动力电池新技术展望系列报告四：复合集流体技术与设备创新加速，材料与设备公司有望受益

敬请参阅最后一页特别声明 -1- 证券研究报告 2022年7月25日 行业研究 复合集流体技术与设备创新加速，材料与设备公司有望受益 ——动力电池新技术展望系列报告四 电力设备新能源、环保 买入（维持） 作者 分析师：殷中枢 执业证书编号：S0930518040004 010-58452063 yinzs@ebscn.com 分析师：郝骞 执业证书编号：S0930520050001 021-52523827 haoqian@ebscn.com 分析师：黄帅斌 执业证书编号：S0930520080005 021-52523828 huangshuaibin@ebscn.com 分析师：陈无忌 执业证书编号：S0930522070001 021-52523693 chenwuji@ebscn.com 联系人：和霖 helin@ebscn.com 行业与沪深300指数对比图 资料来源：Wind 电解铜箔存在容量降低、电池热失控等安全隐患。在锂电池行业中，目前主流采用的负极集流体为厚度6-9um左右的纯铜电解铜箔。电池充放电使用过程中，负极材料体积也随之变化，作为负极集流体的铜箔也会不断拉伸收缩，负极材料可能脱落引起容量降低，性能下降，电阻增加，产热增加等安全隐患。另外，电池由于枝晶生长、外力等原因受损引起热失控后，存在电池爆燃的安全风险。复合集流体就像一个保险，针刺后针刺位点迅速断开，从而保证了电池的安全。 PET复合铝膜和铜箔是传统锂电池集流体（铝箔和铜箔）的良好替代材料，对锂电池能量密度提升，安全性提升，成本降低具有重要的意义，市场前景广阔。并且该技术具备较大的普适性，复合铜箔、铝箔等其他复合膜材料也能使用该技术。 复合铜箔是在厚度4~6微米的塑料薄膜表面先采用真空沉积铜的方式，制作一层约50-80纳米的金属层，将薄膜金属化，然后采用水介质电镀的方式，将铜层加厚到1微米，复合铜箔整体的厚度在5～8微米之间，来代替传统的电解铜箔。PET复合铜箔能节省约2/3的铜，显著降低材料成本，实现量产后进一步扩大电芯的降本空间。 投资建议：复合集流体是近年来安全技术的一个重要突破，具备较大的降本与提高能量密度的空间。PET铜箔、铝箔未来几年产业化进程有望加速，达到电池GWh级别对应的量产规模；但是与传统锂电铜箔相比，短中期来看PET铜箔/铝箔的规模占比仍然较小。建议关注技术变革带来的投资机会与细分格局优化。 （1）产业链中游企业复合集流体技术与产业化取得较大进展，扩产项目持续推进中，未来有望在电池上得到大规模应用。关注：重庆金美（未上市）、东威科技、宝明科技、双星新材。 （2）下游电池厂商积极布局，产业化进展加快。关注：宁德时代、厦门海辰（未上市）。 风险提示：产业政策发生重大不利变化、新能源车产销不及预期、竞争加剧、产能过剩导致盈利能力下滑、技术路线变革的风险。 要点 敬请参阅最后一页特别声明 -2- 证券研究报告 电力设备新能源、环保 1、 复合集流体安全降本，降本空间广阔 电解铜箔存在容量降低、电池热失控等安全隐患。在锂电池行业中，目前主流采用的负极集流体为厚度6-9um左右的纯铜电解铜箔。电池充放电使用过程中，负极材料体积也随之变化，作为负极集流体的铜箔也会不断拉伸收缩，负极材料可能脱落引起容量降低，性能下降，电阻增加，产热增加等安全隐患。另外，电池由于枝晶生长、外力等原因受损引起热失控后，存在电池爆燃的安全风险。复合集流体就像一个保险，针刺后针刺位点迅速断开，从而保证了电池的安全。 PET复合铝膜和铜箔是传统锂电池集流体（铝箔和铜箔）的良好替代材料，对锂电池能量密度提升，安全性提升，成本降低具有重要的意义，市场前景广阔。并且该技术具备较大的普适性，复合铜箔、铝箔等其他复合膜材料也能使用该技术。 复合铜箔是在厚度4~6微米的塑料薄膜表面先采用真空沉积铜的方式，制作一层约50-80纳米的金属层，将薄膜金属化，然后采用水介质电镀的方式，将铜层加厚到1微米，复合铜箔整体的厚度在5～8微米之间，来代替传统的电解铜箔。PET复合铜箔能节省约2/3的铜，显著降低材料成本，实现量产后进一步扩大电芯的降本空间。 图1：复合集流体工作机理 资料来源：Soteria专利 PET复合铜箔和传统铜箔相比，具有4大优点： 1、高安全：复合铜箔中间的塑料隔膜层可以大大提高电池的燃烧安全性。 2、高比容：同等情况下，铜的用量只有原来的1/3~1/5，部分铜替换成塑料，带来电池重量的减轻，从而增加电池的能量密度； 3、长寿命：减少金属收缩引起的活性物质脱落，能提升电池循环寿命； 4、强兼容：适用于锂电池的环境。 图2：复合集流体结构示意图 图3： 复合铜箔示意图 资料来源：重庆金美环评报告 资料来源：重庆金美环评报告 敬请参阅最后一页特别声明 -3- 证券研究报告 电力设备新能源、环保 国产化设备突破工艺难点 复合集流体的难点在于有机高分子和无机金属的紧密复合。关键工艺主要可分为两步，第一步真空磁控溅射，采用PVD（物理气相沉积）方法在4.5um厚度的PET表面溅射一层几十nm的金属，第二步再采用离子置换的方法增厚表面的金属层，形成的铜厚度约900nm。 PVD工艺是复合集流体技术的关键，目前的工艺有三种，磁控溅射、电子束蒸镀、热蒸镀。PVD技术在半导体领域应用已经较为成熟。 离子置换与传统电镀的方法具备技术相通性，只是药液成份较为简单、只涉及铜一种重金属。 电镀设备国内以东威科技等企业为代表，该步骤与传统铜箔企业的电解镀铜工艺具有较大程度的相通性。东威科技是国内精密电镀设备龙头，主要产品为PCB电镀专用设备及其配套设备、通用五金类电镀设备。 图4：传统铜箔工艺流程图 图5：PET镀铜生产工艺流程 资料来源：重庆金美环评报告 资料来源：重庆金美环评报告 图6：真空磁控溅射示意图 图7：酸性离子置换设备示意图 资料来源：重庆金美环评报告 资料来源：重庆金美环评报告 PET镀铜与传统铜箔工艺相比，工艺优点主要有： 1、工艺流程大大缩短，采用真空镀膜工艺形成膜面作为阴极，可直接在离子置换设备中反应，且真空工序无污染，铜箔的溶铜电解工艺同样有污染物排放； 敬请参阅最后一页特别声明 -4- 证券研究报告 电力设备新能源、环保 2、采用新型的药剂体系，规避了氰化物等剧毒物质，使生产过程的排污量更好，污染物也更容易处理； 3、抗氧化采用有机抗氧化液，抗氧化直接进行烘干工艺，药剂进行循环使用。避免了金属污染物的排放。 表1：PET镀铜与传统铜箔工艺对比 对比项目 PET镀铜 传统工艺 工艺原理 真空镀膜+离子置换 （药液成份较为简单、只涉及铜一种重金属） 溶铜电解+水电镀 （镀液成份复杂，涉及多种重金属，传统镀液可能会涉及氰化物） 基膜 用PET/PP原料膜作为基膜 使用铜料，溶铜后生成原箔生产基膜 工序长度 6-8道 13-15道 粗化工序 不需要 ，项目基材是平整、光亮的，并且使用酸度添加剂 需要，为了铜箔与基材间有较好的结合力，同时为了电流分布均匀 物料传送方式 采用连续离子置换法 （操作容易，效率好，与空气接触时间较短） 采用多种金属电镀方式 （更容易使镀液滴漏到地面，且于空气接触时间较长） 水洗工序 只涉及酸性离子置换后清洗 因为传统铜箔生产涉及镀多种金属，镀后都需要清洗 资料来源：重庆金美环评报告 2、 材料与设备公司有望受益 2.1、 重庆金美（未上市）：头部客户投资，放量可期 复合集流体是近年来安全技术的一个重要突破，宁德间接投资的重庆金美从材料设计、设备与工艺、电池应用等多方面形成了核心的技术成果。海外的初创公司Soteria也在该领域进行了专利布局。 重庆金美新材料是复合膜技术的领导者，具有多项导电复合薄膜的制备工艺及设备的专利，公司由宁德时代间接参股的长江晨道（15.68%）参股（2022年7月）。 图8：重庆金美股权结构图 资料来源：Wind, 更新时间2022-07-24 重庆金美主营业务为新型高端功能材料、高端电子专用材料研发、制造和销售，主打产品为多功能复合集流体铝箔(MA)和多功能复合集流体铜箔(MC)。据重庆金美官网，该材料产品是金美联合新能源行业头部企业相互配合研发，目前已经实现商品化应用，进入量产阶段。 敬请参阅最后一页特别声明 -5- 证券研究报告 电力设备新能源、环保 据重庆金美官网，重庆金美项目一期总投资15亿元，一期全部产线满产后可达到年产能3.5亿平米，年产值17.5亿元。 表2：重庆金美复合集流体相关专利布局 专利名称 摘要 公开时间 一种复合金属箔的制备方法、设备和系统 本发明提供一种复合金属箔的制备方法、设备和系统,设备包括：间隔设置的一次和二次双面镀膜模块。 2022.05.13 一种废复合铜膜回收处理方法 本发明公开了一种废复合铜膜回收处理方法,向氧化后的复合铜膜中加入足量的硫酸,硫酸溶解复合铜膜表面的铜层,通过固液分离形成硫酸铜溶液与基体塑料。 2022.04.29 一种复合铜箔设备自动加电流方法 本发明提供了一种复合铜箔设备自动加电流方法,涉及电镀技术领域。 2022.04.12 一种多功能复合薄膜生产加工系统和生产加工方法 本发明实施例提供了一种复合薄膜生产加工系统和生产加工方法,包括放卷装置、收卷装置、电镀装置,通过放卷装置对待生产的薄膜进行放卷,通过电镀装置对薄膜进行电镀,通过收卷装置对电镀后的薄膜进行收卷。 2022.03.22 一种用于导电薄膜电镀的生产线 本实用新型实施例提供一种用于导电薄膜电镀的生产线。本实用新型在电镀过程中，通过去金属离子槽去除导电薄膜走带时带入镀液中的金属离子，提高了电镀效率。 2022.03.15 一种水电镀设备 本实用新型实施例提供一种水电镀设备,该设备包括：放料机构、收料机构和镀液池。 2022.03.04 资料来源：国家知识产权局，光大证券研究所整理 2.2、 东威科技：电镀设备龙头，磁控溅射&光伏镀铜打造第二增长曲线 东威科技主要从事高端精密电镀设备及其配套设备的研发、设计、生产及销售，主要产品分为三大领域，第一是高端印制电路（PCB）电镀专用设备，第二类是五金表面处理专用设备，第三类面向新能源动力电池负极材料专用设备及光伏领域专用设备的研发与制造。在PET铜箔生产制造方面，公司生产的水平镀膜设备可以将铜层增厚到1μm，使之兼具安全性和导电性。2017-2021年公司营收从3.76亿元增长至8.05亿元， CAGR达20.9%；归母净利润从0.45亿元增长至1.61亿元， CAGR达37.2%，业绩增速稳定。 图9：东威科技PCB电镀设备 资料来源：东威科技官网，光大证券研究所 7月22日，东威科技发布2022年半年报，公司新领域新市场开拓顺利，利润维持较高幅度增长。2022H1，公司营业收入同比增长17.86%，主要是加强开拓市场、拓展新领域、扩大销售；公司的垂直连续电镀设备订单有所增长，PET镀铜设备贡献增量。随着产品结构的改善，公司利润率亦呈现提升态势，2022H1实现毛利率43.68%，同比提高1.09pct；净利率22.62%，同比提高2.78pct。 敬请参阅最后一页特别声明 -6- 证券研究报告 电力设备新能源、环保 表3：东威科技电镀设备相关专利布局 专利名称 摘要 公开时间 一种清洗装置、电镀设备及电镀生产线 本实用新型涉及电镀技术领域,尤其涉及一种清洗装置、电镀设备及电镀生产线。清洗装置包括清洗槽和回流槽。 2022.05.10 电镀槽阻水装置及垂直连续电镀线 本实用新型公开了一种电镀槽阻水装置及垂直连续电镀线,属于电镀技术领域。垂直连续电镀线包括电镀槽阻水装置。 2022.04.08 一种PCB板的生产工艺方法 本发明涉及电路板制作的技术领域,具体涉及一种PCB板的生产工艺方法,其包括用于形成线路图形的蚀刻方法。 2022.01.08 一种电镀挂具及电镀生产线 本