复合铜箔产业化前夜已至，2025 年设备市场空间超百亿。
典型锂离子电池结构主要包括正极、负极、电解液和隔膜四部分。锂电池充电时，加在电 池两极的电势迫使正极的嵌锂化合物释放出锂离子，通过隔膜后嵌入片层结构的石墨负极中； 放电时锂离子则从片层结构的石墨中析出，重新和正极的嵌锂化合物结合，锂离子实现移动， 产生电流。铜箔在动力电池成本中占比 9%，为提升电池能量密度和安全性，并进一步降低成 本，锂电铜箔正在向高密度、轻薄化、高抗拉强度、高延伸率等方向发展。
复合集流体为“金属-PET/PP 高分子材料-金属”三明治结构，以高分子绝缘树脂 PET/PP 等材料作为“夹心”层，上下两面沉积金属铝或金属铜。复合铜箔即是在塑料薄膜 PET 等材 质表面上制作一层金属导电层的一种新型材料，相比传统电解铜箔，复合铜箔作为负极集流体 的锂电池具有低成本、高安全、长寿命和高能量密度等优势。
1）高安全性：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，短路时会如保险丝般熔断， 在热失控前快速融化，电池损坏仅局限于刺穿位点形成“点断路”。
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%。复合铜箔中铜厚度相比 6μm 铜箔减少 66.67%，复合铝箔中铝厚度相比 10μm 铝箔减 少 80%。金属用量的节省部分用 PET 等材料进行替代后，保障安全性的同时重量更轻，产品 综合性能更优。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）低成本：PET 铜箔规模化成本显著低于传统铜箔。以 6μm 铜箔为例，其单位材料成 本为 3.73 元/平方米；而 6.5 微米 PET 铜箔的铜箔厚度为 2μm，单位总成本为 1.3 元/平方米， 低于铜箔的单位成本，材料成本优势明显。传统铜箔的原材料成本占比约 83%，而复合铜箔原 材料成本占比约 31%，且受产业化初期影响设备成本占比高达 50%，复合铜箔生产通过规模 效应降低成本的空间更大。在技术完备条件下，复合铜箔大规模量产后有望实现 4.5 元每平米 以下，相较传统铜箔有望实现降低 40%的制造成本。
复合铜箔核心工艺设备为磁控溅射和水电镀设备。复合铜箔的制备工艺包括包括一步法 （化学沉积法/真空磁控溅射/真空蒸镀法）、两步法（真空磁控溅射+水电镀）和三步法（真空 磁控溅射+真空蒸镀+水电镀）。目前主流采用的为两步法，即在厚度 3-8 微米的 PET 或者 PP 等塑料薄膜表面先采用真空沉积铜的方式，制作一层约 30-70nm 的金属层，将薄膜金属化，然 后采用水介质电镀的方式，将铜层加厚到 1μm，复合铜箔整体的厚度在 5-10μm 之间。
复合集流体超声波焊接需求量增加，进口替代势在必行。PET 和铜的熔点不同，激光焊接 的波长无法同时满足塑料和金属的熔点，而使用超声波摩擦的物理特性，可将 PET 层与铜铝 材熔接。因此，相比传统铜箔/铝箔电池，使用复合集流体的电池在前段需使用超声波高速滚 焊技术进行极耳转印焊，单线设备需求量是极耳超声波焊接的 3 倍。过去超声波焊接设备以进 口必能信、Sonics 等公司为主，成本高昂，亟需进行进口替代。
从产业链上下游布局来看，复合铜箔产业化趋势较为明朗，2023 年有望实现量产。东威 科技作为目前国内唯一可量产电镀设备的企业，将保持较强的先发优势。目前，东威科技已先 后与客户 D、客户 L 签订 5 亿元和 10 亿元双边夹卷式水平镀膜设备订单，与宝明科技签订 2.13 亿元双边夹卷式水平镀膜设备订单，并于 12 月 9 日与胜利精密签订战略合作框架协议， 将分别在 2023 年上半年和下半年交付 10 台、30 台新型高速高效水平夹持式复合铜箔电镀设 备。产能方面，明年产能计划不低于 100 台，规划在 100-300 台左右；目前在手订单已接近 300 台，现有订单均将在 24 年底完成。东威科技将在巴城镇投资建设昆山东威新能源设备扩能项 目，预计年产销 300 台（套）卷式水平膜材电镀设备和 150 台（套）磁控溅射卷绕镀膜设备。
预计 2025 年磁控溅射+电镀设备市场空间合计达到 110 亿元。根据主流电池厂商产能规 划，假设 2022-2025 年，复合铜箔在新增电池市场中渗透率为 0.5%/8%/15%/25%。按单 GWh 需 2 台磁控溅射设备和 3 台电镀设备，单台价格分别为 1400 万元/1000 万元，随着效率和良 率的提升，单 GWh 所需设备数量逐步减少。则到 2025 年，磁控溅射设备和电镀设备市场规 模将分别达到 54.7 亿元和 55.2 亿元。
