金屬材料系列（1）：PET銅箔-鋰電銅箔新技術(shù)蓄勢待發(fā)

請務(wù)必閱讀正文之后的重要聲明部分謝鴻鶴系人：安永超系人：于柏寒投資要點(diǎn)投資要點(diǎn)1鋰電銅箔目前作為鋰電池的負(fù)極集流體，因鋰電銅箔用銅量較高，材料成本受到銅價(jià)影響較大，電池安全性和能量密度存在瓶頸等原因，動(dòng)力電池廠商出于成本、安全性和能量密度等方面考慮，有動(dòng)力和需求尋找新型替代材料。PET銅箔基于原材料成本節(jié)省約2/3、安全性和能量密度更高等特性，契合下游發(fā)展規(guī)律，有望在一定程度上替代傳統(tǒng)銅箔，實(shí)現(xiàn)從0程。11、什么是復(fù)合銅箔？復(fù)合銅箔是一種形狀類似“三明治”的電池集流體材料，其中中間層為4.5μm厚的PET、PP基膜，外層各鍍1μm厚的銅。因此，從結(jié)構(gòu)來看，相比于目前傳統(tǒng)6μm的鋰電銅箔，PET銅箔是將造價(jià)較低的PET基膜替代金屬銅，從而實(shí)現(xiàn)用銅量減少2/3，達(dá)到降低原材料成本的目標(biāo)。圖表1：PET銅箔結(jié)構(gòu)示意圖12、為什么復(fù)合銅箔受到市場關(guān)注？復(fù)合銅箔具備四大優(yōu)勢，有望替代傳統(tǒng)銅箔。1)安全性高：電池自燃是由于發(fā)熱失控導(dǎo)致的內(nèi)短路。傳統(tǒng)銅箔，受壓后易斷裂，斷裂后易刺穿隔膜，造成內(nèi)短路引起發(fā)熱失控。而PET材料由于中間有個(gè)隔膜，高分子不容易斷裂，有阻燃的效果。即使發(fā)生了斷裂情況，1pm的鍍銅也無法達(dá)到刺穿隔膜的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，從而規(guī)避內(nèi)短路的風(fēng)險(xiǎn)，提高電池安全性。2)提升能量密度：PET材料相較金屬銅輕，所以復(fù)合銅箔整體質(zhì)量較小，可以有效減輕電池重量，提升電池能量密度。3)壽命長：在電池充放電的過程中，相較于金屬，高分子材料的膨脹率更低，表面更為均勻，壽命較傳統(tǒng)銅箔延長5%。-2-請務(wù)必閱讀正文之后的重要聲明部分行業(yè)報(bào)告簡版pm內(nèi)短路的風(fēng)險(xiǎn)，提高電池安全性。PET合銅箔整體質(zhì)量較小，可以有效減輕電池重量，提升電池能量密度。較于金屬，高分子材料的膨脹率更低，表面更為均勻，壽命較傳統(tǒng)銅箔延長5%。13、目前PET銅箔的壁壘？我們從PET銅箔的生產(chǎn)流程著手，探尋目前行業(yè)遇到的困難及壁壘。我們根據(jù)重慶金美的環(huán)評報(bào)告，可以將制造流程歸為以下3大步驟。我們以二步法為例：1)原材料及設(shè)備采購：PET銅箔主要是采購厚度為4.5pm的PET基膜、銅靶材、輔材等原材料。目前，行業(yè)中生產(chǎn)PET銅箔的主要設(shè)備為磁控濺射設(shè)備/電子束蒸鍍設(shè)備、水電鍍等。其中磁控濺射部分的設(shè)備多采用進(jìn)口設(shè)備、水鍍設(shè)備多采用東威科技的設(shè)備。2)PVD方法鍍膜：目前在基膜上金屬化，主要采用磁控濺射以及蒸發(fā)鍍膜等方式。在真空環(huán)境下，利用磁控濺射設(shè)備在基膜上先鍍50nm左右的銅膜。具體的原理為，電子在真空的條件下，在飛躍過程中與氬原子發(fā)生碰撞(期間會通入純凈的氬氣)，使其電離產(chǎn)生出Ar+和新的電子；受磁控濺射靶材背部磁場的約束，大多數(shù)電子被約束在磁場周圍，而Ar+在電場作用下加速飛向Cu靶，并以高能量轟擊Cu合金靶表面，使靶材發(fā)生濺射，在濺射粒子中，中性的靶原子或部分離子沉積在基膜上形成厚度為50nm左右的薄膜。在此過程中，銅靶材的利用率較低，為32.12%。3)離子置換工藝/水電鍍：通過離子置換機(jī)進(jìn)行金屬置換金屬層增厚。將膜面金屬層作為陰極，膜面在穿過藥劑槽液下輥之間穿行，膜面在藥劑中，發(fā)生離子遷移置換反應(yīng)，膜面上得到電子后，在膜面上形成銅層，銅層堆積厚度為1pm左右。在此過程中，銅球和無氧銅角的利用率為80%左右。1綜上，我們認(rèn)為目前PET銅箔的壁壘主要體現(xiàn)在工藝和設(shè)備方面。1)工藝壁壘：磁控濺射方法是工藝環(huán)節(jié)中難度較高的環(huán)節(jié)，即在極薄的基膜上，如何將銅鍍的均勻且貼合緊密。這就需要對濺射路徑、濺射力度進(jìn)行不斷試錯(cuò)，否則會出現(xiàn)濺射不均勻、擊穿基膜/掉粉等問題。后續(xù)進(jìn)行的增厚鍍銅工藝，實(shí)則來源于PCB的電鍍工藝。與PCB電鍍工藝不同的是，在基膜金屬化后，由于附著在基膜上的銅更薄(PET銅膜厚度在50nm左右，PCB的銅膜厚度在μm級別)，因此對張力控制、均勻性的要求更高。2)設(shè)備壁壘：真空磁控濺射的設(shè)備主要采用海外設(shè)備為主，水鍍增厚設(shè)備以東威科技等設(shè)備廠商為主。由于PET銅箔為新興產(chǎn)品，設(shè)備或需進(jìn)行新的研發(fā)和改造。主要難點(diǎn)體現(xiàn)在膜較薄后，設(shè)備如何能夠滿足PET銅箔的基材或膜材均勻度好、不變形、不穿孔等需求。圖表4：PET銅箔流程圖圖表5：PET銅箔產(chǎn)業(yè)鏈圖-3-請務(wù)必閱讀正文之后的重要聲明部分行業(yè)報(bào)告簡版上游下游原材料端PET銅箔加工電池企業(yè)銅銅靶材真空水洗水洗磁控濺射過程 真空沉積后的半成品磁控濺射過程水鍍增厚水鍍增厚過程水電鍍增厚的水電鍍增厚的產(chǎn)品等領(lǐng)域產(chǎn)產(chǎn)成品 分切等基膜廠商：海外-日本東麗、韓國東麗等；國內(nèi)-雙星新材等濺射設(shè)備：海外-美國應(yīng)用材料、德國Leybold等；國內(nèi)-騰勝科技等；水電鍍設(shè)備：東威科技、精工企業(yè)等；布局PET銅箔的廠商：萬順新材、寶明科技、雙星新材、諾德股份、重慶金美、廈門海辰、浙江晨宇等；14、PET銅箔的成本比傳統(tǒng)銅箔成本更低？我們按照目前銅價(jià)6萬元/噸進(jìn)行計(jì)算，得出目前6pm的生產(chǎn)成本為3.46元/m2，其中銅原材料成本為2.85元/m2，占比83%；加工成本為0.6元/m2，占比17%。我們對PET銅箔的生產(chǎn)成本進(jìn)行了簡單測算，根據(jù)寶明科技披露，公司一期項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后，約有年初1.5-1.8億平米的產(chǎn)能，對應(yīng)投資額在11.5億元左右。我們按照10年折舊，每年制造費(fèi)用大致在1元/m2左右。則PET銅箔達(dá)產(chǎn)后的生產(chǎn)成本有望達(dá)到2.18元/m2，比鋰電銅箔的生產(chǎn)成本低1.3元/m2，大概節(jié)約37%的成本。按照成本拆分來看，PET銅箔的原材料成本在1元/m2左右，比鋰電銅箔節(jié)約64.1%；加工成本在1.2元/m2，比鋰電銅箔多了92.4%。綜合來看，PET銅箔的原材料成本節(jié)約效果明顯。1目前6pm鋰電銅箔的加工費(fèi)在4萬元左右，折合單平方米的售價(jià)在5.38元左右。由于PET銅箔具備安全性好、能量密度高、壽命長等特點(diǎn)，下游客戶或?qū)⒔o予一定溢價(jià)。當(dāng)然完全可以預(yù)期的是，若PET銅箔單平方米的售價(jià)低于5.38元，則下游電池廠商有望加速導(dǎo)入更具性價(jià)比優(yōu)勢的PET銅箔。-4-請務(wù)必閱讀正文之后的重要聲明部分圖表8：PET圖表8：PET銅箔成本測算圖表9：PET銅箔成本拆分銅價(jià)(含稅，元/kg)人工費(fèi)用(元/kg)制造費(fèi)用(元/kg)其他費(fèi)用(元/kg)單噸生產(chǎn)成本(元/kg)銅密度(kg/m3)傳統(tǒng)鋰電銅箔生產(chǎn)成本(元/m2)-銅原材料成本(元/m2)-加工成本(元/m2)傳統(tǒng)鋰電銅箔的售價(jià)(含稅，元/m2)g對應(yīng)約為2.15元/m2行業(yè)報(bào)告簡版銅價(jià)(含稅，元/kg)銅密度(kg/m3)銅原材料成本(不含稅，元/m2)2、PET基膜PET膜(含稅，元/kg)PET膜密度(kg/m3)PET膜原材料材料成本(不含稅，元/m2)PETPET銅箔的生產(chǎn)成本(元/m2)-原材料成本(元/m2)--加工成本(元/m2)其中，制造費(fèi)用(元/m2)其他成本(元/m2)115、PET銅箔未來的市場空間？新能源汽車+儲能雙輪驅(qū)動(dòng)，替代市場空間較大。全球新能源車銷量今年有望達(dá)到1000萬輛以上，同比增速有望達(dá)57%左右。對應(yīng)的動(dòng)力電池產(chǎn)量有望達(dá)644GW，同比增速達(dá)64%。我們預(yù)計(jì)隨著PET銅箔技術(shù)成熟，有望實(shí)現(xiàn)從0到1的突破。假設(shè)PET銅箔2022-2025年的滲透率在0.5%/1%/5%/10%，對應(yīng)的電池需求在55/148/298Gwh，CAGR達(dá)265%。-5-請務(wù)必閱讀正文之后的重要聲明部分行業(yè)報(bào)告簡版圖表10：PET銅箔市場空間EEEE鋰電池產(chǎn)量(gwh)17PET銅箔滲透率(%)PET銅箔替代電池需求(Gwh)4對應(yīng)PET銅箔(億平方米)YoY(%)革2》16、目前材料環(huán)節(jié)布局PET銅箔的參與者？萬順新材：功能性薄膜行業(yè)先驅(qū)，布局PET銅箔具備業(yè)務(wù)協(xié)同優(yōu)勢。萬順新材主要布局紙包裝、電池鋁箔和功能性薄膜等三大領(lǐng)域。公司在2012年8月布局功能性薄膜業(yè)務(wù)，2021年功能性薄膜基地投產(chǎn)。產(chǎn)品主要包括光學(xué)膜(導(dǎo)電膜、高阻隔膜等)、窗膜(智能光控隔熱膜等節(jié)能膜)、光伏膜(光伏背板高阻隔膜)、包裝膜(食品藥品高阻隔膜)等領(lǐng)域。功能性薄膜需要綜合應(yīng)用磁控濺射、真空蒸鍍、涂布復(fù)合、精密切割等先進(jìn)技術(shù)，設(shè)備也需要從日韓、德國等國進(jìn)口。截止2020年底，公司擁有7條磁控濺射設(shè)備及電子束鍍膜設(shè)備等多套核心設(shè)備。在PET銅箔制造方面，具備技術(shù)、設(shè)備和業(yè)務(wù)協(xié)同等優(yōu)勢，目前已經(jīng)送樣給下游電池企業(yè)進(jìn)行認(rèn)證。諾德股份：傳統(tǒng)鋰電銅箔龍頭企業(yè)，試水PET銅箔。2022年7月，公司與與蘇州道森鉆采設(shè)備股份有限公司簽訂合作協(xié)議，提到會共同研發(fā)3微米等極薄銅箔及復(fù)合銅箔產(chǎn)品，儲備下一代銅箔技術(shù)。其他企業(yè)：1)雙星新材：BOPET薄膜為主業(yè)，具備基膜生產(chǎn)能力。雙星新材是從切片-基膜-成品一體化布局的企業(yè)，在基膜方面具有制造和原材料優(yōu)勢。除此之外，公司也有磁控濺射等核心設(shè)備。2020年公司開始立項(xiàng)PET銅箔，2021年開始開發(fā)，目前公司的產(chǎn)品已送往客戶進(jìn)行評價(jià)認(rèn)證。2)寶明科技：積極布局PET銅箔業(yè)務(wù)。公司主營業(yè)務(wù)以LED背光源和觸摸屏為主。2022年7月公告，擬投資60億元建設(shè)復(fù)合銅箔生產(chǎn)基地。其中，一期項(xiàng)目投資11.5億元，達(dá)產(chǎn)后年產(chǎn)約1.5-1.8億平米的鋰電復(fù)合銅箔(約1萬噸傳統(tǒng)銅箔)；項(xiàng)目二期擬投資48.5億元人民幣，視一期投產(chǎn)情況而定。圖表11：目前布局PET銅箔的主要參與者項(xiàng)2021年開始開發(fā)。在4.5微米基材的基礎(chǔ)上，自己完成原料、母帶(磁控濺射)、水鍍，目前進(jìn)展順利，在重要，達(dá)產(chǎn)后年產(chǎn)約1.5-1.8億平米的鋰電復(fù)合銅箔(約1萬噸傳統(tǒng)銅箔)；項(xiàng)目二期擬投資48.5億元人民幣。目前公司復(fù)合銅箔良品率80%。2021年8月通過項(xiàng)目批準(zhǔn)書。規(guī)劃復(fù)合銅箔(MC)2.95億平方米。1風(fēng)險(xiǎn)提示事件：行業(yè)中產(chǎn)能投放進(jìn)度不及預(yù)期、電池廠導(dǎo)入進(jìn)度不及預(yù)期、PET銅箔工藝和技術(shù)尚有難點(diǎn)突破、新能源汽車等下游需求領(lǐng)域不及預(yù)期風(fēng)險(xiǎn)、需求測算偏差風(fēng)險(xiǎn)、產(chǎn)業(yè)鏈或渠道調(diào)研信息更新不及時(shí)、研究報(bào)告使用的公開資料存在更新不及時(shí)風(fēng)險(xiǎn)等。-6-請務(wù)必閱讀正文之后的重要聲明部分行業(yè)報(bào)告簡版投資評級說明：級明~12個(gè)月內(nèi)相對同期基準(zhǔn)指數(shù)漲幅在5%~15%之間有行業(yè)評級基準(zhǔn)(另有說明的除外)。中泰證券股份有限公司(以下簡稱“本公司”)具有中國證券監(jiān)督管理委員會許可的證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格。報(bào)告僅供本公司的客戶使用。本公司不會因接收人收到本報(bào)告而視其為客戶。本報(bào)告基于本公司及其研究人員認(rèn)為可信的公開資料或?qū)嵉卣{(diào)研資料，反映了作者的研究觀點(diǎn)，力求獨(dú)立、客觀和公正，結(jié)論不受任何第三方的授意或影響。但本公司及其研究人員對這些信息的準(zhǔn)確性和完整性不作證，且本報(bào)告中的資料、意見、預(yù)測均反映報(bào)告初次公開發(fā)布時(shí)的判斷，可能會隨時(shí)調(diào)整。本公司對資料、工具、