电力设备与新能源行业深度:复合铜箔行业分析
核心内容概述
本报告聚焦锂电负极集流体材料——复合铜箔,分析其技术原理、市场前景、行业竞争格局及投资建议。复合铜箔作为传统铜箔的升级替代产品,具备更高的安全性、更低的生产成本和更高的能量密度,契合新能源汽车和储能市场的发展需求。
主要观点
1. 铜箔市场现状
- 铜箔是当前锂电池负极集流体的主流材料,2021年全球锂电铜箔产能占比达75%,中国为主要生产国。
- 2021年锂电铜箔出货量达28.05万吨,同比增长122.9%,预计2022年市场需求将达38.75万吨。
- 铜箔市场集中度较高,2021年CR5为45.7%,CR10为69.5%,未来随着产能扩张,市场竞争可能加剧。
2. 复合铜箔优势
- 安全性:复合铜箔结构柔软、延展性好,可有效抑制锂枝晶产生,降低电池内部短路风险。
- 成本优势:单位成本随着良率提升而显著下降,60%良率下为4.58元/平米,80%良率下为3.44元/平米。
- 能量密度提升:相比传统铜箔,复合铜箔可降低电芯质量约6%,提升能量密度约6.6%。
3. 工艺流程
- 当前复合铜箔生产主要采用两步法和三步法,其中三步法在真空蒸发镀膜环节更具优势,可提升铜层均匀性。
- 两步法包括真空磁控溅射镀和水电镀,三步法则在中间增加真空蒸发镀膜步骤。
- 两步法流程简单,三步法则更复杂,但能提升性能。
4. 基膜材料选择
- 基膜材料主要为PET、PP和PI,其中PET因结合力强、熔点高、拉伸性能优异,成为复合铜箔基膜的首选。
- PET成本低于PI,且综合性能优于PP,适合复合铜箔应用。
5. 市场需求及空间测算
- 2023-2025年全球复合铜箔市场空间有望从7.64亿元增长至119.73亿元(中性预测),乐观预测可达239.46亿元。
- 2025年全球复合铜箔市场有望超百亿,复合增长率达150%。
关键信息
1. 行业增长驱动
- 新能源汽车:全球市场持续增长,2021年欧洲、美国和中国新能源汽车销量分别增长70%、101%和158%。
- 储能市场:2021年我国储能电池出货量达48GWh,同比增长200%,预计2022年将达90GWh。
- 3C锂电市场:全球3C锂电池出货量预计从2018年的48.8GWh增长至2025年的115.2GWh,年复合增长率达11.3%。
2. 产业链布局
- 设备端:东威科技、骄成超声等企业布局磁控溅射和水电镀设备,为复合铜箔量产提供支持。
- 基膜端:双星新材、宝明科技等企业具备PET基膜量产能力,为复合铜箔提供核心原材料。
- 产品端:重庆金美、宝明科技、双星新材等企业已实现复合铜箔小批量供货,良率表现优异。
3. 重点推荐企业
- 宝明科技:自研磁控溅射设备,良率领先,已向多家头部电池厂商供货。
- 双星新材:国产BOPET龙头,具备规模优势,PET基膜成本优势显著。
- 东威科技:国内电镀设备龙头,布局复合铜箔设备,已签订多台设备订单。
- 骄成超声:超声波设备龙头,已研发复合铜箔极耳焊接设备,与宁德时代签订独供协议。
投资建议
- 设备先行:复合铜箔产业化初期,建议关注能够量产磁控溅射设备和水电镀设备的企业。
- 良率领先:建议关注产品良率表现优异的企业,如宝明科技、双星新材。
- 基膜布局:建议关注具备PET基膜量产能力的企业,如双星新材、宝明科技。
- 重点推荐:宝明科技、双星新材、东威科技、骄成超声。
风险提示
- 产业化不及预期:若产品良率或快充性能未达预期,可能影响复合铜箔的推广。
- 电动车销量不及预期:若新能源汽车销量低于预期,将影响复合铜箔需求。
- 行业竞争加剧:随着更多企业进入复合铜箔领域,行业竞争可能加剧,影响盈利空间。
行业数据概览
| 公司名称 |
总市值(亿元) |
2022E净利润增速 |
2023E净利润增速 |
2024E净利润增速 |
2022E P/E |
2023E P/E |
2024E P/E |
| 宝明科技 |
95 |
-87.96% |
-364.57% |
189.00% |
-223 |
84 |
29 |
| 双星新材 |
142 |
37.22% |
40.22% |
21.63% |
7 |
5 |
4 |
| 东威科技 |
184 |
48.22% |
67.35% |
35.08% |
77 |
46 |
34 |
| 骄成超声 |
103 |
71.55% |
66.85% |
47.22% |
87 |
52 |
35 |
图表目录(摘要)
- 图1:锂电池充放电时集流体起汇集作用
- 图2:电池(5系三元)成本占比
- 图3:电池(LFP)成本占比
- 图4:铜箔占电池质量的11%
- 图5:电池充放电穿刺示意图
- 图6:2017-2021年中国锂电池铜箔出货量
- 图7:2018-2021年中国锂电铜箔各规格出货结构
- 图8:2021年中国锂电铜箔各规格出货占比
- 图9:2020年中国锂电铜箔市场竞争格局
- 图10:2021年中国锂电铜箔市场竞争格局
- 图11:2021年全球锂电铜箔企业产能分布
- 图12:2021年中国锂电铜箔企业产能分布
- 图13:复合集流体(铜箔)结构图
- 图14:复合铜箔的优势
- 图15:柔软的质地和良好的延展性可以抑制锂枝晶产生
- 图16:复合铜箔穿刺示意图
- 图17:复合铜箔的热失控管理
- 图18:磁控溅射设备
- 图19:水平连续镀膜设备
- 图20:复合铜箔生产工艺流程图
- 图21:真空磁控溅射镀膜
- 图22:真空磁控溅射示意图
- 图23:真空蒸发镀膜
- 图24:真空蒸发镀膜示意图
- 图25:水电镀示意图
- 图26:碱、酸性电镀示意图
- 图27:2021-至今PP、PET价格
- 图28:年初至今电解铜价格
- 图29:2015-2023E年欧洲新能源汽车销量
- 图30:2015-2023E年美国新能源汽车销量
- 图31:2015-2023E年中国新能源汽车销量
- 图32:2020-至今中国新能源汽车渗透率
- 图33:近一年我国动力电池月度装机
- 图34:2017-至今我国动力电池装机占比
- 图35:2017-至今我国储能电池出货量
- 图36:2020年我国电化学储能装机规模比例
- 图37:2018-2025E年全球3C锂电出货量
- 图38:复合铜箔产业链布局情况
- 图39:2015-2022Q1-3宝明科技营业收入
- 图40:2015-2022Q1-3宝明科技归母净利润
- 图41:2020-2022H1宝明科技营业收入结构
- 图42:2015-2022Q1-3宝明科技毛利率
- 图43:2015-2022Q1-3双星新材营业收入
- 图44:2015-2022Q1-3双星新材归母净利润
- 图45:2002-2022H1双星新材营业收入结构
- 图46:2015-2022Q1-3双星新材毛利率
- 图47:2017-2022Q1-3东威科技营业收入
- 图48:2017-2022Q1-3东威科技归母净利润
- 图49:2017-2021年东威科技营业收入构成
- 图50:2017-2022Q1-3东威科技毛利率
- 图51:2018-2022Q1-3骄成超声营业收入
- 图52:2018-2022Q1-3骄成超声归母净利润
- 图53:2018-2022H1骄成超声营业收入结构
- 图54:2018-2022Q1-3骄成超声毛利率
表格摘要
表1:全球锂电铜箔规划产能(单位:万吨)
| 地区 |
企业 |
2021 |
2022E |
2023E |
2024E |
| 中国内地 |
诺德股份 |
4.3 |
7 |
14 |
17 |
| 中国内地 |
超华科技 |
2 |
2 |
5 |
5 |
| 中国内地 |
中一科技 |
2.45 |
4.25 |
5.55 |
8 |
| 中国内地 |
龙电华鑫 |
7.5 |
9.5 |
9.5 |
9.5 |
| 中国内地 |
华创新材 |
3 |
3 |
8 |
13 |
| 中国内地 |
华威铜箔 |
1.5 |
1.5 |
3 |
3 |
| 中国内地 |
德福科技 |
4.9 |
6.5 |
9.4 |
13.4 |
| 中国内地 |
长春化工 |
0.8 |
2.8 |
2.8 |
3.1 |
| 中国内地 |
江西铜博 |
2 |
2 |
7 |
7 |
| 中国内地 |
禹象铜箔 |
2 |
2 |
2 |
2 |
| 中国内地 |
新疆亿日 |
1.6 |
1.6 |
1.6 |
1.6 |
| 中国内地 |
甘肃金耀 |
0.35 |
0.35 |
1 |
1 |
| 中国内地 |
中鼎铜箔 |
0.3 |
0.3 |
1 |
1 |
| 中国内地 |
圣达电气 |
1.5 |
3.5 |
3.5 |
3.5 |
| 中国内地 |
鑫铂瑞 |
0.96 |
1.2 |
1.7 |
4.7 |
| 中国内地 |
铜冠铜箔 |
2 |
2 |
3 |
3 |
| 中国内地 |
其他 |
5.2 |
6.5 |
14.2 |
21.7 |
| 海外 |
台湾长春 |
1.4 |
1.4 |
1.4 |
1.4 |
| 海外 |
建滔铜箔 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
| 海外 |
韩国ILJIN |
4 |
4 |
5.2 |
5.2 |
| 海外 |
SK Nexilis |
3.4 |
5.2 |
5.2 |
5.2 |
| 海外 |
其他 |
3.6 |
3.6 |
3.6 |
3.6 |
表2:传统铜箔与复合铜箔对比
| 对比项 |
传统铜箔 |
复合铜箔 |
| 制造工艺 |
溶铜电解+电镀 |
真空镀膜+离子置换 |
| 组成 |
金属铜占比99%以上 |
中间层为高分子材料,外侧为金属铜 |
| 厚度 |
4-8μm |
5-10μm |
| 特点 |
单位面积重量大、成本高、安全性差 |
单位面积重量轻、成本低、安全性好 |
表3:复合铜箔单位成本测算(60%良率)
| 项目 |
单位 |
单平成本(元/平米) |
| 铜 |
μm |
1.13 |
| 靶材 |
nm |
0.07 |
| 基膜(PET) |
μm |
0.047 |
| 设备折旧 |
元/平米 |
0.79 |
| 水费 |
元/平米 |
0.004 |
| 电费 |
元/平米 |
0.21 |
| 人工及其他 |
元/平米 |
0.5 |
| 合计 |
- |
4.58 |
表4:复合铜箔替代传统铜箔电芯质量及能量密度变化
| 项目 |
传统铜箔 |
复合铜箔 |
变化率 |
| 铜厚度 |
6μm |
2μm |
- |
| 铜密度 |
- |
8.96g/cm³ |
- |
| 基膜(PET)厚度 |
- |
4μm |
- |
| 基膜(PET)密度 |
- |
1.38g/cm³ |
- |
| 单耗 |
吨/GWh |
538 |
234 |
| 电芯质量变化 |
- |
-6.2% |
- |
| 电芯能量密度变化 |
- |
+6.6% |
- |
表5:复合集流体提升锂电池能量密度
| 类别 |
负极 |
正极 |
能量密度增加率 |
| 电池0 |
6μm铜箔 |
10μm铝箔 |
- |
| 电池1 |
1μm铜箔+3μmPP+1μm铜箔 |
3μm铝箔+4μmPP+3μm铝箔 |
6.10% |
| 电池2 |
1μm铜箔+3μmPP+1μm铜箔 |
10μm铝箔 |
3.30% |
| 电池3 |
6μm铜箔 |
3μm铝箔+4μmPP+3μm铝箔 |
2.60% |
表6:复合铜箔与传统铜箔生产工艺对比
| 项目 |
复合铜箔 |
传统铜箔 |
| 工艺原理 |
真空镀膜+离子置换 |
溶铜电解+水电镀 |
| 原材料 |
高分子材料+金属铜 |
金属铜 |
| 工序 |
6-8道 |
13-15道 |
| 粗化工序 |
不需要 |
需要 |
| 水洗工序 |
离子置换后需要清洗 |
镀后需要清洗 |
| 优点 |
提升安全性、能量密度、降低成本 |
导电性和导热性好 |
| 缺点 |
生产效率较低、内阻较高 |
成本高、安全性差 |
表7:PP、PI、PET性能对比
| 项目 |
PP |
PI |
PET |
| 稳定性 |
一般 |
卓越 |
优秀 |
| 力学性能 |
一般 |
卓越 |
优秀 |
| 工作温度 |
-15~100℃ |
-269~280℃ |
-60~120℃ |
| 成本 |
一般 |
很高 |
良好 |
| 拉伸强度 |
210 Mpa |
250 Mpa |
260 Mpa |
| 熔点 |
150℃ |
无明显熔点 |
250℃ |
| 密度 |
0.9g/cm³ |
1.48g/cm³ |
1.38g/cm³ |
| 耐酸碱性 |
高 |
不耐碱 |
弱 |
表8:国内部分复合铜箔企业生产路线及进展情况
| 公司 |
生产路线 |
基材 |
磁控溅射 |
水电镀 |
良率 |
送样进展 |
| 重庆金美 |
三步法 |
PET |
海格瑞特 |
东威科技 |
80%+ |
认证成功,供给宁德时代 |
| 宝明科技 |
两步法 |
PET |
自研、腾胜科技 |
东威科技 |
80% |
向多家厂商供货 |
| 双星新材 |
两步法 |
PET |
腾胜科技 |
东威科技 |
80% |
向多家厂商送样 |
| 汉料新材 |
一步法 |
PET |
自研、腾胜科技 |
东威科技 |
- |
向多家厂商送样 |
| 万顺新材 |
- |
PET |
进口设备 |
进口设备 |
- |
向宁德时代、比亚迪送样 |
表9:2023-2025年全球复合集流体市场空间测算
| 项目 |
2023E |
2024E |
2025E |
| 全球动力电池出货量 |
805 |
1126 |
1595 |
| 全球储能电池出货量 |
150 |
250 |
350 |
| 全球消费电池出货量 |
90 |
95 |
100 |
| 全球锂电池合计出货量 |
1045 |
1471 |
2045 |
| 复合铜箔单耗 |
234 |
234 |
234 |
| 渗透率-悲观 |
0% |
3% |
5% |
| 对应复合铜箔用量 |
0.00 |
4.30 |
9.98 |
| 渗透率-中性 |
1% |
5% |
10% |
| 对应复合铜箔用量 |
1.02 |
7.17 |
19.95 |
| 渗透率-乐观 |
3% |
10% |
20% |
| 对应复合铜箔用量 |
3.06 |
14.35 |
39.91 |
| 复合铜箔单价 |
7.50 |
6.50 |
6.00 |
| 对应市场空间-悲观 |
0.00 |
27.98 |
59.86 |
| 对应市场空间-中性 |
7.64 |
46.64 |
119.73 |
| 对应市场空间-乐观 |
22.93 |
93.27 |
239.46 |
表10:复合铜箔行业估值比较表
| 代码 |
公司名称 |
总市值(亿元) |
2022E净利润增速 |
2023E净利润增速 |
2024E净利润增速 |
2022E P/E |
2023E P/E |
2024E P/E |
| 002992.SZ |
宝明科技 |
95 |
-87.96% |
-364.57% |
189.00% |
-223 |
84 |
29 |
| 002585.SZ |
双星新材 |
142 |
37.22% |
40.22% |
21.63% |
7 |
5 |
4 |
| 688700.SH |
东威科技 |
184 |
48.22% |
67.35% |
35.08% |
77 |
46 |
34 |
| 688392.SH |
骄成超声 |
103 |
71.55% |
66.85% |
47.22% |
87 |
52 |
35 |