
复合铜箔产业链及相关概念股

7月21-22日,世界动力电池大会在四川宜宾举行,大会进一步强化了动力电池新技术、高安全性的发展方向;宁德时代首席科学家吴凯指出“汽车电动化虽已进入新阶段,但仍面临很多痛点待解决,还需用新技术、新突破、新标准持续提升客户体验,共同努力推动电动化”。当前,锂电行业正处于新的发展窗口期,涌现了PET铜箔、CTX、钠离子电池、大圆柱电池等技术趋势。

铜箔是厚度在200μm以下的极薄铜带或铜片,根据加工方法差异可分为电解铜箔和压延铜箔两类。
与电解铜箔相比,压延铜箔具有更好的延展性、柔软性、抗弯曲性和更高的强度,故压延铜箔常用于挠性覆铜板中;同时由于表面粗糙度较低,致密度较高,有利于高频信号的传输,极大地减少了信号的损失。因此在精细线路、高频、高速传送的PCB等高端产品中必不可少。
电解铜箔生产成本较低,应用规模庞大,是铜箔的主要种类,截至目前电子电路铜箔仍为电解铜箔的主要种类,2020年出货量占比约为70%,压延铜箔技术更复杂、应用规模更小。
根据应用领域不同,电解铜箔可以分为锂电铜箔和电子电路铜箔。
锂电铜箔常用于动力电池、3C数码、储能系统等领域;电子电路铜箔主要用于电子信息产业,如较低功率的印刷电路板(PCB)、覆铜板(CCL)等,下游应用包括消费电子、汽车电子、通信设备、计算机、航空航天等。

锂电铜箔是锂电池负极的关键基础材料,在锂离子电池中既是负极活性物质的载体,又是负极电子的收集体和传导体。
由于具备良好的导电性、柔韧性、机械加工性能、成熟的加工技术、低廉的加工成本,铜箔是锂电池负极材料载体和集流体的首选,起到传导、汇集锂电池电流以产生最大输出电流的作用。
在锂电池的制作中,负极活性物质由约90%的负极活性物质碳材料、4%-5%的乙炔黑导电剂、6%-7%的粘合剂均匀混合后,涂覆于铜箔集流体表面,经干燥、辊压、分切等工序,即可制得负极电极,因此除负极活性物质之外,铜箔的性能对于锂电池的性能也有很大影响。

铜箔占锂电池总重量比例约13%,仅次于正极材料、负极材料和电解液,是影响电池质量能量密度的关键原料。
成本方面,NCM81锂电池中铜箔占总成本比例约为8%,仅次于正极材料,是影响电池成本的关键原材料之一。

2021年底中国大陆、韩国锂电铜箔产能的合计占比高达90%,2022-2023年锂电铜箔新增产能也主要来自这两个地区。
截至2021年底,中国大陆、韩国、日本、中国香港/中国台湾锂电铜箔产能占比分别达75%、15%、6%和4%,中国大陆和韩国是锂电铜箔主要产区。

从锂电铜箔产能增量看,2022-2023年的主要增量也来自中国大陆地区和韩国,2022年的锂电铜箔产能增量为18.34万吨,其中中国大陆地区占比88%;2023年的锂电铜箔产能增量为19.75万吨,全部来自中国大陆地区。
截至2021年底,国内龙电华鑫、诺德股份、德福科技、嘉元科技以及韩国日进的锂电铜箔产能排名全球前列。
从全球看,截至2021年底,大陆地区龙电华鑫、诺德股份以及韩国的ILJIN产能排名前三位,合计占比达27%;大陆地区的德福科技和嘉元科技分列第四位和第五位,合计占比11%。

预计2025年全球锂电铜箔需求量增至109万吨。
受益于新能源汽车与储能行业的快速发展,预计全球锂电铜箔需求量将保持快速增长,到2025年全球锂电池出货总量将达到1649GWh,2021-2025年CAGR为46%,其中动力电池出货量达到1380GWh,CAGR为59%。
2017-2020年是6μm铜箔的放量阶段,预计2022-2025年将是4-4.5μm铜箔的放量时期。
综合考虑锂电铜箔轻薄化趋势带来的铜箔单耗下降,预计到2025年,全球锂电铜箔需求量将增至101.2万吨,2021-2025年CAGR为40%,锂电铜箔需求增长具备高确定性。
根据中国电子材料行业协会电子铜箔材料分会(CCFA)数据,2021年国内电解铜箔实现新增年产能约11.6万吨,总年产能达到了72.12万吨,同比增涨19.17%,其中有新增8.7万吨锂电池铜箔的产能;新增2.9万吨的电子电路铜箔产能;预计到2022年,我国电解铜箔产能为110.32万吨,同比增涨52.97%。
2021年中国锂电铜箔产量为25.8万吨,标准铜箔产量为35.2万吨,铜箔总产量61万吨,同比增长20%。
根据CCFA数据,2017-2021年,我国电解铜箔的产能年均复合增速达到17.6%,进入快速增长阶段。
中国电解铜箔产能的快速增长主要得益于2016年以来国内锂电铜箔产能建设加速。2015-2021年,我国锂电铜箔产量从5万吨增至25.8万吨,年均增速高达31.46%。
铜箔根据厚度不同可以分为厚铜箔(>70μm)、常规铜箔(18-70μm)、薄铜箔(12-18μm)、超薄铜箔(6-12μm)以及极薄铜箔(≤6μm)。

对于新能源汽车而言,动力电池能量密度是影响汽车续航里程的关键因素。
在新能源汽车续航里程需求不断增加的背景下,采用更加轻薄的铜箔材料可在保持电池容量不变的同时降低电池总体质量,从而提升质量比能量密度。
假设采用8μm厚度铜箔的锂电池能量密度为220Wh/kg,在其他条件不变的情况下,采用6μm铜箔可将锂电池能量密度提升至224-231Wh/kg,提升幅度2-5%;采用4μm铜箔可将锂电池能量密度提升至229-240Wh/kg,提升幅度4-9%。
锂电铜箔目前作为锂电池的负极集流体,因锂电铜箔用铜量较高,材料成本受到铜价影响较大,电池安全性和能量密度存在瓶颈等原因,动力电池厂商出于成本、安全性和能量密度等方面考虑,有动力和需求寻找新型替代材料。
PET铜箔基于原材料成本节省约2/3、安全性和能量密度更高等特性,契合下游发展规律,有望在一定程度上替代传统铜箔,实现从0到1的过程。
复合铜箔是一种形状类似“三明治”的电池集流体材料,其中中间层为4.5μm厚的PET、PP基膜,外层各镀1μm厚的铜。
因此,从结构来看,相比于目前传统6μm的锂电铜箔,PET铜箔是将造价较低的PET基膜替代金属铜,从而实现用铜量减少2/3,达到降低原材料成本的目标。

PET铜箔优势明显:
(1)安全性高:
电池自燃是由于发热失控导致的内短路,传统铜箔,受压后易断裂,断裂后易刺穿隔膜,造成内短路引起发热失控。
而PET材料由于中间有个隔膜,高分子不容易断裂,有阻燃的效果,即使发生了断裂情况,1μm的镀铜也无法达到刺穿隔膜的强度标准,从而规避内短路的风险,提高电池安全性。

(2)提升能量密度:
PET材料相较金属铜轻,所以复合铜箔整体质量较小,可以有效减轻电池重量,提升电池能量密度。
(3)寿命长:
在电池充放电的过程中,相较于金属,高分子材料的膨胀率更低,表面更为均匀,寿命较传统铜箔延长5%。

(4)成本更低:
按照目前铜价6万元/吨进行计算,得出目前6μm的生产成本为3.46元/m²,其中铜原材料成本为2.85元/m²,占比83%;加工成本为0.6元/m²,占比17%。
对PET铜箔的生产成本进行了简单测算,根据宝明科技披露,公司一期项目达产后,约有年初1.5-1.8亿平米的产能,对应投资额在11.5亿元左右。
按照10年折旧,每年制造费用大致在1元/m²左右,则PET铜箔达产后的生产成本有望达到2.18元/m²,比锂电铜箔的生产成本低1.3元/m²,大概节约37%的成本。
按照成本拆分来看,PET铜箔的原材料成本在1元/m²左右,比锂电铜箔节约64.1%;加工成本在1.2元/m²,比锂电铜箔多了92.4%。
综合来看,PET铜箔的原材料成本节约效果明显。

目前6μm锂电铜箔的加工费在4万元左右,折合单平方米的售价在5.38元左右。
由于PET铜箔具备安全性好、能量密度高、寿命长等特点,下游客户或将给予一定溢价。
当然完全可以预期的是,若PET铜箔单平方米的售价低于5.38元,则下游电池厂商有望加速导入更具性价比优势的PET铜箔。

工艺流程及产业链:
(1)原材料及设备采购:
PET铜箔主要是采购厚度为4.5μm的PET基膜、铜靶材、辅材等原材料。
目前,行业中生产PET铜箔的主要设备为磁控溅射设备/电子束蒸镀设备、水电镀等。其中磁控溅射部分的设备多采用进口设备、水镀设备多采用东威科技的设备。
(2)PVD方法镀膜:
目前在基膜上金属化,主要采用磁控溅射以及蒸发镀膜等方式。在真空环境下,利用磁控溅射设备在基膜上先镀50nm左右的铜膜。
具体的原理为,电子在真空的条件下,在飞跃过程中与氩原子发生碰撞(期间会通入纯净的氩气),使其电离产生出Ar+和新的电子;受磁控溅射靶材背部磁场的约束,大多数电子被约束在磁场周围,而Ar+在电场作用下加速飞向Cu靶,并以高能量轰击Cu合金靶表面,使靶材发生溅射,在溅射粒子中,中性的靶原子或部分离子沉积在基膜上形成厚度为50nm左右的薄膜。在此过程中,铜靶材的利用率较低,为32.12%。
(3)离子置换工艺/水电镀:
通过离子置换机进行金属置换金属层增厚。将膜面金属层作为阴极,膜面在穿过药剂槽液下辊之间穿行,膜面在药剂中,发生离子迁移置换反应,膜面上得到电子后,在膜面上形成铜层,铜层堆积厚度为1μm左右。在此过程中,铜球和无氧铜角的利用率为80%左右。

据测算,全球新能源车销量今年有望达到1000万辆以上,同比增速有望达57%左右。对应的动力电池产量有望达644GW,同比增速达64%。
预计随着PET铜箔技术成熟,有望实现从0到1的突破。假设PET铜箔2022-2025年的渗透率在0.5%/1%/5%/10%,对应的电池需求在55/148/298Gwh,CAGR达265%。

相关概念股:
1、嘉元科技(688388.SH)
公司成立于2001年,主要产品为锂电铜箔及小部分电子铜箔。
通过20年的深耕发展,公司已深度绑定动力电池龙头宁德时代、消费电池ATL,产品持续引领行业进步。
2018年公司率先实现6um铜箔量产,2020年4.5um铜箔开始量产,产品结构不断优化。受益于下游电动车、储能需求爆发,2021年度公司实现营收28.04亿元,同比增长133.26%,归母净利润为5.5亿元,同比增长195.02%。
为满足客户需求,公司加速白渡、宁德、赣州等基地产能扩张,且在2021年收购山东信力源扩充产能。
2、诺德股份(600110.SH)
公司是我国最早从事电解铜箔的生产企业之一,具备不同厚度锂电铜箔和电子电路铜箔的生产能力。
公司聚焦锂电材料,铜箔产品以锂电铜箔为主,2020年铜箔在主营业务收入和毛利润占比分别高达88%和82%。
经过多年发展,公司已经在青海西宁和广东惠州形成两大生产基地,拥有铜箔产能4.3万吨,产销规模处于行业前列。
公司重视技术研发,积累深厚。公司拥有制液、生箔为一体独立系统,电解液过滤器、复合添加剂的制备、生箔、后处理等技术均处行业领先。
公司前瞻布局,在行业率先实现了铜箔技术突破及超薄和极薄铜箔的规模化生产,产品矩阵引领行业潮流。
2022年7月,公司与与苏州道森钻采设备股份有限公司签订合作协议,提到会共同研发3微米等极薄铜箔及复合铜箔产品,储备下一代铜箔技术。
公司客户覆盖面较广,与国内外锂电头部企业如宁德时代、比亚迪、中创新航、国轩高科、LG、松下等合作关系良好。
3、铜冠铜箔(301217.SZ)
公司是国内电子铜箔行业领军企业之一,多年来形成“PCB铜箔+锂电铜箔”双轮驱动的业务发展模式。
公司自成立以来,一直深耕高精度电子铜箔的研发、制造和销售等,专注于提升电子铜箔产品的性能,在行业各个环节均积累了丰富的经验。
公司的主要产品按应用领域分类包括PCB铜箔和锂电池铜箔,公司在PCB铜箔和锂电池铜箔领域与业内知名企业如生益科技、台耀科技、比亚迪等建立了长期合作关系。
公司在RTF箔领域处于领先地位,近年来高端PCB铜箔销量提升明显,募投项目有望进一步扩大高端化优势。
公司锂电铜箔业务发展迅速,6μm及以下产品销量占比稳步提升,成长空间广阔。铜陵铜箔新增年产2万吨电子铜箔项目,有利于进一步提高公司锂电铜箔市占率。
4、万顺新材(300057.SZ)
功能性薄膜行业先驱,布局PET铜箔具备业务协同优势。万顺新材主要布局纸包装、电池铝箔和功能性薄膜等三大领域。
公司在2012年8月布局功能性薄膜业务,2021年功能性薄膜基地投产。产品主要包括光学膜(导电膜、高阻隔膜等)、窗膜(智能光控隔热膜等节能膜)、光伏膜(光伏背板高阻隔膜)、包装膜(食品药品高阻隔膜)等领域。
功能性薄膜需要综合应用磁控溅射、真空蒸镀、涂布复合、精密切割等先进技术,设备也需要从日韩、德国等国进口。截止2020年底,公司拥有7条磁控溅射设备及电子束镀膜设备等多套核心设备。
在PET铜箔制造方面,具备技术、设备和业务协同等优势,目前已经送样给下游电池企业进行认证。
5、双星新材(002585.SZ)
BOPET薄膜为主业,具备基膜生产能力。双星新材是从切片-基膜-成品一体化布局的企业,在基膜方面具有制造和原材料优势。除此之外,公司也有磁控溅射等核心设备。
2020年公司开始立项PET铜箔,2021年开始开发,目前公司的产品已送往客户进行评价认证。
6、宝明科技(002992.SZ)
积极布局PET铜箔业务。公司主营业务以LED背光源和触摸屏为主。
2022年7月公告,拟投资60亿元建设复合铜箔生产基地。其中,一期项目投资11.5亿元,达产后年产约1.5-1.8亿平米的锂电复合铜箔(约1万吨传统铜箔);项目二期拟投资48.5亿元人民币,视一期投产情况而定。

7、三孚新科(688359.SH)
11月2日晚间公告,拟新增机械设备等经营范围。公司互动平台透露,为给公司新型复合铜箔电镀专用化学品的推广提供配套生产设备,或将开展复合铜箔电镀设备业务。
其11月6日公布的调研纪要显示,新型复合铜箔电镀工艺正处在中试阶段,预计明年可以规模化应用,“希望的良率目标”可达95%。
8、东威科技(688700.SH)
公司自称是目前国内乃至国际,唯一大批量量产新能源镀膜设备的公司,订单超预期。
9、元琛科技(688659.SH)
公司将复合铜箔纳入了转型方向。该公司在11月7日披露的纪要中直言,“7月复合箔材产业突然火起来,有很多人来交流过”。上半年其在实验室针对复合铜箔材料进行实验,第一批设备预计10月底落地,第一条线设备安装预计11月完成。值得一提的是,元琛科技的水平电镀设备便来自东威科技。
10、海亮股份(002203.SZ)
近日接受机构调研时称,正开展多个集流体创新研发项目,其中PET复合铜箔已立项,在推进研发工作。
11、阿石创(300706.SZ)
公司已完成复合铜箔项目的设备选型和下定的工作,后续将与电池厂商进行技术交流。

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