复合集流体产业经过多年的摸索和迭代，其工艺、装备、流程都得到显著优化并逐步具备大量生产能力；在近几年也出现了一批新的参与者，下游电池企业也纷纷加大投入，在其制备工艺、关键装备方面也得到了较显著的突破。目前领跑的集流体企业已经可以实现初步量产，其良率、生产效率仍在优化，有望在2023年成为量产元年。同时，其安全性、能量密度优势以及未来的低成本潜力，也催动了数码消费、储能电池参与者的积极尝试。总体看，复合集流体从材料到电池到终端的量产突破正在到来。01概述1、集流体的概念复合集流体是一种高分子材料和金属复合的新型集流体材料，主要起到汇集电流、承载正负极活性物质的作用。集流体在锂离子电池中起到不可或缺的作用，一方面承载正负极活性物质，一方面将电池在充放电过程中正负极活性物质产生的电流汇集并进行传输，减小电池内阻同时提高电池库伦效率、循环稳定性及倍率性能。复合集流体结构类似“三明治”结构，中间为基膜（PP、PET、PI等高分子材料），外两层为镀铜或铝金属膜。复合铜箔中间基膜主要为PET、PP等高分子材料，厚度一般为4-4.5μm，双面镀铜层一般为0.8-1.5μm左右，合计为5.6-7.5μm，导电性可≤20mΩ。复合铝箔主要采用真空镀膜工艺，通过蒸发釜先镀上8-15nm金属氧化铝，然后加厚1μm左右铝层。考虑到铝离子的附着力，复合铝箔基膜主要采用PET材料。目前正极集流体是铝箔，负极集流体是铜箔。铜、铝等金属由于电导率高、电化学稳定性好、机械强度高等优点被广泛应用于锂电集流体，其中铜在高电位比较容易氧化，主要用于负极集流体，铝作为负极集流体腐蚀较为严重，主要用于正极集流体。电解铜箔由99.5%的纯铜组成，由于其良好的导电性、机械加工性能，质地较软、制造技术较成熟、成本优势，成为锂电池负极集流体的首选。2、复合集流体优势复合集流体主要优势在于提高安全性、提高能量密度和降低原材料成本。安全性：复合铝箔主要是出于安全性出发，电池发生安全问题主要是在带电状态下，而带电状态下的安全问题主要是内短路（杂质/锂枝晶/生产工艺问题）形成的；在大电流充电或者锂离子数量超过负极可接受程度以及其他极端工况后，表面会生长锂枝晶，不可逆枝晶不仅导致电池容量降低，且存在安全隐患，一旦生长的枝晶刺穿隔膜，正负极短路会导致安全问题；复合铝集流体中间的聚合物基材具有绝缘作用和阻燃性能，其金属导电层较薄，短路时会像保险丝一样熔断，在热失控前迅速熔化，电池损坏只限于穿刺部位形成“点破”，有效形成“断路效应”，防止持续大电流形成电池过热问题，有效解决安全性问题。低成本、提高能量密度：基膜的高分子材料密度小，质量轻，通常价格也低于金属材料，因此使用复合集流体代替纯金属集流体能够有效降低材料成本，并减轻电池重量进而提高电池能量密度。02产业发展进程1、产业进入送样测试加速期，2023年有望成为量产元年复合集流体行业快速推进，2023年有望成为量产元年。复合集流体的发展可以分为三个阶段：1）2017-2022H1为行业研发阶段，设备、工艺待定型，行业参与者较少。复合集流体概念最初诞生于某头部电池企业，其应用面临材料生产、电池极耳转印焊两方面问题。骄成超声在2017年研发了超声波滚焊设备，解决了复合集流体极耳焊接的问题；金美早期即开展复合集流体的研发、生产，2018年其复合集流体产品已实现欧洲车企高镍三元车型的装车使用；材料本身优越性已经得到验证，但由于设备、工艺端的不成熟，良率、生产效率成为限制复合集流体量产的瓶颈。2）2022H2开始，设备成熟、工艺定型，多名玩家入局，进入送样验证阶段。两步法设备逐步完善，工艺定型。2022年7月宝明科技率先宣布扩产，胜利精密、纳力新材料、元琛科技等企业宣布入局，开始设备购置及送样。大部分企业有望在2023年走完电池物性测试及循环测试流程。3）2023年行业将进入量产应用阶段，宝明科技赣州基地一期预计在2023Q2投产。公司送样测试结果反馈积极，在具备规模化供应能力后，有望获得下游客户订单，补齐量产应用最后一环。而其他企业在推进送样的同时，也在积极进行产能准备，测试送样通过之后有望快速量产。2、复合铝箔已经率先量产，复合铜箔商业化价值更高复合铝箔工艺相对简单，已经率先实现量产。2022年11月11日，重庆金美新材料举办新品发布会，宣布实现8μm复合铝箔量产。重庆金美新材料对复合铝箔和复合铜箔均有布局，但率先实现复合铝箔的量产，主要在于复合铝箔制造工艺相对复合铜箔要更加简单，一是复合铝箔厚度为8μm，相比6μm或6.5μm复合铜箔制造难度更低；二是复合铝箔的制造工艺一般为蒸镀法，比复合铜箔主流的磁控溅射+水电镀的工艺更加简单。复合铜箔经济性强，商业化价值更高。理论上电池正、负极只需要单边使用复合集流体即可实现断路效应以改善电池安全性。虽然目前复合铝箔已经实现量产，复合铝箔确实可以提升电池体积能量密度，但从降低电池成本和提高质量能量密度角度来看复合铜箔均具备显著优势，因此复合铜箔的商业化价值会明显高于复合铝箔，复合铝箔则可能更会在注重体积能量密度的领域应用，如高端3C、无人机等。03技术路线1、传统制造工艺：传统铜箔制备采用电解法，传统铝箔采用压延工艺传统锂电铜箔制造的原材料是电解铜和硫酸，工序包括“溶铜-生箔-后处理-分切”四大步骤。原理来看，锂电铜箔的生成实质是铜离子在阴极辊表面的电沉积结晶结果，因此阴极辊为锂电铜箔生产的心脏，其质量直接决定铜箔的品质和厚度。传统锂电铝箔采用压延工艺制备，制造原材料是铝锭，具体工艺流程是先将铝锭熔化、细化和过滤做提纯预处理，再进行铸轧、冷轧、退火、粗轧、精轧等压延加工工序，最后分切、氧化、涂层出货。2、新制造工艺：铝箔相对确定，铜箔仍有路线之争区别于传统箔类制造，复合集流体采用镀膜新工艺。由于高分子材料大多为不导电的绝缘体，无法直接进行电镀，需要先对高分子材料进行预处理使其表面沉积一层导电的金属膜。因此，复合集流体的制备核心在于如何在高分子材料基膜上镀一层兼具均匀性和致密性要求的金属薄膜。难点即为膜加工技术工艺壁垒，有别于传统箔类的技术底层逻辑。高分子材料金属化镀膜的方法可以分为干法镀膜、湿法镀膜（待镀件浸入在溶液中）两大类，其中干法镀膜常用的为真空镀膜，包括真空蒸发镀膜、磁控溅射镀膜、离子镀膜；湿法镀膜最典型的为化学镀、电镀。磁控溅射：磁控溅射是一种常用的物理气相沉积（PVD）的方法，具有沉积温度低、沉积速度快、所沉积的薄膜均匀性好，成分接近靶材成分等众多优点，但效率低导致镀膜成本高。其工作原理是：在高真空的条件下，入射离子（Ar+）在电场的作用下轰击靶材，使得靶材表面的中性原子或分子获得足够动能脱离靶材表面，沉积在基片表面形成薄膜。磁控溅射工艺在各类功能薄膜、微电子、装饰领域、机械工业、光学等领域均有成熟应用。真空蒸镀：真空蒸发镀膜是真空镀膜技术中开发时间最早，应用领域最广的一种薄膜沉积方式。蒸镀效率高，但蒸发温度高对材料要求高。其工作原理是在真空环境下加热镀膜材料，使它在极短时间内蒸发，蒸发的镀膜材料分子沉积在塑料表面上形成镀膜层。根据蒸发源即加热能量来源的不同，可分为电阻蒸发镀膜、电子束蒸发镀膜、感应加热蒸发镀膜、脉冲激光沉积镀膜等。水电镀：电镀过程为氧化还原过程，利用电流电解作用将金属沉积于电镀件表面，形成金属涂层。水电镀速度快，生产效率高，但加工材料受限。具体来说，将待加工的镀件接通阴极放入电解质溶液（例如硫酸铜）中，将金属板接通阳极（例如铜球），在外界直流电的作用下，金属铜以二价铜离子的形式进入镀液，并不断迁移到阴极表面发生还原反应，在阴极上得到电子还原成金属铜，逐步在镀件上形成金属铜镀层。化学镀：化学镀是指在基础液中添加适量的某种特定还原剂，使待镀的金属离子在高分子材料基体表面的自催化作用下还原成镀膜层的金属沉积过程。一般工序流程为：1）对待镀件进行前处理工序，包括去应力处理，除去待镀件表面的油污；2）对其表面进行粗化、活化或敏化活化处理；3）进行化学镀工序。化学镀镍应用较广，通过在零件表面沉积一层非磁性高耐蚀非晶态镀层，可使电子、通讯设备中微小部件防腐耐磨，广泛应用于手机通信设备、汽车等领域。复合集流体加工一般包含“打底+增厚”两个主要过程。“打底”即在基材表面形成金属薄膜的种子层（厚度为纳米级），目的是增强镀膜与基材之间的结合力，尤其对于复合铜箔而言，因为锂离子电池在负极材料脱欠将产生明显的膨胀-收缩应力，容易导致金属镀层与基材在界面处脱离；同时，由于汇集电流是集流体的基本功能之一，铜箔的阻值与厚度呈反比，种子铜层需要再次通过“增厚”到微米级以满足电池一定的充放电性能。（1）复合铜箔：磁控+水电镀的二步法是主流，但工艺路线仍有不确定性根据复合铜箔制的核心镀膜步骤或设备数量，可以将市面上复合铜箔工艺路线分为一步法、两步法和三步法。其中一步法是指通过一种镀膜设备以实现双面1μm厚镀铜，主要包括化学沉积、磁控溅射、真空蒸镀（磁控溅射-真空蒸镀一体机一般也被称作一步法）；市面上二步法、三步法则均以磁控溅射打底，如水电镀加厚铜层到所需厚度则为二步法，通过真空蒸镀、水电镀两种方法加厚铜层至所需厚度则为三步法。磁控溅射+水电镀的二步法是行业主流。二步法复合铜箔工艺主要包含真空磁控溅射镀膜、水电镀、防氧化处理、分切、包装步骤。核心步骤中，首先通过磁控溅射设备在基膜上打底，沉积厚度为10-40nm的铜薄膜；然后通过水电镀（碱性离子置换和酸性离子置换）将铜层加厚至1μm，最后经过防氧化处理、烘干等步骤后进行打包储存。目前市面上主流使用的工艺为二步法，少数的如重庆金美用的三步法、三孚新科与智动力为化学沉积一步法，汉嵙新材、道森股份有干法一步法技术储备。一、二、三步（干法或湿法）法各有优劣，尚未完全定型。从工艺步骤角度来看，一步法最大优势是使用一种设备进行镀膜，工艺简洁，设备投资低；其中化学沉积一步法还具有无“边缘效应”、适合大幅宽生产等优势，但目前工艺尚不完全成熟；磁控溅射+水电镀的二步法是目前工艺最成熟、成本控制最好的主流方法，但因为水电镀工艺的使用，仍有湿法的环保问题；三步法是在磁控溅射+水电镀的二步法中间增加了一道蒸镀环节，以提高镀膜均匀性，降低第三步水电镀工艺的加工难度，缺点是步骤较多，导致提高良率难度高、设备投资额高。（2）复合铝箔：核心工艺为蒸镀一步法复合铝箔工艺步骤相对简单，核心工艺为一步法蒸镀。首先使用蒸镀设备使固态铝转为气态铝，同时通入氧气，是氧气与率分子反应生成氧化铝，沉积在基膜上进行打底，形成5-15nm的铝氧化层；然后不通氧气，再利用率蒸镀设备对打底层加厚到1000nm，整个镀敷过程在真空室内进行，且膜面背面紧贴通入-20℃至-30℃冷却液的钢棍，使膜在受热的同时可以进行急速降温，使分子迅速凝结在膜面，通过控制冷却液钢棍的温度保证膜面温度可始终保持在膜热熔温度以下，不会使膜发生形；最后将上述半成品进行收卷，并根据不同客户需求分切成不同宽度、长度的产品，然后打包储存、发货销售。3、电池端加工：新增转焊接工序，超声焊设备增量环节使用复合集流体制造电池需要增加转焊接工序。复合集流体与传统电池产线兼容性较强，但由于复合集流体中间的高分子材料不导电，上下两端金属层不能连接，垂直于集流体平面方向不导电，会造成电池内阻较大，性能较差，因此需要采用转焊接的方式，即在复合集流体之间加一层传统的箔材，用作转接体。转接焊接需要采用超声焊设备。超声焊是利用超声波高频振动产生热量同时施加压力，加强集流体与转接体的粘接强度，超声焊温度相对较低，焊接稳定性高。而激光焊接强度高，发热量大，高温会使复合集流体熔化，因此转接焊需使用超声焊设备。04复合集流体长期渗透存在的问题复合集流体长期渗透仍需看工艺改进与降本进度。1、应用端：铜层变薄、电阻变大，快充、快放场景应用有限制铜层变薄导致集流体内电阻值增大、导热性能变差，影响充放电性能。集流体电阻与其横截面积成反比，而复合集流体中间高分子材料层为绝缘体，6.5μm厚度（4.5μmPET+双面1μm铜层）复合铜箔阻值为6μm铜箔的三倍；铜同时也是热的良导体，铜层越薄，电池内部热量传递效果越差；更高的电阻值和更差的导热性能，使复合铜箔电池的快充、快放性能变差。2、电池制造端：加工难度提高，影响电池制造效率复合集流体因为其自身材料、结构特性，在电池制造环节中提高加工难度，行业内已经有相应解决方案，但仍会一定程度影响电池制造效率。如在涂覆、辊压环节，由于PET材料与铜材料的延展性不同，可能会出现掉粉、断带的情况，需要相应的工艺参数调整；极片烘干过程中，PET熔点较低，高温烘干可能导致高分子材料变形、融化，可能需要降低烘干温度、延长烘干时间；极耳焊接时因为复合箔材高分子层不导电，需要增加转接焊工序。3、复合集流体制造端：当前综合成本仍较高，降本需要提升良率、效率复合集流体投资强度仍然较高。以铜箔为例，电解铜箔：中一科技2.4万吨高性能电子铜箔项目单万吨投资约5亿元（国产设备），按每GWh电池需600吨电解铜箔计算，铜箔单GWh投资额0.3亿元/GWh；复合铜箔：根据宝明科技公告，公司复合铜箔项目一期产能1.4-1.8亿平米，投资额11.5亿元，按每GWh电池需1000万平方米复合铜箔计算，复合铜箔单GWh投资额为0.72亿元/GWh，约是电解铜箔的2.4倍。复合集流体制造工艺难度高。复合集流体核心成本优势在于节省的金属材料，但由于行业处于发展初期，复合箔材制造存在箔材穿孔、铜膜结合力差、生产节拍慢等工艺难题，导致复合集流体制造的良率、效率较低，综合制造成本仍然较高。对标电解铜箔，复合集流体长期渗透还要看降本进度。电解铜箔方面，假设铜价6万元/每吨，复合集流体用量1000万平方米/GWh，6μm电解铜箔原材料成本约3.2元/㎡，生产成本约3.8元/㎡，完全成本（包含期间费用）约4.1元/㎡。复合集流体有望通过规模化、工艺与设备改进来提升产品良率与生产效率，最终成本有望降至3元/㎡以内，明显低于电解铜箔成本。假设磁控溅射、水电镀设备单价分别为1500/1200万元/台，线速度分别为12、7m/min，幅宽1.2m，良率分别为87%、85%，分切损耗为8%（综合良率68%），现阶段复合铜箔综合成本约4.2元/㎡；后续有望通过规模采购、提升设备效率与工艺良率以降本。假设磁控溅射和水电镀线速度提升至20、15m/min，幅宽提升至1.3m，综合良率提升至83%，复合铜箔成本有望降至2.7元/平方米。05效率提升方向分析1、磁控溅射方向相较于后道水电镀，磁控环节PET提升效率较为容易，而PP产品则应该在保证品质的情况下提升效率。（1）溅射气压在直流磁控溅射过程中，溅射气压（工作气压）是一个很重要的参数，它对溅射速率，沉积速率以及薄膜的质量都有很大的影响。气体分子从一次碰撞到相邻的下一次碰撞所通过的距离的统计平均值，称之为平均自由程。从分子的平均自由程的角度来说，溅射气体压力低时溅射粒子的平均自由程大，与气体离子的碰撞的几率小，使沉积速率增大。但是，溅射气体压力低时入射离子浓度低，溅射出的离子数目也少，又使沉积速率减小。（2）溅射电压、电流、功率提升靶材的电压、电流、功率。以溅射电压为例，溅射电压对成膜速率的影响有这样一个规律：电压越高，溅射速率越快，而且这种影响在溅射沉积所需的能量范围内是缓和的、渐进的。在影响溅射系数的因素中，在溅射靶材和溅射气体之后，放电电压确实很重要。一般来说，在正常的磁控溅射过程中，放电电压越高，溅射系数越大，这意味着入射离子具有更高的能量。因此，固体靶材的原子更容易被溅射出并沉积在基板上形成薄膜。（3）增加靶材数量靶材用量等于表面积乘以所需的薄膜厚度（通常以纳米为单位），再乘以一个系数来考虑材料损耗和效率，当靶材数量提升，单位厚度的沉积速率将成比例提升。此外，PP膜材料对靶材的纯度也有更高的要求。2、水电镀方向水电镀-镀膜工序最后一环，影响产品良率及成本的关键胜负手。在部分技术路线中，可通过改造水电镀设备，可提升产品良率、降低生产成本。相较高成本的真空镀，成本较低的水电镀可在溅射所形成的金属层上增厚金属层。目前水电镀环节降本路径分为两类：1）提升产品良率（生产效率）；2）避免基材浪费，降低生产成本。目前主流模式为提升铜槽数量、电镀液优化、反应条件优化（如添加超声波等）。06产业链分析复合集流体产业链可以分为上游设备和原材料、中游制造、下游电池。1、上游：设备及原材料（1）设备端从复合铜箔来看，核心生产设备包括磁控溅射设备+水电镀设备+超声波滚焊设备。目前上游设备仍在更新升级中，新增+升级催化设备端需求。复合集流体正处于从0到1的发展过程中，众多材料制造企业因打样测试或产能扩建需要定制相关设备，设备环节本身就率先受益，而且行业设备处于不断升级迭代中，新一代设备生产效率有望大幅提升，复合集流体制造设备还存在升级换代需求。设备工艺环节技术壁垒高，格局相对更好。一方面，镀膜设备是集材料、物理、化学、机械、自动控制等多学科为一体的较为复杂的机器设备，技术门槛高。以真空镀膜设备为例，真空镀膜工艺起源于国外，基于先发优势与大量投入的研发资金，国际领先企业至今仍占据全球真空镀膜设备研制生产的市场领先地位，国内整体技术水平仍然与国外先进水平存在差距，部分核心部件如电源、真空泵等仍然主要依赖进口。另一方面，镀膜设备非标属性强，需要根据不同领域、不同客户的生产工艺、技术标准去对产品进行定制化开发，对设备企业的服务、技术创新、快速响应等多方面要求较高。磁控溅射设备腾胜科技、汇成真空等已经有量产设备出货，道森预计在2023Q2推出一步法设备；在手订单金额约20亿元；使用蒸镀工艺的企业相对较少，海外爱发科设备实力较强，国内进展较快的蒸镀设备企业包含广东腾胜、四川海格锐特、广东汇成真空、成都齐兴、振华科技等；在水电镀设备进展较快的为东威科技。复合集流体极耳转印焊环节需要新增超声波滚焊设备，目前骄成超声较为领先，焊接速度可以实现80m/min。（2）原材料环节1）基材：PET当前优选，PP具备潜力基材是复合集流体的地基，直接影响材料一致性。熔点、延展性、强度、密度、价格等是选取基材的主要考量指标。熔点与发挥复合集流体断路效应有关，耐温性过好会导致基材不能在电池发生热失控之前熔断；延展性、强度影响机械性能；密度、价格对提高电池能量密度和降低成本有影响；耐酸性则影响电池的循环寿命。PET是当前综合优选，PP密度小、价格低具备潜力。常见的高分子材料中，PET、PP、PI的延展性和强度较好，其中PET综合性能优异，熔点适中，是目前的优选材料，也是中一科技、宝明科技、双星新材等大部分企业目前开发的主要基材；PI由于耐温性过好而且价格昂贵，商业化使用可能性不大；PP机械性能略差于PET，但密度、价格都较低且耐酸性更好，未来具备开发潜力，也成为部分厂商研发的重点。2）靶材与添加剂：真空镀膜需要铜靶材，水电镀需要镀铜添加剂真空镀膜中需要使用到金属靶材。制造复合铜箔的金属靶材包括磁控溅射工艺的溅射靶材和蒸镀工艺的蒸镀材料，其中溅射靶材是高速荷能粒子轰击的目标材料，具有高纯度、高密度、多组元、晶粒均匀等特点，一般由靶坯和背板（或背管）组成；蒸镀材料是被蒸镀设备通过蒸发源加热蒸发的镀膜材料，按化学成分可以分为金属/非金属颗粒蒸发料，氧化物蒸发料，氟化物蒸发料等。复合铝箔多用蒸镀铝材料，复合铜箔多用溅射铜靶材。具体靶材使用与工艺路线相关，因为复合铝箔使用蒸镀一步法工艺确定性高，所使用的多位铝金属蒸镀材料，复合铜箔目前主流还是磁控溅射+水电镀的两步法，主要使用的铜溅射材料。水电镀工艺中需要使用到镀铜添加剂。添加剂是镀铜工艺中性能调控的重要手段，关系到镀铜品的产率和质量。常见的添加剂有光亮剂、整平剂、润湿剂、走位剂、应力消除剂。化学品公司受益复合铜箔行业发展。对于传统电解铜箔企业而言，添加剂极及配方是其核心技术之一，头部电解铜箔企业自行掌握核心添加剂配方，同时电解铜箔含溶铜制液工序，电解铜箔企业多采购铜线配以硫酸自行制液；而复合铜箔企业由于跨界玩家较多，在化学、电化学方面一般积累较少，镀铜添加剂需要外采，此外部分企业还需要采购硫酸铜或者氧化铜等铜盐进行制液。目前国内国外基膜均有使用，双星新材可以实现自给。磁控溅射靶材目前供应企业有阿石创、欧莱靶材等；电镀化学品，光华科技自主研发生产氧化铜粉、硫酸铜，品质达到国际领先水平，其水镀SP系列镀铜光剂应用于水镀增厚铜层环节，在较宽电流密度范围内均具有优异的镀层厚度一致性。三孚新科自研一步法镀铜液，第一代由于含有贵金属钯成本较高，第二代配方有望使用更便宜的金属替代，降低成本。2、中游：复合集流体制造端（1）各行业玩家涌入复合集流体材料赛道目前已有复合集流体材料制造规划的上市公司已经超过10家。其中使用主流“磁控溅射+水电镀”的工艺路线的公司大致可分为两类，第一类为镀膜材料的“跨界”企业，这类公司的传统主业领域一般与磁控溅射的镀膜工艺相关，具备磁控溅射工艺的积累优势，如双星新材（光学膜、节能窗膜材料等）、宝明科技（触控屏ITO镀膜材料）、万顺新材（导电膜、节能膜、高阻隔膜）、阿石创（溅射靶材）、方邦股份（电磁屏蔽膜）等；第二类为电解铜箔类的“跨界”企业，如中一科技、嘉元科技、诺德股份、铜冠铜箔等，电解铜箔后处理阶段工序与复合铜箔电镀工序的原理、工艺相通，即通过电化学方法增厚导电层以及防氧化等，这类公司具备电镀工艺的积累优势。（2）定价模式：对标电解铜箔，本质在赚铜材节省与工艺降本的钱定价对标电解铜箔，本质在赚铜材节省与工艺降本的钱。复合铜箔现阶段定价模式是参照同类型电解铜箔售价，如6.5μm厚度复合铜箔（4.5μm基材+双边镀1μm铜层）定价对标6μm厚度电解铜箔售价，而电解铜箔的定价模式为铜价+加工费，复合铜箔收入端为6μm厚铜箔加工费+6μm厚度的铜价。因此，复合铜箔利润可视作来自两部分，一部分为节省原材料成本的钱（节省的4μm厚度铜成本减去PET基材成本），这部分利润与铜价正相关；另一部分为工艺降本的利润，这一部分与铜价无关，主要看复合铜箔企业自身降本能力。3、下游：电池端复合集流体可以应用动力、消费、储能电池。三元电池亟需解决安全问题，磷酸铁锂电池能量密度待提高。据资料，现有全球动力电池企业乘用车电池中三元电池平均能量密度超250Wh/kg，相比之下磷酸铁锂电池能密不超过190Wh/kg。三元锂电池和磷酸铁锂电池的材料在到达一定温度时都会发生分解，但三元锂电池的材料在200度左右的环境下就会发生分解，而磷酸铁锂电池的材料分解则发生在700-800度左右的环境下。并且三元锂电池材料的化学反应更加剧烈，会释放氧分子，在高温作用下电解液迅速燃烧，安全性不如磷酸铁锂电池。因此，当下两款电池的革新优先度有所不同，三元电池的燃眉之急是提升安全性，提升能量密度是磷酸铁锂电池的当务之急。因此结合复合集流体的优势来说，复合铝箔主要用于高镍三元电池，以提升安全性。复合铜箔主要用于磷酸铁锂电池，提升能量密度为主，降低成本为辅。目前下游电池端在加速推进复合集流体研发认证，产业趋势明朗。宁德时代、比亚迪、国轩高科以及海辰新能源等多家电池厂正积极布局复合集流体相关专利，其中，宁德时代通过参股金美布局PET复合铜箔，并已在复合集流体技术与产业化方面取得较大进展。07相关公司1、东威科技：PCB电镀设备龙头，率先受益于复合铜箔量产公司成立于2001年，成立之初便专注于PCB电镀设备研发制造。公司主要产品包括应用于PCB电镀领城的垂直连续电镀设备、水平式表面处理设备，应用于五金表面处理专用设备的龙门式电镀设备、五金连续电镀设备等。公司在业内率先实现VCP电镀设备设计标准化与规模化，电镀均一性、贯孔率等指标由于行业水准，市占率超过30%。水电镀设备龙头，成功延伸磁控溅射设备。公司较早布局水电镀设备开发，目前已经是行业内众多复合铜箔企业设备供应商，根据公司公告，公司已经与宝明科技签订2.13亿元水电镀设备合同，与客户L、D分别签订10、5亿元设备供应框架协议，与胜利精密签订共40台设备供应战略合作框架协议。磁控溅射设备方面，公司已经于22年底完成了首台12靶真空磁控设备的交付，同时正在开发24靶真空磁控设备，有望大幅提高速率。2、骄成超声：超声波设备龙头，滚焊设备核心供应商骄成超声成立于2007年，自成立之初便专注于功率超声领域，公司主要产品可以分为超声波裁切与超声波焊接两块，具体包括动力电池超声波焊接设备、汽车轮胎超声波裁切设备、其他领域超声波焊接设备、动力电池制造自动化系统、检测及其他设备、配件等。超声波金属焊接具有温度低、电阻低、时间短等特点，被广泛应用于动力电池多层极耳焊接。公司是国内少有的可以与国际高端超声波工业设备厂商进行竞争的企业，动力领域下游客户包括宁德时代、比亚迪、中创新航、国轩高科、蜂巢能源、亿纬锂能等一线电池厂商，今年在宁德供应链中占比超过50%。超声波滚焊设备独供宁德时代。复合集流体对比传统集流体新增极耳转印焊工序，对于超声波焊接设备效率提出了更高的要求。公司自主研发的超声波滚焊设备能够实现复合集流体与箔材之间的高速焊接，速率能实现80m/min。单GWh滚焊设备设备投资是传统点焊设备3倍，公司斩获宁德时代2024年底前独供协议。复合铜箔量产应用将为公司带来巨大的弹性。3、中一科技：电解铜箔产能加速释放，积极布局复合铜箔电解铜箔产能释放加速，深耕锂电优质大客户。公司是锂电铜箔国产设备应用先行者，电解铜箔产能投资与铜箔加工成本控制均处于行业领先水平，目前公司已经建成电解铜箔产能4.25万吨，预计23年中再投产1.3万吨，23年底预计建成7.95万吨，产能进入加速释放期；客户方面，公司持续深耕大客户宁德时代。积极布局复合铜箔，发挥集流体电化学镀多年积累经验。公司于2022年8月30日在武汉市新设立全资子公司从事新型复合材料业务，注册资本3亿元，先期计划建设年产500万平方米生产线，采用水电镀+磁控溅射的两步法。复合铜箔的电镀工序和公司现有电子电路电解铜箔的固化、钝化工序的原理、工艺基本相同，分别是电化学方法增厚导电层以及防氧化等。公司在集流体电化学镀的添加剂、工艺、过程控制、装备等方面拥有的核心技术，可以应用到复合铜箔的生产中，提高良品率和生产效率。4、宝明科技：复合铜箔性能、产能领先行业，龙头之势隐现公司成立于2006年，2020年在深交所上市。公司传统主业为LED/CCFL背光源及触摸屏深加工，应用于智能手机、平板电脑、车载显示器等领域。伴随智能手机进入存量市场，公司加大中大尺寸车载显示、MiniLED背光源研发和市场推广力度。ITO镀膜与复合铜箔生产技术共通，公司产品性能、产能规划领先。公司电容式触摸屏加工业务利用镀膜和黄光蚀刻等工艺使不带触控功能的液晶玻璃或AMOLED封装玻璃形成具有触控功能的显示触控一体化面板。玻璃基板镀膜使用磁控溅射工艺，与目前复合铜箔金属化打底工艺技术同源。公司复合铜箔样品已经对全球领先的电池企业进行送样，产品性能获得下游客户认可。公司进行了积极的产能规划。2022年7月发布公告，在赣州投资60亿元建设复合铜箔生产基地，预计产能8亿平，项目分两期建设。另外，公司2023年1月发布公告，计划总投资62亿元在马鞍山溅射生产基地，预计产能与赣州规模相近，公司已规划产能16亿平。5、双星新材：PET基膜龙头企业，下游拓展复合铜箔业务双星新材成立于1997年，于2011年在深交所上市。公司专注于BOPET行业近20年，主要生产聚酯功能膜材料、光学材料、新能源材料、信息材料、节能窗膜材料、热收缩材料，成长为全球行业龙头。PET铜箔项目2020年开始在公司内部立项，经过2年的开发，公司已经完成了磁控+水电镀设备的安装调试，样品送样测试中。公司对于膜材理解深刻，自主研发改性PET基膜材料，节约成本的同时可以提高后道箔材的良率。目前公司已有5台磁控溅射设备，水电镀设备与东威科技签订一期设备合同，2023年5月底陆续进场安装调试。6、胜利精密：传统业务赋能复合铜箔，公司重新启航公司成立于2003年，2010年深交所上市。公司初期主要从事TV结构件加工，通过一系列收并购，逐步将业务拓展到笔记本、手机领域精密精密结构件加工。2019年以来，胜利精密进行战略转型，聚焦消费电子同时，开启汽车中控玻璃、镁合金压铸等第二成长曲线。传统业务赋能复合铜箔。公司传统主业具备隔膜生产和PVD镀膜相关生产经验，一方面，对于基膜性能以及生产过程中的展平、张力控制有深入理解；另外，复合铜箔生产核心工艺为磁控溅射，公司前期中控玻璃盖板类产品涉及磁控溅射工序，具备关键环节设备能力和工艺能力的经验积累。凭借前期在技术与工艺上的积累，公司在较短时间内完成了产线调试和样品生产工作，将技术积累进一步转化为产业化初期进度上的先发优势。公司复合产品送样测试中，积极进行产能准备。根据公司公告，公司拟以公司全资子公司安徽飞拓为单位，在安徽舒城建立生产基地投建2条3A光学膜生产线和115条复合铜箔生产线，对应3A光学膜产能85万平，复合铜箔产能12亿平。项目累计投资金额56亿元，分两期进行，一期8.5亿元、二期47.5亿亿元。投资节奏为2022年底前完成固定资产投资5亿元，2023年底完成15亿元，2024年底完成28亿元，2025年底完成37亿元。根据公司最新公告，现阶段单产线月产能在40万平，年化约500万平；预计2023年中月产能1300-1500万平，年化约1.5亿平到2023年底月产能4500万平，年化5亿平。7、元琛科技：环保新材料领军企业，积极布局复合铜箔元琛科技成立于2005年，于2021年5月在上交所上市。公司自成立以来专注于环保领域，主要产品包括脱硝催化剂、高分子过滤滤袋、膜材料，主营服务包含第三方检测服务和双碳服务。水泥脱硝改革市场进一步发展，垃圾焚烧使用的过滤材料以及催化剂在做国产替代。公司从2020年开始关注复合集流体，2021年年底正式立项。2022年11月底，公司与东威科技签订2.5代双边夹卷式水平镀膜线设备采购框架协议。12月底，公司召开复合箔材新产品发布会，首条复合铜箔产线达产，首批产品顺利下线，并开始进行送样测试。08市场空间预测锂电池需求及复合集流体单耗：在新能源汽车和储能需求拉动下，锂电池总体需求仍有望维持中高速增长，预计25年电池总需求达到2441GWh；集流体方面，假设铝箔、铜箔需求均为1000万平方米/GWh，基膜均采用PET基膜，复合铝箔工艺假设为蒸镀一步法，复合铜箔工艺假设为磁控溅射+水电镀的二步法。复合箔材市场空间：预计23年为量产元年，假设22-25年复合铝箔渗透率分别达到0.6%/1.5%/2.5%/5%，复合铜箔渗透率分别达到0.5%/2.0%/5.0%/12.0%；22年复合铝箔/复合铜箔单价分别为2.6/4.6元/平方米，23-25年每年保持3%的降幅，对应25年复合铝箔/铜箔总需求分别将达到12.2/29.3亿平方米，对应市场空间分别为29.0/123.0亿元，22-25年复合增速分别为169%/282%。相关设备市场空间：假设复合铝箔蒸镀设备22年投资强度为约1200万元/GWh，复合铜箔磁控溅射/水电镀设备投资强度分别为3000/3600万元/GWh，超声焊接设备投资强度为400万元/GWh，并假设22-25年镀膜设备每年保持10%的效率提升以降低投资强度。25年对应蒸镀设备/磁控溅射设备/水电镀设备/超声焊接设备市场空间分别为6.9/45.5/45.5/11.1亿元，对应复合增速分别为133%/248%/248%/224%。

一、为什么要用复合集流体PET/PP铜箔替代电解铜箔？复合集流体性能优、成本低，将逐步替代传统集流体。复合铜箔是一种“三明治结构”的负极集流体材料，其中间的基膜通常为PET或者PP膜，厚度为4.5μm。在基膜两侧各镀有1μm的铜层。1、电解铜箔对锂电池的安全性存忧电解铜箔为锂电池负极的关键基础材料，在锂电池中是负极活性物质的载体，也是负极电子的收集体和传导体。由于具备良好的导电性、柔韧性和机械加工性能，同时加工成本低，工艺成熟，铜箔是锂电池负极材料载体和集流体的首选材料。在锂电池的制作过程中，负极活性物质由约90%的负极活性物质碳材料、4%-5%的乙炔黑导电剂、6%-7%的粘合剂均匀混合后涂覆于铜箔集流体表面，经过干燥辊压与分切等工序可以制得负极电极，铜箔的性能对于锂电池的性能有很大影响。根据《电动汽车锂电池内短路诱发热失控的机理研究进展》（范志强），引发电池热失控的主要滥用条件为电滥用（过充电、过放电）、机械滥用（碰撞、挤压、穿刺、振动）和热滥用（高温下隔膜瓦解），《锂离子电池多点内短路及物理场变化》（陈明彪等）中称，三种滥用条件最终几乎都伴随着正负极材料直接接触导致的内短路，进而引发热失控，因此电池内短路为电池热失控的重要环节。消费端对于锂电池的最大顾虑是其安全性，而电池自燃是由于发热失控导致的内短路。传统电解铜箔为纯铜，承载颗粒活性材料、电解液具有流动性、在动力电池装车中需要应对不同的复杂路况，颠簸下造成某个点应力集中，交替反复产生细小裂纹，后发展为断裂，薄膜表面断裂会产生毛刺，有穿透隔膜的风险，造成内短路。2、复合集流体PET/PP铜箔的好处PP-PET复合铜箔安全性提升，削弱穿刺隔膜影响因素，降低电池内短路风险。内短路诱发原因之一：应力集中下金属薄膜疲劳断裂产生毛刺。PP-PET复合铜箔在提升电池安全性之外，凭借其低密度，降低集流体重量。PP-PET复合铜箔兼容性较好，能够匹配现有的电池系统。（1）复合铜箔为铜-高分子-铜复合结构，为以高分子为基材，两侧镀铜的新型铜箔材料。基材选取PET、PP等高分子材料作为基材。有机高分子材料具备绝缘性和柔韧性，能够满足箔材的卷绕需求。塑料复合铜箔中内部基材为高分子材料，其抗疲劳能力优异，能够吸收一部分应力，削弱金属薄膜断裂以及锂枝晶对于隔膜穿刺的影响。磁控溅射：磁控溅射属于物理气相沉积的一种，是电子在电场的作用下，与氩气碰撞后，高能量的氩原子电离后撞击靶材表面，使得靶材发生溅射。溅射粒子在基片上沉积形成薄膜。真空蒸镀：真空蒸镀属于物理气相沉积的一种，为在真空条件下，采用一定的加热蒸发方式使得镀膜材料气化，粒子在基材表面沉积凝聚为膜的工艺方式。水电镀：水电镀为传统电镀工艺，PET/PP等基材在经过磁控溅射后，基材表面沉积一层薄金属层，通过电化学方式实现在溅射金属层-PET基材-溅射金属层复合材料两侧进行金属沉积，增加金属层厚度，降低电阻。（2）塑料复合铜箔在提升电池安全性之外，凭借其低密度，降低集流体重量。铜箔占锂电池总重量比例约13%，仅次于正极材料、负极材料和电解液，是影响电池质量能量密度的关键材料。相较于金属材料，高分子有机材料密度低。在集流体中，采用高分子材料部分替代传统金属集流体，在保证导电层导电性能和集流性能前提下，能够显著减少集流体重量，从而降低电池整体重量，提高电池能量密度。据比亚迪股份有限公司专利显示，在电池正极片和负极片中应用复合集流体能够提升电池重量能量密度，以3μm PP材料上下镀铜复合集流体替换传统铜箔，在相同厚度下，重量能量密度提升3.3%，正负极均替换为复合集流体则重量能量密度提升6.1%。以PET复合铜箔为例，若以1μm铜箔+4.5μmPET基材+1μm铜箔复合集流体替代传统6μm电解铜箔，根据密度计算，理论上复合集流体重量相较于传统铜箔降低55%（PET材料密度以1.4g/cm3计算）。二、复合集流体PET/PP铜箔的市场有多大？（1）每GWH锂电池约需用复合铜箔1200万平方米。（2）每平方米复合铜箔初期约7-8元，大规模生产后约5元每平方米。（3）2025年约2000GWH的锂电池，市场规模未来1000-1500亿。（4）渗透率从0-50%，由复合集流体PET/PP铜箔的质量和进度决定。（5）2022年12月开始实验室送样阶段，2023年年中中试出结果三、PP复合铜箔和PET复合铜箔的比较PP复合铜箔和PET复合铜箔各具优势，静待市场研发与验证情况。复合铜箔为新型锂电负极集流体材料，相关技术工艺仍旧处于送样-测试-再送样的循环阶段，目前高分子膜真空镀铜的技术仍是产业关键难点。磁控溅射或真空蒸镀温度较高，技术不达标会使得薄膜烧穿孔，影响卷材长度，从而影响下游电池厂商进行量产使用。复合铜箔相关专利中为全面保障权利，声明采用PET、PP、PVC、PI等高分子材料，然而目前行业内对于塑料复合铜箔的基材选用主要有PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）和PP（聚丙烯）两种。东材科技和重庆金美选用PP复合铜箔技术，而双星新材、万顺新材、宝明科技等公司选用PET复合铜箔技术。两种材料在耐热性、价格与密度上各有千秋，对于行业内的后续发展需要评估选择不同技术路线企业的技术发展水平和产品迭代速度。PP复合铜箔重量更轻，对于电池重量能量密度的提升更胜一筹。PP相较于PET来说密度更低，若将PET替换为等厚度的PP，6μm PP复合铜箔材料重量相较于6μm纯铜箔可降低至60%，根据前述内容，PET复合铜箔材料重量可降低至55%，能够进一步提升锂电池的重量能量密度。四、东材科技与宝明科技等产业链企业东材科技不仅是中游PP-PET基膜生产商，还是PP复合铜箔生产商，当产品完善量产如市场占有率10-20%，市场销售100-150亿，毛利率40-50%，净利率20-30%，该产品新增年利润20-50亿。—END—投研工具—小韭菜好友办的一个专门分享上市公司调研纪要的知识星球。星球已经正式运营，目前365元/年，也就是一天一元钱而已。
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