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1 Tabl e_First 证 券 研 究 报 告 Table_First|Table_ReportType 行业研究 行业深度研究 Tabl e_First|Tabl e_Summary 复合集流体可改善安 全性、降低成本，将逐步 替代 传统 集流体。复合集流体 采用 三明 治结 构，由中间 的高 分子 材料 和两 侧的金 属堆 积层 组成。复合集 流体 具有 高安 全性、高比 能量、低 成本、长 寿命、强兼 容五 大优势。老技术新应用，复合 铜箔 设备工艺逐步定型。复 合 集流体 的工 艺目 标是将铜 层与 高分 子材 料稳 定、均 匀、致密 的结 合，核心工 艺是 高分 子表 面金属化，在 消费 电子、半 导体领 域已 有成 熟应 用。复合铝 箔主 要采 用一 步法蒸镀 工艺，复 合铜 箔+3/2023 Q2 2023 年有望成为量产 元年，2025 年复合铜箔市 场空 间超300 亿元。箔材 端，单GWh 电 池对 应 复合集 流体 需求 约为1000 万平，我们 预测2025、2030 年复 合铜 箔的 需求分 别为62、465亿平，2023-2025 年复合 增速为382%、2025-2030 年 复合增 速为50%。按 照2025、2030 年5.4 元/平、4.3 元/平 定价，2025 2030 329 1982 2025 88 96 58 0-1 Tabl e_First|Tabl e_R eportD ate 电力设 备及 新能 源 2023 年 3 月 19 日 Tabl e_First|Tabl e_Rati ng 强于大市(维持 评级)Tabl e_First|Tabl e_C hart 一年内行业相对大盘 走势 团队成员 Tabl e_First|Tabl e_Author 分析师 邓伟 执业证 书编 号：S0210522050005 邮箱：Tabl e_First|Tabl e_Contacter 分析师 陈栎熙 执业证 书编 号：S0210523030003 邮箱：Tabl e_First|Tabl e_Rel ateRepor t 相关报告 1、【华 福电 新】周 跟踪：光伏 新能 源 车排产 持续爬坡，持续 看好 南非 储能 一 2023.03.12 2、【华 福电 新】周 跟踪：2 月 全球 新 能源车 销量数据亮 眼，关 注 PMI 持续 回暖、数 字 经济催 化下的工控 板块 一 2023.03.05 3、【华福 电新】周 跟踪：钠 电乘 用 车首次 亮相，关 注硅料价 格拐点带 来的光储 底部布局 时机 一2023.02.26 诚信专业 发现价值 请务必阅读 报告末页的重要 声明-40%-30%-20%-10%0%10%20%2022-032022-042022-052022-062022-072022-082022-092022-102022-112022-122023-012023-022023-03沪深300 电力设备与新能源 丨公司名称 诚信专业 发现价值 2 请务必阅读报告末页的重要 声明 行业深度研究|电力设备及新能源 1 复合集流体成本更低、性 能更优，将逐步替代 传统 集流体.4 1.1 集流体主要用于汇集 电流、承载正负极活性物 质.4 1.1.1 铜箔影响电池能量密 度、成本，向轻薄化方向 发展.4 1.1.2 传统铝箔主要为压延 铝箔，发展趋势是持续减 薄.6 1.2 复合铜箔可降本、减 重，复合铝箔显著提高电 池安 全性.7 1.2.1 复合集流体采用三明 治结 构，中间为高分子材 料、两侧为金属堆积层.7 1.2.2 复合铝箔极大提高电 池安 全，做到只冒烟不起 火.8 1.2.3 复合铜箔兼顾性能与 成本，将率先普及.10 2 设备工艺逐步成熟、下游 加速认证.12 2.1 高分子材料金属化底 层技 术成熟，锂电领域提 出更 高要求.12 2.2 工艺路线：老技术新 应用，复合铜箔两步法、复合 铝箔一步法较成熟.14 2.2.1 磁控溅射：金属化打 底，复合铜箔生产最核心 工艺.14 2.2.2 真空蒸镀：复合铝箔 生产 唯一工艺，也可用于 增厚 铜层.16 2.2.3 化学沉铜：一步法工 艺简 单，现阶段成本较高.17 2.2.4 水电镀：增厚铜层手 段之 一，目前工艺最成熟、成 本最低.18 2.3 工艺总结：老技术新 应用，两步法较为成熟.20 2.4 材料端：基材是复合 集流 体的地基，主要有 PET、PP 两种路线.21 3 2023 年有望成为行业量产 元年，远期空间近 2000 亿元.22 3.1 需求预测：材料端和 设备 端.22 3.1.1 复合铜箔将迎来快速 渗透，2025 年空间超 300 亿元.22 3.1.2 磁控、水电镀、滚焊 设备 需求有望爆发，子赛 道 2025 年空间均近百亿.24 3.2 产业进入送样测试加 速期，2023 年有望成为量产元 年.25 4 投资机会.26 4.1 产业链.26 4.2 公司梳理.27 5 投资建议.31 6 风险提示.32 1：锂电池集流体内 部结构.4 2：锂电铜箔性能指 标.5 3：电解铜箔生产工 艺.5 4：电池质量结构.6 5：铁锂电池成本结 构.6 6：锂电铜箔厚度占 比分布.6 7：电池铝箔生产工 艺流程.7 8：复合集流体结构 情况介绍.8 9：电池内短路成因.8 10：内短路发生类型.8 11：电池内短路不同 阶段情 况.9 12：复合集流体技术 在冲击测试中的保护.10 ZXCXwPnQmPrQtNsRrMsNmN7NbPaQsQrRnPsRlOqQoNfQsQsRbRqRsPxNoOpPxNmRuN 丨公司名称 诚信专业 发现价值 3 请务必阅读报告末页的重要 声明 行业深度研究|电力设备及新能源 13：复合集流体技术 在针刺过程中阻断效 果.10 14：复合铜箔五大优 势.10 15：复合铜箔减重效 果.11 16：传统铜箔成本构 成占比.11 17：复合铜箔成本测 算.12 18：复合铜箔对比传 统 铜箔经济性（元/平）.12 19：高分子表面金属 化工艺方法.13 20：复合铜箔、复合 铝箔生产工艺.13 21：动力电池测试体 系.14 22：磁控溅射设备工 作原理.15 23：磁控溅射设备在 复合铜箔应用各项性 能指 标存在矛 盾.16 24：复合铝箔生产真 空蒸镀设备示意图.17 25：复合铝箔生产真 空蒸镀工艺流程.17 26：化学沉铜工艺流 程.18 27：P C B 沉铜前后 的对比.18 28：P C B 沉铜设备.18 29：电镀工艺原理.19 30：电镀设备在 P C B 领域的应用.19 31：东威科技双边夹 卷式水平连续镀膜设 备.20 3 2：复合铜箔水电镀 工艺.20 33：复合铜箔水电镀 工艺.21 34：复合铜箔两步制 备工艺.21 35：高分子材料性能 对比.22 36：复合铜箔&铝箔 市场空间.23 37：复合铜箔市场空 间.24 38：设备需求关键假 设.24 39：磁控&水电镀市 场 空间测算.24 40：超声波镀膜设备 市场空间.25 41：各家复合集流体 进展情况及规划.26 42：复合集流体产业 链.27 43：公司水电镀设备 意向订单&框架协议情况.28 44：宝明传统业务技 术同源.29 丨公司名称 诚信专业 发现价值 4 请务必阅读报告末页的重要 声明 行业深度研究|电力设备及新能源 1 复 合集 流体 成 本更 低、性 能更 优，将 逐步 替代传 统集 流体 1.1 集流体主要用于汇集 电流、承载正负极活性物 质 集流体主要起到汇集 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。1：锂电池集流体内 部结构 数据来源：锂离 子电 池内 短路 机理 与检测 研究 进展，华福 证 券研 究所 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。1.1.1 铜箔影响电池能量密 度、成本，向轻薄化方向 发展 铜箔性能直接影响电 池的 能量密度、循环寿命、安全 性等关键性能。铜 箔占 锂 电池总重量比 重约 13%，其 质量与体积 直接决定 了电 池的能量密 度，在电 池能 量密度持续提 升的 过程 中，对铜 箔轻薄 化提 出了 更高 的要 求；铜 箔集 流体 作为 载体，和负 极材料结 合紧 密度 直接 影响 着电池 导电 性、内阻、循 环寿命。为 了使 两者 紧密 结合，电池集流体在 与活性材 料辊 压过程中，会承受比 较大 的应力，因 此对铜箔 抗拉 伸强度、伸长率 等机 械性 能提 出较 高要求，而 铜箔 表面 性能 如粗糙 度、表面 质量、孔 隙率等 等都会影 响到 与活 性材 料的 结合度；另 外，电池 成分 较为复 杂，在充 放电 过程 中，要 求铜箔自 身化 学及 电化 学稳 定性好，不 会与 电解 液等 物质发 生副 反应 也比 较重 要；集 流体的均 一性 也直 接决 定了 正负极 的均 一性，进 而影 响电池 一致 性。丨公司名称 诚信专业 发现价值 5 请务必阅读报告末页的重要 声明 行业深度研究|电力设备及新能源 2：锂电铜箔性能指 标 性能分类 铜箔性能指标 直接影响 对锂离子电池性能的 间接 影响 物理指标 厚度 铜箔厚 薄程 度 影响电 池能 量密 度 抗拉强 度及伸长率 铜箔断 裂或 裂缝 负极成 品率、电 池容 量、内阻、循 环寿 命等 厚度均 匀性 负极涂 敷活 性物 质质 量波动 直接影 响电 池容 量、一致 性 化学指标 抗氧化 性及耐蚀性 铜箔氧 化膜 的厚 度，耐腐蚀性 电池内 阻、电池 容量 表面指标 表面粗 糙度 负极活 性物 质在 铜箔 表面的附 着力 电池内 阻和 循环 寿命 等电 池性能 表面质 量 负极活 性物 质在 铜箔 表面的附 着力 极大影 响电 池容 量、内阻、循环寿 命 孔隙率 负极活 性物 质在 铜箔 表面的附 着力 影响电 池的 倍率 性能 和长 循环寿命 数据 来 源：嘉元 科技 招股 说明 书，华福 证券 研究 所 电解铜箔生产主要有 溶铜、生箔、后处理、分切四大 工序。溶 铜工 序是 将电 解 液制备，在特 种造 液槽 罐内，用硫 酸、去离 子水 将铜 料制成 硫酸 铜溶 液，为生 箔工序 提供符合 工艺 标准 的电 解液；生箔 工序 是在 生箔 机电 解槽中，硫 酸铜 电解 液在 直流电 的作用下，铜 离子获得 电子 于阴极辊表 面电沉积 而制 成原箔，经 过阴极辊 的连 续转动、酸洗、水洗、烘 干、剥离 等工序，并 将铜 箔连 续剥 离、收 卷而 形成 卷状 原箔；后处 理工序是 对原 箔进 行酸 洗、有机防 氧化 等表 面处 理工 序后，使产 品质 量技 术指 标符合 客户要求；分 切工 序是 根据 客 户对于 铜箔 的品 质、幅宽、重量等 要求，对 铜箔 进行 分 切、检验、包装。3：电解铜箔生产工 艺 数据 来 源：嘉元 科技 招股 书，华福 证 券研究 所 铜箔约占电池成本 1 5%、质量 13%左右，极薄化有 利于提升能量密度、降低 成本。铜箔 作为锂 电池关 键 组成部分，成本占 比与其 他主材接近。对于 铁锂电 池而言，铜箔 占电池 总成本比 重约 15%，三元 电池略低 于铁 锂电池，而 铜箔成本 重要 组成是 丨公司名称 诚信专业 发现价值 6 请务必阅读报告末页的重要 声明 行业深度研究|电力设备及新能源 原材料 铜的 成本。另外，铜 箔质量 占电 池质 量 13%左 右，铜箔 轻薄 化对 于提 高 电池能量密度 和降 低成 本有 重要 意义，也成 为必 然趋 势。铜箔轻薄化趋势明显。下 游 动力电 池企 业的 技术 发展 和产品 需求 决定 了铜 箔的 技术升级。早期 动力 电池 企 业以 8 铜 箔为 主，主 要 由于动 力电 池企 业在 涂布、卷 绕等环节使 用极 薄铜 箔存 在工 艺难度。目 前国 际三 大电 池厂 商 LG、三 星、松下 仍 然以 8铜箔 为主，而国 内电 池 厂商率 先推 动了 极薄 铜箔 的应用。宁德 针 对 6 铜 箔专门 研发了涂 布机 和全 球首 台 6 高速 卷绕 机，在 2018 年开始 规模 化应 用 6 铜 箔，国 内其他一 线企 业如 比亚 迪、国轩高 科也 逐步 实现 导入。目前 宁德 开始 从 6 向 4.5 切换。6：锂电铜箔厚度占 比分布 数据 来 源：中国 电子 铜箔 资讯 网，华福 证券 研究 所 1.1.2 传统铝箔主要为压延 铝箔，发展趋势是持续减 薄 传统铝箔主要为压延 铝箔，发展趋势是持续减薄。由于铝 箔具 有密 度低、耐 腐蚀性强、延展 性较 好等 优点，被广 泛应 用于 建筑、食 品包装 领域，后 其应 用进 一步向 锂电领域 拓展。传 统铝 箔 占 电池成 本 3-5%，前 几年 主 要为 15-20 m 后进 一步 减薄至0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2017A 2018A 2019A 2020A 2021A4.5 6 8 10 其他 4：电池 质量结构 5：铁锂电池成本结 构 数据 来 源：远川 研究 所，华福 证券 研 究所 数据 来 源：远川 研究 所，华福 证券 研 究所 39%20%15%13%5%2%6%正极负极电解液铜箔铝箔隔膜其他31%17%9%13%15%15%铁锂正极石墨隔膜电解液铜箔其他 丨公司名称 诚信专业 发现价值 7 请务必阅读报告末页的重要 声明 行业深度研究|电力设备及新能源 12-13 m，目前 8-10 m 的铝 箔在 部分 电池 厂商 中也得 到应 用。铝箔生产工序繁多，提高 良率是竞争核心。电 池级 别的铝 箔对 于材 料的 针孔、切边、毛刺、凸度率、抗拉 和延伸强度 均有严格 的要 求。目前铝 箔主要采 用压 延工艺，生产过 程涉 及 合 金熔 铸、均匀化、铸轧、冷 轧、中 间退火、箔轧 等多 个轧 制 工艺和 热处理工 序。每一 道工 序环 环相扣，每 个环 节都 影响 制 约着 下一 个步 骤的 良品 率。随着电池能 量密 度越 来越 高，对于铝 箔厚 度也 要求 进一 步减薄，而 随着 铝箔 从 15 m 减薄到 10 m 以 下，针孔 数 量迅速 增加，成 为铝 箔不 良的核 心原 因。对于 铝箔 生产企业而言，提 高生 产效 率及 压延良 率是 成本 竞争 的关 键。7：电池 铝箔生产工 艺流程 数据 来 源：万顺 新材 招股 说明 书，华福 证券 研究 所 1.2 复合铜箔可降本、减 重，复合铝箔显著提高电 池安 全性 1.2.1 复合集流体采用三明 治结 构，中间为高分子材 料、两侧为金属堆积层 复合集流体采用三明 治结 构，由中间的高分 子材料 和两侧的金属堆积层 组成。其中，复合铜箔 中 间基 膜主 要为 PET、PP 等高 分子 材 料，厚度 一般 为 4-4.5 m，双 面镀铜层 一般 为 0.8-1.5 m 左右，合计 为 5.6-7.5 m，导电 性可 20m，制 作工艺 丨公司名称 诚信专业 发现价值 8 请务必阅读报告末页的重要 声明 行业深度研究|电力设备及新能源 主要包含磁 控溅射、铜层 堆积、清洗 抗氧化保 护；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 1 m 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。8：复合 集流体结构 情况 介绍 数据 来 源：金美 环评 书，华福 证券 研 究所 1.2.2 复合铝箔极大提高电 池安 全，做到只冒烟不起 火 电动汽车自燃热失控主要原因之一在于正负极内部短路带来的热失控，锂电池通过短路点进行大电 流放 电，产生较高温度，从而导 致热失控。而复合 集流体 可以从基本原理上杜绝内短 路的 发生。电池最危险的内短路 为正 极集流体与负极接触，成 因可以分为机械滥用、热 滥用、电滥用三种。根 据正 负极 短路的 类型 来看，可 以分 为正极 集流 体铝 和负 极集 流体铜 接触短路、正 极材 料和 负极 集流体 铜接 触短 路、正极 集流体 铝和 负极 材料 短路、正极 材料和负 极材 料发 生短 路。从内短 路成 因来 看，机械 滥用是 指外 部挤 压、针刺 等使得 电池隔膜 破裂，正 负极 之间 直接接 触；电滥 用是 指电 池内部 金属 析出，形 成锂 枝晶刺 穿隔膜从而导 致正负极 接触；热滥用则 是隔膜受 热大 规模收缩崩 溃，导致 正负 极接触。电池的 内短 路带 来的 局部 发热若 持续 累积 就会 触发 热失控 连锁 反应，带 来起 火 爆炸等安全事 故。9：电池内短路成因 10：内短路发生类型 丨公司名称 诚信专业 发现价值 9 请务必阅读报告末页的重要 声明 行业深度研究|电力设备及新能源 内短路过程中阻值降 低、产热能力上升，可以分为 初期、中期、末期。内 短 路发展演化 可达 数百 小时，初 期现象 不明 显，末期 可导 致电池 热失 控。内短 路初 期阻值 很高、电压 缓慢 降低，产 热 现象不 明显；中期 阶段，伴随内 阻的 逐步 降低，电 压明显 下降，产 热开 始聚 积；内短 路末期，电 池温 度达 到隔 膜崩溃 温度，电 池正 负极 大面积 短路，使 电池 发生 热失 控。11：电池内短路不同 阶段情况 数据来源：锂离 子电 池内 短路 机理 与检测 研究 进展，华福 证 券研 究所 复合集流体能起到保 险丝 的作用，做到只 冒烟不起 火。复 合集 流体 采用 了金 属层与高分 子层 机械-电-热 性能 的多重 耦合 结构 关系。在 内短路 初期，点接 触时 由 于表面导电金 属层 较薄，可 以在 短路大 电流 瞬间 熔断 或受 力开裂，毫 秒内 切断 电流 回路；在内短路 继续 积累，发 生面 接触时，高 分子 材料 受热 熔融收 缩，形成 结构 局部 坍塌，在进一步 发生 热失 控之 前切 断电路 回路。数据来源：锂离 子电 池内 短路 机理 与检测 研究 进展，华福 证 券研 究所 数据来源：锂离 子电 池内 短路 机理 与检测 研究 进展，华福 证 券研 究所 丨公司名称 诚信专业 发现价值 10 请务必阅读报告末页的重 要声明 行业深度研究|电力设备及新能源 1.2.3 复合铜箔兼顾性能与 成本，将率先 普及 复合铜箔对比传统电 解铜 箔具有 五大优势。通 过低 密度、低 杨氏 模量、高可 压 缩性以及 低造 价的 高分 子材 料替代 普通 金属 铜，复 合 铜箔 面 密度 较传 统铜 箔降 低 77%，在挤压、碰 撞中 起到 缓冲 作用、缓解 负极 材料 充放 电过程 中体 积形 变，降低 原材料 成本。在制 造端，复合铜 箔相 比传统 电解 铜箔 生产 可将 制程消 耗能 量降 低 50%，废水、废渣、废 弃等 有害 物质 降 低 30%。总结 来看，复 合 铜箔对 比传 统铜 箔具 有高 安全性、高比能 量、低成 本、长寿 命、强 兼容 五大 优势。14：复合铜箔五大优 势 数据 来 源：金美 官网，华福 证 券研 究 所 复合铜箔 密度更低，可显 著提高能量密度。由 于高 分子材 料密 度低 于铜、铝 等金属，复 合集 流体 面密 度显 著 低于传 统集 流体。其 中，6 复合铜 箔面 密度 仅为 24g/m2，相比传 统铜 箔实 现 55%减 重，复合 铝箔 面密 度为 27g/m2，相对 于传 统铝 箔在 减薄 2的同时减 重 57%。复合 集流体使用 可显著减 低电 池能量密度，且电池 自身 能量密度越高、提 升效 果越 明显。同时 使用 复合 铜箔 和铝 箔，可 将原 能量 密 度 250Wh/kg 的三元电 池提 升 至 282Wh/kg，同比 提升 13%；将 180Wh/kg 的铁 锂电 池能 量密 度提升 12：复合集流体技术 在冲击测试中的保护 13：复合集流体技术 在针刺过程中阻断效 果 数据 来 源：OPPO 发布 会，华福 证券 研究所 数据 来 源：OPPO 发 布会，华福 证 券研究 所 丨公司名称 诚信专业 发现价值 11 请务必阅读报告末页的重 要声明 行业深度研究|电力设备及新能源 至 196Wh/kg，同 比提 升 9%。核心是 因为 电池 能量 密度越 高，铜箔、铝 箔、结 构件等不提 供电 量的 结构 在重 量中的 占比 就越 高。15：复合铜箔减重效 果 电 池类型 正极 负极 能 量密度(W h/k g)能 量密度 提升 三元电池 250Wh/kg 10 铝箔 6 铜箔 250 0%10 铝箔 4 pet+2 铜 270 8%4 pet+2 铝 6 铜箔 260 4%4 pet+2 铝 4 pet+2 铜 282 13%铁锂电池 180Wh/kg 10 铝箔 6 铜箔 180 0%10 铝箔 4 pet+2 铜 190 6%4 pet+2 铝 6 铜箔 185 3%4 pet+2 铝 4 pet+2 铜 196 9%数据 来 源：华福 证券 研究 所测算 复合铜箔理论成本远 低于 传统铜箔，具有较大的降 本潜力。对于 纯铜 铜箔 而 言，原材料 成本 占比 较高。在 铜价 6 万元 吨的 条件 下，传统铜 箔单 位成 本 为 3.91 元/平（不含 税），其 中铜 的成 本 为 3 元/平，占 比 70%以上。而 PET 铜 箔可 降低 2/3 铜的用量，原材 料成 本下 降显 著。根 据测 算，在良 率为 80%的 情况下，大 规 6A21 量产后PET 铜 箔成 本约 为 3.14 元/平，比传 统铜 箔（3.91 元/平）下 降 0.77 元/平，后续 伴随良率持 续提 升，成本 还有 持续下 降的 空间。16：传统铜箔成本构 成占比 数据 来 源：华福 证券 研究 所测算 83%3%13%1%直接材料直接人工制造费用运杂费 丨公司名称 诚信专业 发现价值 12 请务必阅读报告末页的重 要声明 行业深度研究|电力设备及新能源 17：复合铜箔成本测 算 原材料 成本(元/m2)单耗(g/m2)单价(元/kg)利用率 原材料 6(元/平)利用率 单耗(g/m2)成本(万元/吨)1.50 24.13 3.00 5.58 基膜 0.24 6.2 35.4 92%铜 2.88 99%53.76 5.36 铜层 1.26 17.9 55.8 85%辅材 0.12 0.22 折旧 成本(元/m2*年)设备售价 产能 线速度 折旧 6(元/平*年)投资强度(亿/万吨)折旧期限(年)折旧成本(元/吨*年)0.72 0.43 磁控溅射 0.23 1500 648 15 设备 0.38 7 10 0.7 水电镀 0.39 1000 259.2 6 厂房 0.05 1.5 15 0.1 厂房 0.10 电费 成本(元/m2)电耗 电价 电费 6(元/平)电耗(Kwh/吨)电价(元/Kwh)成本(万元/吨)0.6 1 0.6 0.34 7910 0.8 0.63 其他 成本(元/m2)环保成本 包装+运输 人力等 其他人工及制造 6(元/平)成本(万元/吨)0.23 0.05 0.1 0.08 0.13 0.25 复合铜箔成本合计 良率 100%良率 90%良率 80%传统铜箔成本合计 6(元/平)良率 90%良率 80%成本(万元/吨)2.91 3.01 3.14 3.91 4.01 4.13 6.47 数据 来 源：华福 证券 研究 所测算 铜价越高，复合铜箔经济 性越强。在综 合良 率超 过 65%时，复 合铜箔 在大 部 分场景下 对比 传统 铜箔 已经 具备经 济性。根 据测 算，当铜价 大于 5 万/吨 时，复 合铜箔综合良 率超 过 65%即 具备 经济性；当 铜价 在 4.5 万元/吨时，复 合铜 箔综 合良 率超过70%即 具备 经济 性；当铜 价在 4 万元/吨时，复合 铜 箔综合 良率 超过 80%即具 备经济性。18：复合铜箔对比传 统铜箔经济性（元/平）铜价（万元/吨）良率 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 60%(0.61)(0.49)(0.37)(0.25)(0.13)(0.01)0.11 65%(0.41)(0.28)(0.16)(0.03)0.09 0.21 0.34 70%(0.23)(0.10)0.03 0.15 0.28 0.41 0.54 75%(0.08)0.05 0.19 0.32 0.45 0.59 0.72 80%0.06 0.20 0.33 0.47 0.60 0.74 0.88 85%0.18 0.32 0.46 0.60 0.74 0.88 1.02 90%0.29 0.44 0.58 0.72 0.86 1.00 1.14 数据 来 源：华福 证券 研究 所测算 2 设 备工 艺逐步 成熟、下游 加速 认证 2.1 高分子材料金属化底 层技 术成熟，锂电领域提 出更 高要求 丨公司名称 诚信专业 发现价值 13 请务必阅读报告末页的重 要声明 行业深度研究|电力设备及新能源 复合集流体的工艺目 标是 将铜层与高分子材料 稳定、均匀、致密的 结合，核心 工艺是高分子表面金属 化。高 分子材 料金 属化 是利 用物 理或化 学手 段在 高分 子材 料表面镀上一 层金 属，使其 表面 呈现出 金属 的某 些性 质，目前 主 要有 干法 和湿 法两 类技术 方法。干法 镀膜 又称 为真 空镀 膜法，应 用较 多的 是真 空蒸 镀和磁 控溅 射，磁 控结 合力 强、均一度 高，被应 用于 第一 道基膜 金属 化，但镀 厚铜 生产效 率较 高、成本 较低。蒸镀 结合力弱 于磁 控，生产 效率 高于磁 控；湿法 镀膜 分为 化学镀 和水 电镀，化 学镀 优势在 于能耗低、均 一性 高、幅宽 长，但 生产 效率 低、镀液 成本高；水 电镀 镀铜 速度 快，目 前被应用 于两 步法 后道 金属 化基膜 加厚，存 在潜 在环 保问题。复合集流体镀铜 现阶段往往选择其中一种或配 合使 用。19：高分子表面金属 化工艺方法 类型 方法 工艺原理 优势 劣势 干法镀 膜 真空蒸 镀 真空环境下对金属材料进行加热，使其 在短 时间 内蒸 发，在高分子材料表面均匀沉积形成镀 层 成膜方法简 单、趁机 效率 高；膜纯度、致密 性高；膜 结构、性能独特 工艺重 复性 差；电子 动能 较小，膜 层易 脱落；只 能使 用低 熔 点 金 属；不 能 控 制 厚度、不 适用 于大 规模 生产；蒸镀的 膜中 心点 厚,四 周薄 磁控溅 射 真空环 境通 入惰 性气 体，通 过高压直流电辉光放电的电子激发惰 性气 体产 生等 离子 体，轰击金属靶材使金属离子沉积在基 材上 原子动能大、与基膜 结合 力好；电镀层细密，均匀性 好；可适应大规模 工业 化生 产 设备结 构复 杂、靶材 利用 率低下；等离 子体 不稳 定 离子镀 膜 镀覆利用荷能离子轰击膜层已获得 较好 的粘 结力 解决了高分 子材料在 电镀 时受限于温度的问 题；可利 用高 隔热金属及合 金，金属 涂布 细密 均匀 涂布速 度较 慢，成本 较高 湿法镀 膜 化学镀 在基础 液中 添加 特定 还原 剂，待镀金属离子在高分子基材表面的自催化作用下还原成镀膜层 的金 属沉 积过 程 对基材材质 与形状没 有要 求，无需提供 电力；金 属离 子利 用 率高、镀层硬 度高、均 镀能 力好 镀液循 环周 期短、沉 积速 度满、环 境污 染 水电镀 利用电解是金属覆盖在基材表面，形成 结构 致密、均 匀 且与基材 结合 力良 好的 镀层 结构致密、表面平滑 光亮，内应力较化学镀 小，工艺 成本 低，使用工业 化生 产 以酸碱 溶液 侵蚀，易 使基 材结构、物性 改变；有 废水 排放环保 问题 数据 来 源：姚卫 国 高分 子表 面金 属 化技术，华 福 证 券研 究所 复合铜 箔生 产底 层技 术磁 控溅射、真 空蒸 镀、化学 沉铜、水电 镀等 PCB 制造、五金镀 膜等 领域 均有 成熟 应用，目前 的生 产工 艺为 其中一 种或 集中 技术 的组 合，根据使用技 术的 数量 有 可 以分 为一步、两 步、三步 法。铝 的导电 性较 差，复合 铝箔 主要采用真空 蒸镀。20：复合铜箔、复合 铝箔生产工艺 丨公司名称 诚信专业 发现价值 14 请务必阅读报告末页的重 要声明 行业深度研究|电力设备及新能源 材料 工艺分类 技术路线 复合铝 箔 一步法 真空蒸 镀 复合铜 箔 一步法 磁控溅 射 化学沉 铜 两步法 磁控溅 射+水 电镀 三步法 磁控溅 射+真 空蒸 镀+水电镀 数据 来 源：华福 证券 研究 所 锂 电 铜 箔 的 生 产 对 于 传 统 技 术 提 出 新 的 工 艺 要 求。电池厂一般会对材 料做物 性测试和 电池 兼容 性测 试，工艺难 点在 于快 速在 膜材 表面大 面积、均 匀镀 膜，对于工 艺控制能 力提 出极 高要 求。同时，基 膜材 料（pp）和 电池体 系兼 容问 题，也 要 求工艺 做出更多 的改 进。21：动力电池测试体 系 测试环节 测试项 物性测 试 外观、方阻、面 密度、抗 拉强度、断 裂伸 长率、热 收缩性 能、抗氧化性、抗腐 蚀性 等 电池测 试 不同电 池体 系中 常温 循环、高温 循环、倍 率性 能、安全性、针 刺等测试 数据 来 源：CBEA，华福 证 券研 究所 2.2 工艺路线：老技术新 应用，复合铜箔两步法、复合 铝箔一步法较成熟 2.2.1 磁控溅射：金属化打 底，复合铜箔生产最核心 工艺 磁控溅射广泛应用于 基膜 金属化打底，具有 效率高、结合力强、温升低 等优势。磁控溅射 原 理是 低压 气体 中的 辉 光放 电现 象，在 1870 年开 始应 用镀 膜技 术，1930 年之后由 于沉 积效 率提 升而 逐步开 始应 用于 工业 生产。磁控 溅射 设备 是一 个腔 体，内 部包含阴 阳两 极，其工 作原 理是，在阴 极放 置靶 材、阳极放 置基 膜，在工 作过 程中将 腔体内抽 真空 并通 入氩 气，在阴极 和阳 极中 间施 加千 伏电压，Ar+在辉 光放 电的 作用下飞向阴 极轰 击靶 材原 子，使 靶材发 生溅 射。中性 靶材 金 属离子 沉积 在阳 极基 材上 成膜。磁控溅 射具 有沉积 效 率高、基材 温升 低、结合 力高、可实现 大面 积成 膜 等 优势，目前被广泛 应用 于 光 学、显示 面板、半导 体、太阳 能电 池 等领 域。丨公司名称 诚信专业 发现价值 15 请务必阅读报告末页的重 要声明 行业深度研究|电力设备及新能源 22：磁控溅射设备工 作原理 数据 来 源：汇成 真空 招股 书，华福 证 券研究 所 磁控应用于基膜金属 化打 底，直接决定材 料关键性 能。磁 控溅 射使 用高 能等 离子体轰击 靶材，使 得表 面组 分以原 子团 或者 离子 的形 式被溅 射出 来沉 积在 基材 表面。磁控溅射 温度 相对 较低、与 基材结 合力 强、均一 性强 等特点，因 此被 应用 于前 道基膜 金属化打 底环 节，这一 环节 的误差 在后 道铜 层增 厚过 程会被 进一 步放 大，直接 影响材 料方阻、均一 性、致密 度等 关键指 标。磁控溅射被应用于复 合铜 箔生产的 1、2、3 步法。一步法 主张 通过 磁控 直接 镀上双 面 1 厚铜，镀 层质 量好、不产 生环 境污 染，但工艺 难度 大、成本 高；两步法 和三步法 是将 磁控 作为 金属 化打底 手段，后 续通 过蒸 镀、水 电镀 等增 厚铜 层。目前磁控溅射被应用于复合铜箔前道基膜金属化打底环节，对比其他领域的应用，提出了新的考验，核 心在于良率、生产效率、连续性等指标之间的 互斥 性。一方面，复 合铜 箔 作 为电 池级 产品，对于 大面 积镀 膜一 致性要 求较 高，整卷 产品 不能出 现厚度不 均、点渍、穿 孔等 情 况，否 则会 对设 备长 期连 续、稳定 运行 提出 了很 高的 要 求，但长期 运行 磁控 设备 腔体 内热量 累计，又 会影 响到 设备运 行；另外，为 降低 复合铜 箔生产成 本，需要 提高 设备 生产效 率和 运行 速率，相 应的需 要提 高运 行功 率，更高的 能量又会对基 膜造成伤 害，降低产品良 率，这对 工艺 控制又提出 了更高的 考验；同时，磁控溅 射设 备每 次开 关机 都需要 进行 抽真 空、腔体 清 洗等环 节，影响 产品 的生 产 效率，但连续 化生 产的 温升 又会 影响到 良率。丨公司名称 诚信专业 发现价值 16 请务必阅读报告末页的重 要声明 行业深度研究|电力设备及新能源 23：磁控溅射设备在 复合铜箔应用 各项性 能指 标存在矛盾 数据 来 源：华福 证券 研究 所 2.2.2 真空蒸镀：复合铝箔 生产 唯一工艺，也可用于 增厚 铜层 真空蒸 镀 是 指在 真空 条件 下将金属 材 料加 热使 之 在 短时间 内 气 化，沉积 在高 分 子材料表 面形 成镀 层。真空 镀膜 目 前主 要用 于复 合铝 箔的生 产，沉积 速度 快、镀膜效 率高，但 蒸镀 工艺 金属 和基 膜结合 力较 差、温度 高易 引起基 膜疲 劳、工艺 重复 性差，存在良率 低、电耗 大、成本 高的问 题。金美已经实现复合铝 箔的 量产。真空 蒸镀 是 使用 蒸发 舟作为 铝的 蒸发 载体 向高 温的蒸发 舟上 送入 铝丝，通 过电加 热利 用热 传导 的方 式在 950-1000 的 条件 下，将固态铝变 成气 态铝，最 终沉 积在基 材表 面。在镀 膜时，为了 防止 膜的 形变，一 般会在 冷却主鼓 的钢辊 中通 入零 下 20-零下 30 的冷 却液 进 行急速 降温，使分 子迅速 凝结在膜面。复合 铝箔 生产 核心 工艺步 骤有 两点，首 先通 过真空 反应 镀膜 在膜 材表 面蒸镀 一层 Al2O3，形成 致密 性好、抗蚀辅 助层。其次 再蒸 镀 一层 800-1000nm 厚 的金 属铝，为了将 铝层 加厚 至 1，可能需 要重 复蒸 镀 20-30 次，极 易引 起基 膜疲 劳。三步法 复合 铜箔 的生 产中，也会 在 磁 控、水镀 中间 环节引 入蒸 镀工序，核心 是 提高生产 效率、增 强结 合力。丨公司名称 诚信专业 发现价值 17 请务必阅读报告末页的重 要声明 行业深度研究|电力设备及新能源 24：复合铝箔生产真 空蒸镀设备示意图 数据 来 源：金美 环评 书，华福 证券 研 究所 25：复合 铝箔生产真 空蒸镀工艺流程 数据 来 源：金美 环评 书，华福 证券 研 究所 2.2.3 化学沉铜：一步法工 艺简 单，现阶段成本较高 化学镀是指在基础液中加入某种特定的还原剂，使得金属离子在高分子材料表面 自 催 化 作 用 下 还 原 成 镀 膜 层 的 金 属 沉 积 过 程。具体 到 铜 的 沉 积上 则 是 应 用活 化 剂使基材表面 吸附活性 离子（一般为钯），铜离子 在钯 粒子上被还 原形成金 属铜 晶核，铜晶核 自身 作为 催化 剂促 进铜离 子进 一步 沉积。反 应 原理为：还 原(阴极)反应：CuL2+2e-Cu+L；氧化(阳极)反应：R O+2e-。化学沉铜被广泛用于 印制 线路板的通
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