一、復(fù)合集流體概況

（一）復(fù)合集流體的性能、優(yōu)勢

1、集流體是鋰電池中匯集電流的導(dǎo)體

集流體的作用是承載活性物質(zhì)，在充放電過程中，將其產(chǎn)生的電流匯集輸出或?qū)㈦娏鬏斎虢o活性物質(zhì)，作為介質(zhì)實現(xiàn)化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)換。理想的集流體需要滿足高導(dǎo)電率、高穩(wěn)定性、結(jié)合力強、成本低廉、柔韌輕薄等條件。電池集流體以金屬箔材為主，由于壓延鋁箔和電解銅箔具有高導(dǎo)電率及循環(huán)穩(wěn)定性等優(yōu)勢，鋰電池中通常采用分別其作為正、負極材料。

2、鋰電集流體面臨提高電池能量密度、安全性及降本的升級需求

隨著我國能源戰(zhàn)略的推動，新能源汽車等產(chǎn)業(yè)需求擴大，催化鋰電集流體進行性能升級，要求進一步提升電池的能量密度，同時保證其安全性并降成本。在傳統(tǒng)集流體中，金屬銅、鋁的純度達到了99.5%，其中銅箔占鋰電池總重量比例約13%，是影響電池質(zhì)量能量密度的關(guān)鍵材料;同時占鋰電池總成本比例約9%，是影響電池成本的關(guān)鍵材料之一。

減少金屬箔材的占比，對箔材進行極薄化升級，復(fù)合集流體提供了解決方案。使用更輕的高分子材料取代傳統(tǒng)的金屬集流體，從而達到提高電池性能及降本的效果。

圖: 集流體作為介質(zhì)實現(xiàn)化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)換

數(shù)據(jù)來源: 元能科技官網(wǎng)

 

圖: 銅箔占據(jù)鋰電池質(zhì)量的13%

數(shù)據(jù)來源:《中國鋰電銅箔行業(yè)現(xiàn)狀深度研究與發(fā)展前景分析報告(2022-2029年)》

3、復(fù)合集流體為三明治結(jié)構(gòu)

復(fù)合集流體為“金屬導(dǎo)電層-PET/PP高分子材料支撐層-金屬導(dǎo)電層”三明治結(jié)構(gòu)，以高分子絕緣樹脂PET/PP等材料作為“夾心”層，上下兩面沉積金屬鋁或金屬銅。目前復(fù)合鋁箔已實現(xiàn)批量化生產(chǎn)，復(fù)合銅箔產(chǎn)業(yè)化在即。

從結(jié)構(gòu)來看，主流產(chǎn)品中，復(fù)合銅箔的中間基膜為PET/PP，厚度為4.5μm和2.5μm，雙面鍍銅層厚度分別為1μm，總厚度為6.5μm或4.5μm。復(fù)合鋁箔采用PET材料作為基膜，以金美復(fù)合MA為例，產(chǎn)品厚度8μm，其中基材PET約6μm。通過使用密度小、重量輕、成本低的高分子材料替代集流體中的部分金屬材料，能夠有效提升鋰電池的能量密度、安全性并降低成本。

圖: 復(fù)合集流體呈三明治結(jié)構(gòu)

 

 

圖：PET銅箔結(jié)構(gòu)

資料來源：重慶金美環(huán)評報告

（二）復(fù)合銅箔的基材種類多樣

復(fù)合銅箔的非金屬基材可使用聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚氯乙烯（PVC）、聚酰亞胺（PI）、聚丙烯（PP）等高分子材料。目前行業(yè)內(nèi)主要使用PET和PP材料作為基材。與銅、鋁等金屬材料相比，高分子基材具有柔韌度高、密度低、可阻燃等優(yōu)勢，能夠改善鋰離子電池的安全性，提升能量密度。然而，高分子基材與金屬鍍層之間結(jié)合力較差，導(dǎo)致金屬鍍層容易從基材表面脫落，可能影響銅箔在電池中的長期穩(wěn)定性。

1、PET是現(xiàn)階段復(fù)合銅箔基材的主要選擇之一

復(fù)合銅箔對基材的彎折性、透明度、絕緣性、耐油性及耐酸性均有一定要求。PP相較于PET密度更低，對于電池重量能量密度的提升更勝一籌，但高分子膜真空鍍銅的技術(shù)尚未成熟，PP材料耐熱性差，容易在真空鍍銅環(huán)節(jié)受熱損傷，降低加工效率；PVC的價格便宜，但耐油性較差，容易發(fā)生溶脹導(dǎo)致加工過程中材料損傷；PET和PI更符合條件，適合用作復(fù)合銅箔的基材，PET以其優(yōu)異的絕緣性和耐熱性在市場上占據(jù)更多份額，同時熱膨脹系數(shù)低，有助于提升電池循環(huán)壽命。

表: 復(fù)合銅箔與傳統(tǒng)銅箔對比存在性能優(yōu)勢

數(shù)據(jù)來源: 重慶金美環(huán)評報告

（三）復(fù)合集流體具備高安全性、低成本、高能量密度的優(yōu)勢

1、復(fù)合集流體可以解決傳統(tǒng)鋰電銅箔面臨的痛點問題

1.1金屬材料價格成本高，其中銅箔占比鋰離子電池總成本9%，鋁箔占比鋰離子電池總成本4%(正負極62%，電解液12%，隔膜6%，其他7%)。

1.2傳統(tǒng)銅箔重點較高，其中銅箔重量占比13%，鋁箔重點占比5%(正負極59%，電解液15%，隔膜2%，其他6%)。

1.3更加具備安全性，傳統(tǒng)鋰電集流體具備針刺短路爆燃隱患，鋰枝晶生長刺穿隔箔。相較于傳統(tǒng)集流體，復(fù)合集流體具有重量輕、安全性高、材料成本低等替代優(yōu)勢，可以提高鋰電 池的安全性、降低成本、提升能量密度、增加循環(huán)壽命。

2、高安全性使其可以有效抑制新能源汽車熱失控

鋰電池在受到加熱、針刺、擠壓、沖撞等濫用條件下會發(fā)生內(nèi)短路，引發(fā)熱失控事故。隨著新能源汽車的快速普及，其電池熱失控引發(fā)的火災(zāi) 事故也頻頻發(fā)生，鋰電池的安全問題亟待解決。電池熱失控由內(nèi)部短路引起，按觸發(fā)機制上可分為三類:第一類是自引發(fā)內(nèi)短路，包括正極材 料摻雜，隔膜材質(zhì)不佳，銅箔鋁箔分切毛刺，以及電解液浸潤不均等;第二類是由于過充電/過放電引發(fā)的內(nèi)短路，電池過充電/過放電時會在電極形成許多針狀晶枝，這些針狀晶枝會刺破電池隔膜，造成多個微小的短路回路，并持續(xù)放熱;第三類則是由于機械破壞引發(fā)的內(nèi)短路，一 般為汽車碰撞時電池被擠壓/穿刺而引發(fā)。另外，老化會造成金屬枝晶的 生長，隨著循環(huán)次數(shù)的增加和生產(chǎn)過程中混入的雜質(zhì)微粒的誘導(dǎo)，不良副反應(yīng)形成的鋰支晶等尖銳物體容易刺穿隔膜，導(dǎo)致微觀內(nèi)短路。

 

圖:鋰離子動力電池在某些條件下發(fā)生內(nèi)短路，進而觸發(fā)熱失控

數(shù)據(jù)來源:《鋰離子動力電池熱失控與安全管理研究綜述》

復(fù)合集流體可以抑制鋰枝晶的生長，在穿刺時產(chǎn)生的毛刺尺寸小，可以有效避免內(nèi)短路。復(fù)合集流體中的高分子柔性基材具有好的柔軟性與延展性，可以吸收部分應(yīng)力，不容易斷裂;同時可以在金屬鋰的沉積過程中將產(chǎn)生的壓應(yīng)力釋放，從而有效控制枝晶產(chǎn)生，防止穿刺導(dǎo)致內(nèi)短路。即使受到穿刺，復(fù)合集流體材料的1μm鍍銅層所產(chǎn)生的毛刺尺寸小，不足以刺穿隔膜，可以效避免內(nèi)短路。

復(fù)合集流體的受熱短路效應(yīng)可以控制電池熱失控。復(fù)合集流體具有傳統(tǒng)技術(shù)如在電解液中添加阻燃劑，僅能對內(nèi)短路起到延緩作用，而且以犧牲電池能量密度為代價。而復(fù)合集流體中間的高分子基材具有阻燃特性，其金屬導(dǎo)電層較薄，短路時會如保險絲般熔斷，在熱失控前快速融化，電池損壞僅局限于刺穿位點形成“點斷路”。

 

 

圖:柔性集流體減緩鋰枝晶生長

數(shù)據(jù)來源:Nature Energy

 

 

圖:復(fù)合集流體受熱短路效應(yīng)防止熱失控

數(shù)據(jù)來源:金美新材料科技官網(wǎng)

3、輕量化有效提升鋰電池的能量密度

復(fù)合集流體中間層采用輕量化高分子材料，達到輕薄化的目標，從而提升鋰電池的能量密度。由于替代材料PET/PP的密度遠低于銅箔，相同厚度下PET/PP銅箔較傳統(tǒng)銅箔可以減重56%/60%;且集流體中銅箔的 密度又遠大于鋁箔，因此降低銅箔的厚度可以有效實現(xiàn)電池的減重目標，有效提高其質(zhì)量能量密度，從而增加電池內(nèi)活性物質(zhì)的填充量，進而提升電池的體積能量密度。經(jīng)試驗，通過應(yīng)用不同輔材以降低銅箔的厚度，對電池的能量密度增益效果明顯。

復(fù)合集流體中間層采用輕量化高分子材料，達到輕薄化的目標，從而提升鋰電池的能量密度。由于替代材料PET/PP的密度遠低于銅箔，相同厚度下PET/PP銅箔較傳統(tǒng)銅箔可以減重56%/60%;且集流體中銅箔的密度又遠大于鋁箔，因此降低銅箔的厚度可以有效實現(xiàn)電池的減重目標，有效提高其質(zhì)量能量密度，從而增加電池內(nèi)活性物質(zhì)的填充量，進而提 升電池的體積能量密度。經(jīng)試驗，通過應(yīng)用不同輔材以降低銅箔的厚度， 對電池的能量密度增益效果明顯。

測算PET/PP銅箔較傳統(tǒng)銅箔減重56%/60%，PET鋁箔減重約41%。根據(jù)銅密度8.96g/cm3，鋁密度2.7g/cm3，PET密度1.37g/cm3，PP密度0.9g/cm3，我們假設(shè)單 GWh 鋰離子電池所需的正負極均為1200萬平米，可以計算得6μmPET銅箔減重56%，6μmPP銅箔減重60%，12μm PET鋁箔減重41%。

表:PET/PP銅箔較傳統(tǒng)銅箔減重56%/60%，PET鋁箔減重約41%

4、相較于傳統(tǒng)銅箔，復(fù)合銅箔規(guī)模化成本顯著下降41%

銅箔占鋰電池的總成本約8%，僅次于正極、負極和隔膜，復(fù)合集流體減少了金屬箔材的用量，進而降低了原材料成本。以復(fù)合銅箔為例，傳統(tǒng)鋰電銅箔的材料價格遠高于PET(或PP)材料價格。經(jīng)測算，同等厚度下6μm復(fù)合銅箔的原材料單位面積成本為1.30元/平方米，較傳統(tǒng)銅箔原材料3.74元下降了65%。

表: (1+4+1)μm復(fù)合銅箔與電解銅箔成本比較降低20%以上

數(shù)據(jù)來源: 2023 高工鋰電材料大會

 

 

表: 復(fù)合銅箔制造費用約3.1¥/m2

數(shù)據(jù)來源: 2023 高工鋰電材料大會

二、復(fù)合集流體的制備方法

（一）市場現(xiàn)有的工藝流 程包括“一步法”、“兩步法”、“三步法”

目前市場普遍使用兩 步法(磁控濺射+水電鍍)，初步證明兩步法可以實 現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)。一步法預(yù)計下半年出樣品，驗證周期 6-9 個月，量產(chǎn)時 間點尚不確定。

1、兩步法

1．1對于磁控濺射，優(yōu)點是薄膜和基材的結(jié)合力非常強，缺點是薄膜的生長速度較慢，高能粒子可能損傷基膜，加工的過程中 存在一定難度。難點在于由于基材比較薄，且耐高 溫的能 力 有 限 ， 如何保護基膜不被擊穿、不打皺是一個問題。

1.2水電鍍相比于磁控 濺射，優(yōu)點薄膜的生長速度較快，生長溫度環(huán)境較為溫和。缺點是 電流不均，所以邊緣效應(yīng)可能會造成局部穿孔。難點是基材極薄且 反復(fù)過輥，如何保護基膜不擊穿不打皺。

2、一步法

2.1干法

即在PP/PET基膜上一次性完成鍍銅鍍鋁，形成 復(fù)合集流體的工藝方式，主要采取磁控濺射/雙面電子束蒸鍍。

2.2化學(xué)鍍

類似于化學(xué)里面的銀鏡反應(yīng)，不需要通過電能而是通過化 學(xué)的催化反應(yīng)把膜鍍到上面。但是目前也有相應(yīng)的問題，如強酸強 堿的耐受性，以及一些催化劑使用貴金屬成本的控制，都是需要解 決的。

3、三步法

包括磁控濺射+水鍍+真空蒸鍍。

 

 

 

 

 

表:市場上復(fù)合銅箔存在幾種制備方式

（二）主流工藝環(huán)節(jié)包括磁控濺射、真空蒸鍍、電鍍、化學(xué)鍍

1、真空蒸鍍設(shè)備

原理是通過加熱方式，使所要沉積的金屬發(fā)生蒸發(fā)或升 華，粒子在基體上沉積，整體成膜速度較快，成本較低，但界面結(jié)合能 力略低，基膜容易變形。

2、磁控濺射設(shè)備

磁控濺射的原理就是通過稀有氣體氬在磁場作用下抨擊 靶材，然后濺射到基膜上，形成一層薄薄的膜。磁控濺射的結(jié)合力普遍 較好，設(shè)備技術(shù)難度較大也導(dǎo)致成本比較高，鍍膜效率較低。

3、電鍍設(shè)備

電鍍是一個包括液相傳質(zhì)、電化學(xué)反應(yīng)和電結(jié)晶等步聚的金 屬電沉積過程。其原理是金屬離子在外電場的作用下被還原并在陰極上 附著沉積。

4、化學(xué)鍍設(shè)備

原理是用自身催化性氧化還原反應(yīng)方法在高分子材料表面 沉積金屬銅。利用甲醛在強堿性環(huán)境中具有的還原性，并在Pd的催化 作用下，銅離子被還原成銅?；瘜W(xué)鍍銅是一種成熟工藝，在PCB等行業(yè)中應(yīng)用普及。

三、產(chǎn)業(yè)化概況

（一）產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)積極布局，產(chǎn)業(yè)化進度逐漸提速

復(fù)合集流體目前已實現(xiàn)0-1的突破，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)正積極布局，產(chǎn)業(yè)化進度增速明顯。

其中復(fù)合鋁箔進展較快，龍頭廠商金美新材已于2022年11月宣布率先實現(xiàn)8μm復(fù)合鋁箔的量產(chǎn);復(fù)合銅箔仍處于技術(shù)研發(fā)與試用驗證期，但近期催化因素密集，產(chǎn)業(yè)化確定性較強，即將進入規(guī)?；慨a(chǎn)元年。

從產(chǎn)業(yè)鏈來看，上游主要包括原材料和設(shè)備供應(yīng)廠商，中游為復(fù)合集流體制造環(huán)節(jié)，下游為鋰電池應(yīng)用端。

 

圖: 復(fù)合集流體產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)積極布局

數(shù)據(jù)來源: 各公司公告

1、上游原材料和設(shè)備供應(yīng)廠商

1.1基膜端

行業(yè)內(nèi)存在PP/PET/PI之爭，三種基材各有優(yōu)勢，且應(yīng)用場景不同，由于PI基膜成本較高，未來或出現(xiàn)PP/PET二者并存于市場的格局。兩種產(chǎn)品近期迭代均有加速——PET基膜產(chǎn)業(yè)化進度較快，目前 為行業(yè)內(nèi)主流路線。國內(nèi)主要PET生產(chǎn)廠商雙星新材、康匯新材均具備 量產(chǎn)能力，且近期下游驗證的高溫循環(huán)測試結(jié)果有明顯進步。PP基膜進展較之前有較大突破，寶明科技突破PP銅箔技術(shù)，現(xiàn)已實現(xiàn)批量生產(chǎn)，并向電池廠送樣進行測驗;萬順新材和勝利精密緊跟其后，持續(xù)推進，其進展情況為制造工藝端的焦點。

1.2其他輔材

靶材方面，國產(chǎn)市占率不斷提高，阿石創(chuàng)等企業(yè)領(lǐng)跑。全球市場先前為日、美企業(yè)所壟斷，產(chǎn)業(yè)集中度較高，國內(nèi)企業(yè)市占率較低。

近年來，國內(nèi)廠商紛紛入局，快速發(fā)展，不斷突破關(guān)鍵技術(shù)壁壘，并擴大產(chǎn)能，國產(chǎn)替代進程加速?？晒?yīng)復(fù)合集流體銅靶材的國產(chǎn)龍頭制造商主要為阿石創(chuàng)、江豐電子和有研新材。電鍍化學(xué)品方面，光華科技主要供應(yīng)水電鍍環(huán)節(jié)，三孚新科主要供應(yīng)化學(xué)鍍環(huán)節(jié)。光華科技主要為PVD工藝的水電鍍環(huán)節(jié)供應(yīng)電鍍液，其為PET復(fù)合銅箔領(lǐng)域為數(shù)不多可提供全套化學(xué)品解決方案的供應(yīng)商，產(chǎn)品包括硫酸銅溶液、氧化銅等。三孚新科主要布局化學(xué)銅鍍液，配合復(fù)合銅箔專用化學(xué)品開展一步式全 濕法復(fù)合銅箔電鍍設(shè)備業(yè)務(wù)，提供專用配套的生產(chǎn)設(shè)備，通過“藥水+設(shè)備”的方式為下游客戶提供復(fù)合銅箔制造的一站式技術(shù)解決方案，公司同時也供應(yīng)銅電鍍的電鍍添加劑。

1.3設(shè)備端

復(fù)合銅箔核心設(shè)備持續(xù)迭代，逐步實現(xiàn)國產(chǎn)替代。國產(chǎn)磁控濺射、水電鍍及超聲波滾焊設(shè)備由于成本較低、售后服務(wù)及維修保養(yǎng)便利、生產(chǎn)周期較短等綜合優(yōu)勢逐步實現(xiàn)國產(chǎn)替代，目前行業(yè)集中度較高。其 中前段磁控濺射設(shè)備騰勝科技領(lǐng)跑，匯成真空、振華科技、海格瑞特等也實現(xiàn)了批量生產(chǎn);后道水電鍍東威科技的設(shè)備處于世界領(lǐng)先地位，且 國內(nèi)僅東威具備規(guī)模量產(chǎn)能力;電池端的極耳焊接設(shè)備，龍頭廠商驕成超聲突破核心技術(shù)，與寧德時代深度綁定，短期內(nèi)處于壟斷地位。

復(fù)合鋁箔及復(fù)合銅箔三步法中所要使用的真空蒸鍍設(shè)備，仍主要依賴進口日 本發(fā)那科的設(shè)備，價格較昂貴。另外，騰勝科技的磁控濺射一體機和三 孚新科的全濕法化學(xué)鍍銅設(shè)備均已出貨，一步法的產(chǎn)品測試效果良好，未來行業(yè)最終技法路線仍未確定。

 

圖: 復(fù)合銅箔設(shè)備逐漸實現(xiàn)國產(chǎn)替代

數(shù)據(jù)來源: 各公司公告

2、中游為復(fù)合集流體制造端，行業(yè)內(nèi)新老制造廠商紛紛入局

2.1復(fù)合集流體制造端，啟動信號明顯，行業(yè)內(nèi)新老制造廠商紛紛布局，形成百花齊放的局面。

主要布局的制造廠商可分為四類:材料廠商切入和鍍膜業(yè)務(wù)端切入的廠商，通過同源技術(shù)積累向復(fù)合銅箔延伸，如阿石創(chuàng)、雙星新材和寶明科技、勝利精密;自主研發(fā)端，如重慶金美、元琛科技、納力科技等深耕復(fù)合集流體研發(fā);傳統(tǒng)廠商切入，如中一科技、嘉元科技、諾德股份等，利用原有工藝技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)驗的優(yōu)勢，進行業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型。

2.2產(chǎn)業(yè)具有加速趨勢，新入制造廠商增多，頭部廠商帶頭擴產(chǎn)，推動量產(chǎn)。復(fù)合銅箔進展順利，量產(chǎn)在即。

頭部廠商如金美、寶明進展較快，已實現(xiàn)小批量量產(chǎn)，進行裝車測試，其他廠商如揚州納力、勝利精密、萬順新材、雙星新材等布局較早的制造廠商也均已積極向下游送樣測試。其中雙星新材和萬順新材的復(fù)合銅箔產(chǎn)品均經(jīng)過客戶反復(fù)測試驗證，獲得了首張訂單，是復(fù)合集流體領(lǐng)域的一次突破。各大廠商紛紛公布擴產(chǎn)規(guī)劃，金美帶頭規(guī)劃12億平方米產(chǎn)能，寶明規(guī)劃了近40億平產(chǎn)能，英聯(lián)股份、勝利精密、元琛科技等也規(guī)劃了5-12億平產(chǎn)能。近期產(chǎn)業(yè)內(nèi)催化 因素頻發(fā)，產(chǎn)業(yè)化確定性較強，吸引新制造廠商斯迪克入局，其已發(fā)布 公告計劃建設(shè)復(fù)合材料擴產(chǎn)項目，仍處于技術(shù)研發(fā)階段。

3、下游電池廠積極試樣

3.1下游電池廠正積極進行樣品 的測試驗 證，推動復(fù)合集流體產(chǎn)業(yè)化進展

復(fù)合銅箔應(yīng)用前需經(jīng)過四輪測試，首先是物性測試，檢驗方阻、結(jié)合力以及拉伸強度等基礎(chǔ)的物理性能，為期一周左右;第二步是應(yīng)用電池的加工性能的測試，大概一個月左右;然后再進行最關(guān)鍵的循環(huán)性能測試，需要6~7個月的時間;最后進行裝車路試檢測。從送樣檢測結(jié)果來看，PET銅箔近期進行了第二輪高溫循環(huán)測試，結(jié)果顯著優(yōu)于第一輪，但是未滿足電池廠的理想要求——常溫狀態(tài)下達到2500次以上，高溫達到1800次以上。PP銅箔方面，寶明科技有顯著突破，物性測試的結(jié)果良好，完成全部測試環(huán)節(jié)。

3.2復(fù)合集流體的終端應(yīng)用優(yōu)勢明顯，商業(yè)化落地性強

2023年3月30日，埃安舉行了彈匣電池2.0槍擊試驗發(fā)布會，全球首次實現(xiàn)電池整包槍擊不起火，再次定義了電池安全新標準。彈匣電池2.0在電芯材料層面，創(chuàng)新性地引入應(yīng)用了復(fù)合集流體，具體為金美供應(yīng)的復(fù)合鋁箔，其在電池內(nèi)短路 時可通過熔斷、絕緣材料提供較大電阻，短時間內(nèi)切斷或降低短路電流，極大地避免了起火隱患。彈匣電池2.0將首先搭載于埃安豪華超跑品牌 hyper。

2023年3月30日，天能電池發(fā)布了用于兩輪車領(lǐng)域的新一代錳鐵鋰電池TP-MAX，同樣以復(fù)合集流體的應(yīng)用作為安全升級的亮點。2023年6月1日，寧德時代宣布麒麟電池已裝車極氪001，麒麟電池NP2.0同樣采用了重慶金美的復(fù)合鋁箔。復(fù)合集流體在電池端充分展現(xiàn)了其安全性的核心優(yōu)勢，裝車進度加快進一步印證商業(yè)化落地，展現(xiàn)其終端應(yīng)用場景廣泛。目前復(fù)合鋁箔由于工藝較成熟、安全性強等比較優(yōu)勢，產(chǎn)業(yè)化進展較快，有望率先實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用;復(fù)合銅箔正進一步優(yōu)化工藝，推進量產(chǎn)。二者各有優(yōu)勢，或應(yīng)用于同細分場景，但產(chǎn)業(yè)化前景都是確定的。

圖: 彈匣電池2.0應(yīng)用復(fù)合集流體，安全性增強

數(shù)據(jù)來源: 汽車之家

（二）復(fù)合銅箔市場空間具有極大潛力，2025年或超150億

1.1復(fù)合銅箔市場空間具有極大潛力，2025年市場規(guī)?？蛇_168億元

隨著復(fù)合銅箔技術(shù)成熟，2023年有望成為復(fù)合銅箔的量產(chǎn)應(yīng)用元年。隨著復(fù)合銅箔滲透率提高，復(fù)合銅箔到2025年出貨量有望達到新的臺階，進入真正替代傳統(tǒng)銅箔時期。假設(shè)2023~2025年復(fù)合銅箔全球鋰電池領(lǐng)域滲透率分別為2%、5%和12%，復(fù)合銅箔的平均售價分別為6.2元/平米、5.9元/平米、5.6元/平米。預(yù)計到2025年復(fù)合銅箔出貨量有望達到30億平米，對應(yīng)的市場規(guī)模約為168億元。

1.2設(shè)備端率先受益，預(yù)計2025年市場規(guī)模有望達到143億元

根據(jù)GGII預(yù)測，2023-2025年鋰電池出貨量分別為1119/1416/1805GWh。由于PET復(fù)合銅箔滲透率目前較低，但下游膜材廠商、電解銅箔供應(yīng)商均積極布局復(fù)合銅箔產(chǎn)能或已處于產(chǎn)品送樣階段，因此后期滲透率將不斷提升。據(jù)此，假設(shè)2023-2025年復(fù)合銅箔滲透率為2%、5%、12%;假設(shè)水電鍍設(shè)備價值量約1200萬/臺，磁控濺射設(shè)備單價1500萬元/臺;假設(shè)1GWh電池需要水電鍍設(shè)備3臺，磁控濺射設(shè)備2臺。若工藝全為兩步法，經(jīng)以上假設(shè)后測算，2025年復(fù)合銅箔設(shè)備市場規(guī)模有望達到143億元。

（三）復(fù)合集流體材料端面臨爭議，產(chǎn)業(yè)化進程正持續(xù)推進

1、基膜選擇尚無定論，長期看PP基膜有望占主導(dǎo)地位

由于兩種基材可能分別適用于不同類型的鋰電池，因此選擇PP/PET目前尚無定論，長期看PP基膜有望占主導(dǎo)地位。

1.1 PP基膜

電池的充放電循環(huán)次數(shù)會更多，使用PP為基材的復(fù)合銅箔電池在實驗的過程壽命要比PET基材復(fù)合銅箔電池更長。對于電池廠商而言，在實驗環(huán)節(jié)PP基材各方面性能滿意程度更高。然而相較于PET，PP膜材料硬度低，不好加工，前期良率很低。同時初始階段各方面工藝尚不完善，容易在磁控濺射環(huán)節(jié)打穿PP基膜。由于PP分子中不含酯鍵，相較于PET具有更優(yōu)異的耐酸堿性。

1.2 PET基膜

更好加工，良品率更高，綜合成本更低一點。對于復(fù)合銅箔廠商而言，大規(guī)模量產(chǎn)PET銅箔，成本、良率、一致性都要比PP銅箔更好。

1.3 PI基膜

密度類似PET，但熔點和使用溫度最高，整體穩(wěn)定性及力學(xué)性能最佳。但成本較高，目前不具備市場潛力。

認為對于設(shè)備廠商，兩種材料可以使用同一設(shè)備(僅需調(diào)整參數(shù))，因為未來趨勢主要看PP和PET基膜產(chǎn)品各自的技術(shù)迭代速度。未來若PP基材工藝各方面改善，加工成本、速率能與PET打平，PP會更具優(yōu)勢;反之若PET基材產(chǎn)品通過不斷改性使得電池使用壽命延長到與PP基材相近，則PET會更有優(yōu)勢。

 

 

表: 三種基膜材料對比分析，PP基膜更具規(guī)?；瘽摿?/p>

數(shù)據(jù)來源: 2023 高工鋰電材料大會

2、復(fù)合銅箔及復(fù)合鋁箔采取不同的制備方案，認為復(fù)合銅箔應(yīng)用空間更加廣闊

鋰離子電池正負極的電位決定正極用鋁箔，負極用銅箔。正極電位高，銅箔氧化層較疏松些，在高電位下很容易被氧化，而鋁的氧化電位高，且鋁箔表層有致密的氧化膜，對內(nèi)部的鋁也有較好的保護作用;鋁在低電位下與鋰會發(fā)生合金化反應(yīng)被消耗，由于金屬鋁與鋰反應(yīng)的高活潑性，使金屬鋁消耗了大量的鋰，本身的結(jié)構(gòu)和形態(tài)也遭到破壞，故不能作為鋰離子電池負極的集流體;銅在電池充放電過程中，只有很少的嵌鋰容量，并且保持了結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的穩(wěn)定，可作為鋰離子電池負極的集流體。

制備方案上，復(fù)合鋁箔比較簡單，以蒸鍍方式為主;復(fù)合銅箔制備方式尚不確定。由于PP和銅結(jié)合力較差，綜合來看，認為當下PET復(fù)合鋁箔和PP復(fù)合銅箔的產(chǎn)業(yè)化可能性更高。

判斷2025年前，出貨的產(chǎn)品可能以復(fù)合鋁箔為主，復(fù)合銅箔為輔。據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研，目前復(fù)合鋁箔已經(jīng)實現(xiàn)批量生產(chǎn)，而復(fù)合銅箔目前仍然處于試樣或者小批量的階段。由于2025年之前復(fù)合集流體相對于傳統(tǒng)集流體，其成本優(yōu)勢、工藝優(yōu)勢并不十分優(yōu)越，因此我們測算2025年前中國的集流體行業(yè)的復(fù)合集流體滲透率不超過10%，主要的應(yīng)用市場更多集中在高端、高安全性要求的領(lǐng)域。

長期看，復(fù)合銅箔應(yīng)用空間遠超復(fù)合鋁箔。短期看，復(fù)合銅箔和復(fù)合鋁箔的應(yīng)用市場互斥，主要原因在于無論電池正極或負極使用復(fù)合集流體都可以滿足電池廠對高能量密度、高安全的需求，只需復(fù)合銅箔/鋁箔進行替換均可達到要求。然而復(fù)合鋁箔的成本效應(yīng)遠不及復(fù)合銅箔，同時復(fù)合銅箔對于能量密度的提升更具優(yōu)勢。在現(xiàn)有工藝條件下，長期看復(fù)合銅箔的大規(guī)模替換動力遠大于復(fù)合鋁箔。

3、復(fù)合集流體產(chǎn)業(yè)化仍存在瓶頸

認為，目前技術(shù)瓶頸核心重點在三個方面:

3.1技術(shù)端

復(fù)合銅箔目前在熱積累和導(dǎo)電性方面，相對傳統(tǒng)極薄層來說沒有起到很好的安全性。反而由于銅箔變薄，電池內(nèi)阻增大，使得電池內(nèi)的溫升變得更加嚴重，三明治結(jié)構(gòu)也導(dǎo)致電池內(nèi)部導(dǎo)熱受限，影響導(dǎo)電效率。

3.2成本端

高端基膜存在進口依賴，產(chǎn)業(yè)化前期設(shè)備成本較高，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高于傳統(tǒng)銅箔成本，預(yù)計降本幅度超過一定水平(量產(chǎn)成本3元以下)就會實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

3.3設(shè)備及工藝端

如何更好的實現(xiàn)金屬和高分子原子之間的結(jié)合，克服生產(chǎn)過程中的問題來提升良率。

表: 復(fù)合集流體產(chǎn)業(yè)化仍存在瓶頸

數(shù)據(jù)來源:2023 高工鋰電材料大會

（四）產(chǎn)業(yè)化前期，上下游廠商共同推進，積極布局

1、上下游廠商積極布局，進展順利

目前處于設(shè)備公司先行放量階段，行業(yè)景氣度持續(xù)向好。設(shè)備廠商中GW產(chǎn)能的設(shè)備公司陸續(xù)新增，同時也有很多新增的材料廠商新建產(chǎn)能。目前復(fù)合集流體出于滲透率提升早期階段，在產(chǎn)業(yè)化趨勢較確定的情況下，上市公司雙星、萬順23年上半年公告首次訂單，下游電池廠從23年首次訂單落地的0-1突破，2023年年底會確定量產(chǎn)工藝路線，2024開始上車。

2、未來產(chǎn)業(yè)化趨勢關(guān)注技術(shù)突破及材料送樣測試進度

產(chǎn)業(yè)化主要關(guān)注以下三方面:1)材料端關(guān)注材料送樣測試進度，預(yù)計部分電池廠送樣的物性測試已經(jīng)通過，12月循環(huán)測試結(jié)果及2024上半年上車進度需持續(xù)跟蹤;2)設(shè)備端關(guān)注超聲極耳焊接訂單落地，超聲極耳焊接設(shè)備為工藝流程唯一確定性工藝環(huán)節(jié)，訂單落地標志終端電池廠已經(jīng)做好復(fù)合機集流體批量化上車計劃。3)技術(shù)層面，關(guān)于基膜和技術(shù)瓶頸的突破，如加入阻燃劑等改進機制取得突破。

四、投資建議

認為復(fù)合集流體產(chǎn)業(yè)化進度不及預(yù)期，下游電池廠資本開支受限，產(chǎn)業(yè)化進程持續(xù)后延，認為近期行業(yè)催化頻發(fā)，看好2025-2026年產(chǎn)業(yè)落地進展。

1、2023年10月份璞泰來和寧德就復(fù)合銅箔集流體業(yè)務(wù)簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議。

2、復(fù)合集流體將應(yīng)用于2023年12月份上市的賽力斯問界M9車型，重慶金美新材為其供貨復(fù)合集流體，是繼今年203年4月份寧德時代麒麟電池全球量產(chǎn)的首發(fā)車型極客009使用復(fù)合集流體之后，復(fù)合集流體在國內(nèi)上車的又一案例。

認為安全性+減重為復(fù)合集流體核心競爭力，前期有望先行應(yīng)用于高端車型或出口安全要求更高的歐洲國家，2024年上半年復(fù)合集流體實現(xiàn)上車；2025年批量應(yīng)用。

積極關(guān)注非上市公司金美新材、納力新材、蜀虹裝備孵化的苯環(huán)新材的投資機會。

 

（文章來源：睿正富投資）