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复合铝箔行业报告:产业化加速,复合铝箔市场广阔

电气设备 2025-01-01 张志邦 华安证券 金栩生
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复合铝箔行业报告:产业化加速,复合铝箔市场广阔 2025年1月1日 分析师:张志邦(S0010523120004)邮箱:zhangzb@hazq.com 华安证券研究所 1、能量密度提升叠加安全性担忧,复合铝箔机遇来临 ➢传统箔材面临安全性担忧,复合铝箔机遇来临;➢轻薄化、高能量、高安全,复合铝箔优势凸显:➢根据测算,能量密度为150Wh/kg的电池,以8μm复合铝箔替代原有的12μm传统铝箔,质量可减轻近58%,能量密度提升4.2%;➢复合铝箔可助力动力电池满足欧洲安全新规; 2、预计2026年复合铝箔市场空间有望超240亿元 3、复合铝箔产业化进程要求工艺持续改进、拉动基膜产业发展 ➢复合铝箔采用真空蒸镀工艺制备,其中有一次蒸镀与往返蒸镀之分;➢预计2026年复合铝箔产业对PET基膜需求达27亿平方米,市场空间达6.85亿元; 4、投资逻辑:箔材厂商>设备厂商>基膜厂商 5、公司包括:可川科技、英联股份、洪田股份、汇成真空 1、核心结论与推荐 传统箔材面临安全性担忧,复合铝箔机遇来临 华安研究•拓展投资价值 高能量密度兼顾安全性能,复合铝箔渗透率有望向上: ➢可提高电池能量密度。能量密度可提升2-10%;➢复合铝箔质地轻薄。以复合铝箔替换传统铝箔可减重50-80%;➢复合铝箔的安全性更高。复合铝箔的“三明治”结构可有效控制电池热失控问题,大幅提升电池寿命和安全性。 比亚迪的一项专利显示,使用厚度为4微米的PP材料,双侧各镀3微米铝的复合铝箔,相比10微米的传统铝箔,电池的重量能量密度可提升约2.6%;若在磷酸铁锂和三元电池中同时采用复合铜箔与复合铝箔方案,电池系统的能量密度可提高约6.1%。 轻薄化+高能量密度,复合铝箔优势凸显 华安研究•拓展投资价值 复合铝箔质地轻薄。以复合铝箔替换传统铝箔可减重50-80%,能量密度可提升4.2%: 传统压延铝箔的厚度一般为12微米,目前主流的复合铝箔厚度仅为8微米,某些类型可达4.5微米,减重减薄优势突出; 8微米复合铝箔按照“6μmPET材料+2μm铝层”结构计算,其密度为2.39g/cm3,比传统铝箔密度下降11%; 复合铝箔的三明治结构,使得其相对传统压延铝箔减重64%,这意味着相同体积下,复合铝箔可以提供更多的能量,从而提升能量密度。 根据测算,对于能量密度为150Wh/kg的电池,以8μm复合铝箔替代原有的12μm传统铝箔,质量可减轻近58%,能量密度提升4.2%。 穿刺防护+热断路效应,复合铝箔有效提升电池安全性 华安研究•拓展投资价值 复合铝箔相较于传统铝箔安全性能更高: 传统集流体材料受到穿刺会产生大尺寸毛刺,刺穿隔膜导致内短路引起热失控,仅能以牺牲电池能量密度为代价延缓内短路。而复合铝箔材料受穿刺时产生毛刺尺寸小,且高分子基材熔点低,其金属导电层厚度在1微米左右,短路时会如保险丝般熔断,在热失控前快速融化,电池损坏仅局限于刺穿位点形成“点断路”,控制短路电流不增大,可有效控制电池热失控。此外,复合集流体能够有效防止机械变形导致的电池安全性问题:挤压、针刺等原因引发的隔膜局部应力集中而破裂,使电池内部形成放电回路、温度升高,造成电池内部短路,复合铝箔通过在铝箔基材表面涂覆高分子导电胶形成夹层,提高了材料的抗冲击能力,避免铝箔在受压时发生断带进而热失控的问题。 资料来源:重庆金美环评报告,华安证券研究所 欧洲电池安全新规已定,复合铝箔渗透加快 华安研究•拓展投资价值 欧盟不断提高对动力电池安全性与可持续性要求: ➢2025年9月1日之后,所有ECE R100的证书必须升级为ECER100.03版本; R100.03测试项目包括:振动测试、温度冲击循环测试、机械冲击、机械结构完整性、火烧测试、外部短路保护、过充电保护、过放电保护、过温保护以及过电流保护; ➢复合铝箔的使用将有助于国产动力电池提升安全性能,满足欧盟新规中的多项强制性要求。 华安研究•拓展投资价值复合铝箔技术尚未成熟,工艺成本仍为成本主要来源 随着复合铝箔设备的自动化程度、产能利用率和良率的提升,复合铝箔不断降本,优势逐渐显现: 根据爱发科设备数据,当前复合铝箔的成本主要来自工艺成本而非原材料,分别占总成本的87.37%与12.63%。随产业化程度不断加快,复合铝箔的工艺成本或将逐渐下降。 基本假设: ➢复合铝箔原材料成本保持稳定;➢卷绕真空蒸镀设备价格稳定;➢两道工序的自动化程度以及产能利用率和良率逐年提升; 根据我们的测算,2026年PET铝箔工艺成本有望下降至2.18元/m²。 复合铝箔市场空间有望超240亿元 华安研究•拓展投资价值 随着复合铝箔逐步量产及应用场景的增加,复合铝箔的市场渗透率将不断提升,带来市场需求增量空间。 关键假设: 1)复合铝箔市场渗透率不断提高,预计2026年动力及储能电池领域渗透率达10%,消费电子领域渗透率达20%;2)每GWh锂电池所需复合铝箔面积固定为0.1亿平方米; 根据测算,预计2026年复合铝箔市场空间将超240亿元。 复合铝箔设备采购周期较长,率先布局厂商将获先发优势 华安研究•拓展投资价值 复合铝箔设备的采购周期较长,涉及到定制、生产、运输、安装调试等多个环节,整个周期可能需要一年甚至更长时间。如向国外厂商采购设备,或需通过经销商等渠道进行谈判、沟通,难度较大。箔材端: 1)英联股份设备安装与订单进展迅速 江苏英联与爱发科签订战略合作协议,购买10条用于复合集流体AL卷绕蒸发设备(型号:EWG-165)。目前已交付5条,剩余5条将于2025年2月前完成发货。近日英联收到U&S ENERGY复合集流体订单,被指定为其复合集流体唯一供应商。2)可川科技在2022年立项复合集流体项目 23年9月,公司设立全资子公司可川新材料技术(淮安)有限公司,建设锂电池新型复合材料项目,于2024年第三季 度将试产产品向客户送样验证。目前,公司已收到某国际知名消费电子电池生产商首笔小额订单。设备端: 1)2023年9月16日洪田科技斩获诺德股份1.84亿元新订单 洪田股份目前推出“卷绕磁控溅射镀膜机”(可双面镀金属材料)、“卷绕磁控溅射蒸镀复合镀膜机”(可双面镀铜镀铝)、“卷绕蒸发镀膜机”(可双面镀铝)等设备。2024年7月12日:洪田科技复合铝箔真空镀膜设备成功下线发货。2)北方华创 公司已推出eVictor PVD AL金属铝薄膜物理气相沉积设备,集成了高温去气、等离子预清洗、高温Al,TaN、TTN等多种工艺模块,并实现在系统内部的工艺整合。3)汇成真空 汇成真空已攻克大规模快速蒸发沉积厚铝膜难关,仅通过干法工艺便可一次完成双面铝膜。 复合铝箔落地需经多道测试,量产应用均有实质性进展 华安研究•拓展投资价值 复合铝箔大规模应用前需进行性能测试,多数复合铝箔厂商仍处于测试阶段: ➢工信部《锂离子电池行业规范条件》要求,循环性能评测需要3-6月时间,测试标准为单体电池能量密度≥260Wh/kg,电池组能量密度≥200Wh/kg,聚合物单体电池体积能量密度≥650Wh/L。单体电池和电池组循环寿命≥800次且容量保持率≥80%; 下游意愿推动产业化加速: 生产端: ➢英联股份:爱发科已向公司交付5条复合铝箔生产线,剩余5条25年2月前完成,届时产能可达1亿平方米;➢可川科技:采用一步法生产,目前已收到厂商订单,25年Q1将供应线路定型,做好量产准备。 应用端: ➢ ➢OPPO:早在2021年就展示了搭载复合铝箔电池的产品,体现出更高安全性能和循环性能;➢宁德时代:搭载宁德时代麒麟电池的极氪001、007车型高端版率先使用复合铝箔,电芯安全性能大幅提升;➢U&SENERGY:已与江苏英联签署战略合作协议,认定其为复合集流体产品唯一供应商。 华安研究•拓展投资价值推荐顺序:箔材厂商>设备厂商>基膜厂商 我们认为复合铝箔行业投资优先级如下:箔材厂商>设备厂商>基膜厂商。 复合铝箔生产的关键因素在于设备以及关键制造参数。 ➢从箔材端来看:产能建设与减薄能力是下游客户聚焦点。 ➢可川科技淮安生产基地建设顺利,可生产4.5μm复合铝箔,已收到某国际知名消费电子电池生产商首笔小额订单。➢英联股份已陆续收到爱发科复合铝箔设备,且与爱发科成立联合研究院。公司具备复合铜箔与复合铝箔量产能力,近日被U&SENERGY确认为复合集流体唯一供应商。 从设备端来看:蒸镀设备是复合铝箔生产中的关键生产要素。 ➢北方华创eMeridianRR-R送丝蒸发卷绕蒸镀设备可有效提高复合集流体生产良率,目前已获多家头部客户订单;➢汇成真空目前已实现一步法制备复合铝箔,设备年产能可达1200万平方米。 从膜材端来看:PET基膜是目前复合铝箔制造主流选择,但实际应用中仍有箔材穿孔、不耐强酸强碱等诸多问题需改进。 铜峰电子PET基膜产品厚度覆盖了2微米到12微米,年产能达5800吨;双星新材PET基膜生产经验丰富,具先发优势。 复合铝箔板块相关公司: 一、箔材端: ➢英联股份:1)公司与日本爱发科签订战略合作协议,于2025年2月前购入其10条复合铝箔生产设备,规划产能为1亿平方米,目前已安装5条;2)近日,公司收到U&SENERGY复合集流体订单,并被其指定为复合集流体唯一供应商。 ➢可川科技:1)复合铝箔未来产线产能预计为8千万平方米,25年计划落地5条复合铝箔产线;2)复合铝箔消费电子领域主要客户已进入产品验证阶段;3)复合铝箔定价10元/平方米,净利润率可达20%左右;4)公司已收到某国际知名消费电子电池生产商首笔小额订单。 二、设备端: 洪田股份:1)公司独创干式一步法专攻多工序良率痛点;2)目前公司真空磁控溅射一体机线速度为4m/min(双面各镀1微米);3)2024年公司将名称变更为江苏洪田科技股份有限公司,聚焦电解铜铝箔高端设备制造业务。 汇成真空:1)铝箔幅宽可达600-1700mm,稳定运行产能可达1200平方米/年;2)公司目前为下游企业提供PVD镀膜设备和镀膜工艺技术;3)公司与苹果、比亚迪、嘉元科技等知名公司有稳定合作关系。 2、复合铝箔全产业链剖析 华安研究•拓展投资价值复合铝箔工艺设备初定,真空蒸镀或成必要环节 复合铝箔生产工艺探讨: ➢复合铝箔不宜使用水电镀方法制备:铝的标准电极电位较负,制件进入槽液中会与金属离子发生置换反应,影响后续电镀层结合力,同时污染电镀槽液;铝的化学性质活泼,易生成氧化膜;在电镀过程中,基体与镀层间易产生内应力,影响镀层结合力,特别是当温度发生变化时,镀层就易产生裂纹、起泡、起皮等缺陷。 复合铝箔不宜使用磁控溅射方法生产:溅射粒子轰击过程中,温度增加导致铝薄膜发生膨胀变形,使其表面形成晶须缺陷,影响电学与光学性能。 华安研究•拓展投资价值复合铝箔工艺设备初定,真空蒸镀或成必要环节 真空蒸镀制备复合铝箔存在一次蒸镀与二次蒸镀之分: 一次蒸镀法:蒸镀一次完成1μm金属铝的蒸镀。将膜材在蒸发源中加热,使膜材粒子以分子形态进入到气相空间中;其在真空环境中传输到达基体表面(此步骤效率与真空室真空度、坩埚与真空室组成系统的几何尺寸有关);最后膜材分子在基片表面形成所需的薄膜。真空蒸镀一步法方法简单、效率较高,蒸镀工艺通过高温融化金属铝材料,进而蒸发到基膜上实现镀铝,相对于传统方法工艺更简洁。同时,由于铝的熔点远低于铜,蒸镀时可有效减少高温导致基膜变形等问题。由于无需使用化学电镀等湿法工艺,仅通过干法工艺便可一次完成双面铝膜,减轻了干湿法工艺转换过程对良率的影响。 二次蒸镀法:通过往返蒸镀完成1μm金属铝的蒸镀。收放卷辊、蒸镀机构、主冷却辊和副冷却辊采用对称设计方式,在实际工作中,从高分子膜材的放卷端到收卷端以及从收卷端到放卷端,高分子膜材的经历是一致的,即通过单次蒸发较薄的膜层,然后通过多次往返均摊了镀膜时的辐射热和蒸汽冷凝热,满足了高分子膜材上镀厚膜的工艺需求。与此同时,采用主冷