复合集流体行业：产业化进程加速 全面量产即将开启

硅 复合集流体行业 2023年9月8日证券研究报告/行业研究 产业化进程加速全面量产即将开启 主要观点： 行业评级： 投资评级看好 评级变动首次覆盖 ◆复合集流体是锂电池集流体的新型材料，相比传统纯金属箔材性能 更优。复合集流体采用“金属-PET/PP高分子材料-金属”的“三明治”结构，具备高安全、长寿命、高能量密度、低原料成本的应用优势，有望替代传统集流体成为未来锂电集流体的主流材料。 ◆复合铜箔对铜价波动敏感度更低，制造成本仍有下降空间，复合铝箔量产成本较高，适用安全及轻量化诉求强的高端场景。据测算， 相对市场表现： 6.5μmPET复合铜箔原材料成本合计约1.27元/m2，制造成本约2.83元 /m2，随着设备技术进步，产品良率不断提高，叠加大规模量产后摊薄设备与厂房折旧成本，复合铜箔降低制造成本的空间更大；复合铝箔优势在于安全轻薄，其针对三元、快充等高安全性场景存在刚需，3C数码、无人机等在轻量化场景上也有巨大需求。 ◆复合集流体上下游产业链基本形成，各环节企业争相入局，市场空 分析师： 间广阔。上游包括基材、靶材、辅材以及相关设备厂商；中游复合铜 分析师黄文忠 huangwenzhong@gwgsc.com 执业证书编号：S0200514120002联系电话：010-68080680 研究助理张烨童 zhangyetong@gwgsc.com 执业证书编号：S0200122050003联系电话：010-68099390 研究助理朱高天 zhugaotian@gwgsc.com 执业证书编号：S0200123030001联系电话：010-68099392 箔制造主要玩家包括由技术同源迁移或通过自主研发方式入局的薄膜材料商及电解铜箔厂商；下游主要应用于动力电池、储能电池和消费电池制造商。2022年全球锂电池出货量为957.7GWh，我们预计2023-2026年增速分别为60%、50%、40%、30%，则2026年全球锂电池出货量预计为4183.2GWh。复合铜箔渗透率从2023年的0.5%提升至2026年的10%，复合铝箔渗透率从2023年的0.3%提升至2026年 的5%；预计2026年复合铜箔需求量为43.9亿m2，市场规模为241.6 亿元；复合铝箔需求量为22.0亿m2，市场规模为120.8亿元；复合集 流体设备合计规模为248.9亿元。 投资建议： 公司地址： 复合集流体产业进入加速发展阶段，产业链各环节不断推动自主创新 北京市丰台区凤凰嘴街2号院1号 楼中国长城资产大厦12层 与市场推广，随着渗透率的持续提升，行业将有望享受动力+储能电池产业化应用的高成长机遇。建议重点关注掌握核心研发能力及量产能 力的设备厂商，如东威科技、骄成超声等；以及建议重点关注具备复合箔材量产条件和市场竞争力的厂商，如万顺新材。 风险提示： 复合铜箔产业化不及预期风险；下游行业需求不及预期风险；行业竞争加剧风险。 重点推荐标的盈利预测、估值与评级： 证券代码 公司名称 投资评级 收盘价（元） 市值 EPS（元） P.E（倍） 2023.09.07 （亿元） 23E 24E 25E 23E 24E 25E 688700.SH 东威科技 - 59.83 137.39 1.51 2.25 3.13 39.65 26.62 19.10 688392.SH 骄成超声 - 80.66 92.60 2.24 3.22 3.22 57.51 36.07 25.03 300057.SZ 万顺新材 - 6.77 61.60 0.31 0.46 0.60 22.09 14.82 11.19 资料来源：Wind，长城国瑞证券研究所 说明：业绩预测为Wind一致盈利预测数据 目录 一、复合集流体有望成为未来锂电集流体的主流应用6 1.复合集流体：锂电池集流体的新型材料6 2.复合集流体性能更佳：高安全、高能量密度、长寿命7 3.复合铜箔对铜价波动敏感度更低，制造成本仍有下降空间9 4.复合铝箔量产成本较高，适用安全及轻量化诉求强的高端场景10 5.复合集流体生产流程更短，工艺难度高11 5.1基膜材料主要采用PET/PP两种高分子材料11 5.2复合铜箔主要采用两步法工艺，核心为磁控溅射及真空蒸镀12 5.3复合铝箔仅需真空蒸镀，膜加工技术壁垒要求高15 二、复合集流体产业加速应用，市场空间广阔16 1.产业链各公司布局情况16 1.1上游以材料厂商和设备厂商为主17 1.2薄膜材料厂商及传统铜箔厂商积极入局复合铜箔制造18 1.3下游以储能、动力电池厂商为主21 1.4锂电池前段工序衍生环节：增加复合集流体极耳转印焊工序21 2.市场空间测算22 三、投资建议及重点公司23 1.投资建议23 2.重点公司23 2.1东威科技（688700.SH）23 2.2骄成超声（688392.SH）24 2.3万顺新材（300057.SZ）25 四、风险提示27 图目录 图1：锂离子电池工作原理6 图2：复合集流体“三明治”结构6 图3：复合集流体在针刺测试中产生毛刺小7 图4：复合集流体有效防止锂枝晶7 图5：铜与PET基材价差较大9 图6：四种锂电池内短路类型及热失控示意图11 图7：复合铜箔、传统铜箔生产工艺流程示意图13 图8：真空磁控溅射示意图14 图9：锂电复合铜膜磁控溅射卷绕双面镀膜设备14 图10：水电镀工艺流程及设备示意图14 图11：真空蒸镀卷绕工艺示意图15 图12：真空蒸发连续卷绕镀膜设备示意图15 图13：复合铝箔、传统铝箔生产工艺流程示意图16 图14：复合铜箔产业链及相关公司16 图15：锂电池生产各环节设备21 图16：2018-2023H1东威科技营业收入（亿元）24 图17：2018-2023H1东威科技归母净利润（亿元）24 图18：2018-2022年东威科技营收结构（亿元）24 图19：2018-2022年东威科技核心产品毛利率24 图20：2018-2023H1骄成超声营业收入（亿元）25 图21：2018-2023H1骄成超声归母净利润（亿元）25 图22：2018-2022年骄成超声营收结构（亿元）25 图23：2018-2022年骄成超声各业务毛利率25 图24：2018-2023H1万顺新材营业收入（亿元）26 图25：2018-2023H1万顺新材归母净利润（亿元）26 图26：2018-2022年万顺新材营收结构（亿元）26 图27：2018-2022年万顺新材各业务毛利率26 表目录 表1：复合集流体的性能优势7 表2：复合集流体对电池重量能量密度的影响8 表3：复合集流体可降低电池重量8 表4：复合铜箔经济性测算9 表5：三种基膜各项性能对比12 表6：复合铜箔与传统铜箔工艺对比13 表7：复合铝箔工艺与传统铝箔工艺对比16 表8：复合铜箔上游企业产业化进度梳理17 表9：近1年东威科技公开订单情况18 表10：复合铜箔中游企业产业化进度梳理19 表11：各公司产能建设情况20 表12：复合铜箔下游企业产业化进度梳理21 表13：骄成超声超声波滚焊机产品情况22 表14：复合集流体市场规模测算22 一、复合集流体有望成为未来锂电集流体的主流应用 1.复合集流体：锂电池集流体的新型材料 集流体是锂电池内部汇集电流的结构或零件。其功能是自身承载正负极活性物质，并汇集电池活性物质产生较大的输出电流。传统集流体通常选择铝箔、铜箔作为正、负极材料，以负极集流体为例，核心技术主要体现为锂电铜箔厚度、抗拉强度、延伸率、粗糙度、抗氧化性等技术指标。在能量密度方面，锂电铜箔越薄，对电池的能量密度提升作用越大。以主流方形电池为例，铜箔厚度从8μm减少到6μm，可以在电芯体积不变条件下，增大活性材料的用量，浆料涂覆厚度增厚，将直接使电芯能量密度提高；在安全性方面，铜箔还需具备一定的抗拉强度和延伸率以免影响电池内阻、循环寿命和容量。随着锂电铜箔的厚度持续减薄，铜箔的抗拉强度和抗压变形能力降低，或将导致安全性减弱、成品率降低，工艺成本随之提高，因此叠加能量密度、安全及降本需要，如何解决上述生产工艺上的难题则催生了对新型集流体材料的诉求，复合集流体由此应运而生。 复合集流体是锂电集流体的新选择，包括负极复合铜箔（MC）和正极复合铝箔（MA），在厚度上朝着超薄化方向发展。传统正、负极集流体采用单一铝箔、铜箔为制造材料，相较传统集流体而言，复合集流体采用“金属-高分子材料-金属”的“三明治”结构，是以PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、PP(聚丙烯）、PI（聚酰亚胺）等高分子材料作为中间基材，上下两层沉积金属制成的新型锂电集流体材料。传统铝箔厚度约10μm，复合铝箔厚度约6.5-8μm；传统铜箔厚度约6μm，复合铜箔厚度约5-6.5μm，复合集流体较传统集流体超薄化趋势明显。 图1：锂离子电池工作原理图2：复合集流体“三明治”结构 资料来源：《NonaqueousLiquidElectrolytesforLithium-BasedRechargeableBatteries》，长城国瑞证券研究所 资料来源：HCVAC，长城国瑞证券研究所 2.复合集流体性能更佳：高安全、高能量密度、长寿命 相较传统集流体，复合集流体具备高安全、长寿命、高能量密度、低成本的应用优势，有望成为未来锂电正负极集流体的主流应用。 表1：复合集流体的性能优势 复合集流体优势 内容 极高的安全性能 高分子材料层热断路效应控制热失控，产生褶皱减少锂枝晶的生成。 更长的电池寿命 可使电池寿命有效提升约5% 更低的材料成本 成本比传统箔材降低50%以上（箔材占储能电池成本约10%） 更高的能量密度 重量更轻，面密度较传统铜箔降低77%，能量密度提高5%以上。 资料来源：金美新材料官网，长城国瑞证券研究所 复合集流体可提升锂电池寿命及安全性。针刺实验过程中，传统铜/铝箔会产生大尺寸毛刺，造成内短路和热失控，而热失控则是爆炸起火的直接因素。复合集流体金属层较薄，产生的毛刺尺寸小，叠加高分子材料层受热发生的断路效应，可控制短路电流不增大，从根本上解决电池爆炸起火的问题。此外，在锂电池负极中，电离迁移的锂离子数量超过负极石墨可嵌入数量，锂离子将在负极形成锂枝晶，进而不可逆地造成锂电池的容量和使用寿命衰减。复合集流体相较传统集流体具备的中间基材层可缓解锂枝晶生长带来的压缩应力，使锂离子沉积更加均匀，电池循环寿命提升约5%。 图3：复合集流体在针刺测试中产生毛刺小图4：复合集流体有效防止锂枝晶 资料来源：金美新材料官网，长城国瑞证券研究所资料来源：《Stress-drivenlithiumdendritegrowth mechanismanddendritemitigationbyelectroplatingonsoftsubstrates》，长城国瑞证券研究所 说明：橙色、蓝色、绿色和灰色分别代表Cu、Li、SEI膜和 PDMS基材 复合集流体可提升电池重量能量密度，复合铜箔提升幅度略高于复合铝箔。电池的能量密度指电池平均单位体积或质量所释放出的电能。传统集流体正极多为厚度在10-20μm的铝箔， 负极多为厚度在6-8μm的铜箔，占据电池重量的6%-15％，不仅质量占比较大，也制约了电池能量密度的进一步提升。根据比亚迪实用新型专利显示，若负极采用3μmPP材料层叠上下1μm铜的复合铜箔，相比对照组负极采用6μm铜箔，重量能量密度可提升3.3%；若正极采用4μmPP材料层叠加上下3μm铝的复合铝箔，相比对照组正极采用10μm铝箔，重量能量密度可提升2.6%；若正负极均替换，则重量能量密度可提升6.1%。 表2：复合集流体对电池重量能量密度的影响 案例 负极片 正极片 重量能量密度增加率 电池0 6μm铜箔+活性材料 10μm铝箔+活性材料 / 电池1 1μm铜箔+2μm主体层+1μm辅助层+1μm铜箔+活性材料 3μm铝箔+3μm主体层+1μm辅 助层+3μm铝箔+活性材料 6.1% 电池2 1μm铜箔+