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文档简介

复合铜箔是什?复合铜箔是一种新型锂电池负极集流体材料集流是锂池的关材料用电活物质生的流集起以产更大的出电流池芯要成括极极解和四部池在充放过中电液的锂子正极间返运流是电电芯正的重要成分作汇电流结或件其用为电学应产的电汇来导至电从实化能转为能过由放电理不目采用箔,负极用箔。图:三元锂电池充放电内部原理图《sliidctytsfrltimsdclettis,,铜箔锂电负材料重要成部,占锂池总本和质的和1。铜箔具良的电氧化抗蚀柔于结优性叠其料丰格艺熟等锂池材料体集体首材据国有色属工业及nRsearh据箔材占电总本;据车用锂离子动力电池热失控诱发与扩展机理、建模与防控,铜箔材料质量占三元锂离子动力电池总量1,此是影锂池量度成本关材。图:锂电池结构及负极极片构成电中国,图:锂电成构成 图:2AhCM三元离子力电材质量数3.0%30.0%30.0%42.0%5.0%3.0%8.0%12.0%正极材负极材铜箔铝箔电解隔膜

20.0%3.0%1.0%

19.0%

34.0%11.0%

正极活性物质正极胶黏剂导电铜箔负极活性物质负极胶黏剂导电铝塑膜电解隔膜2.0%资料来国有金属工工协会sc

资料来源《车用锂离子动力电池热失控诱发与扩展机理、建模与防控(:该电总质为)锂电箔降减趋明确碳景新能汽能新行业气高企锂池量现式增电车对锂池料高量度高全及提质效提更苛求相体的离电池箔厚越浆涂度增厚可大性料用量其载极性质的力好可接升电的密度。此锂集体极薄超抗强和高伸方发成大势趋。顺应业发趋势复铜箔术应而生铜箔制方可为解铜压延铜和合箔目电解箔主工延铜主用柔覆板子板等合箔为种型有材升全电能密望成未电负极流的流料。表:传统铜箔与复合铜箔对比 项目 电解铜箔 复合铜箔组成 .%纯铜成 高真空将铜子堆到超基上,再离子置产出品图例特点 ①单位积重较重金属材用量高②导热能好

①中间为高子基,单面重量轻材使用少,低成和金用;②中间为绝层,全性基膜使用铜,溶后生原箔产膜电池内大高分子机材作为膜工艺原理基膜使用铜,溶后生原箔产膜电池内大高分子机材作为膜工艺原理溶铜电解水电镀真空镀膜离子换工序长度5道8道资料来:重金美评,复合箔铜高分子料铜明结以分子缘脂PT/PPI等材作夹下沉积属或属前行尚形标化复合箔术指标参,于机料膜的择未确综成本性要,期看PT膜艺进最,看ETPP或并发:P(对二酸二酯学质耐酸碱高子表附力、材料高性及料械强于P料;P(丙:学为耐酸碱耐蚀优于PT材;有的光学明温下释有物铜层高子面附力较差且PP熔较溅射艺基易击,导良率低;P(聚亚胺目前最好的膜绝材料是耐热最好品种械强耐温学腐性均于二受于平生产本目成主流线。图:T复合铜箔类似“三明治”结构 图:热塑性塑料金字塔重金美评 《面向高分子材料三维表面金属沉积的激光处理工艺研究,表:、、T薄膜性能和应用情况对比P(聚酰亚) PT(聚对二甲酸二醇酯) P(聚丙烯稳定性 极好 好 一般力学性能 极好 好 一般成本应用很高 一般 低主要应用于航空、航海、宇宙飞船、火 化学涂膜可于印成本应用很高 一般 低主要应用于航空、航海、宇宙飞船、火 化学涂膜可于印行业PT高光亮可用高 用于印刷、热封膜、食品级镀铝箭导弹原子、电电器业领域 档真空铝产和激防伪膜PET反光可用于 封膜、高透明胶带、纸类复合的反光广牌、通反标识工安全标等 透明膜华情报面向分子材三维面金沉积激处理工研,相较传统铜箔复合铜箔具备高安全高比能长寿命低成本应用广优势()高全:避路风,升池全性PT合能著锂电安全通体材受易大尺毛刺后易穿膜造内从引热而合铜由铜电厚较薄产毛刺尺小且间分不易裂即断也法达刺隔的度准效锂枝晶透膜发热控此高子绝缘热发路效因短时间可大低路流,池全能到幅提。图:针刺复集流开裂阻断负短路 图:复合流在重冲击无毛产,抑短路 资料来:重金美网, 高锂电()高量度:低-,量度升-由于T层质量轻铜箔厚度薄重传统箔显降以6μm厚度的PET复铜为中4m铜被4μm高子材料PET替的度896gm,高分料T密度138gm略合电相传电铜电池减约55。表:T复合铜箔较传统铜箔质量减轻约铜箔类型 材料组成 密度(g/m)

质量() 占电池质比重()电解铜箔 μm铜./m3.6 .%PT复合箔 μm铜./m3.1.μmT材料./m3.2 .%复合铜箔比电解箔轻 .%资料来:测算随着量占降低电内活物质比加量密可升50电池能量密度电平单体或质所放的根据亚专显将负中的铜替换成1m箔μmP1m箔重量密可提升33若正极片中1的铝同替成m箔4mPm箔重量量度升61。表:复合集流体电池能量密度得到提升负极片正极片重量能量度提升()电池0μm铜箔μm铝箔-电池1μm铜箔μmPmμm铝箔μmPm.%电池2m铜箔μmPm铝箔μm铝箔.%电池3μm铝箔μm铝箔μmPm.%资料来复合流体电极及电,测算()长命:更循寿升%高分子材料相比金属具有低弹性模量,围绕电池内活性物质层形成层状环形海绵结构在电充电程吸收片性质锂子嵌脱产的收缩力而保持片面期整,使池环命升。()低成:合箔铜材格感更,前成端存提空间原材成本面,箔为铜成而PT复合箔采高子料替部分铜,照前铜价63元吨PET切价格为08万元(截至022年10月20日数据结密可算得m统箔材成为339元m6mT合箔材料成为11元m传统箔约57料成优明显制本方面限技发合流尚未到产段制成本较统箔具明显势我们业调目合铜总产约45元m着备艺优品率不断高叠大模后薄备厂折成本复铜有占成本势。图:铜价为3万元吨,T切片价格为8万元吨铜价(元/吨) PE价(元/吨)000000000000202030303040404050505060606070707080808090909000000010101020202,上期货易截至2年0月0日据)表:T复合铜箔较传统铜箔的原材料成本节省约%(g/m)传统铜箔(g/m)传统铜箔 μm铜./m3.3.9μm铜./m3.8.2PT复合箔 .μmT材料./m3.3.3

价格(万元吨) 原材料成元m)复合铜箔比电解箔原材成低 .%上期货易所,算()应广:铜广泛用消电、力电以储电等域。总结:高安全性是复合铜箔的主打优势,高比能、长寿命是其实现产业化的必备条件,中长看低本为合铜带更广的用前。主流技术路线为两步法,核心工艺为磁控溅射和水电镀复合集流体工艺的核心逻辑在于使高分子材料表面“金属化。由于高分子材料的结度性表光等特会响层材之的合且子材大数为不导的缘因法直进电需对高子料行面理活使其表沉一导的属膜。与传电解箔比合铜的生工流程短艺难大提核心磁控溅射水电镀艺。合生工可为步(磁溅射水镀和步法磁溅射蒸镀水镀其控溅和电心艺体骤通真空控射镀膜工高膜镀5m度右超铜②用电的加铜直至铜到1m右度三法与两”区点于磁溅与水镀间加入真蒸环作过少半电工要合业调来过试,三步良较,步(磁溅射水镀是前最合产工路。图:相较传统铜箔,复合铜箔工艺流程缩短、难度提升重金美评,第一步:磁控溅射。磁控溅射是一种物理气相沉积技术,通过荷能粒子轰击固靶材使材子射来并积基表形薄膜镀技,体看:真空控射化节采用4μ度的PT为基,过PD物气沉积方入净氩子真条下在跃过中氩子生撞,电离产生氩正离子和新的电子;受磁控溅射靶材背部磁场的约束,大多数电子被束在磁场周围,氩离子在电场作用下加速飞向阴极靶,并以高能量轰击铜合金靶面,使铜靶材发生溅射,在溅射粒子中,中性的铜靶原子或部分铜离子沉积在基上形薄,度为520;真空磁控溅射镀铜环节:采用前段工艺环节过后的物料作为基膜,重复相同工艺在基上成薄,度一为04m;图:真空磁控溅射镀膜设备工艺原理示意图真技术,磁控射环的要工难点括膜收放时易皱②镀过程中温升需散③张控方因膜幅较材容扯变④溅射程要压电可能在穿现前内控射备仍缺一术经验在材铜材皱形等由磁后续骤节拍限制目复铜的位设效尚及统材,制产放。第二步:真空蒸镀。真空蒸镀工艺环节是“两步法”与“三步法”技术路线的主要差真蒸的是在空件把属加至其蒸发在膜的表面与控射相镀蒸更铜沉效高能加复合铜生效,缺是蒸法超温境工作而PT材耐在1010度左右高环下PT料易烫形孔,响成良。图1:腾科感应式卷镀膜备 图1:日东丽P公司镀机图资料来:腾科技网, 资料来:丽P膜公官,第三步:水电镀。电镀过程为氧化还原过程,其工作原理为利用电流电解作用金属积电件面形成属层基前工艺成铜膜膜导电已性离置条此待加的件通极入电质(如铜金属板接通阳极(例如铜球,在外界直流电的作用下,金属铜以二价铜离子的形式进入镀液,并不迁到极面生还反阴上到电还成属步在件成金属镀最将化T的层度增到1使合箔的厚在65~8m间。图:重庆金美水电镀工艺流程及设备示意图重金美评,水电环节主工艺点包括整复合箔料宽般到10m以上幅越料力控越合箔膜需在镀液中续穿几的距离传过中传轮速均力制当薄宽材很易出膜变形现②穿更的膜更易现发熔穿电穿穿现均复合铜镀均性要少达到µm01µ效率复铜电备速至需要达到min以,模化产有大升间。此外在极焊环节复合箔新一采用声波焊的耳印焊序分子材的缘能复合流的耳法集流电中电输至电端为行业题其专械解决一将耳铝或箔的端别与合流的电焊接一,从而送芯的流由于合流极和材之焊难大焊效率下撕裂传的接式实现合求焊强因锂池前段序将出一采用超波高滚技术极耳印焊序。图在极耳焊接环节复合铜箔新增一道采用超声波滚焊的极耳转印焊工序骄股份股说书,商用放量箭在,开启设备百场空间产业链:产业链齐发力,复合铜箔量产前夜已至复合箔完产链已成,环节:上游材料:前主使用基为T和。局T基的司括日东丽、人美国3M国内要与业括星新和凯片;局PP膜公司包东科等。上游备磁溅射备国产速电镀备国企业发势明。磁溅设资业占主地要与企包美应本发科、德国宝国磁射设企包振科胜技宏真汇成科技。镀备东科国内镀备头是前国唯一能现PT铜设备量的业订方截至202年1司已后与D客L客签合作框架合合金为5亿元预两内现与明技订23元销合,向其售双夹式平镀设预计203年4底交。能面0公司签订山威能设扩能目资10亿计销30台套卷水膜材电设和150台套控溅卷镀设。目建周为2,约定2内每年综销额于30元,成年售到50元上。表:截至2年1月,东威科技累计收到水平镀膜设备订单3亿元公告日期 客户 订单金额 订单类型 交付时间 产品类型

对应设备台数(按单台设备0万计算)

对应电池装机量(按单Gh配备3台设备计)2年8月 客户D 5亿元 合作框架6日

首台设备交付并安装调试应用状后下设预计其后两内交完成 双边夹卷

0台 Gh2年89日

宝明科技 .3亿元 销售合同 3年4底前货

式水平镀膜设备

1台 Gh2年9月0日客户L0亿元合作框架4年底前货完毕0台Gh资料来:东科技告,超声波滚焊设备。骄成超声是国内超声波焊接设备龙头,公司基于超声波高速滚动焊接统术成开超声滚机能实复合流和材间高速焊招股书,公焊接机速度可达8mmn以,同行业未其他能的竞品,目已向宁时供。中游产端各企业码布,产化程加。材厂:美料从019年功复合流薄材领,200年与宁开合,前P基产处送测阶根公官庆金项规划资15亿,能35亿米对年值175元预年复铝铜有望实现先产二、期项预于025年形成产值100亿;明科技201年布局合箔已送至家池7月公资60亿在赣州设合铜箔能计期15亿平项有于内双材220年手T合箔立项计年成50万米目设205年成5亿米;统解箔料诺份T铜处实验证段在游户中量试一技汉司计注资为3划设产00万方米产进行工、术设的证优和场用广。下游池端极进合集体研认证产趋势朗德代亚迪国轩高科及辰能等家电厂积布复集流相专中宁德代参股金局T合铜,并在合流技与产化面得大展。图:T复合铜箔已形成完整产业链各司公、各司,表:复合集流体产业链相关参与公司及产业化进度梳理产业链公司名称业务是否上市复合集流产业进展双星新材PT薄膜是0年底立,1年发,前ET复合箔基已实销售东威科技 磁控溅射设备/上游 镀设备

是 在PB电镀备拥丰富验目前产已拓至复铜箔镀备,前磁控射设备预将于2始推产,后有望供复铜箔成设备腾胜科技 磁控溅设备 否 目前已磁控射镀设备真蒸镀设等产复铜箔空膜机已重庆美、日本TK企业货骄成超声 超声焊备 是 成功研出超波滚机,目唯一一通过德验的超波备商双星新材

是 0年底立,1年发PT复铜箔品处送样节目前已样至家电企业行证2年7月拟资0元设赣州电池合宝明科技 重庆金美

铜箔生基地预计期将年达产,产后产能约.4平锂电复铜箔对应产能Gh宁德时间接股8年μm的复合箔于外一车型现实车装机今年量产的μm复合箔与m复箔领先市场的主产品代m复铜箔目前已动量导入备工。庆金美目一总投资5元一期全产线产后可达年能.5亿平米中一科技 是 电解铜龙头业投成立中一先计划设产0万方米复铜PET铜箔)产线中游 PT铜铝箔产胜利精密 是

隔膜制企业拟以资子司徽飞拓投资位,划总资6亿元,二期投资,项一期资额约.5,投资设5条性能合铜产线、2条A光学膜生产,项二期资额约5亿,拟资设0条性能合铜箔进技生产线英联股份 是 拟以0元的有资或自资金在川设子公司用于ETPPI等材料复合铜及相材料研发生和销售务万顺新材 是 公司目已成开发应用电负极的PT合铜样品送下游电企业证诺德股份 是 电解铜龙头业ET铜箔在下游户有量的用目处于实验证段,2年7拟入.9元入铜箔设供应道森份扬州纳力 否 从事复集流业务期拟约2亿元在扬江都造国新能源材料业园,全建成产后预计实年销售0亿元江阴纳力 否 年产2亿米新复合箔铝项目在城建签约宁德时代 动力电池 是 已有PT复铜箔流体关利,间控股美新料下游 比亚迪 动力电池 是 已有PT复铜箔流体关国轩高科 动力电池 是 已有PT复铜箔流体关海辰新源 储能电池 否 已有PT复铜箔流体关利各司官,各司告,复合箔产化势明,203年有望为产年:第一段发局阶(20722出优电池全的的电厂对流体中入机层行究并立发利2017年宁时率提了用PTC金属流内的形“明结降电池路失风合集体渐在动力池、消费电池等领域替代传统的电解铜箔、铝箔投入试用,进入产业高度关注阶段第二阶段:技术突破阶段(20222H1:材料厂商以及电池厂商进行密集的技术验证磁溅电声焊设工持迭升前内料厂以传统电解箔借艺通积极局合材且与上设厂签批订单提优质能根设的货节来,合箔小批产有于021形;第三段模阶(2032后着工艺产良等渐解复合铜产化程快我们计22H2复有开大模024复铜箔动电有流型上现载车相入局产将续益。成本下限:复合铜箔生产成本下探空间大,核心在于设备技术升级相较解铜复铜原材成本势来随设备艺级和术不完善,通过模效降成本空间大,望动复铜箔透率断升。电解铜箔:根据中一科和铜冠铜箔招股说明书,021年上半年锂电铜箔生产平均本为69元吨根的度89gm3算得到m解箔本约370元m。复合箔:产业研,前T合箔生产本约45元m合铜具备更低的成本下限,核心在于设备工艺升级规模量产,根据我们测算,复合铜箔理论成可至288元m。假下:①原料由于PT复合箔用4m子材代4m铜价63万元吨PT切价为08万元吨算复铜原材成为17元m;②设折费据业链研据磁溅设备价50元台生产为1mmi;镀备价100万,产度为8mi,设品率为70设折旧限10年则备成为083元m;③人成:台控射设和镀备别备3个和2个人每工为0万元,人成为040元m;④其制费根重金美产33亿m2的复(所水约313吨年量80度工业水41元用电1元计其造费约09元m。综上预产化合铜生总为39元m其中制成占达3。未来着备率及良提摊固成假产良提至控射设备生速提至mmn镀备产度至1min预规产情下复合铜生总本至288元m其造占有至24。表:T复合铜箔成本测算

PET复铜箔成本构成(元

传统电解

情景①:模化量产 情景②:模化生+设工艺级磁控溅设备产度mm电镀设生产速 磁控溅设备产度mm电镀设生产速度/m良率度mm,率直接材料.4.7.7铜.4.5.5PET-.2.2直接人工.9..磁控溅射-.0.0电镀-..直接制造.8.2.0设备折成本-.3.1磁控溅射-.5.3电镀-.8.8其他制费用-.9.9水费-.4.4电费-.9.9生产总成本.0.9.8重金美评,(:原料价为..0数据)市场规模:预计205年PT复合铜箔设备市场规模破百亿由于设备资本开支前置,在复合铜箔产业化持续推进过程中,设备环节有望优先收益市场间广。们计5年ET复铜市场模到6亿,核假如下:①电厂能我统了内10家头池产能划截至201合计能约48W

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