證券研究報告

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鋰電池

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2024年02月08日電

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告車鋰談系列之一:

復合銅箔——星垂平野闊，集流體風迎核心觀點1.

復合銅箔滿足鋰電池降本增效需求，同時提升電池安全性系動力電池理想解決方案?

集流體是鋰電池關鍵輔材，復合集流體符合輕薄化大趨勢；?

目前傳統銅箔是主流，實現復合集流體替換后可在滿足集流體降本增效需求同時增加電池安全性；?

復合銅箔替換可使動力鋰電池減重近10%，能量密度提升接近11%；?

復合銅箔可大幅降低理論生產成本，PET、PP銅箔理論降本幅度分別38%和33%；?

復合銅箔可有效控制熱失控風險。2.

行業增長空間廣闊，看好上游設備和箔材生產加工環節?

動力電池需求量走高疊加滲透率提升，復合集流體行業前景廣闊；?

中性預期下，2025年/2030年復合銅箔市場空間可達95/832億元；?

樂觀預測下，2025年/2030年復合銅箔市場空間或達183/1247億元。?

設備工藝路線一步法、兩步法各有優劣，一步法更具發展潛力；?

兩步法生產效率更高、技術成熟，一步法提升效率改善良率，降本空間更大；?

一步法：中性預期下，2025年/2030年新增市場空間20/135億元；?

兩步法：中性預期下，2025年/2030年新增市場空間29/19億元。?

PET、PP基膜雙向布局，PP基膜或為主流3.

建議關注：上游設備龍頭（道森股份、驕成超聲、東威科技、三孚新材）--》中游箔材生產（寶明科技、諾德股份、英聯股份、可川科技）--》基膜環節（銅峰電子）2目錄CONTENT1復合銅箔同時滿足降本增效需求2

行業增長空間廣闊，看好上游電鍍設備和箔材環節3

建議關注與風險提示01新能源汽車行業競爭加劇，復合銅箔同時滿足降本增效需求4集流體系鋰電池關鍵輔材，復合集流體優勢顯著?

集流體是鋰電池關鍵輔材。通過將從電池活性物質中產生的電流匯集從并集中輸出，實現鋰電池的化學能/電能轉換，因此是鋰電池的重要一環。在充放電過程中，集流體同時起到電池正負極載體和正負極電子收集傳導的雙重作用。在鋰電池中，負極集流體通常選擇銅箔作為主要材料，正極集流體通常選擇鋁箔作為主要材料。?

復合集流體可在滿足集流體降本增效需求同時增加電池安全性。由于集流體對于鋰電池充放電性能具有重要影響，提升集流體性能、安全性并降低生產成本成為鋰電池行業長期技術攻關方向。近年來，傳統集流體能量密度得到一定提升，材料厚度實現一定降低，然而受限于金屬材料特性限制，集流體厚度重量下降已達瓶頸，同時純金屬集流體存在穿刺風險，給鋰電池造成安全隱患。復合集流體通過使用高分子材料（PET、PP等）作為集流體基材，替換金屬箔材中心部分，可大幅提升集流體能量密度，降低集流體整體重量，同時由于金屬部分占比減少，集流體安全性得到大幅提升。圖：鋰電池工作原理及集流體主要作用圖：傳統箔材與復合銅箔（MC）、鋁箔（MA）結構對比5資料：

重慶金美官網，方正證券研究所整理復合銅箔安全性明顯，大幅減重可有效提升能量密度?

多年來傳統銅箔做薄為趨勢，傳統箔材材料特質帶來瓶頸。通過將銅箔的厚度做薄，可實現在相同體積下增加鋰電池漿料涂敷厚度，從而增加活性材料用量并提高電池能量密度。然而金屬材料可塑性普遍較低，使其在過薄情況下進行電池充放電循環時易發生形變甚至斷裂。另外，金屬材料在遭遇穿刺時易產生毛刺并引發短路，從而造成鋰電池熱失控甚至起火爆炸，因此尋找純銅/鋁箔材替代品成為大勢所趨。?

復合箔材可在實現大幅度降低成本、提高能量密度的同時提高鋰電池安全性。以6μm銅箔為例，純銅密度為8.96g/cm3，PET為1.38g/cm3

，PP為0.94g/cm3，通過將傳統銅箔中心4μm部分替換為PET或PP材料，估算箔材重量可分別實現56%和60%下降，箔材重量下降可帶來鋰電池整體能量密度提升。另外，PET和PP的材料成本也遠低于純銅，目前，純銅、PET、PP的每千克價格分別為68元、7.1元、7.4元，按先前估算的單位面積質量計算，PET、PP復合銅箔均可實現66%的成本下降。同時，由于高分子材料層的絕緣特性，使箔材在受穿刺時產生斷路，避免造成熱失控甚至爆炸，從而極大保障了鋰電池安全性。圖：發生穿刺時復合集流體可有效控制熱失控從而解決電池爆炸問題圖：PET/PP復合銅箔與傳統銅箔理論重量、材料成本、熱失控風險對比傳統銅箔PET復合銅箔PP復合銅箔厚度（μm）密度（g/cm3）62（銅料）4（PET）1.382（銅料）4（PP）0.948.968.968.96單位面積質量（g/cm2）單位面積質量（g/cm2）（合計）0.00180.00060.00180.00040.00540.0023-56%0.0022-60%估算重量降幅0%68材料成本（元/kg）單位面積成本（元/cm2）687.1687.40.000123.92E-060.000122.78E-06單位面積成本（元/cm2）

0.000370.000130.00012（合計）估算材料成本降幅熱失控風險0%-66%-66%較高低低6數據：重慶金美官網，方正證券研究所復合銅箔逐步實現對傳統銅箔替代，可實現降本增效?

動力鋰電池中傳統銅箔質量占比約16%，使用復合銅箔替換后可實現能量密度提升約10%。根據美國Argonne國家實驗室測算，傳統銅箔在各類動力鋰離子電池中質量占比在13.9-16.7%區間。假設在分別使用PET復合銅箔和PP復合銅箔對傳統銅箔進行替換時可分別對集流體箔材減重56%和60%，可帶來鋰電池整體質量降幅約8-10%，對應電池能量密度提升可達10-11%。使用PET復合銅箔替換傳統銅箔時，NMC三元鋰電池能量密度可提升9.6-9.9%；使用PP復合銅箔替換傳統銅箔時，NMC三元鋰電池能量密度可提升10.4-10.7%。圖：對各類鋰電池進行復合銅箔替換后能量密度提升幅度NMC三元（111）NMC三元（622）NMC三元（811）鈷酸鋰NCA三元錳酸鋰磷酸鐵鋰圖：各類動力鋰電池中傳統銅箔質量占比電池質量（kg）傳統銅箔質量占比傳統銅箔質量（kg）0.85615.70%0.1340.77216.1%0.1240.80315.7%0.1260.86616.1%0.1390.7516.7%0.1251.04515.0%0.1571.05413.9%0.147活性正極材料

石墨銅箔

鋁箔炭黑PVDF粘合劑電解質塑料100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%除銅箔外電池質量（kg）PET復合銅箔替換PET銅箔替換質量降幅0.7220.6480.6770.7270.6250.8880.90715.70%16.1%16.1%15.0%-56%-56%-56%-56%-56%-56%-56%16.7%15.7%13.9%PET銅箔質量（kg）0.0590.0550.0550.0610.0550.0690.064整體電池質量降幅-8.8%9.6%-9.0%9.9%-8.8%9.6%-9.0%9.9%-9.4%10.3%-8.4%9.2%-7.8%8.4%能量密度提升PP復合銅箔替換PP銅箔替換質量降幅PP銅箔質量（kg）-60%-60%-60%-60%-60%-60%-60%0.0540.0500.0500.0560.0500.0630.059整體電池質量降幅能量密度提升-9.4%10.4%-9.7%10.7%-9.4%10.4%-9.7%10.7%-10.0%11.1%-9.0%9.9%-8.3%9.1%7數據：ArgonneNationalLaboratory，方正證券研究所復合箔材逐步實現對傳統箔材替代，可實現增效降本?

PET、PP復合銅箔較傳統銅箔理論降本空間超30%。傳統銅箔、復合銅箔分別按95%、92%良品率計算，傳統銅箔、PET銅箔、PP銅箔理論原料每平米成本分別為3.85/1.37/1.35元。另外復合銅箔設備投資金額較傳統銅箔更高，假設設備折舊年限、人力成本、水電成本均維持同樣水平，我們測算傳統銅箔、PET銅箔、PP銅箔理論每平生產成本分別為4.55/2.80/3.04元，使用PET銅箔、PP銅箔替換傳統銅箔時生產成本可分別下降38%和33%。?

復合銅箔仍處降本階段，預計2024年可實現生產成本全面領先。現階段復合銅箔生產成本仍然較高，主因系設備投資及生產中原料損失導致。我們測算，2022年PET銅箔和PP銅箔生產成本仍明顯高于傳統銅箔，2023年略高于傳統銅箔生產成本，2024年后通過產品良率的提升、加工損失的優化和設備投資成本的下降實現生產成本的全面領先，預計2025年PET銅箔和PP銅箔生產成本較傳統銅箔可分別下降35%和33%。圖：2022-2025年傳統銅箔、PET銅箔、PP銅箔實際生產成本測算2022A2023E2024E2025E傳統銅箔產品良率92%1%4.021.005.0293%1%3.980.904.8894%1%3.930.834.7695%1%3.890.774.66加工損失原材料成本（元/m2）工藝成本（元/m2）生產總成本（元/m2）PET復合銅箔圖：傳統銅箔、PET銅箔、PP銅箔理論生產成本測算傳統銅箔3.66PET銅箔1.26PP銅箔1.2592%原材料成本（元/m2）良品率95%92%良品率修正后原材料成本（元/m2）產品良率加工損失50%20%55%15%75%12%85%10%3.851.371.35設備投資（元/m2）折舊年限（年）2.510810原材料成本（元/m2）工藝成本（元/m2）生產總成本（元/m2）PP復合銅箔產品良率加工損失原材料成本（元/m2）工藝成本（元/m2）生產總成本（元/m2）3.303.106.402.822.335.152.001.743.741.731.313.0388設備折舊成本（元/m2）人力費用（元/m2）水電費用（元/m2）工藝成本（元/m2）理論生產總成本（元/m2）成本降幅0.250.120.330.711.250.150.331.733.04-33%0.150.331.482.85-37%45%20%3.473.306.7750%15%2.942.485.4270%12%2.031.863.8980%10%1.741.393.134.550%8數據：

方正證券研究所02行業增長空間廣闊，看好上游設備和箔材生產加工環節9復合銅箔產業鏈梳理，上游基膜/設備前景優秀?

復合銅箔量產化過程中設備是關鍵，基膜環節仍存在較多提升空間。上游電鍍設備國產化需求緊迫前景廣闊。復合銅箔產業鏈主要分為上游銅靶材、基膜、電鍍設備，中游復合銅箔制造，下游鋰電池等環節。當前產業化過程中設備工藝控制仍有較多難點，另外原材料成本仍然有較大下降空間。設備工藝方面，目前磁控濺射和蒸鍍等環節良品率較低，設備主要由國外廠商提供導致投資成本居高不下，因此提升設備工藝水平，實現磁控濺射等設備的成為復合集流體行業發展的首要條件。原材料基膜方面，目前PET和PP基膜改性需求較高，對國產基膜材料提出較高要求，因此目前國內基膜需求主要通過進口滿足，現階段降本空間較大。圖：復合銅箔產業鏈梳理圖：復合銅箔產業鏈各環節主要企業產業鏈環節主要企業銅靶材阿石創、歐萊新材PETPP雙星新材、東材科技、康輝新材東材科技、銅峰電子基膜上游騰勝科技、東威科技、道森股份、東昇智造、匯成真空、日本愛發科復合銅箔制造設備電鍍設備道森股份（干法）、三孚新材（濕法）復合銅箔一體機超聲波焊接設備驕成超聲、科普超聲傳統銅箔廠商轉型諾德股份、中一科技、嘉元科技中游下游寶明科技、雙星新材、勝利精密、元琛科技、阿石創其他廠商動力電池寧德時代、高科、比亞迪、中航鋰電、億緯鋰能儲能電池消費電子海辰儲能TDK10數據：

方正證券研究所動力電池需求量走高疊加滲透率提升，復合銅箔空間廣闊?

中性預測下：25/30年復合銅箔市場空間可分別達95/832億元。根據麥肯錫公司預測，全球鋰電池市場需求到2025年將達1700GWh，2030年將達4700GWh。中性預測下，我們認為2025年復合銅箔需求量將達17.2億平，對應市場空間94.7億元；2030年復合銅箔需求量可達256.0億平，對應市場空間為831.5億元，8年CAGR為98.4%。?

樂觀預期下：25/30年復合銅箔市場空間可分別達183/1247億元。假設2023-2025年全球鋰電池需求增長率為35%，26-30年需求增長率27%，25/30年全球鋰電需求分別將達1722GWh/5690GWh，對應復合銅箔市場空間分別為182.6億元和1246.5億元，8年CAGR為110.1%。圖：復合銅箔市場空間測算2023E圖：2022-2030年復合銅箔市場空間及增長率情況20222024E10002025E10002026E10002027E10002028E10002029E10002030E1000單位鋰電池銅箔消耗（萬平/GWh）10001000中性情形預測全球鋰電池需求量（GWh）yoy7009451276172221012563312738154655復合銅箔市場空間（中性）中性情況增長率復合銅箔市場空間（樂觀）樂觀情況增長率35%1%35%5%35%10%22%20%22%35%22%45%22%50%22%55%復合銅箔滲透率0%1400.01200.01000.0800.0600.0400.0200.00.0900%800%700%600%500%400%300%200%100%0%復合銅箔需求量（億平）復合銅箔價格（元/平）復合銅箔市場空間（億元）樂觀情形預測全球鋰電池需求量（GWh）0.07.50.00.97.36.96.47.117.25.542.05.089.74.5140.74.0190.83.6256.03.245.094.7208.0399.7564.3688.4831.570094535%1%127635%7%172235%218727%277827%352827%448027%569027%yoy復合銅箔滲透率0%20%30%40%50%60%70%復合銅箔需求量（億平）復合銅箔價格（元/平）復合銅箔市場空間（億元）0.00.97.36.98.97.134.45.365.64.8111.14.3176.43.9268.83.5398.33.17.50.02022

2023E

2024E

2025E

2026E

2027E

2028E

2029E

2030E63.4182.6313.0477.0681.5934.81246.511數據：

《Batterydemandisgrowing—andsoistheneedforbettersolutionsalongthevaluechain》，方正證券研究所三大制備工藝路線各有優劣，一步法、兩步法更受青睞?

復合銅箔三種技術路線，兩步法為主流，一步法更具發展空間。當前復合銅箔生產工藝主要分為一步法（干法/濕法）、兩步法、三步法三種。三種工藝各具優勢，一步法由于生產工藝簡單，具有較好的產品良率，同時一體化工藝可實現多種基膜共用產線，可降低理論設備投資成本，理論上為更具潛力，然而一步法仍處攻關階段，目前投資成本較高，生產效率低于兩步法。兩步法工藝更為成熟帶來更高生產效率和較低投資成本，然而較復雜工藝帶來良品率下降且箔材鍍層均勻性稍差。三步法生產效率為目前最高，鍍層均勻性好，然而生產工藝繁瑣導致良品率低，三步法工藝由重慶金美提出，目前尚處早期階段。?

一步法代表公司：道森股份（干法）、三孚新材（濕法）?

兩步法代表公司：雙星新材、匯成股份、東威科技?

三步法代表公司：重慶金美（首先提出）圖：主要鍍膜技術優缺點對比圖：三種主要工藝步驟及優缺點對比工藝技術原理優勢劣勢化學氣象沉積（CVD）工藝；通過化學反應置換出反應劑中的銅，并在基材表面沉積。銅膜附著力較弱，成膜效率低，廢水處理成本較高工藝簡單，純度高化學沉積物理氣相沉積（PVD）工藝；電子與高能氬原子碰撞并使靶材

銅膜附著力好，發生濺射，濺射粒子在基片上

純度高沉積成膜。真空磁控濺射鍍銅成膜效率低物理氣相沉積（PVD）工藝；加熱蒸發使鍍膜材料氣化，并在基材表面沉積。銅膜附著力較弱，高溫易造成基膜穿孔成膜效率高，均勻性好真空蒸鍍水電鍍銅物理氣相沉積（PVD）工藝；通過還原劑將鍍液中銅離子還原成金屬銅并在基片表面沉積。銅膜附著力較弱，廢水處理成本較高成膜速度快，效率最高12數據：

各公司公告，方正證券研究所目前兩步法工藝為主流，一步法效率更高降本空間大?

復合銅箔設備空間廣闊，中性預期下2025年新增總空間可超48億，2030年超150億。關鍵假設：??復合銅箔滲透率按中性預期假設，2025年為10%、2030年為55%，預測不考慮三步法增量。一步法一體機電鍍設備：2023年車速12m/分鐘，且逐年提升；2023年單臺價格為6000萬元且后續逐年下降。圖：2022-2030E一步法、兩步法市場空間對比?兩步法采用磁控濺射和水電鍍設備：假設每1000萬平米產能合2臺磁控濺射+3臺水電鍍設備，估算設備車速分別為10.2m/分鐘和6.8m/分鐘，且后續年份車速持續提升；2023年每1000萬平米產能設備投資額為6000萬元，后續年份投資額逐年下降。202270.02023E94.52024E127.62025E172.22030E465.5銅箔需求量（億平）（中性）復合銅箔滲透率0%1%5%10%55%?

我們預測2023-2025年兩步法是主流，2026年后一步法將貢獻大部分新增需一步法滲透率兩步法滲透率0%0%0%0%1%4%3%7%29%26%求。一步法設備市場空間圖：2022-2030E一步法、兩步法累計市場空間對比設備產能（萬平/臺）設備需求量（臺）53905880764179935212671065900.0一步法累計空間兩步法累計空間800.0700.0600.0500.0400.0300.0200.0100.00.0設備價格（萬元/臺）一步法市場空間60000.00.060000.058809.8576230.020.25209554.8134.8新增市場空間（億元）0.09.8兩步法設備市場空間設備產能（萬平/臺）設備需求量（臺）18002004722223025048250324071042250.718.8153.6設備價格（萬元/臺）兩步法市場空間14000.00.00.012005.75.75.7117627.027.036.9115255.628.548.7新增市場空間（億元）新增空間合計（億元）20222023E

2024E

2025E

2026E

2027E

2028E

2029E

2030E13數據：

各公司公告，方正證券研究所PET

PP基膜同步進行，PP基膜或為主流?

復合集流體基膜選擇通常為高分子聚合物，看中耐熱性、抗拉強度和化學穩定性等指標。當前主要材料選擇包括：PET、PP和PI，PET基膜耐熱性和抗拉性能較好，化學穩定性較弱；PP基膜化學穩定性優秀，無明顯缺點；PI基膜各項指標極佳，然而受限于原材料成本目前無法量產。?

PET基膜技術成熟，然而易與電解液溶劑碳酸二甲酯（DMC）反應發生降解。在鋰電池電解液中，DMC可與電池中殘留水分子和鋰離子反應生成甲醇和甲醇鋰，PET和甲醇在甲醇鋰的催化作用下發生解聚反應并生成DMT（PET單體）和乙二醇（EG）。該解聚反應使PET無法維持性能從而造成鋰電池安全隱患。?

PP基膜化學穩定性占優，低材料密度帶來價格優勢。由于PP分子具有非極性特點且化學結構完全飽和，其化學穩定性極強，常溫下在電解液溶劑中可長時間，且由于PP材料密度較低，在相同厚度下較PET理論成本更低。目前PP基膜仍在發展階段，未來有望成為主流。圖：PET、PP、PI基膜性能與優缺點對比圖：PET基膜與DMC溶劑反應發生降解過程PET（聚對苯二甲酸乙二酯）極性分子PP（聚丙烯）PI（聚酰亞胺）非極性分子極性分子分子結構耐溫性能抗拉強度245-265°C165-175°C較弱>400°C較強強抗腐蝕性強，室溫下可不耐酸堿，在電解液環境下穩

耐受脂肪和幾乎所有有

有機溶液耐溶性優秀，化學穩定性定性較差，存在解聚風險機溶劑，高溫下可溶于

具有一定抗有機酸能力非極性溶劑原材料現價7100元/噸7400元/噸10-30萬元/噸單位面積價格0.039元/平米0.028元/平米0.6-1.8元/平米物理、化學性能均非常優秀優點機械性能優秀，耐熱性好化學穩定性優秀PET薄膜缺點化學穩定性偏弱無明顯缺點原材料成本過高布局企業雙星新材、康輝新材東材科技、銅峰電子沃格光電PET完全溶解14數據：

Improvinglithium-ioncellsbyreplacingpolyethyleneterephthalatejellyrolltape，wind，方正證券研究所基膜環節不可或缺，增長潛力充沛圖：2022-2030EPET、PP基膜環節市場空間測算?

聚合物原料使用前需進行改性處理，致使加工后基膜價格遠高于聚合物原料價格。PET基膜方面，我們測算PET基膜價格約3萬元/噸，而PET原料價格僅為7100元/噸，改性處理后PET價格遠高于原料價格。PP基膜方面，目前處理后基膜價格約3.9萬元/噸，PP原料價格為7400元/噸。聚合物原料表面處理價格環節利潤空間較大，看好基膜企業轉型銅箔制造。202277.00.0%2023E99.23.0%2024E127.615.0%2025E170.530.0%2030E437.555.0%銅箔生產量（億平）復合銅箔滲透率PP復合銅箔PP復合銅箔滲透率PP復合銅箔生產量（億平）0.0%0.045%0.00.8%0.850%1.65.0%6.470%9.19.5%16.280%32.0%140.090%產品良率?

基膜環節市場空間增長潛力較大，預計至2025年可超10億元，2030年超43億元。PP復合銅箔需求量（億平）PP原料價格（元/平）PP基膜改性價格（元/平）20.2155.60.0280.300.000.0280.280.220.0280.271.720.0280.264.210.0280.20關鍵假設：PP基膜市場空間（億元）?

復合銅箔滲透率按中性預期假設，2025年為30%、2030年為55%，2025年后PP復合銅箔滲透率年增速4.5pct。28.00PET復合銅箔PET復合銅箔滲透率PET復合銅箔生產量（億平）0.0%0.050%0.02.2%2.255%4.010.0%12.875%20.5%35.085%23.0%100.690%?

當前復合銅箔產品整體良率水平較低，未來良品率持續提升。?

目前PI基膜成本痛點較難解決，預測排除PI基膜空間。產品良率PET復合銅箔需求量（億平）17.041.1111.8PET原料價格（元/平）0.0390.200.000.000.0390.190.410.640.0390.182.304.020.0390.170.0390.17PET基膜改性后價格（元/平）PET基膜市場空間（億元）5.9415.1043.10合計基膜市場空間（億元）10.1515數據：

各公司公告，方正證券研究所03建議關注與風險提示16設備環節建議關注：道森股份、驕成超聲、東威科技?

道森股份成立于2001年，原主業為油氣開發鉆采設備制造，專注于油氣開發設備市場20余年，系該領域龍頭企業。近年來受行業因素影響，公司該領域業務承壓，2022年公司實控人變更，后開始逐步剝離傳統油氣領域業務并向新能源鋰電銅箔轉型，2023年公司率先推出真空磁控濺射一體機并實現簽單，為國內首家。2023年底，公司增資蘇州達牛、合資瑞視微，加碼布局復合銅箔及泛半導體業務，24年有望迎來放量。?

驕成超聲成立于2007年，后持續專注超聲波工業應用產品研發及產銷，被譽為“國內超聲波設備第一股”。公司設備產品超聲波滾焊機系復合銅箔生產工藝剛需設備，且市面競品公司較少，公司核心技術領先帶來高溢價能力。24年初，公司超聲波滾焊設備首獲頭部鋰電廠商定點，標志著公司新極迎來增長。?

東威科技成立于2001年，主要業務系電鍍及表面處理設備制造，多年電鍍設備領域深耕使公