锂电池行业市场前景及投资研究报告：复合铜箔星垂平野阔集流体

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锂电池

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2024年02月08日电

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告车锂谈系列之一:

复合铜箔——星垂平野阔，集流体风迎核心观点1.

复合铜箔满足锂电池降本增效需求，同时提升电池安全性系动力电池理想解决方案➢

集流体是锂电池关键辅材，复合集流体符合轻薄化大趋势；➢

目前传统铜箔是主流，实现复合集流体替换后可在满足集流体降本增效需求同时增加电池安全性；➢

复合铜箔替换可使动力锂电池减重近10%，能量密度提升接近11%；➢

复合铜箔可大幅降低理论生产成本，PET、PP铜箔理论降本幅度分别38%和33%；➢

复合铜箔可有效控制热失控风险。2.

行业增长空间广阔，看好上游设备和箔材生产加工环节➢

动力电池需求量走高叠加渗透率提升，复合集流体行业前景广阔；➢

中性预期下，2025年/2030年复合铜箔市场空间可达95/832亿元；➢

乐观预测下，2025年/2030年复合铜箔市场空间或达183/1247亿元。➢

设备工艺路线一步法、两步法各有优劣，一步法更具发展潜力；➢

两步法生产效率更高、技术成熟，一步法提升效率改善良率，降本空间更大；➢

一步法：中性预期下，2025年/2030年新增市场空间20/135亿元；➢

两步法：中性预期下，2025年/2030年新增市场空间29/19亿元。➢

PET、PP基膜双向布局，PP基膜或为主流3.

建议关注：上游设备龙头（道森股份、骄成超声、东威科技、三孚新材）--》中游箔材生产（宝明科技、诺德股份、英联股份、可川科技）--》基膜环节（铜峰电子）2目录CONTENT1复合铜箔同时满足降本增效需求2

行业增长空间广阔，看好上游电镀设备和箔材环节3

建议关注与风险提示01新能源汽车行业竞争加剧，复合铜箔同时满足降本增效需求4集流体系锂电池关键辅材，复合集流体优势显著➢

集流体是锂电池关键辅材。通过将从电池活性物质中产生的电流汇集从并集中输出，实现锂电池的化学能/电能转换，因此是锂电池的重要一环。在充放电过程中，集流体同时起到电池正负极载体和正负极电子收集传导的双重作用。在锂电池中，负极集流体通常选择铜箔作为主要材料，正极集流体通常选择铝箔作为主要材料。➢

复合集流体可在满足集流体降本增效需求同时增加电池安全性。由于集流体对于锂电池充放电性能具有重要影响，提升集流体性能、安全性并降低生产成本成为锂电池行业长期技术攻关方向。近年来，传统集流体能量密度得到一定提升，材料厚度实现一定降低，然而受限于金属材料特性限制，集流体厚度重量下降已达瓶颈，同时纯金属集流体存在穿刺风险，给锂电池造成安全隐患。复合集流体通过使用高分子材料（PET、PP等）作为集流体基材，替换金属箔材中心部分，可大幅提升集流体能量密度，降低集流体整体重量，同时由于金属部分占比减少，集流体安全性得到大幅提升。图：锂电池工作原理及集流体主要作用图：传统箔材与复合铜箔（MC）、铝箔（MA）结构对比5资料：

重庆金美官网，方正证券研究所整理复合铜箔安全性明显，大幅减重可有效提升能量密度➢

多年来传统铜箔做薄为趋势，传统箔材材料特质带来瓶颈。通过将铜箔的厚度做薄，可实现在相同体积下增加锂电池浆料涂敷厚度，从而增加活性材料用量并提高电池能量密度。然而金属材料可塑性普遍较低，使其在过薄情况下进行电池充放电循环时易发生形变甚至断裂。另外，金属材料在遭遇穿刺时易产生毛刺并引发短路，从而造成锂电池热失控甚至起火爆炸，因此寻找纯铜/铝箔材替代品成为大势所趋。➢

复合箔材可在实现大幅度降低成本、提高能量密度的同时提高锂电池安全性。以6μm铜箔为例，纯铜密度为8.96g/cm3，PET为1.38g/cm3

，PP为0.94g/cm3，通过将传统铜箔中心4μm部分替换为PET或PP材料，估算箔材重量可分别实现56%和60%下降，箔材重量下降可带来锂电池整体能量密度提升。另外，PET和PP的材料成本也远低于纯铜，目前，纯铜、PET、PP的每千克价格分别为68元、7.1元、7.4元，按先前估算的单位面积质量计算，PET、PP复合铜箔均可实现66%的成本下降。同时，由于高分子材料层的绝缘特性，使箔材在受穿刺时产生断路，避免造成热失控甚至爆炸，从而极大保障了锂电池安全性。图：发生穿刺时复合集流体可有效控制热失控从而解决电池爆炸问题图：PET/PP复合铜箔与传统铜箔理论重量、材料成本、热失控风险对比传统铜箔PET复合铜箔PP复合铜箔厚度（μm）密度（g/cm3）62（铜料）4（PET）1.382（铜料）4（PP）0.948.968.968.96单位面积质量（g/cm2）单位面积质量（g/cm2）（合计）0.00180.00060.00180.00040.00540.0023-56%0.0022-60%估算重量降幅0%68材料成本（元/kg）单位面积成本（元/cm2）687.1687.40.000123.92E-060.000122.78E-06单位面积成本（元/cm2）

0.000370.000130.00012（合计）估算材料成本降幅热失控风险0%-66%-66%较高低低6数据：重庆金美官网，方正证券研究所复合铜箔逐步实现对传统铜箔替代，可实现降本增效➢

动力锂电池中传统铜箔质量占比约16%，使用复合铜箔替换后可实现能量密度提升约10%。根据美国Argonne国家实验室测算，传统铜箔在各类动力锂离子电池中质量占比在13.9-16.7%区间。假设在分别使用PET复合铜箔和PP复合铜箔对传统铜箔进行替换时可分别对集流体箔材减重56%和60%，可带来锂电池整体质量降幅约8-10%，对应电池能量密度提升可达10-11%。使用PET复合铜箔替换传统铜箔时，NMC三元锂电池能量密度可提升9.6-9.9%；使用PP复合铜箔替换传统铜箔时，NMC三元锂电池能量密度可提升10.4-10.7%。图：对各类锂电池进行复合铜箔替换后能量密度提升幅度NMC三元（111）NMC三元（622）NMC三元（811）钴酸锂NCA三元锰酸锂磷酸铁锂图：各类动力锂电池中传统铜箔质量占比电池质量（kg）传统铜箔质量占比传统铜箔质量（kg）0.85615.70%0.1340.77216.1%0.1240.80315.7%0.1260.86616.1%0.1390.7516.7%0.1251.04515.0%0.1571.05413.9%0.147活性正极材料

石墨铜箔

铝箔炭黑PVDF粘合剂电解质塑料100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%除铜箔外电池质量（kg）PET复合铜箔替换PET铜箔替换质量降幅0.7220.6480.6770.7270.6250.8880.90715.70%16.1%16.1%15.0%-56%-56%-56%-56%-56%-56%-56%16.7%15.7%13.9%PET铜箔质量（kg）0.0590.0550.0550.0610.0550.0690.064整体电池质量降幅-8.8%9.6%-9.0%9.9%-8.8%9.6%-9.0%9.9%-9.4%10.3%-8.4%9.2%-7.8%8.4%能量密度提升PP复合铜箔替换PP铜箔替换质量降幅PP铜箔质量（kg）-60%-60%-60%-60%-60%-60%-60%0.0540.0500.0500.0560.0500.0630.059整体电池质量降幅能量密度提升-9.4%10.4%-9.7%10.7%-9.4%10.4%-9.7%10.7%-10.0%11.1%-9.0%9.9%-8.3%9.1%7数据：ArgonneNationalLaboratory，方正证券研究所复合箔材逐步实现对传统箔材替代，可实现增效降本➢

PET、PP复合铜箔较传统铜箔理论降本空间超30%。传统铜箔、复合铜箔分别按95%、92%良品率计算，传统铜箔、PET铜箔、PP铜箔理论原料每平米成本分别为3.85/1.37/1.35元。另外复合铜箔设备投资金额较传统铜箔更高，假设设备折旧年限、人力成本、水电成本均维持同样水平，我们测算传统铜箔、PET铜箔、PP铜箔理论每平生产成本分别为4.55/2.80/3.04元，使用PET铜箔、PP铜箔替换传统铜箔时生产成本可分别下降38%和33%。➢

复合铜箔仍处降本阶段，预计2024年可实现生产成本全面领先。现阶段复合铜箔生产成本仍然较高，主因系设备投资及生产中原料损失导致。我们测算，2022年PET铜箔和PP铜箔生产成本仍明显高于传统铜箔，2023年略高于传统铜箔生产成本，2024年后通过产品良率的提升、加工损失的优化和设备投资成本的下降实现生产成本的全面领先，预计2025年PET铜箔和PP铜箔生产成本较传统铜箔可分别下降35%和33%。图：2022-2025年传统铜箔、PET铜箔、PP铜箔实际生产成本测算2022A2023E2024E2025E传统铜箔产品良率92%1%4.021.005.0293%1%3.980.904.8894%1%3.930.834.7695%1%3.890.774.66加工损失原材料成本（元/m2）工艺成本（元/m2）生产总成本（元/m2）PET复合铜箔图：传统铜箔、PET铜箔、PP铜箔理论生产成本测算传统铜箔3.66PET铜箔1.26PP铜箔1.2592%原材料成本（元/m2）良品率95%92%良品率修正后原材料成本（元/m2）产品良率加工损失50%20%55%15%75%12%85%10%3.851.371.35设备投资（元/m2）折旧年限（年）2.510810原材料成本（元/m2）工艺成本（元/m2）生产总成本（元/m2）PP复合铜箔产品良率加工损失原材料成本（元/m2）工艺成本（元/m2）生产总成本（元/m2）3.303.106.402.822.335.152.001.743.741.731.313.0388设备折旧成本（元/m2）人力费用（元/m2）水电费用（元/m2）工艺成本（元/m2）理论生产总成本（元/m2）成本降幅0.250.120.330.711.250.150.331.733.04-33%0.150.331.482.85-37%45%20%3.473.306.7750%15%2.942.485.4270%12%2.031.863.8980%10%1.741.393.134.550%8数据：

方正证券研究所02行业增长空间广阔，看好上游设备和箔材生产加工环节9复合铜箔产业链梳理，上游基膜/设备前景优秀➢

复合铜箔量产化过程中设备是关键，基膜环节仍存在较多提升空间。上游电镀设备国产化需求紧迫前景广阔。复合铜箔产业链主要分为上游铜靶材、基膜、电镀设备，中游复合铜箔制造，下游锂电池等环节。当前产业化过程中设备工艺控制仍有较多难点，另外原材料成本仍然有较大下降空间。设备工艺方面，目前磁控溅射和蒸镀等环节良品率较低，设备主要由国外厂商提供导致投资成本居高不下，因此提升设备工艺水平，实现磁控溅射等设备的成为复合集流体行业发展的首要条件。原材料基膜方面，目前PET和PP基膜改性需求较高，对国产基膜材料提出较高要求，因此目前国内基膜需求主要通过进口满足，现阶段降本空间较大。图：复合铜箔产业链梳理图：复合铜箔产业链各环节主要企业产业链环节主要企业铜靶材阿石创、欧莱新材PETPP双星新材、东材科技、康辉新材东材科技、铜峰电子基膜上游腾胜科技、东威科技、道森股份、东昇智造、汇成真空、日本爱发科复合铜箔制造设备电镀设备道森股份（干法）、三孚新材（湿法）复合铜箔一体机超声波焊接设备骄成超声、科普超声传统铜箔厂商转型诺德股份、中一科技、嘉元科技中游下游宝明科技、双星新材、胜利精密、元琛科技、阿石创其他厂商动力电池宁德时代、高科、比亚迪、中航锂电、亿纬锂能储能电池消费电子海辰储能TDK10数据：

方正证券研究所动力电池需求量走高叠加渗透率提升，复合铜箔空间广阔➢

中性预测下：25/30年复合铜箔市场空间可分别达95/832亿元。根据麦肯锡公司预测，全球锂电池市场需求到2025年将达1700GWh，2030年将达4700GWh。中性预测下，我们认为2025年复合铜箔需求量将达17.2亿平，对应市场空间94.7亿元；2030年复合铜箔需求量可达256.0亿平，对应市场空间为831.5亿元，8年CAGR为98.4%。➢

乐观预期下：25/30年复合铜箔市场空间可分别达183/1247亿元。假设2023-2025年全球锂电池需求增长率为35%，26-30年需求增长率27%，25/30年全球锂电需求分别将达1722GWh/5690GWh，对应复合铜箔市场空间分别为182.6亿元和1246.5亿元，8年CAGR为110.1%。图：复合铜箔市场空间测算2023E图：2022-2030年复合铜箔市场空间及增长率情况20222024E10002025E10002026E10002027E10002028E10002029E10002030E1000单位锂电池铜箔消耗（万平/GWh）10001000中性情形预测全球锂电池需求量（GWh）yoy7009451276172221012563312738154655复合铜箔市场空间（中性）中性情况增长率复合铜箔市场空间（乐观）乐观情况增长率35%1%35%5%35%10%22%20%22%35%22%45%22%50%22%55%复合铜箔渗透率0%1400.01200.01000.0800.0600.0400.0200.00.0900%800%700%600%500%400%300%200%100%0%复合铜箔需求量（亿平）复合铜箔价格（元/平）复合铜箔市场空间（亿元）乐观情形预测全球锂电池需求量（GWh）0.07.50.00.97.36.96.47.117.25.542.05.089.74.5140.74.0190.83.6256.03.245.094.7208.0399.7564.3688.4831.570094535%1%127635%7%172235%218727%277827%352827%448027%569027%yoy复合铜箔渗透率0%20%30%40%50%60%70%复合铜箔需求量（亿平）复合铜箔价格（元/平）复合铜箔市场空间（亿元）0.00.97.36.98.97.134.45.365.64.8111.14.3176.43.9268.83.5398.33.17.50.02022

2023E

2024E

2025E

2026E

2027E

2028E

2029E

2030E63.4182.6313.0477.0681.5934.81246.511数据：

《Batterydemandisgrowing—andsoistheneedforbettersolutionsalongthevaluechain》，方正证券研究所三大制备工艺路线各有优劣，一步法、两步法更受青睐➢

复合铜箔三种技术路线，两步法为主流，一步法更具发展空间。当前复合铜箔生产工艺主要分为一步法（干法/湿法）、两步法、三步法三种。三种工艺各具优势，一步法由于生产工艺简单，具有较好的产品良率，同时一体化工艺可实现多种基膜共用产线，可降低理论设备投资成本，理论上为更具潜力，然而一步法仍处攻关阶段，目前投资成本较高，生产效率低于两步法。两步法工艺更为成熟带来更高生产效率和较低投资成本，然而较复杂工艺带来良品率下降且箔材镀层均匀性稍差。三步法生产效率为目前最高，镀层均匀性好，然而生产工艺繁琐导致良品率低，三步法工艺由重庆金美提出，目前尚处早期阶段。➢

一步法代表公司：道森股份（干法）、三孚新材（湿法）➢

两步法代表公司：双星新材、汇成股份、东威科技➢

三步法代表公司：重庆金美（首先提出）图：主要镀膜技术优缺点对比图：三种主要工艺步骤及优缺点对比工艺技术原理优势劣势化学气象沉积（CVD）工艺；通过化学反应置换出反应剂中的铜，并在基材表面沉积。铜膜附着力较弱，成膜效率低，废水处理成本较高工艺简单，纯度高化学沉积物理气相沉积（PVD）工艺；电子与高能氩原子碰撞并使靶材

铜膜附着力好，发生溅射，溅射粒子在基片上

纯度高沉积成膜。真空磁控溅射镀铜成膜效率低物理气相沉积（PVD）工艺；加热蒸发使镀膜材料气化，并在基材表面沉积。铜膜附着力较弱，高温易造成基膜穿孔成膜效率高，均匀性好真空蒸镀水电镀铜物理气相沉积（PVD）工艺；通过还原剂将镀液中铜离子还原成金属铜并在基片表面沉积。铜膜附着力较弱，废水处理成本较高成膜速度快，效率最高12数据：

各公司公告，方正证券研究所目前两步法工艺为主流，一步法效率更高降本空间大➢

复合铜箔设备空间广阔，中性预期下2025年新增总空间可超48亿，2030年超150亿。关键假设：➢➢复合铜箔渗透率按中性预期假设，2025年为10%、2030年为55%，预测不考虑三步法增量。一步法一体机电镀设备：2023年车速12m/分钟，且逐年提升；2023年单台价格为6000万元且后续逐年下降。图：2022-2030E一步法、两步法市场空间对比➢两步法采用磁控溅射和水电镀设备：假设每1000万平米产能合2台磁控溅射+3台水电镀设备，估算设备车速分别为10.2m/分钟和6.8m/分钟，且后续年份车速持续提升；2023年每1000万平米产能设备投资额为6000万元，后续年份投资额逐年下降。202270.02023E94.52024E127.62025E172.22030E465.5铜箔需求量（亿平）（中性）复合铜箔渗透率0%1%5%10%55%➢

我们预测2023-2025年两步法是主流，2026年后一步法将贡献大部分新增需一步法渗透率两步法渗透率0%0%0%0%1%4%3%7%29%26%求。一步法设备市场空间图：2022-2030E一步法、两步法累计市场空间对比设备产能（万平/台）设备需求量（台）53905880764179935212671065900.0一步法累计空间两步法累计空间800.0700.0600.0500.0400.0300.0200.0100.00.0设备价格（万元/台）一步法市场空间60000.00.060000.058809.8576230.020.25209554.8134.8新增市场空间（亿元）0.09.8两步法设备市场空间设备产能（万平/台）设备需求量（台）18002004722223025048250324071042250.718.8153.6设备价格（万元/台）两步法市场空间14000.00.00.012005.75.75.7117627.027.036.9115255.628.548.7新增市场空间（亿元）新增空间合计（亿元）20222023E

2024E

2025E

2026E

2027E

2028E

2029E

2030E13数据：

各公司公告，方正证券研究所PET

PP基膜同步进行，PP基膜或为主流➢

复合集流体基膜选择通常为高分子聚合物，看中耐热性、抗拉强度和化学稳定性等指标。当前主要材料选择包括：PET、PP和PI，PET基膜耐热性和抗拉性能较好，化学稳定性较弱；PP基膜化学稳定性优秀，无明显缺点；PI基膜各项指标极佳，然而受限于原材料成本目前无法量产。➢

PET基膜技术成熟，然而易与电解液溶剂碳酸二甲酯（DMC）反应发生降解。在锂电池电解液中，DMC可与电池中残留水分子和锂离子反应生成甲醇和甲醇锂，PET和甲醇在甲醇锂的催化作用下发生解聚反应并生成DMT（PET单体）和乙二醇（EG）。该解聚反应使PET无法维持性能从而造成锂电池安全隐患。➢

PP基膜化学稳定性占优，低材料密度带来价格优势。由于PP分子具有非极性特点且化学结构完全饱和，其化学稳定性极强，常温下在电解液溶剂中可长时间，且由于PP材料密度较低，在相同厚度下较PET理论成本更低。目前PP基膜仍在发展阶段，未来有望成为主流。图：PET、PP、PI基膜性能与优缺点对比图：PET基膜与DMC溶剂反应发生降解过程PET（聚对苯二甲酸乙二酯）极性分子PP（聚丙烯）PI（聚酰亚胺）非极性分子极性分子分子结构耐温性能抗拉强度245-265°C165-175°C较弱>400°C较强强抗腐蚀性强，室温下可不耐酸碱，在电解液环境下稳

耐受脂肪和几乎所有有

有机溶液耐溶性优秀，化学稳定性定性较差，存在解聚风险机溶剂，高温下可溶于

具有一定抗有机酸能力非极性溶剂原材料现价7100元/吨7400元/吨10-30万元/吨单位面积价格0.039元/平米0.028元/平米0.6-1.8元/平米物理、化学性能均非常优秀优点机械性能优秀，耐热性好化学稳定性优秀PET薄膜缺点化学稳定性偏弱无明显缺点原材料成本过高布局企业双星新材、康辉新材东材科技、铜峰电子沃格光电PET完全溶解14数据：

Improvinglithium-ioncellsbyreplacingpolyethyleneterephthalatejellyrolltape，wind，方正证券研究所基膜环节不可或缺，增长潜力充沛图：2022-2030EPET、PP基膜环节市场空间测算➢

聚合物原料使用前需进行改性处理，致使加工后基膜价格远高于聚合物原料价格。PET基膜方面，我们测算PET基膜价格约3万元/吨，而PET原料价格仅为7100元/吨，改性处理后PET价格远高于原料价格。PP基膜方面，目前处理后基膜价格约3.9万元/吨，PP原料价格为7400元/吨。聚合物原料表面处理价格环节利润空间较大，看好基膜企业转型铜箔制造。202277.00.0%2023E99.23.0%2024E127.615.0%2025E170.530.0%2030E437.555.0%铜箔生产量（亿平）复合铜箔渗透率PP复合铜箔PP复合铜箔渗透率PP复合铜箔生产量（亿平）0.0%0.045%0.00.8%0.850%1.65.0%6.470%9.19.5%16.280%32.0%140.090%产品良率➢

基膜环节市场空间增长潜力较大，预计至2025年可超10亿元，2030年超43亿元。PP复合铜箔需求量（亿平）PP原料价格（元/平）PP基膜改性价格（元/平）20.2155.60.0280.300.000.0280.280.220.0280.271.720.0280.264.210.0280.20关键假设：PP基膜市场空间（亿元）➢

复合铜箔渗透率按中性预期假设，2025年为30%、2030年为55%，2025年后PP复合铜箔渗透率年增速4.5pct。28.00PET复合铜箔PET复合铜箔渗透率PET复合铜箔生产量（亿平）0.0%0.050%0.02.2%2.255%4.010.0%12.875%20.5%35.085%23.0%100.690%➢

当前复合铜箔产品整体良率水平较低，未来良品率持续提升。➢

目前PI基膜成本痛点较难解决，预测排除PI基膜空间。产品良率PET复合铜箔需求量（亿平）17.041.1111.8PET原料价格（元/平）0.0390.200.000.000.0390.190.410.640.0390.182.304.020.0390.170.0390.17PET基膜改性后价格（元/平）PET基膜市场空间（亿元）5.9415.1043.10合计基膜市场空间（亿元）10.1515数据：

各公司公告，方正证券研究所03建议关注与风险提示16设备环节建议关注：道森股份、骄成超声、东威科技➢

道森股份成立于2001年，原主业为油气开发钻采设备制造，专注于油气开发设备市场20余年，系该领域龙头企业。近年来受行业因素影响，公司该领域业务承压，2022年公司实控人变更，后开始逐步剥离传统油气领域业务并向新能源锂电铜箔转型，2023年公司率先推出真空磁控溅射一体机并实现签单，为国内首家。2023年底，公司增资苏州达牛、合资瑞视微，加码布局复合铜箔及泛半导体业务，24年有望迎来放量。➢

骄成超声成立于2007年，后持续专注超声波工业应用产品研发及产销，被誉为“国内超声波设备第一股”。公司设备产品超声波滚焊机系复合铜箔生产工艺刚需设备，且市面竞品公司较少，公司核心技术领先带来高溢价能力。24年初，公司超声波滚焊设备首获头部锂电厂商定点，标志着公司新极迎来增长。➢

东威科技成立于2001年，主要业务系电镀及表面处理设备制造，多年电镀设备领域深耕使公