復(fù)合銅箔行業(yè)簡析1

復(fù)合銅箔行業(yè)簡析復(fù)合箔材性能優(yōu)異，降本增效復(fù)合箔材有望登上舞臺(tái)鋰電池是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，主要由正極材料、負(fù)極材料、電解液和隔膜等四大主材，以及銅箔、鋁箔、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、結(jié)構(gòu)件等輔材組成。銅/鋁箔是鋰電池的重要組成部分，作為鋰電池正負(fù)極的集流體和正負(fù)極活性物質(zhì)的載體，對(duì)鋰電池的循環(huán)壽命、能量密度、安全性等重要性能都有較大影響。傳統(tǒng)箔材基本上是由純銅/鋁組成，而復(fù)合銅箔/鋁箔為三明治結(jié)構(gòu)，中間層為PET膜或者PP膜，上下兩面均為厚度約為1微米的銅/鋁層。復(fù)合箔材優(yōu)勢(shì)一：高能量密度已知銅、鋁、PET膜材的密度分別為8.96、2.7、1.37g/cm3，假設(shè)1GWh鋰電池正極、負(fù)極箔材用量均為1200萬平方米，銅箔、鋁箔厚度分別為6、12微米，對(duì)應(yīng)的銅箔、鋁箔用量分別為645、389噸。若替換成復(fù)合箔材，設(shè)PET層厚度為4.5微米，金屬層厚度為2微米，則1GWh鋰電池需要的正極、負(fù)極箔材相比傳統(tǒng)箔材分別減重55%和64%。復(fù)合箔材優(yōu)勢(shì)二：物料成本降低根據(jù)近日銅、鋁金屬的價(jià)格，假設(shè)銅、鋁金屬的價(jià)格分別為6.5萬元/噸和1.8萬元/噸，則1GWh鋰電池需要的傳統(tǒng)銅箔、鋁箔原材料成本分別為4193萬元和700萬元，銅箔原材料成本是鋁箔的6倍左右，且銅箔的加工費(fèi)一般高于鋁箔，考慮加工費(fèi)用后，銅箔成本將更高。若以復(fù)合箔材替代傳統(tǒng)銅箔和鋁箔，1GWh電池的箔材原材料成本分別可以下降2736萬元和524萬元，下降幅度為65%和75%。復(fù)合箔材優(yōu)勢(shì)三：高安全性電池自燃主要是因?yàn)榘l(fā)熱失控導(dǎo)致的內(nèi)短路，采用復(fù)合箔材可提高電芯安全性，主要因?yàn)椋?）復(fù)合箔材的高分子材料在150℃以上高溫下會(huì)發(fā)生熔縮，在電池?zé)崾Э厍扒袛嚯娏骰芈?，并且不?huì)因短路產(chǎn)生高溫燃爆，因此可有效防止電池?zé)崾Э?，提升安全性能?）復(fù)合箔材中金屬層更薄，在電芯受到?jīng)_擊時(shí)，金屬層不易刺穿隔膜，降低內(nèi)短路發(fā)生。3）針刺測(cè)試時(shí)，PET膜能起到一定的隔離作用。針刺測(cè)試時(shí)，采用傳統(tǒng)箔材的電芯容易發(fā)生內(nèi)短路，電芯電壓瞬間降低到0V，電芯內(nèi)部自放電，溫度快速上升；采用復(fù)合箔材后的電芯溫度并沒有明顯變化。復(fù)合箔材劣勢(shì)：快充性能有待提高由于復(fù)合箔材兩側(cè)的金屬層厚度一般只有1微米，導(dǎo)致復(fù)合箔材的過流能力有限。在低倍率充放電時(shí)候，采用傳統(tǒng)箔材或者復(fù)合箔材，電芯的充放電曲線一般沒有明顯的差異。而到了2C、4C高倍率充放電時(shí)，復(fù)合箔材性能表現(xiàn)有可能低于傳統(tǒng)箔材?；诋?dāng)前技術(shù)進(jìn)展，除了純電動(dòng)4C應(yīng)用場(chǎng)景，預(yù)計(jì)復(fù)合銅箔在儲(chǔ)能、換電、中低端車等市場(chǎng)，更有競(jìng)爭力。技術(shù)路線初定，量產(chǎn)在即原材料上，PET和PP膜為行業(yè)主流選擇膜材的核心功能是負(fù)載銅層，需要具有耐高溫、較高抗拉強(qiáng)度、低成本、且和銅有較好的結(jié)合力等優(yōu)點(diǎn)。目前可用于復(fù)合銅箔的膜材有PET膜、PP膜和PI膜等。由于PI膜售價(jià)35～100萬元/噸，售價(jià)過高，目前行業(yè)的主流選擇是PET膜與PP膜。復(fù)合銅箔生產(chǎn)工藝主要有三種一步法有兩種工藝：①全濕法。先提升基膜表面粗糙度，然后用化學(xué)沉積在基材表面覆蓋金屬銅層。②全干法。使用磁控濺射或開發(fā)磁控濺射和真空蒸鍍一體機(jī)鍍銅。兩步法：磁控濺射+水介質(zhì)電鍍。在磁控濺射形成基礎(chǔ)銅膜后，通過水介質(zhì)電鍍的方法將兩邊銅層分別增厚至1μm左右，實(shí)現(xiàn)集流體導(dǎo)電的功能。三步法：磁控濺射+真空蒸鍍+水介質(zhì)電鍍。在磁控濺射后增加真空蒸鍍環(huán)節(jié)，可以快速補(bǔ)足銅膜到適合電鍍的厚度。兩步法為市場(chǎng)主流方法綜合效率與良品率考慮，兩步法在行業(yè)內(nèi)進(jìn)展較快。1）一步法：優(yōu)點(diǎn)是工序簡單、均勻性好、良品率高、技術(shù)壁壘較高，但是效率較低；2）兩步法：效率提高，但是鍍層均勻性比一步法略差；3）三步法：優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率最高，但是工序繁多，且真空蒸鍍工藝的高溫環(huán)境容易使高分子基膜穿孔，良品率低。復(fù)合鋁箔生產(chǎn)采用蒸鍍工藝蒸鍍更適合復(fù)合鋁箔的制備。蒸鍍工藝通過高溫融化金屬材料，蒸發(fā)到基膜上實(shí)現(xiàn)鍍銅/鋁，比磁控濺射速度更快、效率更高。另外，因?yàn)殇X的熔點(diǎn)遠(yuǎn)低于銅，所以蒸鍍的溫度較低，可減少因高溫導(dǎo)致的基膜變形等問題的發(fā)生。磁控濺射設(shè)備在兩步法和三步法中均有使用磁控濺射：是一種物理氣相沉積（PVD）方法，將氬離子在真空+強(qiáng)電場(chǎng)條件下加速轟擊銅靶表面，使銅靶材發(fā)生濺射，濺射的銅原子沉積在PET基膜表面形成30-70nm的薄銅層。磁控濺射在兩步法和三步法中均有使用，由于PET/PP表面不導(dǎo)電，無法直接進(jìn)行電鍍，需要先對(duì)高分子材料進(jìn)行表面處理、活化，濺射形成方阻小于2Ω的金屬銅膜。水電鍍水介質(zhì)電鍍：是指PET基膜經(jīng)過磁控濺射（真空蒸鍍）后有導(dǎo)電性，在電鍍液中正反兩面通電，進(jìn)行金屬化沉積。具體來說，將“金屬化”的高分子材料作為陰極，銅作為陽極，以含銅離子的溶液作為電解液（通常為CuSO4），在外電場(chǎng)的作用下，金屬銅經(jīng)電極反應(yīng)還原成金屬原子，并在高分子材料上進(jìn)行金屬沉積形成銅膜。其技術(shù)壁壘在于控制拉力，保障基膜的完整性。水介質(zhì)電鍍?cè)趦刹椒ê腿椒ㄖ芯惺褂?，水電鍍速度快，生產(chǎn)效率高，微米級(jí)鍍銅可以一次成型。真空蒸鍍真空蒸鍍是一種物理氣相沉積（PVD）方法，把金屬熔化成液態(tài)，形成金屬蒸汽開始揮發(fā)，然后把蒸汽中銅原子冷凝在PET表面沉積和成長。真空蒸鍍主要用于三步法和鋁箔生產(chǎn)中，在磁控濺射后增加真空蒸鍍環(huán)節(jié)，目的是提高沉積速度，可以快速補(bǔ)足銅膜到適合電鍍的厚度。需求預(yù)測(cè)隨著復(fù)合銅箔技術(shù)成熟，今年復(fù)合銅箔有望開始大規(guī)模出貨，并且隨著復(fù)合銅箔滲透率提高，復(fù)合銅箔到2025年出貨量有望達(dá)到新的臺(tái)階。假設(shè)2023～2025年復(fù)合銅箔滲透率分別為1%、5%和10%，復(fù)合銅箔的平均售價(jià)分別為5元/平米、4.5元/平米、4元/平米。預(yù)計(jì)到2025年復(fù)合銅箔出貨量有望達(dá)到26.16億平米，對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)規(guī)模約為104.6億元。行業(yè)優(yōu)質(zhì)公司顯現(xiàn)相關(guān)標(biāo)的介紹——寶明科技公司成立于2006年，2020年上市，傳統(tǒng)業(yè)務(wù)主要生產(chǎn)LED背光源、電容式觸摸屏兩類產(chǎn)品。2021年年初公司開始進(jìn)行鋰電復(fù)合銅箔的研發(fā)工作，2022年2月產(chǎn)出合格樣品，22年5月初開始送樣。寶明科技憑借在金屬鍍膜方面的長期積累，為其復(fù)合銅箔的研發(fā)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。相關(guān)標(biāo)的介紹——英聯(lián)股份公司成立于2006年，傳統(tǒng)業(yè)務(wù)為易開蓋，以金屬科技作為戰(zhàn)略核心，已建成汕頭和揚(yáng)州兩大智能化生產(chǎn)基地。江蘇英聯(lián)復(fù)合集流體有限公司為英聯(lián)股份控股子公司，是一家從事研發(fā)、生產(chǎn)、銷售復(fù)合銅箔、復(fù)合鋁箔的專業(yè)企業(yè)。目前公司已有三條復(fù)合銅箔生產(chǎn)線。技術(shù)積累：目前公司已組建一支由武俊偉博士領(lǐng)銜、覆蓋真空物理、光學(xué)膜、柔性材料等方面專業(yè)經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)開發(fā)團(tuán)隊(duì)，開展相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)工作。多名團(tuán)隊(duì)成員在電子行業(yè)從事過本項(xiàng)目核心工藝磁控濺射、水電鍍相關(guān)的技術(shù)工作。相關(guān)標(biāo)的介紹——雙星新材公司成立于1997年，2011年上市，以BOPET聚酯薄膜業(yè)務(wù)起家，經(jīng)過20多年技術(shù)積累，形成光學(xué)材料、新能源材料、節(jié)能窗膜材料、信息材料、熱收縮材料“五大板塊”總體布局，目前已成為全球BOPET行業(yè)龍頭。技術(shù)積累：從材料端來看，雙星新材具有基膜生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和關(guān)鍵技術(shù)，能在良率改進(jìn)的關(guān)鍵問題上進(jìn)行攻關(guān)，具備先發(fā)優(yōu)勢(shì)。相關(guān)標(biāo)的介紹——元琛科技公司成立于2005年，從事過濾材料、煙氣凈化系列環(huán)保產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售，為客戶提供智慧環(huán)保系統(tǒng)解決方案、關(guān)鍵設(shè)備及其核心部件，產(chǎn)品應(yīng)用于電力、鋼鐵及焦化、垃圾焚燒、水泥和玻璃等行業(yè)。技術(shù)積累：公司多年深耕高分子膜材料領(lǐng)域，核心技術(shù)包括PTFE復(fù)合乳液滲膜技術(shù)、PTFE納米膜復(fù)合技術(shù)、針眼熱熔覆膜密封技術(shù)等，與復(fù)合銅箔技術(shù)具有協(xié)同性。相關(guān)標(biāo)的介紹——萬順新材公司成立于1998年，主要包括鋁加工業(yè)務(wù)、紙包裝材料和功能性薄膜三大業(yè)務(wù)，其中鋁箔業(yè)務(wù)為公司的第一大業(yè)務(wù)。技術(shù)積累：公司在鍍膜領(lǐng)域積累了二十年的生產(chǎn)、技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，覆蓋磁控濺射鍍膜、電子束鍍膜等技術(shù)，為開發(fā)復(fù)合銅膜產(chǎn)品提供了技術(shù)支撐，擁有多套磁控濺射設(shè)備、電子束鍍膜設(shè)備、精密涂布線等進(jìn)口尖端設(shè)備，硬件基礎(chǔ)處于業(yè)內(nèi)較高水平。相關(guān)標(biāo)的介紹——方邦股份公司主營業(yè)務(wù)為高端電子材料的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售，專注于提供高端電子材料及應(yīng)用解決方案，現(xiàn)有產(chǎn)品主要是電磁屏蔽膜、各類銅箔、撓性覆銅板，客戶包括三星、華為、OPPO、VIVO、小米等。技術(shù)積累：公司當(dāng)前主營產(chǎn)品電磁屏蔽膜產(chǎn)品需要全面掌握精密涂布技術(shù)、卷狀真空濺射技術(shù)、連續(xù)卷狀電鍍/解技術(shù)、材料合成及配方技術(shù)等技術(shù)與PET復(fù)合銅箔在核心制備技術(shù)上具有一定契合性。相關(guān)標(biāo)的介紹——中一科技公司主要從事高性能電子材料研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，擁有云夢(mèng)、安陸兩大電解銅箔生產(chǎn)基地，是業(yè)內(nèi)知名的銅箔專業(yè)制造商。公司產(chǎn)品主要應(yīng)用于鋰離子電池和印制電路板等眾多領(lǐng)域。技術(shù)積累：復(fù)合銅箔的電鍍工序和公司現(xiàn)有電子電路電解銅箔的固化、鈍化工序的原理、工藝基本相同，公司在集流體電化學(xué)鍍的添加劑、工藝、過程控制、裝備等方面擁有的核心技術(shù)，可以應(yīng)用到復(fù)合銅箔的生產(chǎn)中，提高良品率和生產(chǎn)效率。相關(guān)標(biāo)的介紹——諾德股份公司成立于1989年，是國內(nèi)主要知名鋰離子電池廠商的供應(yīng)商。核心產(chǎn)業(yè)為鋰離子電池基礎(chǔ)材料電解銅箔的生產(chǎn)、銷售,主要應(yīng)用于動(dòng)力鋰電池生產(chǎn)制造，少部分用于消費(fèi)類電池和儲(chǔ)能電池。公司自主研發(fā)生產(chǎn)的高檔電解銅箔產(chǎn)品、動(dòng)力電池材料等系列產(chǎn)品在國內(nèi)市場(chǎng)占有率位居前列。技術(shù)積累：主營鋰離子電池用電解銅箔的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售業(yè)務(wù)，在高分子材料和電鍍領(lǐng)域有技術(shù)積累。相關(guān)標(biāo)的介紹——東威科技成立于2001年，主營業(yè)務(wù)為高端精密電鍍?cè)O(shè)備及其配套設(shè)備的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及銷售，主要產(chǎn)品為剛性板VCP、柔性板片對(duì)片VCP等設(shè)備。新能源領(lǐng)域，有卷式水平膜材電鍍?cè)O(shè)備、磁控濺射卷繞鍍膜設(shè)備、光伏鍍銅設(shè)備。技術(shù)積累：公司憑借電鍍領(lǐng)域長期技術(shù)積累拓展至鋰電復(fù)合銅箔領(lǐng)域，并憑借對(duì)真空鍍膜領(lǐng)域的長期積累，向前道工序磁控濺射延伸，與后道水電鍍密切銜接。相關(guān)標(biāo)的介紹——驕成超聲公司聚焦超聲波技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，產(chǎn)品主要包括動(dòng)力電池超聲波焊接設(shè)備、汽車輪胎超聲波裁切設(shè)備、其他領(lǐng)域超聲波焊接設(shè)備、動(dòng)力電池制造自動(dòng)化系統(tǒng)、檢測(cè)及其他設(shè)備、配件等。技術(shù)積累：基于超聲波高速滾動(dòng)焊接系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)了超聲波滾焊機(jī)，產(chǎn)品最大