产品名称 | 产品类别 | 产品简介 | 市场价 | 价格 |
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相关报告:《中国复合铜箔行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》
在高能密度电池与降成本需求的强大驱动下,轻薄化成为行业新潮流,故复合铜箔逐渐显现其重要性。结构上,传统铜箔由99.5%的纯铜组成;而复合铜箔是一种新型的动力电池集流体材料,主要由3部分组成:中间一层为PET、PP、PI等材质的基层薄膜,薄膜两侧为厚度1um左右的铜。使用密度和成本更低的绝缘高分子材料作为基材替换部分铜,能有效降低箔材成本,显著提升动力电池能量密度。除此之外,复合铜箔的特殊结构能有效控制穿刺问题,且其受热断路效应可缓解锂枝晶导致的热失效问题,提升电池安全性能。
图表:复合铜箔构成
资料来源:智研瞻产业研究院整理
在2017年,中国成功实现了复合铜箔的规模化生产。回顾其发展历程,(1) 自2015年来,金美新材料潜心致力于新型多功能复合集流体材料的研发和制造领域。独特的创新理念引领了中国铜箔事业走进全新探索阶段;众多下游电池制造商,如宁德时代、比亚迪、厦门海辰等企业也纷纷大力研发复合集流体技术及申请相关专利,尤以在2019年、2020年及2021年最为活跃。(2)自2021下半年起,各大复合铜箔生产商开始逐步向市场投放样品,如诺德股份在2021年11月份,以及双星新材于2022年首季进行了首次市场投放,标志着产业迈入技术验证的新阶段。(3)至2022年底,许多公司如重庆金美、宝明科技、光腾微纳已经成功完成了规模化生产,使得复合铜箔行业走入成熟期。
多元布局,复合铜箔制造业紧锣密鼓地进行,已有二十多家制造商步入送样产品的阶段,部分已实现规模化生产。如双星新材、方邦股份、元琛科技、万顺新材以及嘉元科技和诺德股份等企业均已在送样阶段推进产业化进程。此外,重庆金美、宝明科技及光腾微纳这几家企业则已经成功实现了小批量的生产线量产。
多家复合铜箔制造商正积极推动产能稳步扩张。其中,重庆金美与光腾微纳拟分别于2025年前达成百亿元销售额,并在2023年底前设立50,000万平方米产能。纳力新材江阴基地项目预计一期在2023年达成年产能高达1亿平方米,而其扬州基地则预期在同一时期年产量达到5亿平方米。双星新材旗下第一条生产线已顺利完成安装调试,计划于2025年年产量达到5亿平方米。中一科技亦有规划年产能500万平方米的计划。胜利精密预计截至2023年底将具备4,500万平方米的产量,同时投资于年产能达到12亿平方米的安徽飞拓项目。宝明科技赣州项目旨在年产能约1.5亿平方米,并已在马鞍山设立复合铜箔项目。此外,英联股份在江苏高邮设定项目,计划配备100条生产线制造复合铜箔。璞泰来以及隆扬电子也各自预先规划了1.6万吨及2.38亿平方米的产能。
下游积极推动,攻克技术难关
多项产业布局中,众多知名企业正在纷纷涉及复合铜箔行业,如:宁德时代、国轩高科、厦门海辰以及 OPPO 等。其中,宁德时代通过关联子公司间接地持有重庆金美的 15.68%股份,以此内部布局复合铜箔深耕;值得一提的是,同样在 2021 年 7 月份,OPPO 已将复合集流体技术运用至其产品之中。
在下游产业中,各动力电池供应商积极推进专利战略,以解决复合集流体焊接难题为突破口。其中,知名企业如宁德时代、厦门海辰、蜂巢能源、国轩高科、蔚来、比亚迪以及华为等纷纷涉足复合集流体、电池极片、电动化学设备等相关领域,并力求在这些细分市场占据主导地位。尤其值得一提的是,2021年,宁德时代凭借多功能复合集流体技术荣获全球新能源汽车前沿及创新技术 “十大创新技术”称号;在产业链上游储能领域,海辰新能源于2022年1月成功提交关于复合集流体及其制造与应用方法的专利申请。
针对复合集流体焊接难题,下游企业正在全力投入技术改进。由于复合铜箔中间的基膜不具备通电功能,因此在使用复合铜箔制造锂电池过程中,需要额外借助超声波高速滚焊工艺来实现两侧铜箔的有效链接。面对这个挑战,许多下游电池制造商纷纷致力于研究并推广相应策略,如蜂巢能源正在探索复合集流体电池电极片的焊接手段和设备技术,而国轩高科则在研发全新的复合集流体滚焊模切一体化设备及其对应的切割方式。
与铜箔相比,复合铜箔有三大优势:
(1)高能量密度。采用该款具有4.5微米PET膜及2微米金属层的复合箔材,相较于传统铜箔与铝箔,每产出1GWh锂离子电池可实现减重55%~64%。若以GPU替换传统铜箔,空间增益约5%-10%。
(2)低成本优势。若以此前述复合箔材替换相应的传统材料,以当前市面价格估算,每1GWh电池的原料成本可降至节省2314万元左右及节省467万元左右;降幅高达65%~75%。泊箔环节来看,复合铜箔所带来的整体成本变化更为显著;除此以外,无论是计入固定资产投资等因素,它都具有明显优势。
(3) 安全性显著提升。运用了复合箔材之后,可有效减少电芯内部短路现象,确保电芯的稳定性及安全性。一是从金属层面来看,由于复合箔材中的金属层较薄,在遭遇撞击时难以穿透隔膜;二是从PET膜性能来看,其在针刺试验过程中能发挥良好的隔离效果。
复合铜箔同样面临瓶颈。鉴于其双面金属层厚度通常仅为1微米,因此,其过流性能表现较弱。然而,根据现有技术水平预测,未来,复合铜箔在储能、换电及中低档汽车等特定领域拥有巨大潜力,推动其市场竞争力提升。
行业协同效应有助于加速复合铜箔商业化进程。在权衡成本效益后,现行复合铜箔制作流程大多采用二步法:即磁控溅射和水电镀技术相结合。铜箔新兴企业,常借助于原材料优势、尖端工艺技术积累以及充足的人才储备,涉足复合铜箔制造业。随着新企业的加入,加之传统铜箔制造商的转型,将共同加快复合铜箔的更新换代。在下游电池生产过程中,尽管需引入超声焊接工艺,但综合考虑全产业链成本,复合铜箔仍具备显著成本优势。
图表:复合铜箔发展优势
资料来源:智研瞻产业研究院整理
统计数据显示,2018年中国复合铜箔行业市场规模3.18亿元,2023年中国复合铜箔行业市场规模92.85亿元。2018-2023年中国复合铜箔行业市场规模如下:
图表:2018-2023年中国复合铜箔行业市场规模
数据来源:智研瞻产业研究院整理
复合铜箔产业链上端关键部件包括设备、基膜、铜靶材以及镀铜化学物质;中游乃是生产制造复合铜箔的厂家;而最终的终端用户是各类锂电池制造商,例如用于车辆启动供电的驱动电池,以储存电力之用的储备电池以及用于个人电子产品的消费电池。在这个产业链结构下,复合铜箔的上游原料主要涵盖了溅射铜靶材、镀铜化学物质膜和PETPP基;这些物质的供应商主要由双星新材、东材科技等公司提供,溅射铜靶材供应商则包括了阿石创、欧莱新材等公司,而镀铜化学物质的主要供应商则是光华科技和三孚新科。在设备方面,复合铜箔制造过程中所必需的设备如磁控溅射设备、真空蒸镀设备等,其生产制造商包括骄成超声、腾胜科技、道森股份、东威科技等公司。至于中游的生产环节,实际上参与竞争的厂家数量众多,既有传统的电解铜箔厂商如一科技、诺德股份及金美科技、宝明科技等,也不乏新的势力如宁德时代、比亚迪、国轩高科等锂电池制造商。
图表:复合铜箔产业链
资料来源:智研瞻产业研究院整理
在复合铜箔产业链中,占据核心位置的是复合铜箔生产制造环节。该技术被各界广泛视为传统铜箔的理想替代品。近年,随着其市场化进程日益推进,各大领先品牌如宝明科技、诺德股份、嘉元科技以及万顺新材、重庆金美和璞泰来纷纷涉足其中。如今,这种新兴产业正处在产业化批量生产的关键时期。
图表:复合铜箔代表生产制造商
资料来源:智研瞻产业研究院整理
产品迭代不及预期。若复合铜箔产品迭代不及预期,良率未能得到有效提高,成本问题未能得到较好解决,或将影响复合铜箔市场开发。
相关技术出现颠覆性突破。复合铜箔应用下游电池制造尚处于测试阶段,若传统电解铜箔成本进一步降低或替代品复合铝箔技术出现大幅度进展,或将挤压复合铜箔市场空间。
行业竞争激烈,产品价格下降超出预期。可能存在产品市占率下降、产品价格下降超出预期等情况。
下游锂电池需求不及预期。新能源汽车需求增速放缓,可能对动力锂电池需求带来负面冲击,进而传导至上游铜箔相关产业
目前,我国多家复合铜箔材料供应商已与上游设备制造商签署了大批量订单。考虑到动力电池的验证进程和订单情况,有可能成为推动第二波增长的重要驱动力之一。按照设备交货时间表推断,首批大面积复合铜箔生产能力或在2023年得到实现。当解决焊接及良率等技术难题后,预期2023年将有主流电池厂商开始小规模量产应用;有预测表明,搭载复合铜箔动力电池的汽车将于2023年发布,并在2024年大规模应用于市场。