传统铜箔34%14 3.4复合铜箔主流工艺尚未确立，产业化提速有望持续降低工艺成本15 3.5综合成本优势突出，复合铜箔约为传统铜箔70%19 4复合铜箔市场空间有望突破290亿，年均复合增长率可达83.89%20 5复合铜箔产业链概述与投资建议21 6风险提示23 图表目录 图表1复合铜箔优缺点4 图表2复合铜箔能量密度提升测算4 图表3复合铜箔与传统铜箔原材料成本对比5 图表4传统铜箔与复合铜箔的总成本对比6 图表5复合铜箔产业链梳理7 图表6复合铜箔重点公司7 图表7铜箔产业结构图8 图表8锂电池成本结构图8 图表916-22中国锂离子电池出货量及增速8 图表1015-22全球锂电铜箔出货量（万吨）及增速9 图表1115-22中国锂电铜箔出货量（万吨）及增速9 图表12锂电铜箔市场空间测算9 图表13传统铜箔和复合铜箔结构对比图10 图表142018～2021年国内锂电池铜箔各规格产量变化趋势（吨）10 图表15复合铜箔优缺点11 图表16传统铜箔与复合铜箔的总成本对比11 图表17传统铜箔与复合铜箔安全性对比图12 图表18导电铜箔厚度与导热之间的关系12 图表19三元动力电池材料质量占比13 图表20复合铜箔的三种主要基底材料对比13 图表21复合铜箔能量密度提升测算14 图表22电解铜与PET、PP价格走势图（元/吨）14 图表23复合铜箔与传统铜箔原材料成本对比15 图表24传统铜箔与复合铜箔工艺流程对比16 图表25复合铜箔制备的基本工艺16 图表26复合铜箔的三种主要制备方法的对比17 图表27传统铜箔与复合铜箔的工艺成本对比18 图表28传统铜箔与复合铜箔的总成本对比19 图表29电解铜箔原材料及工艺成本变动19 图表30PET铜箔原材料及工艺成本变动19 图表31PP铜箔原材料及工艺成本变动20 图表32三类铜箔总成本变动趋势20 图表33复合铜箔市场需求测算20 图表342021～2025年复合铜箔市场空间敏感性测算21 图表35复合铜箔产业链梳理21 图表36复合铜箔重点公司22 图表1复合铜箔优缺点 1总论 铜箔下游需求旺盛，锂电铜箔空间广阔。铜箔是锂电、电子领域的重要材料，主要 用于集成电路板、锂电池电极等产品的生产。受益于下游新能源汽车、储能、3C数码、小动力、电动工具等领域需求的增长，锂电池规模不断扩大，带动锂电铜箔市场需求提升。2022年中国国内锂离子电池的出货量为655GWh，同比增长102.4%；全球市场上锂电铜箔出货量为52.3万吨，同比增速为35.7%。其中中国市场锂电铜箔的出货量38.6 万吨，同比增速为37.7%。动力电池及储能需求持续快速增长，推动锂电铜箔空间持续增大。我们预测2025全球锂电池出货量达到2227GWh，预计锂电铜箔市场规模2025年达1076亿元，2022-2025年CAGR达31%。 受动力电池高能量密度和降本需求驱动，轻薄化趋势下复合铜箔崭露头角。结构上， 传统铜箔由99.5%的纯铜组成；而复合铜箔是一种新型的动力电池集流体材料，主要由3部分组成：中间一层为PET、PP、PI等材质的基层薄膜，薄膜两侧为厚度1μm左右的铜。使用密度和成本更低的绝缘高分子材料作为基材替换部分铜，能有效降低箔材成本，显著提升动力电池能量密度。除此之外，复合铜箔的特殊结构能有效控制穿刺问题，且其受热断路效应可缓解锂枝晶导致的热失效问题，提升电池安全性能。 优缺点 概要 具体内容 优点 安全性能好 有效控制电池热失控问题,提升电池寿命和安全性 能量密度高 对于6μm铜箔，按照铜箔占动力电池11%测算：使用PET、PP和PI高分子材料替代部分铜材分别可提升动力电池能量密度6.6%、7.1%和6.6% 成本优势显著 1）从原材料成本角度来看：预计PET/PP铜箔约为传统铜箔的34%左右；2）从成品总成本角度来看：预计2025年PET铜箔约为传统铜箔的 70.8%，PP铜箔约为传统铜箔的79.6%。 缺点 产热性高、导热性差 复合铜箔铜层厚度仅2μm，且PET材料导热较差，锂电池内热量传递受阻 电池循环寿命略低 常温循环下，PET铜箔循环寿命在2000圈左右；高温循环下，PET铜箔循环寿命1350圈左右。相比常温2500圈、高温1800圈的常规循环寿命略低 资料来源：华安证券研究所整理 相比传统电解铜箔，复合铜箔能有效提高锂电池能量密度。以6μm铜箔为例：从铜箔总质量来看，由PET、PP和PI为基膜的复合铜箔每平方米的质量分别为23.44g、21.52g和23.52g，显著低于传统铜箔的质量53.76g；从成品电池的能量密度来看，按照铜箔质量占动力电池总质量的11%测算，采用由PET、PP和PI为基膜的复合铜箔分别可以提升电池能量密度达6.6%、7.1%和6.6%。 图表2复合铜箔能量密度提升测算 度量单位 传统铜箔 PET铜箔 PP铜箔 PI铜箔 厚度（μm） 6.0 2.0 2.0 2.0 铜 面积（平方米） 1.0 1.0 1.0 1.0 密度（g/cm³） 8.96 8.96 8.96 8.96 厚度（μm） 4.0 4.0 4.0 PET/PP/PI 面积（平方米） — 1.0 1.0 1.0 密度（g/cm³） 1.38 0.90 1.40 质量（g） 53.76 23.44 21.52 23.52 对应能量密度（wh/kg） 150.00 159.92 160.59 159.89 质量比例 100.0% 43.6% 40.0% 43.8% 能量密度提升 0.0% 6.6% 7.1% 6.6% 资料来源：华安证券研究所测算 相比传统电解铜箔，复合铜箔具有更低的原材料成本。6μm的传统铜箔主要由铜组成，6μm复合铜箔主要由4μmPET材料和1μm*2的铜层组成。截止2023年3月31日数据，市场上电解铜价为69450元/吨，PET材料参考价为7690元/吨，PP材料参考价为7825元/吨，价格相差巨大。而受技术差异影响，国内外不同类别PI薄膜价格相差较大，最低价亦接近20万元/吨，成本高昂难以大规模应用于复合铜箔量产。随着铜价与高分子基膜价格走低，传统与复合铜箔原料成本双双下降，但复合铜箔仍具有显著原材料成本优势。我们假设：1）电解铜价格将于三年内逐步走低；2）PET与PP基膜价格于三年内小幅下降。根据我们的测算，PET/PP铜箔每平米原材料成本约为传统铜箔的34%左右。 图表3复合铜箔与传统铜箔原材料成本对比 2021A 2022A 2023E 2024E 2025E 6μm电解铜箔 每平米消耗铜材量（g） 53.76 53.76 53.76 53.76 53.76 铜密度（g/cm³） 8.96 8.96 8.96 8.96 8.96 铜层厚度（μm） 6 6 6 6 6 铜材成本（元/m²） 3.69 3.62 3.44 3.33 3.17 原材料成本（元/m²） 3.69 3.62 3.44 3.33 3.17 6μmPET铜箔 每平米用铜量（g） 17.92 17.92 17.92 17.92 17.92 铜密度（g/cm³） 8.96 8.96 8.96 8.96 8.96 铜层厚度（μm） 2 2 2 2 2 铜材成本（元/m²） 1.23 1.21 1.15 1.11 1.06 每平米消耗PET材料量（g） 5.52 5.52 5.52 5.52 5.52 PET材料密度（g/cm³） 1.38 1.38 1.38 1.38 1.38 PET材料厚度（μm） 4 4 4 4 4 基膜成本（元/m²） 0.03 0.05 0.04 0.04 0.04 原材料成本（元/m²） 1.26 1.25 1.19 1.15 1.10 原材料