企业加码蜂拥入局,复合集流体产业链上下哪里率先受益?

材料每日新鲜报 2022-11-24
2685 字丨阅读本文需 6 分钟

近日,复合集流体概念表现强势,即将迎来量产,2023年有望成为量产元年。复合集流体以兼顾能量密度、循环导命、安全性及电池成本的优势成为电池能量密度提高的最佳解决方案之一。根据2025年中国新能源汽车渗透率达到33%、PET复合铜/铝箔渗透率达到21%的假设来测算,预计2025年配备PET复合铜/铝箔的动力电池市场需求将达到294GWh。

一、何为复合集流体?

复合集流体是以 PET 等原料膜作为基膜经过真空镀膜等工艺,将其双面堆积上铜 / 铝分子的复合材料。采用 " 金属 - 高分子材料 - 金属 " 三层复合结构,通过真空蒸镀、磁控溅射等方式在高分子 PET/PP 膜表面形成纳米级金属,再通过水电镀将金属层沉积增厚到 1 μ m 以上。

安信证券研报指出,集流体是锂电池中的关键材料,PET 复合铜箔能显著提升锂电池安全性。在轻薄化趋势下,PET 复合铜 / 铝箔都能做到小于 8 μ m 厚度的集流体,对动力电池的轻量化起到重要作用。复合集流体具备高安全性、高能量密度、低成本等优势。

据悉,目前产业界使用的生产方法分为一步法 ( 化学沉积法 / 真空磁控溅射法 / 真空蒸镀法 ) 、两步法 ( 真空磁控溅射 + 水电镀 ) 以及三步法真空磁控溅射 + 真空蒸镀 + 水电镀 ) ,区分两步法及三步法的核心步骤是真空蒸镀环节。加热蒸发的方式需要在高温环境下进行,容易造成高分子材料的损伤从而寻致产出复合铜箔的良率降低,因此目前主流厂家都是使用两步法。

设备合计价值据统计,到 2025 年主流电池厂新增产能超过 2.06TWh,假设到 2025 年复合铜箔在新增产线上渗透率达到 25%,存量产线上渗透率达到 10%,预计 2025 年锂电复合铜箔设备市场规模达到 148.86 亿元,其中,磁控溅射设备市场规模为 58.38 亿元,电镀设备市场规模为 63.24 亿元,超声波滚焊设备市场规模为 27.24 亿元。

二、复合集流体产业链

目前复合铜箔已形成完整产业链,上游为原材料+设备厂商,中游为铜箔制造厂商,下游包括动力、消费、储能电池厂。复合集流体产业链中,设备和基膜均具有较大的国产替代潜力。

上游:原材料+设备

基膜

复合集流体可采用的基膜有PI(聚酰亚胺)、PP(聚丙烯)和PET(聚对苯二甲酸乙二酯)。

PET和PP基膜均具有潜力,其中PP耐酸性更好,未来或有较大应用。

复合铜箔基膜主要采用PET基膜,水电镀工艺引入后PP基膜渗透率将有所提高。

布局 PET 基膜的公司包括日本东 丽、帝人、美国 3M 等,国内PET基材主要厂商包括双星新材、康辉新材、东材科技等;布局 PP 基膜的公 司包括东材科技等。

设备

复合铜箔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。

目前单 GWh 电池产能 对应 2 台磁控溅射设备(1500 万/台)+3 台镀膜设备(1000 万/台)+6 台滚 焊设备(200 万/台),设备合计价值量为 7200 万/GWh。

磁控溅射设备外资企业占据主导地位,主要参与企业包括美国应材、日本发那科、 德国莱宝等。

国内磁控溅射设备企业主要包括振华科技、腾胜科技、宏大真空、汇成真空、东威科技等。

广东腾胜科技目前主要提供真空镀膜设备,供货重庆金美,日本TDK;汇成真空、振华科技、合肥东昇等均为国内真空镀膜设备领先企业。

2022年7月诺德股份拟2.49亿元入股道森股份,双方形成战略合作,将在铜箔设备技术研发、3微米等极薄铜箔产品和复合铜箔产品的技术研发、设备技术改造进行合作。

电镀设备方面,东威科技是国内电镀设备龙头,是目前国内唯一一家能实现 PET 镀铜设 备量产的企业。东威科技于2022年8-9月连续签署3份共计17亿元订单。

超声波滚焊设备方面,骄成超声是国内超声波焊接设备龙头,公司超声波滚焊机,能够实现复合集流体和箔材之间的高速滚焊。根据 招股书,公司焊接机焊接速度可达 80m/min 以上,同行业未见其他能量产的竞品,目前已 向宁德时代供货。

振华科技为大型真空设备制造商,主要提供连续式镀膜生产线、磁控溅射镀膜设备、阴极电弧离子镀膜设备等,目前为3C电子产品、汽车、半导体、光伏、建材、精密光学、医疗、航空提供镀膜解决方案。

中游:复合铜箔制造商

复合铜箔作为一种新型有机材料,能够提升安全性及电芯能量密度,有望成为未来锂电负极集流体的主流材料。

中游复合铜箔制造厂商跨界玩家众多,赛道百舸争流、竞争激烈。

复合铜箔制造主要厂商包括厦门海辰、重庆金美、万顺新材、宝明科技、嘉元科技、中一科技、诺德股份等。此外,英联股份、胜利精密、方邦股份、阿石创陆续布局复合铜箔制造。

重庆金美最早布局复合铜箔,2019 年进入多功能复合集流体薄膜材料领域,2020 年 与宁德开始合作,目前一期总投资15亿元年产能3.5亿平,二期、三期规划2025年形成产值100亿元;厦门海辰一期投资10.5亿建设年产2.1亿平复合铜箔及0.73亿平复合铝箔产线;宝明科技目前已投资60亿元建设赣州复合铜箔基地,一期11.5亿,二期48.5亿,其中一期达产后预计年产1.5亿-1.8亿。双星新材 2020 年着手 PET 复合铜箔 立项,计划2025 年完成 5 亿平米项目建设。

传统电解铜箔材料厂商方面来看,诺德股份 PET 铜箔处于实验验证阶段,在下游客户中批量 试用;中一科技武汉子公司计划注册资本为 3 亿元,计划建设年产 500 万平方米生产线,进 行工艺、技术、设备的验证优化和市场应用推广。

在其他辅材方面,光华科技为国内少数提供电镀液的企业,目前正在加快推进PET镀铜专用化学品的应用与整套化学品解决方案推广。

下游:电池端

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。

目前由于在制备工艺、设备生产速度、良率等方面仍存 在一定难点,复合铜箔制造成本仍高于电解铜箔,成为限制其大规模商业化 的主要因素。未来随着设备迭代、工艺技术不断完善,复合铜箔降本空间大。

未来锂电集流体向极薄、超纯、高抗拉强度和高延伸率方向发展成为大势所趋。集流体轻薄化将带来降低电池的材料成本、以及通过减薄和减重从而提升电池能量密度。

三、企业加码布局,产业处于大规模量产前夕

根据统计,到2025年主流电池厂新增产能超过2.06TWh,假设到2025年复合铜箔在新增产线上渗透率达到25%,存量产线上渗透率达到10%,预计2025年锂电复合铜箔设备市场规模达到148.86亿元,其中,磁控溅射设备市场规模为58.38亿元,电镀设备市场规模为63.24亿元,超声波滚焊设备市场规模为27.24亿元。

复合铜箔对铜材价格敏感度更低,目前成本端还存在提升空间,预计 规模量产情形下复合铜箔生产总成本较传统铜箔生产成本低 25%以上。

原材料成本方面,传统铜箔为纯铜构成,而 PET 复合铜箔中采用高分子材料替代部分铜,较传统铜箔节省约 57%,材料成本优势明显。

制造成本方面,随着设备工艺不断优化,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 ,复合铜箔有望占据成本优势。

材料方面:金美新材料走在行业最前列,其复合集流体产品有望将在2022 年下半年实现量产 ,诺德股份、嘉元科技、双星新材、宝明科技等上市公司均在复合集流体上开展布局,目前大部份仍处于送样阶段。

设备方面,东威科技 的卷式水平膜材电镀设备兼具安全性和导电性,已升级到二代机,处于行业领先。

复合集流体的产业趋势已得到广泛认可,下游正加速布局以抢占战略制高点,复合铜箔 2022Q4 之后有望实现初步量产。

文章来源: 乐晴智库,格隆汇,细嗅趋势

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