电力设备及新能源行业深度报告：复合箔材产业化进程加速，量产在即

复合箔材产业化进程加速，量产在即 分析师：张文臣S0910523020004周涛S0910523050001联系人：申文雯S0910123030032乔春绒S0910121070027 本报告仅供华金证券客户中的专业投资者参考请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 核心观点 u铜箔和铝箔是锂电池的重要组成部分，对锂电池的循环寿命、能量密度、安全性等重要性能都有较大影响。与传统箔材相比，复合箔材优势明显，有望登上舞台。复合箔材采取“三明治”结构，在4.5微米的高分子材料两侧各镀上1微米的金属层。复合铜箔、复合铝箔相对传统箔材减重分别为55%和64%，这将带来两大优势：1）提高电池及系统的能量密度，根据测算，在磷酸铁锂和三元电池中同时采用复合铜箔和铝箔方案，大概可以提高电池系统能量密度5%~10%。2）降本效果显著。在当前原材料价格下，1GWh电池的箔材原材料成本分别可以下降2736万元和524万元，下降幅度为65%和75%。即使考虑固定资产投资，复合铜箔的综合成本还是明显占优。同时，复合箔材具有高安全的特点。采用复合箔材后，能够减少电芯内短路的发生，提高电芯的安全性。 u工艺路线逐渐明朗。复合箔材新势力企业，凭借原材料优势，或磁控溅射等工艺技术积累，或人才储备等，推动复合铜箔快速迭代。经过技术积累和进步，综合考虑成本与效率，复合铜箔的主流工艺是二步法：磁控溅射+水电镀，复合铝箔主要采用蒸镀法。因为复合箔材的中间层为高分子材料，在垂直于复合箔材方向不可导电，所以在下游电池环节，需要新增超声焊接工艺。 u复合箔材市场空间大。随着新能源汽车动力电池和储能电池需求的快速增长，锂电池的需求量进入TWh阶段，即使复合箔材小比例替换，市场空间依然较大。假设2023～2025年复合铜箔渗透率分别为1%、5%和10%，复合铜箔的平均售价分别为5元/平、米、4.5元/平米、4元/平米，到2025年对应的市场规模有望超过百亿，且渗透率有望快速提高。 u投资建议：复合铜箔量产在即。上游设备环节，建议关注东威科技、骄成超声、道森股份等。中游复合铜箔新势力，建议关注宝明科技、英联股份、元琛科技、万顺新材、方邦股份等，传统铜箔公司建议关注中一科技、诺德股份。 u风险提示：复合箔材商业化应用低于预期，动力电池装机不及预期，新建产能释放速度低于预期，铜价超预期下跌风险。 目录 复合箔材性能优异，降本增效 技术路线初定，量产在即 行业优质公司显现 投资建议 风险提示 1.1复合箔材有望登上舞台 u锂电池是一个复杂的系统，主要由正极材料、负极材料、电解液和隔膜等四大主材，以及铜箔、铝箔、导电剂、粘结剂、结构件等辅材组成。 u铜/铝箔是锂电池的重要组成部分，作为锂电池正负极的集流体和正负极活性物质的载体，对锂电池的循环寿命、能量密度、安全性等重要性能都有较大影响。 u传统箔材基本上是由纯铜/铝组成，而复合铜箔/铝箔为三明治结构，中间层为PET膜或者PP膜，上下两面均为厚度约为1微米的铜/铝层。 1.2复合箔材优势明显 u复合箔材相较传统箔材，可提高安全性、提升电池能量密度、降低电池材料成本。 1.3复合箔材优势一：高能量密度 u已知铜、铝、PET膜材的密度分别为8.96、2.7、1.37g /cm³，假设1GWh锂电池正极、负极箔材用量均为1200万平方米，铜箔、铝箔厚度分别为6、12微米，对应的铜箔、铝箔用量分别为645、389吨。若替换成复合箔材，设PET层厚度为4.5微米，金属层厚度为2微米，则1GWh锂电池需要的正极、负极箔材相比传统箔材分别减重55%和64%。 1.3复合箔材优势一：高能量密度 u磷酸铁锂电池中，以电芯能量密度、电池系统能量密度分别为180wh/kg、150wh/kg为基准，若将正极、负极箔材全部替换为复合箔材，则电芯能量密度、电池系统能量密度可以分别提高12.2%、10%。 u三元电池中，以电芯能量密度、电池系统能量密度分别为250wh/kg、200wh/kg为基准，若将正极、负极箔材全部替换为符合箔材，则电芯能量密度、电池系统能量密度可以分别提高17.9%、13.8%。 u考虑电池系统的能量密度受多个因素影响，预计复合箔材对电池系统能量密度实际提高约5~10%。 1.4复合箔材优势二：物料成本降低 u根据近日铜、铝金属的价格，假设铜、铝金属的价格分别为6.5万元/吨和1.8万元/吨，则1GWh锂电池需要的传统铜箔、铝箔原材料成本分别为4193万元和700万元，铜箔原材料成本是铝箔的6倍左右，且铜箔的加工费一般高于铝箔，考虑加工费用后，铜箔成本将更高。若以复合箔材替代传统铜箔和铝箔，1GWh电池的箔材原材料成本分别可以下降2736万元和524万元，下降幅度为65%和75%。 1.4复合箔材优势二：复合铜箔有望大幅降本 u复合铜箔单位投资额比传统铜箔高一倍以上。根据中一科技和嘉元科技的公告，我们假设其项目均为厚度6微米的铜箔，则1万吨铜箔面积为1.86亿平米，测算后传统铜箔的单位投资额约3元，复合铜箔约7元。 u复合铜箔主要用超声波焊接。假设1GWh电池需要新增6台超声波设备、并按5年折旧；考虑超声波焊接有耗材，假设1GWh每年新增200万元耗材，合计复合铜箔成本有望下降40%。 1.5复合箔材优势三：高安全性 u电池自燃主要是因为发热失控导致的内短路，采用复合箔材可提高电芯安全性，主要因为：1）复合箔材的高分子材料在150℃以上高温下会发生熔缩，在电池热失控前切断电流回路，并且不会因短路产生高温燃爆，因此可有效防止电池热失控，提升安全性能。2）复合箔材中金属层更薄，在电芯受到冲击时，金属层不易刺穿隔膜，降低内短路发生。3）针刺测试时，PET膜能起到一定的隔离作用。 u针刺测试时，采用传统箔材的电芯容易发生内短路，电芯电压瞬间降低到0V，电芯内部自放电，温度快速上升；采用复合箔材后的电芯温度并没有明显变化。 1.6复合箔材劣势：快充性能有待提高 u由于复合箔材两侧的金属层厚度一般只有1微米，导致复合箔材的过流能力有限。在低倍率充放电时候，采用传统箔材或者复合箔材，电芯的充放电曲线一般没有明显的差异。而到了2C、4C高倍率充放电时，复合箔材性能表现有可能低于传统箔材。 u基于当前技术进展，除了纯电动4C应用场景，预计复合铜箔在储能、换电、中低端车等市场，更有竞争力。 目录 复合箔材性能优异，降本增效 技术路线初定，量产在即 行业优质公司显现 投资建议 风险提示 1.7隔膜材料产业链2.1产业链 2.2原材料上，PET和PP膜为行业主流选择 u目前可用于复合铜箔的膜材有PET膜、PP膜和PI膜等。由于PI膜售价35～100万元/吨，售价过高，目前行业的主流选择是PET膜与PP膜。 2.3复合铜箔生产工艺主要有三种 u一步法有两种工艺：①全湿法。先提升基膜表面粗糙度，然后用化学沉积在基材表面覆盖金属铜层。②全干法。使用磁控溅射或开发磁控溅射和真空蒸镀一体机镀铜。u两步法：磁控溅射+水介质电镀。在磁控溅射形成基础铜膜后，通过水介质电镀的方法将两边铜层分别增厚至1μm左右，实现集流体导电的功能。u三步法：磁控溅射+真空蒸镀+水介质电镀。在磁控溅射后增加真空蒸镀环节，可以快速补足铜膜到适合电镀的厚度。 资料来源：三孚新科公告、汇成真空招股书、GGII、华金证券研究所 2.4两步法为市场主流方法 u综合效率与良品率考虑，两步法在行业内进展较快。1）一步法：优点是工序简单、均匀性好、良品率高、技术壁垒较高，但是效率较低；2）两步法：效率提高，但是镀层均匀性比一步法略差；3）三步法：优点是生产效率最高，但是工序繁多，且真空蒸镀工艺的高温环境容易使高分子基膜穿孔，良品率低。 2.5复合铝箔生产采用蒸镀工艺 u蒸镀更适合复合铝箔的制备。蒸镀工艺通过高温融化金属材料，蒸发到基膜上实现镀铜/铝，比磁控溅射速度更快、效率更高。另外，因为铝的熔点远低于铜，所以蒸镀的温度较低，可减少因高温导致的基膜变形等问题的发生。 2.6磁控溅射设备在两步法和三步法中均有使用 u磁控溅射：是一种物理气相沉积（PVD）方法，将氩离子在真空+强电场条件下加速轰击铜靶表面，使铜靶材发生溅射，溅射的铜原子沉积在PET基膜表面形成30-70nm的薄铜层。 u磁控溅射在两步法和三步法中均有使用，由于PET/PP表面不导电，无法直接进行电镀，需要先对高分子材料进行表面处理、活化，溅射形成方阻小于2Ω的金属铜膜。u代表公司：东威科技、广东腾胜科技、广东汇成真空、广东振华科技等。 2.7水电镀 u水介质电镀：是指PET基膜经过磁控溅射（真空蒸镀）后有导电性，在电镀液中正反两面通电，进行金属化沉积。具体来说，将“金属化”的高分子材料作为阴极，铜作为阳极，以含铜离子的溶液作为电解液（通常为CuSO4），在外电场的作用下，金属铜经电极反应还原成金属原子，并在高分子材料上进行金属沉积形成铜膜。其技术壁垒在于控制拉力，保障基膜的完整性。 u水介质电镀在两步法和三步法中均有使用，水电镀速度快，生产效率高，微米级镀铜可以一次成型。 u代表公司：东威科技等。 2.8真空蒸镀 u真空蒸镀是一种物理气相沉积（PVD）方法，把金属熔化成液态，形成金属蒸汽开始挥发，然后把蒸汽中铜原子冷凝在PET表面沉积和成长。 u真空蒸镀主要用于三步法和铝箔生产中，在磁控溅射后增加真空蒸镀环节，目的是提高沉积速度，可以快速补足铜膜到适合电镀的厚度。 u代表公司：方昇装备、腾胜真空、汇成真空、宏驰真空等。 资料来源：方昇装备公告、汇成真空招股书、汇成真空官网、华金证券研究所 2.9行业研发进程 2.9行业研发进程 进展 规划 2.10需求预测 u随着复合铜箔技术成熟，今年复合铜箔有望开始大规模出货，并且随着复合铜箔渗透率提高，复合铜箔到2025年出货量有望达到新的台阶。 u假设2023～2025年复合铜箔渗透率分别为1%、5%和10%，复合铜箔的平均售价分别为5元/平米、4.5元/平米、4元/平米。 u预计到2025年复合铜箔出货量有望达到26.16亿平米，对应的市场规模约为104.6亿元。 目录 复合箔材性能优异，降本增效 技术路线初定，量产在即 行业优质公司显现 投资建议 风险提示 3.1相关标的介绍——宝明科技 u公司成立于2006年，2020年上市，传统业务主要生产LED背光源、电容式触摸屏两类产品。2021年年初公司开始进行锂电复合铜箔的研发工作，2022年2月产出合格样品，22年5月初开始送样。 3.1相关标的介绍——宝明科技 u宝明科技凭借在金属镀膜方面的长期积累，为其复合铜箔的研发提供了技术基础。 宝明科技接触屏ITO镀膜专利 一种新型金属过桥一体式电容触摸屏，包括透明基板，依次层叠于透明基板的二氧化硅层、五氧化二铌层、黑色树脂层、ITO电极、第一绝缘层、金属电极及金属过桥和第二绝缘层；金属镀膜的金属膜层为MoNb，AlNd，MoNb堆积而成的三明治结构。金属材料选型也可由银合金或铜合金组成，成分按一定比例组合而成。金属膜层镀膜为真空磁控溅镀。 3.2相关标的介绍——英联股份 u公司成立于2006年，传统业务为易开盖，以金属科技作为战略核心，已建成汕头和扬州两大智能化生产基地。江苏英联复合集流体有限公司为英联股份控股子公司，是一家从事研发、生产、销售复合铜箔、复合铝箔的专业企业。目前公司已有三条复合铜箔生产线。 u技术积累：目前公司已组建一支由武俊伟博士领衔、覆盖真空物理、光学膜、柔性材料等方面专业经验的技术开发团队，开展相关产品的研发工作。多名团队成员在电子行业从事过本项目核心工艺磁控溅射、水电镀相关的技术工作。 3.3相关标的介绍——双星新材 u公司成立于1997年，2011年上市，以BOPET聚酯薄膜业务起家，经过20多年技术积累，形成光学材料、新能源材料、节能窗膜材料、信息材料、热收缩材料“五大板块”总体布局，目前已成为全球BOP