复合铜箔工艺与设备未成定局,国产厂商百家争鸣。
复合铜箔产业链上游主要为相关设备、基膜和其他辅材, 中游为复合铜箔生产厂商,下游为锂电池生产厂商。上游设备制造头部厂商卡位优势明 显、基膜开始国产替代,其余辅材进展顺利;中游制造环节,传统电解铜箔厂商和转型 厂商均有参与;下游电池厂商积极推进布局,产业化进展顺利。

1)产业链上游
设备端:复合铜箔需求提升有望拓宽上游复合铜箔设备市场空间,2025 年超百亿 设备空间。假设:1)一体机渗透率逐年提升 10%;2)两步法的市场渗透率逐年下降; 3)三步法的市场渗透率缓慢提升并趋于稳定。中性情形下,2025 年复合铜箔新增设备 空间有望突破 105.3 亿。
各类复合铜箔生产工艺尚不成熟,部分制造设备处于 0-1 的阶段,各细分市场格局 迥异,国产替代进口成为大趋势: 1)磁控溅射设备方面,腾胜科技 2.5 代已验收成功并交付使用,行业内进度领先; 2)真空蒸镀设备方面,相关厂商各有所长,难分伯仲; 3)水电镀设备方面,目前东威科技为国内唯一复合铜箔水电镀设备量产厂商; 4)一体机设备方面,4 月 28 日道森股份发布磁控-蒸镀一体机设备,已收到下游厂 商订单,5 月 11 日三孚新科自研一步法设备成功出货,为全球首台一步法湿法设备。 基膜端:PET/PP 材料适应不同应用场景,目前宝明科技在复合集流体领域较快, PP 及 PET 铜箔有望实现量产。随着锂电池需求的持续升温,假设复合铜箔渗透率逐渐 提升,乐观性预期下我们预计 2025 年 PET/PP 复合铜箔市场需求量有望接近 18.9/18.9 亿平方米,市场空间有望达 3.53/2.45 亿元。双星新材、康辉新材、东材科技等快速开拓 PET/PP 基材的研发生产与市场开发,在基膜膜材上实现国产化替代。
辅材端:铜靶材市场集中度高,为世界巨头垄断,国内厂商成长迅速。国内企业虽 处于国产替代初期,但头部厂商成长迅速。铜靶材龙头为阿石创、江丰电子等。镀铜化 学品方面,光华科技为电镀液龙头,三孚新科专注化学镀铜化学品开发。光华科技 PET 复合铜箔镀铜技术优势明显,三孚新科积极推进复合铜箔电镀化学品测试,进展顺利。
2)产业链中游
目前复合铜箔进入产业化量产前夕,部分厂商已进入验证阶段,产业启动信号明显。 中游铜箔厂商稳步扩建产能,积极推动复合集流体的研发与送样验证。目前生产复合铜 箔的厂商主要分为传统锂电铜箔生产商及技术上具备共同性适合转型至复合铜箔领域的 两类参与者。
3)产业链下游
复合铜箔制造与应用仍有翘曲、褶皱、穿孔等问题亟待解决,大规模应用前需通过三道测试环节,多数复合铜箔厂商仍处于电池厂测试阶段。通过了加工性能评测与循 环性能评测,至下游主机厂进行路试评测收到合格反馈后,方具备大规模应用量产条件。 下游电池厂积极推进复合铜箔测试与布局进程。宁德时代合计持有复合集流体相关 专利 24 项、比亚迪合计持有复合集流体相关专利 5 项、国轩高科合计持有复合集流体 相关专利 19 项、亿纬锂能合计持有流体相关专利 4 项。厦门海辰谋划布局相关专利同 时进行复合铜箔产线研发建设,合计持有复合集流体相关专利 34 项,规划产线 8 条。
我们认为复合铜箔行业投资的优先级如下:设备厂商 >基膜转型复合铜箔制造厂 商 > 其他具有上下游整合能力以及进度领先企业 > 其他。 1)从设备端来看:磁控溅射以及水电镀设备是复合铜箔生产中不可或缺的关键生产 要素。其中,道森股份复合铜箔设备研发项目进展较为顺利,预计今年一季度完成设备 组装调试。东威科技为国内唯一实现复合铜箔水电镀设备量产企业,先入者优势明显; 2)从材料端来看,具有基膜生产经验和关键技术,能在良率改进的关键问题上进行 攻关的厂商具有明显竞争优势,双星新材具备先发优势; 3)具有上下游整合能力以及进度领先的企业,若能解决复合铜箔的良率与成本的权 衡问题,也将具有重大竞争优势。
相较传统铜箔,复合铜箔结构特殊有诸多优点:复合铜箔的特殊结构可以有效控制 电池热失控问题,提升电池寿命和安全性;以 6μm 铜箔为例,按照铜箔质量占动力电 池 11%测算,则 PET、PP和 PI铜箔替换传统铜箔分别可提升动力电池能量密度 6.61%、 7.1%和 6.6%;据测算,PET/PP 铜箔每平米原材料成本约为传统铜箔的 34%左右;考 虑到工艺成熟良品率提升以及规模效应,预计 2025 年 PET/PP 铜箔成品总成本约为传 统铜箔的 70.8%与 79.6%。同时,复合铜箔也有一定劣势:如产热高导热差、电池循环 寿命略低等,复合铜箔推广仍需突破上述问题。

随着复合铜箔技术进步及应用场景的增加,复合铜箔的市场渗透率将不断提升,带 来市场需求增量空间。假设:1)复合铜箔市场渗透率不断提高,预计 2025 年达到 12%; 2)每 GWh 锂电池所需的复合铜箔面积假设为 1000 万平方米 3)同一年度,乐观情形 下,复合铜箔市场渗透率相比中性情形会高出 5%,而悲观情形下则反之。根据我们的中 性情景测算,预计 2025 年复合铜箔市场空间将达到 179.05 亿元;乐观情形下,2025 年预计复合铜箔市场需求有望突破 291 亿元。
复合铜箔制备的基本工艺分为物理相沉积、化学相沉积和水电镀,三种工艺各有所 长。1)物理相沉积方法包括离子镀法、磁控溅射法和真空蒸镀法:离子镀法因设备繁多、 操作复杂,未能在复合铜箔制造中得到广泛应用。磁控溅射法因其镀层附着力好、纯度 高且效果可控的优点,常用于基膜层的打底。真空蒸镀法附着力弱但均匀性强,且效率 是磁控溅射的 2-3 倍,故常作为磁控溅射法的补充用于提高整体效率;2)化学相沉积方 法常在湿式一步法中使用,业内主要使用厂商为三孚新科,具有工序简单、无切边效应 和适合各种基膜材料的优点,但其效率较低且需要额外投资;3)水电镀的镀铜效率最高, 但附着性较差、对工艺要求高且具有一定污染性,常与磁控溅射法与真空蒸镀法搭配使 用以兼顾铜层附着性与效率。
三种主流复合铜箔制备方法各有优劣。1)一步法:通过化学沉积或是磁控溅射一体 机一步成型。其主要优点是:工序简单,均匀性好且良品率高,存在技术壁垒难以被模 仿,缺点是效率较低,需要额外设备投资,是否能在效率与良品率的权衡下优于目前主 流的两步法尚有待观察;2)两步法:采用磁控溅射法打底,再由高效的水电镀法完成绝 大部分工作。在使用磁控溅射保证打底铜层的附着性的基础上,大大提高效率,但相比 一步法,均匀性略差;3)三步法:则是在两步法的基础上增加了真空蒸镀工艺,其主要 优点是具有最高的生产效率。主要缺点是工序繁多,且真空蒸镀工艺的高温环境容易使 高分子基膜穿孔,良品率低。综合效率与良品率考虑,两步法在行业内进展较快。

复合铜箔主流生产工艺未定,部分制造设备处于 0-1 的阶段。从需求侧来看:下游 电池厂商对复合铜箔试样积极性较高,对于复合铜箔的设备的需求逐步落地;从供给侧 来看:复合铜箔设备正处于进口替代阶段。国产设备制造商正快速追赶外资制造商的步 伐,产品竞争力大幅提升,有望实现复合铜箔制造设备的国产化替代。
复合铜箔应用于锂电池制造需额外一道极耳转印焊工艺。传统铜箔在应用于下游锂 电池制造时需通过预焊实现多层极耳箔材的连接,再通过终焊将多层极耳箔材和连接片 焊接。复合铜箔高分子基膜的绝缘性决定电池极耳箔材只有与复合铜箔的铜层相连接才 能实现电流的传输。而极耳与复合铜箔之间焊接难度大,强度低,传统焊接方法难以满 足应用需求。因此,基于超声滚焊的极耳转印焊技术是复合集流体重要的应用工艺。
复合铜箔需求提升有望拓宽上游复合铜箔设备市场空间,2025 年超百亿设备空间。 假设:1)复合铜箔一体机的渗透率逐年提升 10%,单 GWH 复合铜箔所需面积为 1000 万平方米;2)两步法的市场渗透率逐年下降;3)三步法的市场渗透率缓慢提升并趋于 稳定。在中性情形下,根据我们的测算,至 2025 年,磁控溅射-蒸镀一体机的新增市场 空间有望接近 53 亿元,两步法设备新增市场空间有望达到 52.6 亿元,而三步法设备新 增市场空间预期为 7.3 亿元。
乐观情形下,2025 年复合铜箔新增设备空间有望突破 209 亿元。以一体机设备为 例,影响一体机设备空间的两个核心变量为复合铜箔渗透率和一步法工艺的渗透率:中 性情形为按照上述表格中的假设测算所得的一体机设备新增空间,即 2025 年新增 52.6 亿元;乐观情形则为复合铜箔渗透率在中性假设的基础上增加 3%,同时一步法设备的渗透率增加 5%,悲观情形则反之。可得 2025 年乐观情况下,复合铜箔一体机设备、两 步法设备和三步法设备新增空间分别为 95.47、92.67 和 21.67 亿元,设备总空间约为 209.81 亿元。
复合铜箔设备细分市场格局迥异,腾胜科技、东威科技与骄成超声在各自领域具备 优势地位,国产替代进口大势所趋。从制备方法层面:磁控溅射+水电镀的两步法是目前 主流选择,但一步法与三步法仍在快速迭代追赶,并未形成定局。从工艺维度来看:1) 国内磁控溅射设备市场腾胜科技和洪田科技较为领先;2)而真空蒸镀设备市场未出现明 显龙头企业,汇成真空、道森股份(一体机)等均有所布局;3)水电镀设备分为垂直电 镀和水平电镀两类,复合铜箔制备所需的水平电镀设备,国内厂商东威科技具备相应量 产能力;4)在一步法设备上,道森股份已于 4 月发布磁控-蒸镀一体机设备,三孚新科 量产型一步式全湿法复合铜箔电镀设备成功出货,二者均兼容 PET、PP 基膜;5)在电 池端的焊接设备上,骄成超声超声波滚焊机已为宁德时代供货,超声焊接设备市场占有 率达到 30%。