PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯):化学性质为耐弱酸弱碱,高分子层表面附着力、材料耐高温性以及材料机械强度优于 PP 材料; PP(聚丙烯):化学性质为耐强酸强碱,耐腐蚀性优于 PET 材料;具有很好的光学性能,透明度好;在高温下不释放有毒物质。但铜层在高分子层面的附着力较差,且 PP 熔点较低,溅射工艺中基膜易被击穿,导致良品率较低; PI(聚酰亚胺):目前性能最好的薄膜绝缘材料,也是耐热性最好的品种,在机械强度、耐高温性能、耐化学腐蚀性能均优于前二者,但受制于工艺水平与制造生产成本,目前暂未成为主流路线。 应用广:复合铜箔可广泛应用于消费电池、动力电池以及储能电池等领域。当前产业内以PET+两步法为主,量产难点在于设备和良率。 PET膜推进较快,当前产业内以PET膜为主,未来预计PP膜与PET膜路线并行。由于工艺难度低,目前PET膜产业化进度较快,是当前产业内公司的主要选择。而PP膜在磁控溅射中结合力和抗拉强度较弱,目前仍在改性,预计随着复合箔工艺逐渐成熟,PP膜凭借在电池应用端的优势,被选做复合铜箔基膜的比例会上升。 制作端:实践中分为一步法、两步法和三步法。一步法分为全湿法和全干法,产品性能优异、良率高,但尚处于实验室攻关阶段;两步法包括磁控溅射+水电镀环节,成熟度高;三步法增加真空蒸镀提升生产效率和均匀性,但损失良率。目前大多数厂商采用两步法。 产业内公司以重庆金美和万顺新材为主使用三步法,其他大多数公司如宝明科技、双星新材、方邦股份等选择两步法,随着工艺的成熟,成本低、良率高的两步法预计成为未来主流选择。 1.高安全:传统技术仅能对内短路起到延缓作用,而且以牺牲电池能量密度为代价。而复合集流体中间的高分子基材具有阻燃特性,其金属导电层较薄,能够很好的避免电池自燃的问题。 2.高比能:复合集流体中间层采用轻量化高分子材料,重量比纯金属集流体降低50%-80%。随着重量占比降低、电池内活性物质占比增加,能量密度可提升5%-10%。 3.长寿命:高分子材料围绕电池内活性物质层形成层状环形海绵结构,在充放电过程中,可吸收极片活性物质层锂离子嵌入脱出产生的膨胀-收缩应力,从而保持极片界面长期完整性,使循环寿命提升5%。 4.强兼容:传统集流体直接升级为复合集流体不会影响原有电池内部电化学反应,因此复合集流体可运用于各种规格、不同体系的动力电池(但由于PET材料的引入,电池制造需新增工序)。 目前PET铜箔处于0-1阶段,1-N阶段,首看下验证进度,反映技术实力和未来拿订单能力。金美布局最深厚,下游验证速度最快,处于第一梯队,宝明科技在二线电池厂中验证最快,处于1.5梯队,万顺新材和双星新材布局较早,积极送样,验证进展靠前,处于第二梯队。 从产业链角度看,上游参与企业主要为双星新材、东威科技;中游参与企业主要为双星新材、宝明科技、中一科技、胜利精密、英联股份、万顺新材、诺德股份;下游企业主要为宁德时代、比亚迪、国轩高科。 订单先行的设备龙头厂商:东威科技、骄成超声、三孚新科、道森股份;量产在即的复合铜箔制造厂商:璞泰来,关注元琛科技、宝明科技、双星新材、阿石创、万顺新材。 宝明科技(002992)公司拟投资 60 亿元建设赣州锂电池复合铜箔生产基地,预计一期将于年底达产,达产后年产能约 1.4 亿平米锂电复合铜箔,对应产能 14-15GWh 万顺新材(300057)公司目前已成功开发出应用于电池负极的 PET 复合铜箔样品,并送至下游电池企业验证
1、双星新材近期接受投资者调研时称,公司预计在11月底完成PET铜箔主线的建设,12月中旬向下游客户再次送样评价,在前期小样研究开发评价基础上再进行量产的评价。 2、公司的主要业务为先进高分子材料研发、制造和销售,主要产品为光学材料、新能源材料、可变信息材料、热收缩材料、聚酯功能膜。 3、公司光伏背板膜产品凭借质量及成本优势呈现迅猛的发展态势,公司2021年上半年新能源材料板块营收大幅上涨,同比增长113%,毛利率同比大幅增长,业务占比也快速提升。 公司专注于BOPET行业近20年,目前已成长为全球BOPET行业龙头,聚酯薄膜的市场占有率连续多年位居全球第一,2021年公司荣获“国家制造业单项冠军示范企业”。目前公司已形成60多个系列,100多个品种,500多个规格的产品,下游应用领域从过去单一的包装印刷,发展成为立足国内国外两个市场,五大新材料业务板块齐头并进的新局面。公司拥有5000多家终端用户,一大批世界500强客户及一批在细分领域持续深耕的客户。在光学材料,新能源材料,可变信息材料和热收缩材料等领域,公司的市场份额均位居行业前列,国产替代步伐加快。公司的研发投入规模,人均产出,人均创利等指标均领先于同行。 可变信息材料 公司可变信息材料市场占有率高,盈利能力强,满足了触摸面板,手机,打印色带,条形码,条幅等领域的迫切需求,在行业内处于领先水平,为多家全球知名公司供应原材料。2021年公司可变信息材料收入为3.85亿元,同比增长62%,市场占有率约为50%以上。 聚酯功能膜 目前国内聚酯功能膜主要用在食品饮料包装等领域,市场较为成熟,竞争较为激烈,市场规模约为240亿元左右,2021年公司聚酯功能膜的收入为18.20亿元,随着不断优化产品结构,新材料加速发展,内部占比将进一步调整。综上,公司各个板块产品的市场容量近千亿元,公司在各板块的市场占有率均位于行业前茅,广阔的市场空间为公司的发展奠定了良好的基础。 知名液晶平板显示企业供应商 目前公司光学模组产品已进入国际一流品牌、国内一线品牌,主要用于超高清电视市场、OLED电视、曲面TV、触摸屏、智能手机等全尺寸产品系列,通过不同渠道成为三星、京东方、LG、海信、创维、小米、康冠、长虹、康佳、TCL等国内外知名液晶平板显示企业的供应商。 全产业链优势 公司集从原料开发、挤出拉伸、精密涂布、磁控溅射、微成型、电子光雕模具等全套工艺技术,具备全产业链技术产品开发优势,能够快速进行新产品开发和核心技术延伸研究,覆盖了镀、涂、压、拉、印及后道加工的产业技术工艺环节,促进在高端产品上的开发能力和开发速度,不断提升产品技术含量和附加值,推动技术垂直整合,加速了公司在中高端产品种类的持续提升,有助于公司实现在高分子材料行业趋势把握、渠道拓展、技术研发等方面保持竞争优势,形成以技术创新驱动企业发展。 客户结构 公司积极围绕“三足鼎立”营销战略,牢固树立大营销理念,构建全国营销网络,加速国际化进程,市场经营工作成效显著。按照“三足鼎立”创新战略,培育“五大板块”战略推进,快速占领引导市场,深化与全国近千家终端客户合作,目前公司的客户主要为世界500强,国内外上市公司等大型企业,客户群体已包含三星,LG,海信,TCL,小米,京东方,长虹,康佳,创维,赛伍,明冠,福斯特(603806),乐凯,中天,回天等世界五百强及上市公司。目前公司的“五大板块”已实现连续多年销售同比增长40%,其中:光学膜片板块成为服务“三星VD”全球六个生产基地唯一一家战略合作供应商,信息材料占全球同一产品市场份额达50%,节能窗膜板块“星膜范”系列智能膜材畅销国内外,国内占比超过40%,实现国产品牌进口替代,形成较强的品牌优势,国际利用电子商务平台,推进全球市场布局,市场占比不断加大,竞争能力大幅提升。 光学膜 公司的光学膜应用产品主要包含复合膜,增亮膜,扩散膜,防眩膜,保护膜,离保膜等,随着下游对产品质量及成本控制的要求越来越高,光学膜应用产品的市场空间也越来越大,随着终端产品尺寸的大型化及手机和平板电脑需求持续增长,预计国内不同用途的光学薄膜年需求量在50亿平方米以上,公司未来各类光学膜产量将占国内市场的20%以上,光伏背板膜目前光伏产业仅处于“太阳能时代”的起始阶段,随着光伏发电商业化水平的不断成熟,全球光伏产业将进入新的发展阶段,未来市场空间广阔。同时随着“碳中和”写入政府工作报告及光伏度电成本的不断下降,光伏发电将展现出更强的成本竞争力,应用领域将继续扩大,光伏市场规模仍将保持增长态势,公司的光伏背板膜凭借质量及成本优势呈现迅猛的发展态势,公司虽然加快生产的节奏但仍然面临产能不足的情况,由于需求旺盛,全年共计销售光伏背板膜7.43万吨,毛利率超过了24%,在同类产品市场占有率超过20%。未来公司光伏背板膜的市场占有率将持续提升,可变信息材料公司在可变信息材料领域占据绝对的龙头地位,可变信息材料为公司主要板块之一,经过近几年的积累,目前公司是可变信息材料行业不可替代的供应商之一,目前公司的可变信息材料占全球同一产品市场份额达50%,未来将超过60%。---------------------------------------------------------------------------------- 复合铜箔在磷酸铁锂电池、三元锂电池、钠离子电池中都可以使用,有效提升安全性和能量密度。 锂电产业链上,每一个新工艺、新材料的出现都会引发一阵躁动。在日益增长的传统铜箔市场上,复合铜箔凭借安全性、低成本等优势打开了一个缺口。 近年来,新能源汽车、储能等新兴行业景气高企,锂电池产量呈现爆发式增长,电池厂、整车厂对锂电池材料的高能量密度、高安全性及提质增效等提出更严苛要求。而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。其中,以新工艺复合铜箔为典型代表。 复合铜箔是以PET(PP)等高分子材料为基材,上下两面沉淀金属铜,其结构类似于“三明治”,主要由“铜-高分子-铜”复合而成。相对传统铜箔,复合铜箔优势在于安全性好、质量轻有助于能量密度提升、量产预期成本低。 复合铜箔在磷酸铁锂电池、三元锂电池、钠离子电池中都可以使用,有效提升安全性和能量密度。锂电铜箔研发的方向和目的是轻薄化、低成本,复合铜箔是重要的研发方向之一,其作为电池负极集流体具有安全性高、成本低、提升电池质量能量密度等优点,未来将逐步替代传统铜箔。 根据测算,2025年复合铜箔需求量预计达到39.3亿m2,合计196亿元;复合铜箔设备约143亿元,包括69 亿元磁控溅射设备以及74亿元水电镀设备,可以说,复合铜箔即将开启百亿蓝海市场,发展潜力巨大。今天,请跟随《中国科技信息》一起来了解复合铜箔这项新的工艺及其相关产业链发展趋势。 什么是“复合铜箔”? 锂电铜箔是锂电池负极的关键基础材料,在锂离子电池中既是负极活性物质的载体,又是负极电子的收集体和传导体。负极所采用的传统铜箔厚度通常为6um-12um,占电池质量比例约9%,占成本比例约8%-10%。而除了降低铜箔厚度,复合铜箔是另一种对传统铜箔的替代方案。 复合铜箔为“铜-高分子材料-铜”三明治结构,以高分子绝缘树脂 PET/PP/PI 等材料作为“夹心”层,上下两面沉积金属铝或金属铜。常见的厚度规格为4.5μm(微米), 在基膜两侧分别镀有铜层,常见规格为1μm(微米)。 由于具备良好的导电性、柔韧性、机械加工性能、成熟的加工技术、低廉的加工成本,铜箔是锂电池负极材料载体和集流体的首选,起到传导、汇集锂电池电流以产生最大输出电流的作用。 在锂电池的制作中,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,经干燥、辊压、分切等工序,即可制得负极电极,因此除负极活性物质之外,铜箔的性能对于锂电池的性能也有很大影响。 可以说,复合铜箔作为一种新型锂电池负极集流体材料,具备高安全、高比能、长寿命、低成本、强兼容等优势,有望替代传统铜箔成为主流技术路线。 我国锂电铜箔潜力不断增长 而从锂电铜箔产能增量看,2022至2023年的主要增量将主要来自中国大陆地区和其他一些亚洲国家。总的来看,2022年的锂电铜箔产能增量为18.34万吨,其中中国大陆地区占比88%;2023年的锂电铜箔产能增量为19.75万吨,全部来自中国大陆地区。 庞大的需求推动我国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。而其中,上游的设备和基膜均具有较大的国产替代潜力。 具体来看,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。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。 而复合铜箔核心生产设备则包括磁控溅射设备+水电镀设备+超声波滚焊设备。其中,电镀设备龙头东威科技是目前国内唯一能批量生产用于复合铜箔制备的卷式水平镀膜设备厂商,单机设备良品率达90%,其双边夹卷式设备放量在即,首台磁控溅射设备有望快速交付;腾胜科技也已经从第1代设备升级到 目前最新的2.5代设备,在性能、产能与及良品率上得到很大的提升。 布局企业增多产业化加快 从趋势上来看,我国复合铜箔产业近年来布局企业增多,产业化加快。例如,2021年国内锂电铜箔产能达31.6万吨,同比增长37.99%,占比从2017年30%的提升至43.8%。除诺德股份、嘉元科技等头部企业加速扩产外,海亮股份、白银有色、江西铜业等铜企逐步布局 ,宁德时代、亿纬锂能、比亚迪、厦门海辰等动力/储能电池厂商 持续加码,积极研发并申请复合集流体相关专利,并推进复合集流体验证。 在全球数据中,截至2021年底,国内龙电华鑫、诺德股份、德福科技、嘉元科技的锂电铜箔产能排名全球前列。 根据测算,2025年复合铜箔需求量预计达到39.3亿m2,合计196亿元;复合铜箔设备约143亿元,包括69 亿元磁控溅射设备以及74亿元水电镀设备。在这个趋势下,假设2025年复合铜箔渗透率提升至20%,中国复合铜箔规模将从2021年0.2亿平方米增长至2025年39.2亿平方米,同时由0.9亿元增长至196.1亿元。随着工艺进步和成本下降,复合铜箔单价逐年略降,从2021年6元每平方米降至2025年为5元每平方米。 伴随着我国复合铜箔产业加速发展,完整产业链已基本形成,渗透率的提升、产能的提升、成本价格的降低,意味着我国复合铜箔即将开启百亿蓝海市场,发展潜力巨大。 --------------------------------------------------------------------------------------- 复合集流体有望和钠离子电池,磷酸锰铁锂电池成为2023年三大落地技术复合集流体,是一种以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”的三层复合结构,因此也被叫做复合铜箔/复合铝箔。 复合集流体,是锂电池的关键材料,能显著提升锂电池的安全性,具备高安全性、高能量密度、低成本等优势,有望解决电池起火问题。另外,复合铜箔/铝箔都能做到小于8μm厚度的集流体,对锂电池的轻量化也起到重要作用。 目前,国内复合集流体技术已经相对成熟,2023年有望成为量产元年。目前,国内主流电池厂商都在积极推动该技术,宁德时代、国轩高科、蜂巢能源等企业相对布局较早。其中,宁德时代的复合铝箔集流体在海外已经实现小批量装车。 根据机构预估,到2025年,全球锂电池出货量将达到1938GWh,按6um复合铜箔单的GWh电池用量为234.4吨计算,乐观情况下,市场空间将达到201.6亿元。 复合集流体产业链深度解析复合集流体产业链按上中下游划分,其中上游包括PET基材、磁控溅射设备、水电镀设备等几个方向,中游为复合铜箔/铝箔的制造商,下游为宁德时代、国轩高科这样的电池企业。 上游:PET基材、磁控溅射设备、水电镀设备 ①PET基材 PET就是聚对苯二甲的树脂塑料,是常见的电池基膜材料,熔点高、韧性好,大规模量产能力强。目前,国内PET基材龙头企业主要有:双星新材、康辉新材(未上市)、东材科技等。 其中,双星新材国内规模化生产聚酯薄膜的龙头企业,主营各类包装薄膜及复合包装材料、功能性高分子新材料等系列产品,是国内少数能够规模化生产8μm厚度以下聚酯薄膜的生产企业,拥有年产新型功能性聚酯薄膜20万吨的能力,位居国内首位。 东材科技是国内最早生产电容器用聚丙烯薄膜的厂家,是国内为数不多的能够生产太阳能背板膜的企业。 --- ②磁控溅射设备 磁控溅射设备是一款广泛应用于集成电路制造等领域,可以大规模制备聚酯薄膜的核心设备。目前,国内磁控溅射设备龙头企业主要有:腾盛科技、应用材料、东昇智造。 其中,应用材料是国外企业。腾盛科技和东昇智造还并未上市。 ③水电镀设备 目前,常见的电镀工艺有两种,一种是水电镀,一种是真空离子镀。水电镀,即将需电镀的产品放入化学电镀液中进行电镀,电镀后的产品其导电性显著增强。水电镀设备,即水电镀工艺的设备。 目前,国内水电镀设备龙头企业为东威科技。公司凭借在电镀设备的技术优势,攻克了镀膜材料超薄、超轻、不变形、无穿孔的高技术指标要求,形成了自主研发的专有技术,已实现两代 PET 镀膜设备量产,是目前国内唯一一家可以实现PET镀铜设备量产的企业。 中游:复合铜箔/铝箔的制造商 目前,国内制造商主要有:双星新材、嘉元科技、万顺新材、宝明科技、中一科技、诺德股份等。 其中,宝明科技是国内LED/CCFL背光源行业领先企业,公司拟投资60亿元建设赣州锂电池复合铜箔生产基地,预计一期将于年底达产,达产后年产能约 1.4亿平米锂电复合铜箔,对应产能14-15GWh。 嘉元科技是国内锂电铜箔行业领先企业,可满足覆铜板厂、电路板厂对电解铜箔产品不同质量的要求,第一大客户是宁德时代。中一科技是国内重要的电子铜箔厂商,铜冠铜箔产品下游客户集中于宁德时代、比亚迪、国轩高科等锂电池行业龙头企业。目前,公司复合集流体项目处在中试线建设阶段。 诺德股份是国内铜箔加工行业领先企业,主营锂离子电池用电解铜箔的研发,在高分子材料和电镀领域的技术积累,公司也一直在研发复合箔材,并且不仅研发复合铜箔,也在同步研发复合铝箔。 下游:锂电池生产企业 目前,国内锂电池生产企业主要有:宁德时代、比亚迪、国轩高科等。 目前,宁德时代复合铝箔集流体在海外已经实现小批量装车。比亚迪、国轩高科已有PET复合铜箔集流体相关专利。 ------------------------------------------------------------------------------------ 宁德时代23年全面实现钠电池产业化;传艺科技今年 9 月中试产线投产,最快计划在22年年底正式投产 2GW;华阳股份主要是和中科海钠合作,9 月底电芯厂投产,预计22年年底开始量产;维科技术主要是和浙江钠创合作,预计今年年底完成中试,23年 6 月投产 2GW。 ----------------------------------------------------------------------------------钠离子电池投资逻辑归纳: |
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