有色金属行业深度报告：复合铜箔开启集流体变革产业元年

行业深度报告 2023年05月25日 复合铜箔开启集流体变革产业元年 核心观点 产业链齐发力，开启产业化元年。复合铜箔低制造成本优势显著，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大幅下降。复合铜箔的产业化开发始于2015年，2022年末进入规模化量产阶段。目前至少二十余家企业处于送样阶段，其中部分企业实现小批量量产，包括重庆金美、宝明科技、光腾微纳等。产能布局持续推进，双星新材、中一科技、胜利精密、宝明科技、英联股份、璞泰来、隆扬电子、东尼电子等十余家企业均规划复合铜箔生产项目。下游方面，宁德时代、国轩高科、厦门海辰及OPPO等积极进行复合铜箔技术攻关和产业布局。 我们在报告中对以下市场关注的问题进行了探讨： 1、各环节市场空间测算。复合铜箔方面，随着渗透率持续提升及 评级推荐（维持）报告作者 作者姓名燕楠 资格证书S1710521120001 电子邮箱yann806@easec.com.cn 股价走势 新能源车产业持续发展，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。设备方面，我们测算2023-2025年全球两步法复合铜箔设备市场规模分别为为9.2/60.4/316.3亿元。添加剂方面，若工艺路线分别为两步法、全湿法一步法化学镀，我们测算2025年全球复合铜箔添加剂市场规模分别为71.9亿元、119.8亿元。靶材方面，若工艺路线分别为两步法、全磁控一步法，我们测算2025年全球复合铜箔靶 材市场规模分别为74.7亿元、149.5亿元。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。 2、工艺路线：一步法/两步法并行发展，超声波滚焊应用空间打开。生产工艺方面，以湿法化学镀为例，一步法优势在于高良率、高镀膜均匀性等，劣势在于催化剂钯的使用导致成本较高，但高成本具有改善空间。化学镀铜前活化方法可选择的范围较广，三孚新科正推进低浓度金属钯催化技术和无钯催化技术。目前两/三步法生产工艺较为成熟，但仍存在良率低、各层结合力不足等问题。从产业进展来看，目前较为主流的工艺为两步法，一步法同步推进，目前采用一步法的复合铜箔厂商包括汉嵙新材、沃格光电、诺德股份、光腾微纳（研发化学镀）等；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；采用一步法工艺的设备企业包括道森股份、三孚新科、先导智能等，布局两步法工艺的设备企业包括汇成真空、振华科技、腾胜科技等。设备方面，由于复合集流体中间高分子材料使得两侧金属镀层无法导通，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，进一步打开了超声波滚焊设备的应用空间。 3、成本优势：生产成本可降44%。PET的价格仅为电解铜的十分之一左右。复合铜箔中间一层采用PET等高分子材料，减少了对铜的使用。我们测算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。 4、PET基膜与PP基膜进度：同步推进。目前元琛科技、万顺新材、胜利精密、宝明科技等公司同时采用PET和PP基膜进行生产送样。 投资建议 复合铜箔优势显著，伴随复合铜箔产业化的持续推进，前景广阔。相关企业或将受益，如：三孚新科、东威科技、宝明科技等。 风险提示 锂电池消费不及预期、原材料价格异常波动、产业化不及预期等。 相关研究 《【有色】2023年行业投资策略_把握顺周期机会，迎接有色大年_20230209》2023.02.09 《【有色】全球钼价轮番拉涨，小市场或有大行情_20230131》2023.01.31 《【有色】稀土价格9月起回升，下游需求向好_20230109》2023.01.09 《【有色】有色金属行业研究框架_20230106》2023.01.06 《【有色】疫情管控放松及政策支持提振宏观情绪，库存低位有望支撑价格提升_20230103》2023.01.03 行业研究 ·有色金属 ·证券研究报告 正文目录 1.市场潜力巨大，开启产业化元年4 1.1.材料优势显著，企业纷纷布局4 1.2.下游积极推动，攻克技术难关8 1.3.百亿级市场规模，复合铜箔潜力无限10 2.市场关注的关键问题探讨12 2.1.成本优势是否显著：生产成本可降44%12 2.2.一步法二步法孰能胜出：各有优劣，并行发展14 3.产业链各环节同步推进，工艺路线持续开拓18 3.1.工艺：工艺百花齐放，主流仍为两步法19 3.1.1.一步法：包括全湿法和全干法，正积极推进21 3.1.2.两步法：工艺较为主流，含溅射和水电镀21 3.1.3.三步法：两步法中加入蒸镀，牺牲良率提升效率22 3.2.设备：水电镀国产替代中，超声波滚焊应用拓宽22 3.2.1.真空镀：包括磁控溅射和蒸镀，两技术各有优劣22 3.2.2.水电镀：国产替代进行中，东威科技技术领先25 3.2.3.超声波滚焊：复合铜箔结构特殊，超声波滚焊作用凸显27 3.3.基膜：PET成熟，PP持续推进30 3.4.添加剂：种类多元，作用重大32 3.5.靶材：用于溅射，趋势为大尺寸长寿命33 4.相关标的35 4.1.三孚新科：研发“一步法全湿法”设备，顺利出货35 4.2.东威科技：设备行业领先，真空镀设备同步布局36 4.3.宝明科技：积极布局复合铜箔业务，PP产品持续推进38 5.风险提示40 图表目录 图表1.复合铜箔示意图4 图表2.复合铜箔优势5 图表3.复合铜箔开发历程6 图表4.复合铜箔厂商送样情况7 图表5.复合铜箔厂商产能规划表8 图表6.下游厂商复合铜箔的产业布局9 图表7.下游厂商复合铜箔的专利布局（列举）9 图表8.复合铜箔市场规模测算10 图表9.复合铜箔设备市场规模测算（工艺为两步法）11 图表10.复合铜箔基膜市场空间测算11 图表11.复合铜箔添加剂市场空间测算11 图表12.复合铜箔靶材市场空间测算12 图表13.铜价和PET价格对比13 图表14.PET铜箔与传统铜箔的生产成本对比14 图表15.一步法（化学镀）的优劣势对比15 图表16.贵金属钯的价格较高（单位：元/克）15 图表17.化学镀铜前活化方法有7种16 图表18.布局一步法的企业17 图表19.复合铜箔厂商和设备参与者的工艺路线18 图表20.复合铜箔产业链19 图表21.复合铜箔生产工艺20 图表22.常见的薄膜制作方法20 图表23.复合铜箔一步法（化学镀）工艺流程图21 图表24.复合铜箔两步法（磁控溅射+水电镀）流程图22 图表25.复合铜箔三步法（磁控溅射+蒸镀+水电镀）流程图22 图表26.磁控溅射镀膜原理图23 图表27.真空蒸镀原理图23 图表28.溅射和蒸镀工艺对比24 图表29.复合铜箔真空镀设备参与者25 图表30.部分复合铜箔真空镀设备参与者设备情况25 图表31.水电镀原理图26 图表32.全球主要水电镀设备企业26 图表33.我国部分复合铜箔水电镀设备参与者情况27 图表34.超声波金属焊接原理示意图27 图表35.超声波高速滚焊机示意图27 图表36.动力电池电芯结构示意图28 图表37.复合铜箔极耳位置示意图29 图表38.焊接技术对比29 图表39.超声波非金属焊接技术与超声波金属焊接技术差异30 图表40.全球主要布局复合铜箔超声波滚焊设备企业30 图表41.PET/PI/PP三种薄膜性能对比31 图表42.BOPET进出口价格比较31 图表43.国内复合铜箔基膜参与者情况32 图表44.复合铜箔厂商基材种类应用情况32 图表45.复合铜箔添加剂布局企业33 图表46.化学镀添加剂种类、作用33 图表47.靶材分类34 图表48.平面靶材与旋转靶材对比34 图表49.复合铜箔靶材布局企业35 图表50.公司通用电镀化学品在汽车产业链中应用35 图表51.公司研制的“一步法”复合铜箔设备35 图表52.三孚新科的一步式全湿法复合铜箔设备顺利出货36 图表53.2018-2023Q1三孚新科营收情况36 图表54.2018-2023Q1三孚新科归母净利润情况36 图表55.刚性板垂直连续电镀设备37 图表56.签约仪式推动复合铜箔产业化发展37 图表57.东威科技复合铜箔水电镀设备产销情况37 图表58.2018-2023Q1东威科技营收情况38 图表59.2018-2023Q1东威科技归母净利润情况38 图表60.宝明科技手机LED背光源产品结构38 图表61.宝明科技赣州一期项目所使用的厂房39 图表62.2018-2023Q1宝明科技营收情况39 图表63.2018-2023Q1宝明科技归母净利润情况39 1.市场潜力巨大，开启产业化元年 1.1.材料优势显著，企业纷纷布局 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PI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。 图表1.复合铜箔示意图 资料来源：金美新材料官网，东亚前海证券研究所 图表2.复合铜箔优势 成本比传统铜箔降低约50%（箔材占储能电池成本约10%） 制造成本低 说明 优势 安全性高 极大地提高电池机械滥用的安全性，改善电芯界面，从材料端彻底解决纯金属集流体长期老化催化的可靠性问题 能量密度高重量更轻，密度较传统铜箔降低77%，能量密度提高5%以上 电池寿命长可使电池寿命有效提升约5% 兼容性强 复合集流体能够直接运用于各种规格、不同体系的动力电池，如锂电池、固态电池、 钠离子电池等 柔韧性好中间的高分子材料具有比金属更好的柔韧性，复合集流体整体具备更好的柔韧性。 抗压强度高 集流体在电池生产的“缩卷拉放”过程中需要承担更大的拉力，高分子的抗压强度比 金属更好，所以复合材料的抗拉强度比纯金属更好，可以在生产过程中使用更大的拉力，从而提高生产效率。 资料来源：金美新材料官网，光润真空官网，东亚前海证券研究所 复合铜箔国内产线最早于2017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。 图表3.复合铜箔开发历程 资料来源：宁德时代、比亚迪、国轩高科、厦门海晨、华为专利，各公司公告，东亚前海证券研究所 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。 图表4.复合铜箔厂商送样情况 资料来源：各公司公告，东亚前海证券研究所 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