锂电支流趋势的复合集流体：需求年复合增速最(zui)高191%、设备(bei)投资额度可达300亿,铜箔,本钱(qian),技术(shu)

复合箔是少(shao)有可同时提拔平安性(xing)和能量(liang)密度的技术(shu)路径，同时在工艺成熟和范围提拔的趋势下本钱(qian)端(duan)优化带来性(xing)价(jia)比提拔，有望成为“全能下一代产物”。

资料来源：Yi Cui et al.《Ultralight and fire-extinguishing current collectors for high-energy and high-safety lithium-ion batteries》

起首在平安性(xing)方面，因为高分(fen)子质料代替大部(bu)分(fen)厚度的金属层，仅采用两面约1微米的金属层导(dao)电，电池针刺时无毛刺产生，同时高分(fen)子层起到“断路效应”防止电池热失控，也幸免传统金属集流体老化脆断及产生毛刺的风(feng)险，平安功能显著提拔。

资料来源：金美(mei)新材(cai)

其次在能量(liang)密度方面，以复合铜箔质料考量(liang)的话，假设6μm铜箔替换成1μm铜箔+4.5μmPET支撑层+1μm铜箔三明治结构PET铜箔（NCM523），其用量(liang)为0.35kg/kwh，较铜箔减重约50%；基(ji)于(yu)此(ci)，测(ce)算质量(liang)能量(liang)密度200wh/kg的电池包能量(liang)密度将提拔至215wh/kg，质量(liang)能量(liang)密度提拔约7%，效果(guo)十分(fen)显著。

而在本钱(qian)方面，机构测(ce)算复合箔实际(ji)本钱(qian)约3.6元/平，在良率80%水平下，完整本钱(qian)约4.5元/平，折合单Gwh本钱(qian)约0.45元，已和传统铜箔的单Gwh本钱(qian)处于(yu)相称水平；随着产线设备(bei)迭代服从升级和良率提拔，复合箔本钱(qian)下落空间还对照大。

资料来源：Wind，中信建(jian)投

最(zui)后在利用寿命方面，在锂电池负极中，通常会因为外观凹凸(tu)不平，导(dao)致凹陷处的电子电荷分(fen)布(bu)变多,导(dao)致更多的锂离子被吸引而发生堆积形成锂枝晶。锂枝晶会不可逆地造成锂电池的容量(liang)和轮回寿命，同时锂枝晶增大会刺穿隔阂导(dao)致短路引发烧失控等平安性(xing)问题(ti)。

复合集流体相较于(yu)纯(chun)金属层延展性(xing)更好，将产生褶皱减缓锂枝晶生长带来的部(bu)分(fen)应力(li)，使锂离子堆积越发均(jun)匀，淘汰锂枝晶问题(ti)出现。复合铜箔在轮回后容量(liang)连结，较纯(chun)铜箔更好，是以复合集流体总体表现的轮回寿命更优。

资料来源：《Stress-driven lithium dendrite growth mechanism and dendrite mitigation by

electroplating on soft substrates》

板(ban)块契机已至

工艺、设备(bei)是替代历(li)程枢纽(niu)要素

其实早在2018年10月(yue)，宁德期间就公开报道其研发的多功能复合集流体技术(shu)初次应用于(yu)其高镍三元版海外车型(xing)并量(liang)产，随后在2021年全球新能源汽车前沿及立(li)异技术(shu)评比中获(huo)评为十大立(li)异技术(shu)之一。

2021年7月(yue)，OPPO发布(bu)夹心式平安电池，引入复合集流体技术(shu)，完成手机消费电池的不起火、不冒烟。复合集流体逐渐在动力(li)电池、消费电池等领域替代传统的电解铜箔、铝箔投入利用，已经进入产业高度关注阶段。

复合集流体的量(liang)产化难点在于(yu)设备(bei)、工艺，工艺目前可分(fen)为两步法（磁控溅射—水电镀(du)）和三步法（磁控溅射—蒸镀(du)—水电镀(du)）。

其中真空磁控溅射技术(shu)是复合铜箔制造工艺的核心，其原理是用氩离子（Ar + ）轰击铜合金靶材(cai)，使靶材(cai)发生溅射，在溅射粒子中，中性(xing)的铜原子或(huo)部(bu)分(fen)铜离子堆积在基(ji)膜上形成薄(bao)膜。

但真空磁控溅射工艺对设备(bei)要求较高，是影响产物良率和功能的枢纽(niu)，目前磁控溅射设备(bei)目前仍然以入口为主，本钱(qian)较高。且磁控溅射堆积铜的服从相对真空蒸镀(du)和水电镀(du)较低，是影响产线线速度的首要环节。

真空磁控溅射原理图(tu)/上海皓越官(guan)网

真空蒸镀(du)是三步法制备(bei)复合铜箔的枢纽(niu)步调。真空蒸镀(du)是指在真空条件下，通过肯定的方式将金属铜（蒸发源）加(jia)热至蒸发，蒸汽运动到基(ji)材(cai)外观堆积形成铜层的过程。三步法相较于(yu)两步法增加(jia)了真空蒸镀(du)的工艺，能够有效提高铜层的均(jun)匀性(xing)。

真空蒸镀(du)蒸发铜的量(liang)大于(yu)磁控溅射，以是此(ci)步调可用于(yu)磁控溅射以后，对基(ji)材(cai)铜层进行加(jia)厚，从而淘汰水电镀(du)用时，在肯定水平上提高产线速度。

真空蒸镀(du)原理示意图(tu)/《Structure and optical properties of PbI 2 thin film bythermal evaporation technique》

水电镀(du)工艺则负责加(jia)厚铜堆积层，目前工艺技术(shu)相对成熟，通过外加(jia)电源，溶液中的铜离子在基(ji)膜侧(ce)获(huo)得电子复原为铜原子，堆积在基(ji)膜外观加(jia)厚铜层，而铜源外观的铜失去电子形成游(you)离铜离子不断增补溶液中的铜离子。

水电镀(du)原理图(tu)/ Byjus官(guan)网

此(ci)外蒸镀(du)、化学堆积法等替代工艺也在实验阶段。而水电镀(du)环节与传统的PCB电镀(du)工艺相似性(xing)较大，但难度更高。首要存在设备(bei)导(dao)电辊外观易形成的镀(du)铜层刺破或(huo)划伤薄(bao)膜、以及膜本身内应力(li)酿成的褶皱等问题(ti)，使得产物良品率偏低。

在逐步克服设备(bei)、工艺等问题(ti)的未来，复合集流体将具有十分(fen)可观的市场空间。

需求增速最(zui)高切近亲近191%

设备(bei)投资额度可达300亿

起首在复合铝箔方面，因为首要用于(yu)三元高端(duan)项(xiang)目，且制造工艺高代价(jia)较贵，相对传统铝箔本钱(qian)劣势明显，渗出率提拔总体偏缓，目前市场更加(jia)关注的还是在复合铜箔领域。

根据民生证券研讨院测(ce)算，假设复合铜箔在发展前期的厚度为6.5μm，能够满足电池能量(liang)密度提拔的需求；6.5μm复合铜箔中铜箔厚度为2μm，根据6μm电解铜箔折算复合铜箔单耗数(shu)据，约为233吨/GWh。

在悲观预期情(qing)况下，22-25年PET复合铜箔渗出率为3%、3.5%、4.5%、6%，PET复合铜箔需求为3.0、4.9、9.2、16.9亿平米，2022-2025年CAGR达79%；

在中性(xing)预期情(qing)况下，22-25年PET复合铜箔渗出率为3%、5%、8%、12%，PET复合铜箔需求为3.0、7.1、16.5、33.7亿平米，2022-2025年CAGR达125%；

而在乐观预期情(qing)况下，22-25年PET复合铜箔渗出率为3%、9%、17%、26%，PET复合铜箔需求为3.0、12.7、34.9、73.1亿平米，2022-2025年CAGR达191%。

整个复合铜箔需求2022-2025年年均(jun)复合增速在79%-191%的区间内，处于(yu)高速增长态势。

资料来源：GGII，鑫(xin)椤锂电，民生证券研讨院测(ce)算

与此(ci)同时，根据国信证券经济研讨所(suo)推算，复合铜箔领域到2025年设备(bei)累计投资额大概会切近亲近300亿元。

机构预计2022-2025年全球电池出货(huo)量(liang)为776、1093、1502、1938GWh，在2026年出货(huo)量(liang)增速为25%条件下，出货(huo)量(liang)将达到2422.5Gwh。按照2024、2025、2026年复合铜箔渗出率为5%、10%、20%的假设情(qing)况下，考虑良率后2024、2025、2026年复合铜箔需求量(liang)为100.1、242.3、570GWh。

而以后单GWh需要2台磁控溅射设备(bei)及3台水电镀(du)设备(bei)，磁控溅射设备(bei)2022年单价(jia)为1500万元，代价(jia)每(mei)一年降(jiang)幅为10%，水电镀(du)设备(bei)单价(jia)为1100万元，代价(jia)年降(jiang)幅为10%。是以至2025年设备(bei)累计投资额达到294.9亿元，23-25年新增设备(bei)投资额为56.7、100.3、131.6亿元。

资料来源：高工锂电（GGII）、国信证券经济研讨所(suo)整理及测(ce)算

庞大支流海潮中

一众企业或(huo)将连续受害

起首，国内复合集流体产业链上游(you)有磁控溅射设备(bei)、水电镀(du)设备(bei)、真空镀(du)设备(bei)、PET基(ji)材(cai)等企业。

磁控溅射和真空镀(du)设备(bei)领域中，腾胜(sheng)科技研制出了国内首台量(liang)产型(xing)复合铜箔的真空镀(du)膜设备(bei)，在复合铜箔、复合铝箔质料工艺及设备(bei)上积存不少(shao)技术(shu)经验，设备(bei)已经供应国表里(li)等头部(bu)企业。

此(ci)外，汇成真空首要产物有一连式磁控溅射镀(du)膜生产线、超高真空零碎等真空设备(bei)，是国度第三批(pi)“专精特新”小巨(ju)人企业；振华科技为大型(xing)真空设备(bei)制造商，首要提供一连式镀(du)膜生产线、磁控溅射镀(du)膜设备(bei)、阴极电弧离子镀(du)膜设备(bei)等；东昇机电则提供提供产物包含(han)卷绕式真空镀(du)膜机、分(fen)切机、复卷机和双向拉伸薄(bao)膜生产线等相关设备(bei)。

水电镀(du)设备(bei)方面，东威(wei)科技可量(liang)产复合铜箔工艺中电镀(du)增厚设备(bei)（水电镀(du)设备(bei)），同时也重点研发磁控溅射设备(bei)。

基(ji)材(cai)领域中，首要从事(shi)光学膜、复合膜开辟生产的双星新材(cai)，2020年立(li)项(xiang)结构PET铜箔，目前在自制4.5um基(ji)材(cai)基(ji)础上，完成了原料、磁控溅射、水镀(du)工艺，已为客户送样认证，同时开辟3.5um及以下基(ji)材(cai)。

康辉新材(cai)产物首要包含(han)PET，BOPET等质料，公司多条产线具备(bei)量(liang)产4.5-6umPET复合铜箔用基(ji)膜能力(li)。目前公司PET复合铜箔用基(ji)膜已通过卑鄙(bi)多家PET铜箔厂商、电池厂商前期考证，后期考证工作有序推进。而东材(cai)科技的主营产物就包含(han)PP，PET等质料。

资料来源：双星新材(cai)、嘉元科技、宝明科技、中一科技等公司公告、国信证券经济研讨所(suo)整理

在中游(you)环节，则是一众复合铜箔制造商。

其中金美(mei)新材(cai)、厦门海辰锂电、宝明科技、双星新材(cai)、方邦股份等公司借助自身技术(shu)劣势，相继结构复合质料，涉及复合铜/铝膜、复合铜箔、功能性(xing)聚(ju)酯（PET)薄(bao)膜等复合集流体项(xiang)目，金美(mei)新材(cai)、海辰锂电的产物研发和产能规划节奏相对抢先(xian)。

资料来源：公司环评

同时，道森股份、万顺新材(cai)、嘉元科技、诺德股份等传统铜箔公司，也普(pu)遍认同PET复合铜箔的应用劣势与发展远景，目前多半(ban)企业技术(shu)研发尚处于(yu)实行考证阶段，机构预计来岁开始(shi)将会有公司逐步推进。

资料来源：公司公告

以后整个复合集流体产业链到场者众多，其中头部(bu)劣势明确，随着卑鄙(bi)需求连续放(fang)量(liang)，上、中游(you)等企业将有更大的发展空间。