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硅请 参 阅 最 后 一 页 的 股 票 投 资 评 级 说 明 和 法 律 声 明1/2 82023 年 9 月 8 日 证券 研究 报告/行业 研究产 业 化 进 程 加 速 全 面 量 产 即 将 开 启主要 观点：复 合 集 流 体 是 锂 电 池 集 流 体 的 新 型 材 料，相 比 传 统 纯 金 属 箔 材 性 能更优。复合集流体采用“金属-P E T/P P 高分子材料-金属”的“三明治”结 构，具 备 高 安 全、长 寿 命、高 能 量 密 度、低 原 料 成 本 的 应 用 优 势，有望替代传统集流体成为未来锂电集流体的主流材料。复 合 铜 箔 对 铜 价 波 动 敏 感 度 更 低，制 造 成 本 仍 有 下 降 空 间，复 合 铝箔 量 产 成 本 较 高，适 用 安 全 及 轻 量 化 诉 求 强 的 高 端 场 景。据 测 算，6.5 m P E T 复合铜箔原材料成本合计约 1.27 元/m2，制造成本约 2.83 元/m2，随着设备技术进步，产品良率不断提高，叠加大规模量产后摊薄设 备 与 厂 房 折 旧 成 本，复 合 铜 箔 降 低 制 造 成 本 的 空 间 更 大；复 合 铝 箔优势在于安全轻薄，其针对三元、快充等高安全性场景存在刚需，3C数码、无人机等在轻量化场景上也有巨大需求。复 合 集 流 体 上 下 游 产 业 链 基 本 形 成，各 环 节 企 业 争 相 入 局，市 场 空间 广 阔。上 游 包 括 基 材、靶 材、辅 材 以 及 相 关 设 备 厂 商；中 游 复 合 铜箔 制 造 主 要 玩 家 包 括 由 技 术 同 源 迁 移 或 通 过 自 主 研 发 方 式 入 局 的 薄 膜材 料 商 及 电 解 铜 箔 厂 商；下 游 主 要 应 用 于 动 力 电 池、储 能 电 池 和 消 费电 池 制 造 商。2022 年 全 球 锂 电 池 出 货 量 为 957.7G W h，我 们 预 计2023-2026 年增速分别为 60%、50%、40%、30%，则 2026 年全球锂电池 出 货 量 预 计 为 4183.2G W h。复 合 铜 箔 渗 透 率 从 2023 年 的 0.5%提 升至 2026 年 的 10%，复 合 铝 箔 渗 透 率 从 2023 年 的 0.3%提 升 至 2026 年的 5%；预计 2026 年复合铜箔需求量为 43.9 亿 m2，市场规模为 241.6亿元；复合铝箔需求量为 22.0 亿 m2，市场规模为 120.8 亿元；复合集流体设备合计规模为 248.9 亿元。投资 建议：复 合 集 流 体 产 业 进 入 加 速 发 展 阶 段，产 业 链 各 环 节 不 断 推 动 自 主 创 新与市场推广，随着渗透率的持续提升，行业将有望享受动力+储能电池产 业 化 应 用的 高 成 长 机 遇。建 议 重 点 关 注 掌 握 核 心 研 发 能 力 及 量 产 能行 业 评 级：投 资 评 级 看 好评 级 变 动 首 次 覆 盖相 对 市 场 表 现：分析 师：分析 师 X X X分 析 师：分 析 师 黄 文 忠h u a n g w e n z h o n g g w g s c.c o m执 业 证 书 编 号：S 0 2 0 0 5 1 4 1 2 0 0 0 2联 系 电 话：0 1 0-6 8 0 8 0 6 8 0研 究 助 理 张 烨 童z h a n g y e t o n g g w g s c.c o m执 业 证 书 编 号：S 0 2 0 0 1 2 2 0 5 0 0 0 3联 系 电 话：0 1 0-6 8 0 9 9 3 9 0研 究 助 理 朱 高 天z h u g a o t i a n g w g s c.c o m执 业 证 书 编 号：S 0 2 0 0 1 2 3 0 3 0 0 0 1联 系 电 话：0 1 0-6 8 0 9 9 3 9 2公 司 地 址：北 京 市 丰 台 区 凤 凰 嘴 街 2 号 院 1 号楼 中 国 长 城 资 产 大 厦 1 2 层复 合 集 流 体 行 业行业研究请 参 阅 最 后 一 页 的 股 票 投 资 评 级 说 明 和 法 律 声 明2/2 8力 的 设 备 厂 商，如 东 威 科 技、骄 成 超 声 等；以 及 建 议 重 点 关 注 具备复 合箔 材量产 条件 和市场 竞争力 的厂 商，如 万顺 新材。风险 提示：复合铜箔产业化不及预期风险；下游行业需求不及预期风险；行业竞争加剧风险。重点 推荐 标的盈 利预 测、估 值与评 级：证券代码公司名称投资评级收盘 价（元）市值 E P S（元）P.E（倍）2 0 2 3.0 9.0 7（亿元）2 3 E 2 4 E 2 5 E 2 3 E 2 4 E 2 5 E6 8 8 7 0 0.S H 东威科技-5 9.8 3 1 3 7.3 9 1.5 1 2.2 5 3.1 3 3 9.6 5 2 6.6 2 1 9.1 06 8 8 3 9 2.S H 骄成超声-8 0.6 6 9 2.6 0 2.2 4 3.2 2 3.2 2 5 7.5 1 3 6.0 7 2 5.0 33 0 0 0 5 7.S Z 万顺新材-6.7 7 6 1.6 0 0.3 1 0.4 6 0.6 0 2 2.0 9 1 4.8 2 1 1.1 9资 料 来 源：W i n d，长 城 国 瑞 证 券 研 究 所说明：业绩预测为 W i n d 一致盈利预测数据WUAZvMrMmPqRoQoNrMtMnM7NcM9PtRmMnPnOlOrRuNiNsQoO8OnMmNwMnPyQMYqNrP行业研究请 参 阅 最 后 一 页 的 股 票 投 资 评 级 说 明 和 法 律 声 明3/2 8目 录一、复 合 集 流 体 有 望 成 为 未 来 锂 电 集 流 体 的 主 流 应 用.61.复合集流体：锂电池集流体的新型材料.62.复合集流体性能更佳：高安全、高能量密度、长寿命.73.复合铜箔对铜价波动敏感度更低，制造成本仍有下降空间.94.复合铝箔量产成本较高，适用安全及轻量化诉求强的高端场景.105.复合集流体生产流程更短，工艺难度高.1 15.1 基膜材料主要采用 P E T/P P 两种高分子材料.1 15.2 复合铜箔主要采用两步法工艺，核心为磁控溅射及真空蒸镀.125.3 复合铝箔仅需真空蒸镀，膜加工技术壁垒要求高.15二、复 合 集 流 体 产 业 加 速 应 用，市 场 空 间 广 阔.1 61.产业链各公司布局情况.161.1 上游以材料厂商和设备厂商为主.171.2 薄膜材料厂商及传统铜箔厂商积极入局复合铜箔制造.181.3 下游以储能、动力电池厂商为主.211.4 锂电池前段工序衍生环节：增加复合集流体极耳转印焊工序.212.市场空间测算.22三、投 资 建 议 及 重 点 公 司.2 31.投资建议.232.重点公司.232.1 东威科技（688700.S H）.232.2 骄成超声（688392.S H）.242.3 万顺新材（300057.S Z）.25四、风 险 提 示.2 7行业研究请 参 阅 最 后 一 页 的 股 票 投 资 评 级 说 明 和 法 律 声 明4/2 8图 目 录图 1：锂离子电池工作原理.6图 2：复合集流体“三明治”结构.6图 3：复合集流体在针刺测试中产生毛刺小.7图 4：复合集流体有效防止锂枝晶.7图 5：铜与 P E T 基材价差较大.9图 6：四种锂电池内短路类型及热失控示意图.1 1图 7：复合铜箔、传统铜箔生产工艺流程示意图.13图 8：真空磁控溅射示意图.14图 9：锂电复合铜膜磁控溅射卷绕双面镀膜设备.14图 10：水电镀工艺流程及设备示意图.14图 1 1：真空蒸镀卷绕工艺示意图.15图 12：真空蒸发连续卷绕镀膜设备示意图.15图 13：复合铝箔、传统铝箔生产工艺流程示意图.16图 14：复合铜箔产业链及相关公司.16图 15：锂电池生产各环节设备.21图 16：2018-2023H 1 东威科技营业收入（亿元）.24图 17：2018-2023H 1 东威科技归母净利润（亿元）.24图 18：2018-2022 年东威科技营收结构（亿元）.24图 19：2018-2022 年东威科技核心产品毛利率.24图 20：2018-2023H 1 骄成超声营业收入（亿元）.25图 21：2018-2023H 1 骄成超声归母净利润（亿元）.25图 22：2018-2022 年骄成超声营收结构（亿元）.25图 23：2018-2022 年骄成超声各业务毛利率.25图 24：2018-2023H 1 万顺新材营业收入（亿元）.26图 25：2018-2023H 1 万顺新材归母净利润（亿元）.26图 26：2018-2022 年万顺新材营收结构（亿元）.26图 27：2018-2022 年万顺新材各业务毛利率.26行业研究请 参 阅 最 后 一 页 的 股 票 投 资 评 级 说 明 和 法 律 声 明5/2 8表 目 录表 1：复合集流体的性能优势.7表 2：复合集流体对电池重量能量密度的影响.8表 3：复合集流体可降低电池重量.8表 4：复合铜箔经济性测算.9表 5：三种基膜各项性能对比.12表 6：复合铜箔与传统铜箔工艺对比.13表 7：复合铝箔工艺与传统铝箔工艺对比.16表 8：复合铜箔上游企业产业化进度梳理.17表 9：近 1 年东威科技公开订单情况.18表 10：复合铜箔中游企业产业化进度梳理.19表 1 1：各公司产能建设情况.20表 12：复合铜箔下游企业产业化进度梳理.21表 13：骄成超声超声波滚焊机产品情况.22表 14：复合集流体市场规模测算.22行业研究请 参 阅 最 后 一 页 的 股 票 投 资 评 级 说 明 和 法 律 声 明6/2 8一、复 合 集 流 体 有 望 成 为 未 来 锂 电 集 流 体 的 主 流 应 用1.复合集流 体：锂 电池 集流体 的新 型材料集流 体是 锂电 池 内部 汇集 电流 的 结构 或零 件。其功能是 自身承载正负极 活性物质，并汇集电池 活性 物质产生 较大的 输出电流。传统 集流体通 常选择铝 箔、铜 箔作为正、负极材 料，以负极集 流体为例，核心 技术主要 体现为锂 电铜箔 厚度、抗 拉强度、延伸率、粗糙度、抗氧化 性等技术指标。在能 量密 度方面，锂电 铜箔 越薄，对电 池的 能量密 度提 升作用 越大。以主流方形电池为例，铜箔厚度从 8 m 减少到 6 m，可以在电芯体积不变条件下，增大活性材料的用量，浆料涂覆厚度增厚，将直接使电芯能量密度提高；在安 全性 方面，铜箔 还需 具备 一定 的抗 拉强 度和延伸 率 以免 影响 电池 内阻、循环 寿命 和容 量。随着锂电铜箔的厚度 持续减薄，铜箔的抗拉强度和 抗压变形 能力降低，或将 导致安全 性减弱、成品 率 降 低，工艺 成本 随之 提 高，因此叠加 能量密度、安全及降本需要，如何解决上述生产工艺上的难题则催生了对新型集流体 材料的 诉求，复合集流体由此应运而生。复合 集流 体 是锂 电集 流体的 新选 择，包括 负极复合 铜箔（M C）和正极 复合 铝箔（M A），在 厚度 上朝 着超 薄化 方向 发展。传统正、负 极集流体 采用单一 铝箔、铜箔 为制造材 料，相较 传统集 流 体而 言，复 合 集 流 体 采 用“金 属-高 分 子 材 料-金 属”的“三 明 治”结 构，是以 P E T（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、P P(聚丙烯）、P I（聚酰亚胺）等高分子材料作为中间基材，上下两 层沉积金属制成的新型锂电集流体材料。传统铝箔厚度约 10 m，复合铝箔厚度约 6.5-8 m；传统铜箔厚度约 6 m，复合铜箔厚度约 5-6.5 m，复合集流体较传统集流体超薄化趋势明显。图 1：锂 离 子 电 池 工 作 原 理 图 2：复 合 集 流 体“三 明 治”结 构资 料 来 源：N o n a q u e o u s L i q u i d E l e c t r o l y t e s f o rL i t h i u m-B a s e d R e c h a r g e a b l e B a t t e r i e s，长 城 国 瑞 证券 研 究 所资 料 来 源：H C V A C，长 城 国 瑞 证 券 研 究 所行业研究请 参 阅 最 后 一 页 的 股 票 投 资 评 级 说 明 和 法 律 声 明7/2 82.复合 集流 体性能 更佳：高安 全、高 能量 密度、长寿 命相 较 传 统 集 流 体，复 合 集 流 体 具 备 高 安 全、长 寿 命、高 能 量 密 度、低 成 本 的 应 用 优 势，有望 成为 未来锂 电正 负极集 流体的 主流 应用。表 1：复 合 集 流 体 的 性 能 优 势复合 集流体优 势 内容极高的安全性能 高分子材料层热断路效应控制热失控，产生褶皱减少锂枝晶的生成。更长的电池寿命 可使电池寿命有效提升约 5%更低的材料成本 成本比传统箔材降低 5 0%以上（箔材占储能电池成本约 1 0%）更高的能量密度 重量更轻，面密度较传统铜箔降低 7 7%，能量密度提高 5%以上。资 料 来 源：金 美 新 材 料 官 网，长 城 国 瑞 证 券 研 究 所复合 集流 体可提 升锂 电池寿 命及安 全性。针刺实验过程中，传统铜/铝箔会产生大尺寸毛刺，造成 内短路 和热失 控，而热 失控则是 爆炸起火 的直接 因素。复合 集流体金 属层较薄，产生 的毛刺尺 寸小，叠 加高分子 材料层 受热发生 的断路效 应，可控 制短路电 流不增大，从根 本上解决 电池爆炸起火的问题。此外，在锂电池负极中，电离迁移的锂离子数量超过负极石墨可嵌入数量，锂离 子将在负 极 形成锂枝 晶，进而 不可 逆地造成 锂电池的 容量和 使用寿命 衰减。复 合集流体 相较传统 集流体具 备的中间 基材层 可 缓解 锂枝晶生 长带来的 压缩应力，使锂离 子沉积更 加均匀，电池循环寿命提升约 5%。图 3：复 合 集 流 体 在 针 刺 测 试 中 产 生 毛 刺 小 图 4：复 合 集 流 体 有 效 防 止 锂 枝 晶资 料 来 源：金 美 新 材 料 官 网，长 城 国 瑞 证 券 研 究 所 资 料 来 源：S t r e s s-d r i v e n l i t h i u m d e n d r i t e g r o w t hm e c h a n i s m a n d d e n d r i t e m i t i g a t i o n b y e l e c t r o p l a t i n go n s o f t s u b s t r a t e s，长 城 国 瑞 证 券 研 究 所说明：橙色、蓝色、绿色和灰色分别代表 C u、L i、S E I 膜和P D M S 基材复合 集流 体可提 升 电池 重量 能量 密度，复合 铜箔 提升幅 度略 高于复 合铝箔。电池的能量密度指电池平均单位体积或质量所释放出的电能。传统集流体正极多为厚度在 10-20 m 的铝箔，行业研究请 参 阅 最 后 一 页 的 股 票 投 资 评 级 说 明 和 法 律 声 明8/2 8负极多为 厚度在 6-8 m 的铜箔，占据电池重量的 6%-15，不仅质量 占比较大，也制约 了电池能量密度的进一步提升。根据比亚迪实用新型专利显示，若负极采用 3 m P P 材料层叠上下 1 m铜的复合铜箔，相比对照组负极采用 6 m 铜箔，重量 能量 密度可 提升 3.3%；若正极采用 4 m P P材 料 层 叠 加 上 下 3 m 铝 的 复 合 铝 箔，相 比 对 照 组 正 极 采 用 10 m 铝 箔，重 量 能 量 密 度 可 提 升2.6%；若正负 极均 替换，则 重量 能量 密度可 提升 6.1%。表 2：复 合 集 流 体 对 电 池 重 量 能 量 密 度 的 影 响案例 负极 片 正极 片 重量 能量密度 增加率电池 0 6 m 铜箔+活性材料 1 0 m 铝箔+活性材料/电池 11 m 铜箔+2 m 主体层+1 m 辅助层+1 m 铜箔+活性材料3 m 铝箔+3 m 主体层+1 m 辅助层+3 m 铝箔+活性材料6.1%电池 21 m 铜箔+2 m 主体层+1 m 辅助层+1 m 铜箔+活性材料1 0 m 铝箔+活性材料 3.3%电池 3 6 m 铜箔+活性材料3 m 铝箔+3 m 主体层+1 m 辅助层+3 m 铝箔+活性材料2.6%资 料 来 源：比 亚 迪 实 用 新 型 专 利 复 合 集 流 体、电 极 片 及 电 池，长 城 国 瑞 证 券 研 究 所说明：主体层为等规度为 9 8%的聚丙烯，辅助层为无规聚丙烯复合 集流 体减重 效果 明显，P E T 铜箔减轻 55.12%，P E T 铝箔 减轻 49.33%。高分子基材 密度较小，单位面积复合铜箔集流体重量较传统铜箔显著降低。铜的密度为 8.96g/c m，高分子材料中 P E T/P P/P I 的密度分别为 1.38g/c m、0.89-0.91g/c m 和 1.38-1.4 0g/c m。以 6.5 m 厚度的 P E T复 合 铜 箔 为 例，若 其 中 4 m 的 铜 被 4.5 m 厚 度 的 P E T 材 料 代 替，单 位 面 积 下 复 合 铜 箔 集 流 体较传 统铜 箔 集流 体 可减 重约 55.12%；铝的 密度 为 2.70g/c m 低于 铜的 密度，若以 8 m 复合 铝箔（2 m 铝+6 m P E T）替代 10 m 传统铝箔，单位面积下复合铝箔较传统铝箔减重约 49.33%。表 3：复 合 集 流 体 可 降 低 电 池 重 量集流 体类型 材料 结构 材料 密度(g/c m3)单位 面积(m2)质量(g)传统铜箔 6 m 铜 8.9 6 1 5 3.7 6P E T 复合铜箔2 m 铜 8.9 6 1 1 7.9 24.5 m P E T 材料 1.3 8 1 6.2 1P E T 复合 铜箔质量 合计 2 4.1 3P E T 复合 铜箔质量 减少百 分比 减少 5 5.1 2%传统铝箔 1 0 m 铝 2.7 0 1 2 7 P E T 复合铝箔2 m 铝 2.7 0 1 5.46 m P E T 材料 1.3 8 1 8.2 8P E T 复合 铝箔质量 合计 1 3.6 8P E T 复合 铝箔质量 减少百 分比 减少 4 9.3 3%资 料 来 源：长 城 国 瑞 证 券 研 究 所说明：铜的密度为 8.9 6 g/c m3，铝的密度为 2.7 g/c m3，P E T 的密度为 1.3 8 g/c m3，假设单位面积同为 1 m2箔材的情形行业研究请 参 阅 最 后 一 页 的 股 票 投 资 评 级 说 明 和 法 律 声 明9/2 83.复合 铜箔 对铜价 波动 敏感度 更低，制造 成本仍 有下 降空间材 料 成 本 方 面，复 合 铜 箔 较 传 统 铜 箔 节 省 约 65%。按 照铜 价 6.81 万 元/吨，P E T 切 片价 格为 0.75 万元/吨（2023 年上半年平均价格），计算可得 6 m 传统铜箔原材料成本为 3.66 元/m2；厚 度 为 6.5 m P E T（2 m 铜 箔+4.5 m P E T 基 材）复 合 铜 箔 主 流 产 品 原 材 料 成 本 为 1.27 元/m2，大幅降低原材料成本，受原料铜价格波动影响更小。制 造 成 本 方 面，P E T 复 合 铜 箔 与 传 统 铜 箔 制 造 成 本 分 别 为 2.83 元/m2和 0.31 元/m2，生 产总 成 本 基 本 持 平，分 别 为 4.10 元/m2和 3.97 元/m2，P E T 复 合 铜 箔 未 来 主 要 降 本 路 径 为 通 过 提高生 产效 率与良 率，摊薄 单位 设备成本。据高工锂电数据显示，复合铜箔原材料成本占比 31%，难以通过优化生产 降低；而制造 成本中的固定成本为设备与厂房折旧，当前占比 50%；可变成本中 直接人工、其他制 造费用 等可通过 提高 自动 化率 与良 率实现降 本。随着设 备技术进 步，产品良 率不断提 高，叠加 大规模 量产后摊 薄设备与 厂房折旧 成本，复合铜箔 生产 规模 化降本 的空间或将更大。图 5：铜 与 P E T 基 材 价 差 较 大资 料 来 源：W i n d，长 江 有 色 市 场，长 城 国 瑞 证 券 研 究 所说明：铜价、P E T 切片价格为截至 2 0 2 3 年 9 月 5 日统计 数据表 4：复 合 铜 箔 经 济 性 测 算集流 体类型 材料 结构 材料 密度(g/c m3)单价（万元/吨）成本（元/m2）传统铜箔 6 m 铜 8.9 6 6.8 1 3.6 6人工费用（占总成本 3%）0.1 3制造费用（占总成本 3%）0.1 3运杂费（占总成本 1%）0.0 4传统 铜箔 制造成本 合计 0.3 1传统 铜箔总成 本合计 3.9 7 P E T 复合铜箔2 m 铜 8.9 6 6.8 1 1.2 24.5 m P E T 材料 1.3 8 0.7 2 0.0 5行业研究请 参 阅 最 后 一 页 的 股 票 投 资 评 级 说 明 和 法 律 声 明1 0/2 8P E T 复合 铜箔 原材 料成本 合计（占总成本 3 1%）1.2 7P E T 复合 铜箔 原材 料成本较 传统铜 箔减少 百分比 6 5%设备成本（占总成本 5 0%）2.0 5能耗（占总成本 6%）0.2 5其他（占总成本 1 3%）0.5 3P E T 复合 铜箔制造 成本合 计 2.8 3P E T 复合 铜箔总成 本合计 4.1 0资 料 来 源：高 工 锂 电，W i n d，长 城 国 瑞 证 券 研 究 所 测 算说明：铜价、P E T 价格为 2 0 2 3 年上半年平均价格4.复合 铝箔 量产成 本较 高，适用 安全 及轻量 化诉 求强的 高端场 景复合 铝箔 在原材 料方 面降本 效应不 及复 合铜箔。原材 料 成本 方面，截至 2023 年 9 月 5 日，长江有色市场铝均价为 1.92 万元/吨，长江有色市场铜均价为 7.00 万元/吨，国内 P E T 切片价格现货价格为 7,300 元/吨。尽管铝价与 P E T 价格存在一定价差空间，但相比生产复合铜箔的原料降本效 应并不明显；制 造成 本 方 面，相较于物理气 相沉积法的 磁控溅 射 或蒸镀工艺，水电 镀 通过化 学反应 在镀 液中还原 沉积金属 离子的 镀膜方式 效率更高。然 而，由于 铝的化学 性质活 泼，目前 没有合适 的电镀液，业 内一般采 用 蒸镀 方式镀铝。蒸镀设 备投资 折旧成本 及能耗较 高，复合铝箔制造成本高于传统铝箔。任意 一端 使用 复合 箔材即 可提 升 电池 安全 性，正极 是避 免电池 热失 控重要 环节，复合 铝箔带 来的 安全 效应 更 佳。电池正 极、负极中任 意一端 使用 复合箔材，其 中的 高分子 材料层在短路时都 可以快速 熔化形成 绝缘层，提供无 穷大电阻 从而有效 避免电 池热失控。据上 海理工大 学研究显 示，锂电 池常见内 短路包 括四种类 型：铝箔 与铜箔，铝箔 与负极活 性 材料，铜箔 与正极 活性 材料，正负 极 活性材料 间的 短路。其中 和 两种 类型的内 短路 与负 极铜箔相 关，容易在其发生后快速 识别和处理，风险较小；和两 种类 型 的内 短路 与正 极铝 箔有 关，在较短的 时间 内使电 池达 到较高 温度，从而触发 电池 热失控，对 电池 安全 影响 更 大。因此正极 在避免电池热失控上更为关键，匹配复合铝箔的电池带来的安全边际效应更佳。行业研究请 参 阅 最 后 一 页 的 股 票 投 资 评 级 说 明 和 法 律 声 明1 1/2 8图 6：四 种 锂 电 池 内 短 路 类 型 及 热 失 控 示 意 图资 料 来 源：上 海 理 工 大 学 M e c h a n i s m,m o d e l i n g,d e t e c t i o n,a n d p r e v e n t i o n o f t h e i n t e r n a l s h o r t c i r c u i t i nl i t h i u m-i o n b a t t e r i e s:R e c e n t a d v a n c e s a n d p e r s p e c t i v e s，长 城 国 瑞 证 券 研 究 所复合 铝箔 向极薄 化、极轻 量化 突破。2018 年，重庆金美第一代 12 m 铝复合集流体在欧洲某车型上得到量产应用后，第二代产品厚度更薄、性能更好的 8 m 复合铝箔于 2022 年 1 1 月实现量产。复合铝箔向轻薄化方向进行研发突破。复合 铝箔 更适 用 安全 及轻 量化 诉求 强的高 端场 景。我们认为相比复合铜箔，复合铝箔更具经济 性 便于 规模化应 用，其优势 在于安全 轻薄，针 对三元、快充等 高安全性 场景存 在刚需。此外，3C 数码、无人机等在轻量化上有巨大需求，也适用于复合铝箔导入，下游厂商更愿意为配套产品支付溢价。目前，复合铝箔安全轻便性已获得下游验证：2023 年 3 月，搭载复合铝箔的广 汽 埃 安 弹 匣 电 池 2.0 全 球 首 次 实 现 电 池 整 包 枪 击 不 起 火，未 来 将 应 用 于 埃 安 豪 华 超 跑 品 牌hy p e r。5.复合 集流 体生产 流程 更短，工艺难 度高5.1 基膜 材料 主要采 用 P E T/P P 两种 高分 子材料P E T 和 PP 为 当前 两 种主 流 基膜 材 料，两 者的 性 能各 有 优劣。基膜 材料的性 能不仅影 响产品特点，对复合铜箔制作的工艺需求也有要求。常见的基膜高分子材料包括：P E T、P P 和 P I。由于 P I 具备高强度、高韧性、耐高温、防腐蚀等突出性能，目前多用于航空航海、电子电器工业 等 特 工 材 料，其 成 本 较 高，产 业 链 将 其 作 为 复 合 集 流 体 量 产 选 择 的 可 能 性 较 小。P E T 和 P P材料在制备铜箔时的主要差异表现在抗拉强度、耐热性以及与铜的镀层附着力上。1）抗拉 强度 影响涂 布 工序：基膜性能会影响辊压、涂布等电芯工序的良率，P E T 韧性 大于P P，在进行涂布 工作时 P E T 工艺 更简 单，延展 性 更佳；行业研究请 参 阅 最 后 一 页 的 股 票 投 资 评 级 说 明 和 法 律 声 明1 2/2 82）耐热 性影 响工艺 温度：耐热性低的基膜材料在连续多次的磁控溅射或蒸镀中 容易被烫损或卷皱，P E T 分子主链上没有支链，结构对称，满足紧密堆砌的要求，导致 P E T 具有 高熔 点、高强 度，操作难 度要 小于 P P；3）界 面 结 合力 影 响 铜 膜 附 着 度：P P 是非 极性 材料，与 铜膜 的结 合力 小于 P E T，在 磁控 溅射镀铜后，P P 表面 附着 力较弱，表 面铜膜 易被擦 去。4）P E T 不 耐 强 酸 强 碱，在 电 解 液 环 境 中 易 被 腐 蚀，导 致 电 池 循 环 性 能 减 弱，因 此 需 要 电芯厂调整电解液配方来改善。整 体 来 看，当 前 产 业 内 P E T 膜 推 进 较 快，我 们 预 计 未 来 P E T 膜 与 P P 膜 路 线 或 将 并 行。由 于工 艺难 度低，目前 P E T 膜 产业 化进 度较 快，是 当前 产业 内 公司 的 主 流 选 择。而 P P 膜 在磁控溅 射中结合 力和抗拉 强度较 弱，加工 难度高，若 工艺实现 突破，将 有望凭借 其稳定的 化学性能成为锂电池负极集流体可靠的材料选择。我们预计随着复合箔工艺逐渐成熟，P P 膜作为 复合铜箔基膜的选取倾向会逐步提升。表 5：三 种 基 膜 各 项 性 能 对 比材料 性能 P E T P P P I分子结构熔点（）2 5 0-2 5 5 1 6 4-1 7 0 3 6 0 密度（g/c m)1.3 7-1.4 0.8 9-0.9 1 1.4 3-1.5 1物理抗拉强度（N/m m2）9.8-1 2.6 4.2-5.6 1 0.5-1 2附着力 较强 较低各项性能较为突出，具有高强度、高韧性、耐高温、防腐蚀等特殊性能，其成本较高，难以作为复合集流体量产选择化学稳定性 弱 强优势结合力更好、熔点更高、工艺难度较低；抗拉强度更大、原材料成本更低耐酸 碱度 更好，在电 解液 中更稳 定；密度更 低，可提 升的能量密度空间更大劣势化学稳定性弱，负极催化剂透过铜膜进入到基材导致 P E T 降解，从而破坏铜箔其表 面形 成高附 着力 镀层 的技术难度大资 料 来 源：高 工 锂 电，高 分 子 网，双 星 新 材 投 资 者 问 答，S M M，长 城 国 瑞 证 券 研 究 所5.2 复合 铜箔 主要采 用两 步法工 艺，核 心为 磁控溅 射及 真空蒸 镀与传 统铜 箔相比，复合 铜箔 的生 产流 程大大 缩短，其中两步 法 生产 工艺 为主 流。传统铜 箔主要通过 电解法制 备，包括 溶铜造 液、原箔 制造、表 面处理、分切包 装等步骤，整体制 备工艺成 熟。复 合 铜 箔 生 产 工 艺 有 三 种：一 步 法（全 干 法 或 全 湿 法）、两 步 法（磁 控 溅 射+水 电 镀）和三 步法（磁控 溅射+蒸镀+水电 镀）。少数厂商选择一步法，其中全干法为仅使用磁控溅射或行业研究请 参 阅 最 后 一 页 的 股 票 投 资 评 级 说 明 和 法 律 声 明1 3/2 8磁控 溅射与蒸 镀一体机，全湿 法通过化 学沉积在 高分子材 料表面 实现镀铜；两步 法 生产 原理是在基膜上磁 控溅射打底后，水 电镀增厚 至 需求箔材厚 度 1 m；三步法 相较两步法在磁 控溅射与水电镀之间多了一步真空蒸镀，可以快速补足铜膜到适合电镀的厚度。图 7：复 合 铜 箔、传 统 铜 箔 生 产 工 艺 流 程 示 意 图资 料 来 源：重 庆 金 美 项 目 环 评 报 告，长 城 国 瑞 证 券 研 究 所表 6：复 合 铜 箔 与 传 统 铜 箔 工 艺 对 比对比 项目 复合 铜箔工艺 传统 铜箔工艺 复合 铜箔工艺 优点工艺原理 真空镀膜+离子置换（药液成份简单）溶铜电解+水电镀（镀液成份复杂，涉及多种重金属）1、大大缩短工艺流程，且真空工序无污染；2、采用新型的药剂体系，污染物更易处理；3、抗 氧 化 采 用 有 机 抗 氧 化液，药 剂 进 行 循 环 使 用，避免了金属污染物的排放。基膜 用 P E T/P P 原料膜作为基膜 使用铜料，溶铜后生成原箔生产基膜工序长度 6-8 步 1 3-1 5 步粗化工序不需要，项目基材是平整、光亮的，并且使用酸度添加剂需要，为了铜箔与基材间有较好的结合力以及电流分布均匀物料传送方式连续离子置换法（操作容易，效率好，与空气接触时间较短）采用多种金属电镀方式（容易使镀液滴漏到地面，且与空气接触时间较长）生产环境 前工序真空腔体构成了密闭环境 前工序在可密闭的电解设备中进行水洗工序 只涉及酸性离子置换后清洗 镀后都需要清洗前工序污染物 无污水/废气，废渣有价值，有噪声 有污水、废气，废渣无价值，有噪声后工序污染物 有污水、废气，废渣无价值，有噪声 有污水、废气，废渣无价值，有噪声资 料 来 源：重 庆 金 美 项 目 环 评 报 告，长 城 国 瑞 证 券 研 究 所复合 铜箔 两步法 工艺 具体流 程如下：第一 步：磁控 溅射。由于 P E T 等高分子材料的结晶度大、分子间极性小，会影响镀层与基材之 间的黏合 力，且高 分子材 料大多为 不导电的 绝缘体，因此需 要先使高 分子材料 表面沉 积一层导电的金属膜，再进行电镀。此环节多以 极高纯度铜作为靶材，在 P E T 基膜上进行真空纳米级涂层，通过一次或多次轰击铜靶材，使其沉积在 P E T 基膜表面，溅射形成厚度约为 20nm-70n m的金 属铜膜。但磁控溅 射环节 也常面临 铜膜与 基材 的结 合力差、铜膜针孔 率高等 问题，而 且由行业研究请 参 阅 最 后 一 页 的 股 票 投 资 评 级 说 明 和 法 律 声 明1 4/2 8于常 规磁控溅 射技术的 沉积速 度慢，造 成了产能 瓶颈，因此 两步法采 用磁控溅 射打底，再用成膜速度最快的水电镀完成剩余部分。图 8：真 空 磁 控 溅 射 示 意 图 图 9：锂 电 复 合 铜 膜 磁 控 溅 射 卷 绕 双 面 镀 膜 设 备资 料 来 源：重 庆 金 美 项 目 环 评 报 告，长 城 国 瑞 证 券研 究 所资 料 来 源：东 威 科 技 官 网，长 城 国 瑞 证 券 研 究 所第二 步：水电 镀。利用电流电解作用将基于前道工艺制成的金属化 P E T 膜的铜层厚度增加到 1 m，使复合铜箔整体的厚度在 6.5 m-8 m 之间。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。该环节的生产难点在于：1）表面 张力。复合铜箔材料幅宽越宽，材料张力控制越难；2）厚度 均匀 性。复合铜箔镀铜均匀性需要至少达到 1 m 0.1 m；3）量 产 速 度。电 镀 设 备 速 度 至 少 需 要 达 到 7m/m i n 以 上，且 距 离 规 模 化 量 产 仍 有 提升空间。图 1 0：水 电 镀 工 艺 流 程 及 设 备 示 意 图资 料 来 源：重 庆 金 美 项 目 环 评 报 告，长 城 国 瑞 证 券 研 究 所行业研究请 参 阅 最 后 一 页 的 股 票 投 资 评 级 说 明 和 法 律 声 明1 5/2 8三步 法 是 在两 步法 的 磁控 溅射 步骤 后 加入 真空 蒸镀。真空蒸镀是使用较早、用途 较广泛的气相沉 积技术，是在真 空条件下，采用 高周 波诱导加 热、通电 加热或 电子束 加热的 方式 蒸发金属材 料并使之 汽 化，金属粒子 冷凝在高 分子材 料表面凝 聚成膜的 工艺方法。与磁 控溅射镀 膜相比，通 过 真 空 蒸 镀 法 沉 积 的 金 属 附 着 力 较 弱，蒸 镀 高 温 环 境 下 金 属 铝 或 铜 的 汽 化 温 度 均 超1000，而 P E T 材 料 熔 点 在 250-255，P E T 基 材易 被烫 坏 从 而影 响 产 品 良 率。但真 空蒸 镀 可提高金属沉积成膜速度，故可作为磁控溅射法的补充以提高整体效率。图 1 1：真 空 蒸 镀 卷 绕 工 艺 示 意 图 图 1 2：真 空 蒸 发 连 续 卷 绕 镀 膜 设 备 示 意 图资 料 来 源：日 本 东 丽 官 网，长 城 国 瑞 证 券 研 究 所 资 料 来 源：东 威 科 技 官 网，长 城 国 瑞 证 券 研 究 所5.3 复合 铝箔 仅需真 空蒸 镀，膜 加工技 术壁 垒要求 高传统 铝箔 主要通 过压 延加 工，复 合铝 箔制造 为一 步法蒸 镀。传统铝箔除了对原料铝锭进行铸轧、冷轧、退火、箔 轧等工 艺外，还 需经 合卷、精 轧、电晕 处理、凹版导电 涂层、精 密分切等加 工工序。不同 于复合铜 箔，复合 铝箔的 生产不能 使用水电 镀设备，只能 通过真空 蒸镀方式生 产。复合 铝 箔 生 产流 程为 先 在原 材 料原 膜上 使 用化 学气 相 沉积 的方 式 沉积 5nm-15nm 铝 的氧化层，此基础 上再使用
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