PET復(fù)合銅箔行業(yè)研究

PET復(fù)合銅箔行業(yè)研究鋰電銅箔：

降本減重需求迎來技術(shù)變革電解銅箔：主要用于鋰離子電池和印制電路板的制作電解銅箔是指以銅材為主要原料，采用電解法生產(chǎn)的金屬銅箔。電解銅箔作為電子制造行業(yè)的功能性基礎(chǔ)原材料，被稱為電子產(chǎn)品信號(hào)與電力傳輸、溝通的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，主要用于鋰離子電池和印制電路板的制作。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域不同，可以分為鋰電銅箔、標(biāo)準(zhǔn)銅箔；

根據(jù)銅箔厚度不同，可以分為極薄銅箔、超薄銅箔、薄銅箔、常規(guī)銅箔和厚銅箔；

根據(jù)表面狀況不同，可以分為雙面光銅箔、雙面毛銅箔、雙面粗銅箔、單面毛銅箔和超低輪廓銅箔。電解銅箔：主要制造工序?yàn)槿茔~、生箔、后處理、分切電解銅箔的制造過程主要有四大工序：溶銅工序：電解液制備，在特種造液槽罐內(nèi)，用硫酸、去離子水將銅料制成硫酸銅溶液，為生箔工序提供符合工藝標(biāo)準(zhǔn)的電解液。生箔工序：在生箔機(jī)電解槽中，硫酸銅電解液在直流電的作用下，銅離子獲得電子于陰極輥表面電沉積而制成原箔，經(jīng)過陰極輥的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)、酸洗、水洗、烘干、剝離等工序，并將銅箔連續(xù)剝離、收卷而形成卷狀原箔。后處理工序：對(duì)原箔進(jìn)行酸洗、有機(jī)防氧化等表面處理工序后，使產(chǎn)品質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)符合客戶要求。分切工序：根據(jù)客戶對(duì)于銅箔的品質(zhì)、幅寬、重量等要求，對(duì)銅箔進(jìn)行分切、檢驗(yàn)、包裝。電解銅箔：陰極輥為銅箔生產(chǎn)的核心設(shè)備陰極輥工作原理：電解銅箔的生成實(shí)質(zhì)是銅離子在陰極輥表面的電沉積結(jié)晶結(jié)果。電流從整流器部件的正極到陽極，從陽極經(jīng)過電解液到陰極鈦桶表面，從鈦筒經(jīng)銀層到銅襯套，從銅襯套通過導(dǎo)電銅環(huán)到軸上的銅排，再?gòu)你~排到鍍銀銅頭，從銅頭經(jīng)過導(dǎo)電液到整流器負(fù)極的導(dǎo)電銅排，完成電流的回路循環(huán)。電流在陰極輥表面的平穩(wěn)均勻分布是銅箔能夠正常生產(chǎn)的前提。陰極輥的導(dǎo)電可分為兩步：首先是保證有足夠的電流導(dǎo)向陰極輥的鈦筒上，其次是確保電流在鈦筒表面的均勻分布。高性能銅箔對(duì)陰極輥的材質(zhì)、設(shè)備加工精度及一致性有較高要求，日韓企業(yè)在銅箔設(shè)備生產(chǎn)領(lǐng)域具有較為顯著的技術(shù)與產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)，如日本三船、日本新日鐵、等，該等公司的生產(chǎn)能力一定程度上限制了銅箔企業(yè)生產(chǎn)線的新建及擴(kuò)建能力。全球70%以上的陰極輥來自日本新日鐵等日企。以4.5μm為代表的極薄鋰電銅箔屬于高性能銅箔，其對(duì)核心設(shè)備陰極輥要求更高，需要陰極輥表面粗糙度進(jìn)一步降低。鋰電銅箔：銅箔主要作為鋰電池的負(fù)極集流體鋰電銅箔是鋰電池關(guān)鍵材料之一，常被用作石墨、硅、錫以及鈷錫合金等負(fù)極活性物質(zhì)的集流體。鋰電銅箔作為負(fù)極集流體應(yīng)用于鋰電池中，集流體可以承載電極活性物質(zhì)，并將其產(chǎn)生的電流匯集并輸出。鋰電銅箔：發(fā)展趨勢(shì)在于減重、降本作為鋰電池核心原材料之一，銅箔在電芯中的質(zhì)量和成本占比都相對(duì)較高。根據(jù)估算，銅箔在鋰電池電芯中的質(zhì)量占比超過10%，僅次于正負(fù)極材料與電解液；成本占比約10%，與其他部分主材相近。隨著電動(dòng)車行業(yè)的高速發(fā)展，銅箔行業(yè)具備較大的市場(chǎng)空間和較快的成長(zhǎng)速度。鋰電銅箔：輕薄化趨勢(shì)明顯鋰電銅箔輕薄化趨勢(shì)較明確，行業(yè)主流鋰電銅箔厚度從8μm變?yōu)?μm，并且頭部鋰電池企業(yè)寧德時(shí)代等已經(jīng)批量化應(yīng)用4.5μm銅箔；我們認(rèn)為背后核心邏輯在于銅箔變薄后，相應(yīng)的重量、使用成本都能夠得到改善（以6μm為例，由于單位用量下降25%-30%，雖然單價(jià)較8μm提升，但整體6μm銅箔的使用成本有所減少），對(duì)于鋰電池能量密度、生產(chǎn)成本都有積極的作用。復(fù)合銅箔：

目前正處產(chǎn)業(yè)鏈化前期階段復(fù)合銅箔：鋰電銅箔發(fā)展的重要方向之一鋰電銅箔研發(fā)的方向和目的是輕薄化、低成本，PET銅箔是重要的研發(fā)方向之一，其結(jié)構(gòu)類似于“三明治”，主要由“銅-高分子-銅”復(fù)合而成。具體來看，是以PET（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，非金屬樹脂材料）基膜為基材，隨后在兩側(cè)鍍上金屬銅，以實(shí)現(xiàn)降重的目標(biāo)。同時(shí)，目前部分企業(yè)在PET基礎(chǔ)上進(jìn)行一些額外功能膜研究，例如添加阻燃劑增加阻燃功能等。復(fù)合銅箔：具備高安全、高比容、長(zhǎng)壽命、高兼容優(yōu)點(diǎn)復(fù)合型銅膜使集流體在安全性等方面實(shí)現(xiàn)顯著提升：高安全、高比容、長(zhǎng)壽命、高兼容。高安全：消費(fèi)端對(duì)鋰電池的最大顧慮是其不夠安全，電池自燃是由于發(fā)熱失控導(dǎo)致的內(nèi)短路。PET復(fù)合銅膜對(duì)這一問題的解決方法就是高分子不容易斷裂，即便斷裂，1微米的鍍銅的強(qiáng)度無法達(dá)到刺穿隔膜的標(biāo)準(zhǔn)，可以實(shí)現(xiàn)不刺穿，把內(nèi)短路的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避掉。高比容：PET復(fù)合銅箔重量更輕，目前集流體占電池重量的比重是15%，PET技術(shù)可以提升5%-10%的電芯能量密度，實(shí)現(xiàn)高比容。長(zhǎng)壽命：PET表面更為均勻，且金融結(jié)晶體更容易熱脹冷縮，高分子材料的膨脹率更低，更容易空置，保持表面完整性，提升程度在5%。高兼容：很多性能可以更高的去進(jìn)行匹配，比如鋁箔和銅箔都可以應(yīng)用PET技術(shù)。復(fù)合銅箔：當(dāng)前優(yōu)勢(shì)在于減重和安全性當(dāng)前時(shí)點(diǎn)看，PET銅箔的優(yōu)勢(shì)主要在于重量較輕和安全性一定程度較高。重量方面，由于PET銅箔一般包括4.5μm的PET和上下各1μm的銅層，相比于4.5μm或6μm的鋰電銅箔重量下降明顯；根據(jù)金美新材等披露數(shù)據(jù)來看，我們預(yù)計(jì)單GWh電池中PET銅箔的質(zhì)量比常規(guī)銅箔減少60%-70%左右。安全性方面，電池燃燒一般因短路等因素導(dǎo)致內(nèi)部溫度上升，引起電解液燃燒；PET材料理論上能夠在溫度上升時(shí)出現(xiàn)熔斷，及時(shí)阻止電流的繼續(xù)流通和溫度的上升；并且在極片斷裂時(shí)PET材料較少產(chǎn)生毛刺，不易刺穿隔膜。復(fù)合銅箔：生產(chǎn)工藝與常規(guī)銅箔完全不同常規(guī)銅箔生產(chǎn)主要采用電解銅工藝，將銅離子從溶液中電離析出后形成原箔，主要包括“溶銅-生箔-后處理-分切”，核心在于銅箔的厚度、均勻度的控制；

PET銅箔生產(chǎn)主要包括“真空磁控濺射-電鍍-清洗-烘干-分切”，核心在于使得金屬銅層與非金屬PET基材不會(huì)發(fā)生脫落。復(fù)合銅箔：目前推廣難點(diǎn)在于成本、工藝生產(chǎn)成本方面，目前PET銅箔尚未表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，主要原因在于工藝不成熟導(dǎo)致良率、生產(chǎn)效率較低。對(duì)于產(chǎn)業(yè)、市場(chǎng)比較關(guān)心的成本維度，雖然從理論上看，PET銅箔相比常規(guī)銅箔節(jié)約了銅的用量，可能會(huì)使得中長(zhǎng)期工藝成熟后的成本具備優(yōu)勢(shì)。但是，當(dāng)前PET銅箔成本較高，背后主要原因在于良品率不足：1）磁控濺射良率較低，包括銅利用率低和存在漏鍍現(xiàn)象，并且銅靶材的價(jià)格高于銅價(jià)；2）電鍍過程車速較慢，金美的離子置換過程車速約3m/min，而電解銅車速可達(dá)15m/min以上；3）電池廠在生產(chǎn)電池過程中，發(fā)生產(chǎn)品不一致或者次品風(fēng)險(xiǎn)提升。此外，由于PET銅箔銅層厚度約2μm，小于常規(guī)銅箔，有可能會(huì)影響快充性能方面。復(fù)合銅箔：當(dāng)前正處于產(chǎn)業(yè)量產(chǎn)化前期階段金美新材：股東包括CATL參股的長(zhǎng)江晨道等，設(shè)立全資子公司重慶金美進(jìn)行復(fù)合銅箔/鋁箔生產(chǎn)，20年年末開始進(jìn)入小批量生產(chǎn)階段。公司近幾年一直在推動(dòng)設(shè)備改造升級(jí)、成本下降，目前PET鋁箔進(jìn)展相對(duì)較快。Soteria：致力于鋰電池安全性方向的研究，擁有復(fù)合膜集流體、耐高溫的芳綸隔膜等技術(shù)。產(chǎn)業(yè)發(fā)展：

設(shè)備端有望充分受益生產(chǎn)工藝：兩步法步驟為磁控濺射+水電鍍兩步法生產(chǎn)復(fù)合銅箔的步驟為磁控濺射+電鍍。1）采用磁控濺射工藝，制備基礎(chǔ)層首先采用PVD（物理氣相沉積）方法以純銅為靶材，在PET基膜上進(jìn)行真空納米級(jí)涂層，通過濺射轟擊銅靶材，使其沉積在PET基膜上，形成厚度30-70nm的金屬銅膜；2）在磁控濺射初步形成底層銅膜后，通過水介質(zhì)電鍍?cè)龊竦姆绞綄~層增厚至1μm左右，實(shí)現(xiàn)集流體的導(dǎo)電需求。生產(chǎn)工藝：三步法步驟磁控濺射+真空鍍膜+水電鍍?nèi)椒ㄉa(chǎn)復(fù)合銅箔的步驟為磁控濺射、真空鍍膜和水電鍍。1）磁控濺射技術(shù)：以銅為靶材，在PET膜上進(jìn)行涂層，使其表面沉積銅，由于三步法相較于兩步法可操作次數(shù)更多，因此該環(huán)節(jié)對(duì)銅膜的厚度要求較低，可進(jìn)行產(chǎn)線提速；2）利用蒸鍍機(jī)在高真空條件下加熱金屬，將蒸發(fā)的金屬冷凝在PET膜表面；

3）利用電鍍的方法將銅層厚度增加至1μm左右，實(shí)現(xiàn)集流體導(dǎo)電。磁控濺射原理為靶材粒子在聚合物表面形成金屬層復(fù)合銅/鋁箔鍍膜所使用的磁控濺射設(shè)備原理為：將靶材在真空下通過磁控濺射原理將靶材粒子轟擊出來，氣/固態(tài)靶材粒子在真空中擴(kuò)散至聚合物薄膜表面形成金屬層。磁控濺射發(fā)展已有幾十年歷史，在半導(dǎo)體、太陽能電池生產(chǎn)中已有成熟應(yīng)用。原有單面鍍膜工藝中膜卷需要移出真空倉(cāng)，暴露在大氣中翻面，一是容易污染膜卷，二是需要兩次抽真空，制造成本高；金美新材料開發(fā)的卷繞式雙面磁控濺射真空鍍膜設(shè)備一次成型，節(jié)約制造成本，避免膜卷污染。生產(chǎn)工藝：與傳統(tǒng)銅箔工藝流程對(duì)比優(yōu)勢(shì)明顯復(fù)合銅箔工藝優(yōu)點(diǎn)：1）工藝流程大大縮短，采用真空鍍膜工藝形成膜面作為陰極，可直接在離子置換設(shè)備中反應(yīng)，且真空工序無污染，銅箔的溶銅電解工藝同樣有污染物排放；2）采用新型的藥劑體系，規(guī)避了氰化物等劇毒物質(zhì)，使生產(chǎn)過程的排污量更好，污染物也更容易處理；3）抗氧化采用有機(jī)抗氧化液，抗氧化直接進(jìn)行烘干工藝，藥劑進(jìn)行循環(huán)使用。避免了金屬污染物的排放。電鍍?cè)O(shè)備：東威科技率先實(shí)現(xiàn)電鍍?cè)O(shè)備量產(chǎn)東威科技率先實(shí)現(xiàn)電鍍?cè)O(shè)備量產(chǎn)：

東威科技通過拓展現(xiàn)有卷對(duì)卷垂直連續(xù)電鍍技術(shù)體系在鍍膜材料行業(yè)的應(yīng)用，首先實(shí)現(xiàn)了該種設(shè)備能夠量產(chǎn)生產(chǎn)鍍膜材料，達(dá)到和滿足技術(shù)指標(biāo)的要求。東威科技預(yù)計(jì)下半年量產(chǎn)磁控濺射設(shè)備：東威科技通過引進(jìn)大批專業(yè)人才的方式，專門從事磁控濺射設(shè)備的研發(fā)和制造，預(yù)計(jì)下半年會(huì)量產(chǎn)。電鍍?cè)O(shè)備：東威科技技術(shù)來源于PCB電鍍技術(shù)橫向遷移東威科技垂直連續(xù)電鍍?cè)O(shè)備穩(wěn)定高效、性價(jià)比高，具備較高的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。2017年，東威科技與寧德時(shí)代的供應(yīng)商金美新材料合作研發(fā)，成功研發(fā)出樣機(jī)并進(jìn)行了批量生產(chǎn)，完全滿足連續(xù)性、不變形、無穿孔及均勻性的要求，是從PCB專有技術(shù)向新領(lǐng)域的拓展應(yīng)用。電鍍?cè)O(shè)備：東威科技卷式水平膜材電鍍?cè)O(shè)備實(shí)現(xiàn)營(yíng)收東威科技營(yíng)收利潤(rùn)保持增長(zhǎng)，盈利能力提升。22H1營(yíng)收4.12億元，同比+17.9%；歸母凈利潤(rùn)9312萬元，同比+34.4%；

扣非凈利潤(rùn)8607萬元，同比+29.4%。PCB電鍍?cè)O(shè)備是PCB濕制程工藝中的關(guān)鍵設(shè)備，公司五金連續(xù)鍍?cè)O(shè)備處于國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先地位，下游PCB行業(yè)需求增長(zhǎng)，驅(qū)動(dòng)公司營(yíng)收業(yè)績(jī)高增。鋰電復(fù)合銅箔設(shè)備方面，公司卷式水平膜材電鍍?cè)O(shè)備為國(guó)際首創(chuàng)，應(yīng)用于動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池、柔性電路板、3C電池、導(dǎo)電玻璃、新材料等領(lǐng)域。2021年生產(chǎn)5臺(tái)卷式水平膜材電鍍?cè)O(shè)備，確認(rèn)收入1臺(tái)，實(shí)現(xiàn)營(yíng)收966萬元，毛利率達(dá)31.2%。市場(chǎng)空間：預(yù)計(jì)到2025年設(shè)備投資額達(dá)170億元根據(jù)市場(chǎng)需求測(cè)算，2021-2025年全球鋰電池出貨量達(dá)522、826、1164、1593、2068GWh，假設(shè)2026年出貨量增速為25%，出貨量達(dá)2585GWh；

假設(shè)復(fù)合銅箔滲透率將逐步