用作鋰電池負(fù)極集流體的傳統(tǒng)銅箔受銅價波動影響較大，且逐漸出現(xiàn)安全性和能量密度瓶頸，復(fù)合銅箔成為行業(yè)關(guān)注的新方向。

目前，復(fù)合銅箔處于產(chǎn)業(yè)化初期，技術(shù)和工藝路線尚未定型。浙商基金智能權(quán)益投資部基金經(jīng)理柴明對第一財經(jīng)表示，復(fù)合銅箔在技術(shù)上仍需進(jìn)一步優(yōu)化，另外應(yīng)用復(fù)合銅箔的主要目的是為了降低電池成本，現(xiàn)階段因為工藝、規(guī)模效應(yīng)等問題，經(jīng)濟(jì)性吸引力還不夠大。

東吳證券預(yù)計，復(fù)合銅箔2023年產(chǎn)量有望達(dá)到2億平方米，對應(yīng)17GWh電池需求，2025年全球需求預(yù)計29億平方米，市場空間為137億元，滲透率提升到10%。

(相關(guān)資料圖)

技術(shù)路線仍存爭議，PET、PP、PI誰能勝出

集流體是鋰離子電池中不可或缺的組成部件之一，它不僅能承載活性物質(zhì)，而且還可以將電極活性物質(zhì)產(chǎn)生的電流匯集并輸出。業(yè)內(nèi)通常使用鋁箔作正極集流體，銅箔用作負(fù)極集流體。

復(fù)合銅箔是指以高分子材料為中間層（基膜層），兩邊分別以金屬銅為鍍層的薄膜材料，目前中間層的主要路線包括PET、PP、PI 三種。

PET、PP和PI的密度分別約為1.38g/cm³、0.90g/cm³、1.40g/cm³，低于銅的密度8.96g/cm³。因此，采用高分子材料基膜層替換部分銅材，可以有效降低銅箔總質(zhì)量，進(jìn)而提高動力電池的能量密度。

以6μm銅箔為例，華安證券測算得出，采用以PET、PP和PI為基膜的復(fù)合銅箔電池能量密度分別可以提升6.6%、7.1%和6.6%。

某電池廠研究院研發(fā)經(jīng)理表示，目前，復(fù)合銅箔主要針對磷酸鐵鋰電池減重，因為磷酸鐵鋰本身能量密度比較低，使用復(fù)合銅箔的磷酸鐵鋰電池重量會比使用傳統(tǒng)銅箔的減少70%。復(fù)合銅箔后續(xù)的使用還是看性價比，未來也可以用在三元體系。

從上述三類高分子材料的性能來看，PP復(fù)合銅箔材質(zhì)與隔膜接近，與電解液兼容性好，但PP基膜與銅層的附著力較難控制，容易剝離；PET復(fù)合銅箔技術(shù)難度相對較小，但與電解液適配困難，做成電池存在高溫循環(huán)跳水現(xiàn)象；PI復(fù)合銅箔的PI基膜主要依賴進(jìn)口，成本太高，短期內(nèi)較難大規(guī)模落地。

“當(dāng)前最接近量產(chǎn)的技術(shù)路線為PP、PET復(fù)合銅箔。”柴明表示，PP產(chǎn)品部分公司已經(jīng)在送樣測試，產(chǎn)品的一致性以及制作成電池的循環(huán)性能仍需進(jìn)一步改善，PET產(chǎn)品也需要進(jìn)一步優(yōu)化。“雖然幾種技術(shù)都不太成熟，但頭部企業(yè)更認(rèn)可PP路線。”

中金公司認(rèn)為，綜合考慮基膜供應(yīng)彈性、加工難度、材料熔點等因素，長期或?qū)⑿纬蒔ET為主、PP為輔的復(fù)合銅箔材料格局。

現(xiàn)階段，有此前做PET復(fù)合銅箔轉(zhuǎn)做PP復(fù)合銅箔的企業(yè)，比如重慶金美之前做過PET復(fù)合銅箔，現(xiàn)在做PP復(fù)合銅箔；也有像寶明科技（002992.SZ）既有PET復(fù)合銅箔也有PP復(fù)合銅箔，具備兩種產(chǎn)品規(guī)格書的企業(yè)。

三種工藝各有優(yōu)劣，最終定型仍待突破

按照生產(chǎn)工序及原理不同，目前業(yè)界采用的生產(chǎn)方法可以分為：一步法（化學(xué)沉積法/真空磁控濺射/真空蒸鍍法）、兩步法（真空磁控濺射+水電鍍）和三步法（真空磁控濺射+真空蒸鍍+水電鍍）。

具體來看，一步法包括磁控濺射、蒸鍍的干法和化學(xué)鍍沉積的濕法，優(yōu)勢是均勻度好、良品率高，但成本較高。

上市公司中，三孚新科（688359.SH）具備一步式全濕法復(fù)合銅箔化學(xué)鍍銅工藝，即通過化學(xué)沉積的方式在薄膜基材表面覆蓋一層致密可靠的金屬銅層，并通過較簡易的流程同時進(jìn)行雙面鍍膜，從而實現(xiàn)“一步法”的復(fù)合銅箔制造。

兩步法采用磁控濺射法打底，再由高效的水電鍍法完成大部分工作。在使用磁控濺射保證打底銅層附著性的基礎(chǔ)上，復(fù)合銅箔效率得到提升，但均勻性不如一步法。

寶明科技由鍍膜技術(shù)相通性切入復(fù)合銅箔領(lǐng)域，選擇兩步法生產(chǎn)復(fù)合銅箔。此外，重慶金美、雙星新材（002585.SZ）、方邦股份（688020.SH）、元琛科技（688659.SH）等企業(yè)也采用兩步法工藝。

三步法是在兩步法的基礎(chǔ)上增加了真空蒸鍍工藝，生產(chǎn)效率是三種工藝類型中最高的，缺點是工序繁多，且真空蒸鍍工藝的高溫環(huán)境容易使高分子基膜穿孔，良品率低。

對于三種工藝路線的選擇，三孚新科董事長上官文龍曾表示，一步式全濕法復(fù)合銅箔電鍍工藝是目前復(fù)合銅箔制造工藝中的最優(yōu)工藝之一。

上述研發(fā)經(jīng)理稱，目前兩步法相對比較難做，而且成本偏高，所以很多企業(yè)選擇用三步法，但三步法真空鍍膜所需溫度高達(dá)1000多度，而高分子膜實際上的耐溫性也就180多度，如果冷凝溫度控制不當(dāng)，也會對良率產(chǎn)生一定的影響。

柴明則認(rèn)為，目前兩步法應(yīng)用最多，但最終的工藝路線仍無定論，要看相關(guān)企業(yè)是否可以率先突破。

理論成本優(yōu)勢明顯，降本仍在路上

除技術(shù)、工藝成熟程度外，復(fù)合銅箔能否大規(guī)模推廣使用還要看成本。

從原材料成本來看，同等厚度情況下，傳統(tǒng)銅箔約為3.6元/平方米，PET約為1.25元/平方米，僅為傳統(tǒng)銅箔的1/3。

上述研發(fā)經(jīng)理稱，目前復(fù)合銅箔還是沒有傳統(tǒng)銅箔便宜，主要因為后續(xù)的工藝、良率、直通率等還沒有上來，設(shè)備投入也比較大；長期來看，隨著工藝優(yōu)化和一致性提高，復(fù)合銅箔成本比傳統(tǒng)銅箔有優(yōu)勢。

柴明也認(rèn)為，未來隨著技術(shù)進(jìn)步、規(guī)模擴(kuò)大，復(fù)合銅箔成本有機(jī)會低于傳統(tǒng)銅箔。

東吳證券測算，2022年復(fù)合銅箔綜合成本約為5.25元/平，尚高于傳統(tǒng)銅箔的約4.17元/平方米，預(yù)計隨著設(shè)備生產(chǎn)線速度、良率、產(chǎn)能利用率的提升，2023-2024年有望降至4元/平方米以內(nèi)，成本優(yōu)勢逐漸提升，2025年理論上有望降至2.60元/平方米。

當(dāng)前，相關(guān)企業(yè)也在通過技術(shù)改良等手段進(jìn)行降本。

如一步法化學(xué)沉積的鈀催化劑成本高，三孚新科采用超低濃度鈀催化技術(shù)，將鈀濃度從30ppm左右降至2-4ppm左右，初步測算其一步濕法成本為約4元/平方米，未來可控制在3元/平方米左右。此外，該公司研發(fā)的無鈀催化技術(shù)預(yù)計2023年可以投入量產(chǎn)應(yīng)用，可以有效減少貴金屬催化劑成本。

多家企業(yè)加速布局，復(fù)合銅箔未來可期？

從各公司產(chǎn)能規(guī)劃來看，雙星新材復(fù)合銅箔設(shè)計年產(chǎn)能高達(dá)5億平方米，首條量產(chǎn)線產(chǎn)品已完成開發(fā)，性能得到下游客戶認(rèn)可，PET復(fù)合銅箔產(chǎn)品已有部分意向訂單。

寶明科技在2022年7月宣布計劃投資60億元建設(shè)2期復(fù)合銅箔產(chǎn)線，其中一期投資11.5億元，預(yù)計2023年二季度量產(chǎn)，達(dá)產(chǎn)后可實現(xiàn)年產(chǎn)1.5億-1.8億平方米復(fù)合銅箔，配套電池約12-15GWh。目前，該公司送樣客戶涵蓋90%的龍頭電池廠，已在部分龍頭車企通過認(rèn)證實現(xiàn)小批量供貨，處于準(zhǔn)量產(chǎn)狀態(tài)。

英聯(lián)股份（002846.SZ）設(shè)計100條復(fù)合銅箔生產(chǎn)線，年產(chǎn)能為5億平方米。2023年5月，該公司在互動平臺表示， 2023年計劃投入10條復(fù)合銅箔和1條復(fù)合鋁箔生產(chǎn)線，建成達(dá)產(chǎn)后復(fù)合銅箔產(chǎn)能為5000萬平方米、復(fù)合鋁箔產(chǎn)能為1000萬平方米。

“國內(nèi)復(fù)合銅箔基本上進(jìn)入了量產(chǎn)階段，萬順新材（300057.SZ）、諾德股份（600110.SH）等企業(yè)都在進(jìn)行工藝優(yōu)化。”上述研發(fā)經(jīng)理表示，但相較于傳統(tǒng)銅箔做方形電池良率基本可以做到97%左右，復(fù)合銅箔好一點的良率基本上也就在93%、94%左右，廠商還需要在生產(chǎn)速度、性能、性價比方面做一些提升，后續(xù)才能真正大規(guī)模使用。

從下游電池廠接受程度來看，2023年3月，廣汽埃安發(fā)布彈匣電池2.0電池安全技術(shù)，首次解決了多電芯瞬時短路、爆裂性破壞等極端環(huán)境下的電池安全難題，并成功通過槍擊試驗。其中，超穩(wěn)電極界面就搭載了復(fù)合集流體材料（包括復(fù)合銅箔和復(fù)合鋁箔）。

此外，寧德時代（300750.SZ）、國軒高科（002074.SZ）、珠海冠宇等都曾對復(fù)合集流體的安全性、能量密度進(jìn)行評估。

“電池廠對復(fù)合銅箔有濃厚的興趣，也在積極進(jìn)行測試。”柴明表示，如果相關(guān)的技術(shù)問題可以解決，并在成本上形成優(yōu)勢，復(fù)合銅箔滲透率應(yīng)該可以快速提升。

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