兼具高安全、低成本、極薄化的新型材料復(fù)合集流體，已經(jīng)迎來(lái)產(chǎn)業(yè)化的實(shí)質(zhì)階段，各大主流廠商陸續(xù)進(jìn)場(chǎng)背后，百億級(jí)設(shè)備市場(chǎng)蠢蠢欲動(dòng)。
01、成本、安全性、能力密度全面優(yōu)化
集流體是鋰電池中的一種關(guān)鍵材料，作用是將電池活性物質(zhì)產(chǎn)生的電流匯集起來(lái)，以產(chǎn)生更大的輸出電流。正極采用鋁箔，負(fù)極采用銅箔。為提升電池能量密度和安全性以及降低成本，鋰電池用集流體正在向高密度、輕薄化、高抗拉強(qiáng)度、高延伸率等方向發(fā)展。不過(guò)受制于其材料的物化屬性，純金屬箔材薄型化有限，工藝端技術(shù)路徑受阻。
復(fù)合集流體采用“金屬-高分子材料-金屬”三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，通過(guò)真空蒸鍍、磁控濺射等方式在高分子PET/PP膜表面形成納米級(jí)金屬，再通過(guò)水電鍍將金屬層沉積增厚到1μm以上，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋁箔和銅箔作為電池正負(fù)極材料，具備低成本、高安全、長(zhǎng)壽命和高能量密度等優(yōu)勢(shì)。
數(shù)據(jù)來(lái)源：金美新材料官網(wǎng)
近年來(lái)，由電池?zé)崾Э匾l(fā)的電動(dòng)汽車(chē)起火自燃事故是新能源汽車(chē)安全性的核心問(wèn)題之一。復(fù)合集流體中間的高分子基材具有阻燃特性，在熱失控前可快速融化，電池?fù)p壞僅局限于刺穿位點(diǎn)形成“點(diǎn)斷路”，并可緩解鋰枝晶生長(zhǎng)帶來(lái)的壓縮應(yīng)力，從而延緩電池短路，因此其具備高安全性。
同時(shí)為提升電池能量密度，延長(zhǎng)續(xù)航能力，近年來(lái)鋰電銅箔呈現(xiàn)輕薄化趨勢(shì)。復(fù)合銅箔中銅厚度相比6μm銅箔減少66.67%，復(fù)合鋁箔中鋁厚度相比10μm鋁箔減少80%。復(fù)合集流體中間層采用輕量化高分子材料，重量比純金屬集流體降低50%左右，可有效提升電池能量密度。
此外，傳統(tǒng)銅箔的原材料成本占比約83%，而復(fù)合銅箔原材料成本占比約31%，且受產(chǎn)業(yè)化初期影響設(shè)備成本占比高達(dá)50%，復(fù)合銅箔生產(chǎn)通過(guò)規(guī)模效應(yīng)降低成本的空間更大。在技術(shù)完備條件下，復(fù)合銅箔大規(guī)模量產(chǎn)后有望實(shí)現(xiàn)4.5元每平米以下，相較傳統(tǒng)銅箔有望實(shí)現(xiàn)降低40%的制造成本。
復(fù)合集流體示意圖數(shù)據(jù)來(lái)源：高工鋰電，頭豹研究所
02、行業(yè)已至0到1產(chǎn)業(yè)化前夜
復(fù)合集流體的概念最早由寧德時(shí)代于2017年提出，2019年行業(yè)步入專(zhuān)利爆發(fā)期，國(guó)軒高科、比亞迪、蜂巢能源等多家電芯廠商均陸續(xù)投入研究。
在2021年7月，OPPO就發(fā)布了引入復(fù)合集流體技術(shù)的五層夾心式安全電池，實(shí)現(xiàn)了復(fù)合集流體在消費(fèi)電子領(lǐng)域的應(yīng)用。2022年11月，重慶金美率先實(shí)現(xiàn)8μm復(fù)合鋁箔量產(chǎn)下線(xiàn)。
2023年3月，廣汽埃安發(fā)布采用復(fù)合集流體材料的彈匣電池2.0，并通過(guò)軍標(biāo)級(jí)槍擊測(cè)試，將首先搭載于埃安豪華超跑品牌hyper。天能電池發(fā)布了用于兩輪車(chē)領(lǐng)域的新一代錳鐵鋰電池TP-MAX，同樣以復(fù)合集流體的應(yīng)用作為安全升級(jí)的亮點(diǎn)。2023年4月和6月，搭載寧德時(shí)代麒麟電池的極氪009和極氪001均使用了復(fù)合集流體。年底上市的塞力斯問(wèn)界M9也或?qū)?yīng)用復(fù)合鋁箔。
復(fù)合銅箔由于基材、工藝路線(xiàn)分歧等原因，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展較復(fù)合鋁箔相對(duì)緩慢。不過(guò)2023年以來(lái)產(chǎn)業(yè)鏈上不斷迎來(lái)催化，趨勢(shì)愈發(fā)明朗。
2023年6月，雙星新材、萬(wàn)順新材公告獲得首張復(fù)合銅箔訂單。道森股份子公司洪田科技研自2023年4月發(fā)布一步法真空磁控濺射一體機(jī)后，分別于7月和9月獲得7000萬(wàn)元和1.84億元訂單。9月4日，嘉元科技公告，與三孚新科在復(fù)合銅箔產(chǎn)業(yè)鏈建立戰(zhàn)略合作關(guān)系，并簽訂“一步式全濕法復(fù)合銅箔電鍍?cè)O(shè)備”采購(gòu)合同，確認(rèn)合同金額2.43億元。
10月9日，璞泰來(lái)發(fā)布公告，與寧德時(shí)代簽訂《戰(zhàn)略合作協(xié)議》，雙方同意就復(fù)合銅箔集流體業(yè)務(wù)建立長(zhǎng)期合作機(jī)制，共同開(kāi)拓新能源海內(nèi)外市場(chǎng)；公司溧陽(yáng)基地預(yù)計(jì)將在2024年逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能投放。寧德時(shí)代作為下游電池廠龍頭，這一戰(zhàn)略協(xié)議表明復(fù)合集流體產(chǎn)業(yè)化趨勢(shì)的進(jìn)一步明確。
據(jù)起點(diǎn)研究院數(shù)據(jù)顯示，按照未來(lái)三年下游電池全球的裝機(jī)量來(lái)看，動(dòng)力、儲(chǔ)能將是復(fù)合集流體的主要增量市場(chǎng)。
03、產(chǎn)業(yè)化推進(jìn) 百億級(jí)設(shè)備市場(chǎng)先行
隨著復(fù)合銅箔技術(shù)成熟，2023年有望成為復(fù)合銅箔的量產(chǎn)應(yīng)用元年。隨著復(fù)合銅箔滲透率提高，復(fù)合銅箔到2025年出貨量有望達(dá)到新的臺(tái)階，進(jìn)入真正替代傳統(tǒng)銅箔時(shí)期，此背景下，設(shè)備端將率先受益。
中國(guó)銀河證券研究院認(rèn)為，根據(jù)主流電池廠商產(chǎn)能規(guī)劃，假設(shè)2023-2025年，復(fù)合銅箔在新增電池市場(chǎng)中滲透率為0.5%/5%/13%。按單GWh需2臺(tái)磁控濺射設(shè)備和3臺(tái)電鍍?cè)O(shè)備，單臺(tái)價(jià)格分別為1400萬(wàn)元/1000萬(wàn)元，需超聲波滾焊設(shè)備價(jià)值量1000萬(wàn)元，隨著效率和良率的提升，單GWh所需設(shè)備數(shù)量和單臺(tái)設(shè)備價(jià)值量逐步減少。則到2025年，真空磁控濺射設(shè)備和電鍍?cè)O(shè)備市場(chǎng)規(guī)模將分別達(dá)到57.6億元和58.0億元，超聲波滾鍍?cè)O(shè)備市場(chǎng)規(guī)模27.7億元。
天風(fēng)證券認(rèn)為，在2025年復(fù)合銅箔滲透率達(dá)到20%的前提下，對(duì)應(yīng)復(fù)合銅箔市場(chǎng)規(guī)模為158億元，磁控濺射設(shè)備新增市場(chǎng)規(guī)模74億元，電鍍?cè)O(shè)備新增市場(chǎng)規(guī)模57億元，新增設(shè)備總市場(chǎng)空間為131億元；未來(lái)放量后新增空間可觀，產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)有望充分受益。
資料來(lái)源：GGII，EVTank，智研咨詢(xún)，天風(fēng)證券研究所
國(guó)泰君安觀點(diǎn)表示，假設(shè)2023～2025年復(fù)合銅箔全球鋰電池領(lǐng)域滲透率分別為2%、5%和12%，復(fù)合銅箔的平均售價(jià)分別為6.2元/平米、5.9元/平米、5.6元/平米。預(yù)計(jì)到2025年復(fù)合銅箔出貨量有望達(dá)到30億平米，對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)規(guī)模約為168億元。
設(shè)備方面，根據(jù)GGII預(yù)測(cè)，2023-2025年鋰電池出貨量分別為1119/1416/1805GWh。由于PET復(fù)合銅箔滲透率目前較低，但下游膜材廠商、電解銅箔供應(yīng)商均積極布局復(fù)合銅箔產(chǎn)能或已處于產(chǎn)品送樣階段，因此后期滲透率將不斷提升。
假設(shè)2023-2025年復(fù)合銅箔滲透率為2%、5%、12%；假設(shè)水電鍍?cè)O(shè)備價(jià)值量約1200萬(wàn)/臺(tái)，磁控濺射設(shè)備單價(jià)1500萬(wàn)元/臺(tái)；假設(shè)1GWh電池需要水電鍍?cè)O(shè)備3臺(tái)，磁控濺射設(shè)備2臺(tái)。若工藝全為兩步法，經(jīng)以上假設(shè)后測(cè)算，2025年復(fù)合銅箔設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到143億元。
數(shù)據(jù)來(lái)源：GGII，公司年報(bào)，國(guó)泰君安證券研究
04、相關(guān)企業(yè)有哪些？
復(fù)合集流體產(chǎn)業(yè)鏈包括，上游基膜廠商（PET、PP、PI）+鍍膜設(shè)備商（超聲滾焊設(shè)備、磁控濺射設(shè)備、真空鍍膜設(shè)備、水電鍍?cè)O(shè)備、一步法設(shè)備）；中游復(fù)合集流體制造商以及下游終端電池廠商。
復(fù)合集流體產(chǎn)業(yè)鏈 資料來(lái)源：中國(guó)銀河證券研究院
復(fù)合鋁箔制備的技術(shù)路線(xiàn)已經(jīng)十分明確，主要采用真空蒸發(fā)鍍膜干法工藝。即在厚度4.5～6.0μm的PET/PP基材表面采用真空蒸發(fā)的方式，雙面鍍制一層1μm的鋁膜。
目前復(fù)合銅箔的制備工藝存在多種路線(xiàn)，包括一步法（化學(xué)沉積法/真空磁控濺射/真空蒸鍍法）、兩步法（真空磁控濺射+水電鍍）和三步法（真空磁控濺射+真空蒸鍍+水電鍍）。核心設(shè)備包括真空蒸鍍、真空磁控濺射在內(nèi)的真空鍍膜設(shè)備，以及水電鍍?cè)O(shè)備。此外，應(yīng)用復(fù)合集流體后鋰電池制備將多出一道采用超聲波高速滾焊技術(shù)的極耳轉(zhuǎn)印焊工序，帶來(lái)對(duì)超聲波滾焊設(shè)備的確定性需求。
其中國(guó)內(nèi)超聲波設(shè)備龍頭驕成超聲，可以說(shuō)是極具確定性的受益標(biāo)的。公司一方面在國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池領(lǐng)域及輪胎裁切領(lǐng)域保持領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，另一方面積極拓展超聲波技術(shù)在汽車(chē)線(xiàn)束焊接、功率半導(dǎo)體焊接、無(wú)紡布焊接、塑料焊接等其他領(lǐng)域的應(yīng)用，逐步成為平臺(tái)型超聲波設(shè)備商。公司自主研發(fā)的動(dòng)力電池超聲波滾動(dòng)焊接設(shè)備，解決了鋰電池復(fù)合集流體和箔材之間焊接難度大、焊接效率低下的痛點(diǎn)問(wèn)題，已為寧德時(shí)代供貨。
東威科技是目前唯一能實(shí)現(xiàn)水電鍍?cè)O(shè)備規(guī)?；慨a(chǎn)的企業(yè)，同時(shí)公司積極向前道工序延伸，推出真空磁控濺射設(shè)備，12靶設(shè)備已經(jīng)推向市場(chǎng)，24靶設(shè)備仍在測(cè)試中。其水電鍍?cè)O(shè)備已簽訂訂單及框架協(xié)議共計(jì)300余臺(tái)，意向客戶(hù)包括寶明、勝利精密、雙星、元琛等。磁控濺射設(shè)備也將與水電鍍?cè)O(shè)備配套形成一體化出售，22年末出貨一臺(tái)。
以真空鍍膜技術(shù)及成膜工藝為核心的匯成真空，致力于濺射鍍膜技術(shù)、蒸發(fā)鍍膜技術(shù)、離子鍍膜技術(shù)、柔性卷繞鍍膜技術(shù)以及成膜工藝的研究和應(yīng)用。產(chǎn)品已應(yīng)用于智能手機(jī)、屏幕顯示、光學(xué)鏡頭等消費(fèi)電子領(lǐng)域，以家居建材和生活用品為主的其他消費(fèi)品領(lǐng)域，航空、半導(dǎo)體、核工業(yè)、工模具與耐磨件、柔性薄膜等工業(yè)品領(lǐng)域，以及高校、科研院所等領(lǐng)域。主要客戶(hù)包括蘋(píng)果公司、富士康、比亞迪、捷普、沃格光電、日久光電、宏旺等國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)和科研院所，目前處于IPO階段。
騰勝科技擁有卷繞式真空鍍膜設(shè)備、連續(xù)式真空鍍膜生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備、光學(xué)真空鍍膜設(shè)備、磁控濺射真空鍍膜設(shè)備、電弧離子真空鍍膜設(shè)備等多個(gè)系列設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池、半導(dǎo)體、光伏、消費(fèi)電子、航空航天、汽車(chē)零件、機(jī)械加工、模具制造、新材料等多行業(yè)領(lǐng)域，其中多款設(shè)備已實(shí)現(xiàn)同類(lèi)進(jìn)口產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化替代。目前公司已推出2.5代卷繞式復(fù)合銅箔真空鍍膜設(shè)備和2代卷繞式復(fù)合鋁箔真空鍍膜設(shè)備，并已交付客戶(hù)。
此外還有通過(guò)收購(gòu)洪田科技切入鋰電銅箔領(lǐng)域的道森股份，憑借洪田科技在電解銅箔領(lǐng)域的深厚積累，2023年4月公司成功推出全國(guó)首臺(tái)“一步法”復(fù)合銅箔真空磁控濺射一體機(jī)，并于7月公告通過(guò)客戶(hù)測(cè)試驗(yàn)證，獲得7000萬(wàn)元訂單。此外，公司還研發(fā)推出卷繞磁控濺射蒸鍍復(fù)合鍍膜機(jī)（可雙面鍍銅鍍鋁）、卷繞蒸發(fā)鍍膜機(jī)（可雙面鍍鋁），實(shí)現(xiàn)真空鍍膜領(lǐng)域的平臺(tái)化布局，并于9月公告獲得諾德股份1.84億元的復(fù)合銅鋁箔一體機(jī)設(shè)備訂單。
