有色金屬銅行業(yè)專題報(bào)告新能源汽車用銅知多少

有色金屬銅行業(yè)專題報(bào)告-新能源汽車用銅知多少一、新能源汽車將全方位增加銅的使用量1.1

新能源汽車銷量滲透率不斷提升新能源汽車對(duì)傳統(tǒng)燃油車在很大程度上形成替代，滲透率不斷提升。在推動(dòng)運(yùn)輸工具低碳轉(zhuǎn)型、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的政策背景下，新能源汽車銷量有望維持較高增速，對(duì)傳統(tǒng)燃油車在很大程度上形成替代。據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2021年我國(guó)合計(jì)銷售新能源汽車352.05萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)157%，其中純電動(dòng)汽車的占比超過(guò)80%。2015至2021年我國(guó)新能源乘汽車滲透率從1.3%增長(zhǎng)至13.4%。根據(jù)國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021－2035年）》，至2025年我國(guó)新能源汽車的滲透率將達(dá)到20%左右，至2035年純電動(dòng)汽車成為新銷售車輛的主流，有效促進(jìn)節(jié)能減排水平和社會(huì)運(yùn)行效率的提升。1.2電動(dòng)汽車將全方位增加銅的使用量2021年我國(guó)汽車用銅44.68萬(wàn)噸，據(jù)推算傳統(tǒng)燃油汽車的單車用銅量約為17kg。汽車工業(yè)歷來(lái)對(duì)銅材有較大的需求量，據(jù)卓創(chuàng)金屬數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年我國(guó)汽車用銅46.63萬(wàn)噸。隨后兩年由于汽車銷量下滑，汽車用銅量有所回落。2021年我國(guó)汽車用銅44.68萬(wàn)噸，其中銅帶材占比43%，銅線材占比41%。據(jù)此推算，2018-2019年我國(guó)平均每輛汽車的用銅量為16.8kg、17kg。由于2018-2019年我國(guó)電動(dòng)汽車的滲透率還不足5%，仍以傳統(tǒng)燃油汽車為主，可以近似認(rèn)為傳統(tǒng)燃油汽車的單車用銅量為17kg左右。在傳統(tǒng)燃油汽車的基礎(chǔ)上，電動(dòng)汽車將全方位增加銅的使用量，相關(guān)銅材將迎來(lái)更廣闊的的市場(chǎng)空間。電動(dòng)汽車以運(yùn)用電能為主，顯著區(qū)別于燃油汽車的是新增了“大三電”系統(tǒng)，即動(dòng)力電池、電機(jī)和電機(jī)控制器。動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車的主要能量來(lái)源，電機(jī)、電機(jī)控制器等部件，發(fā)揮了燃油汽車中“發(fā)動(dòng)機(jī)、ECU電控單元、變速箱”的作用。高壓電纜及連接器作為電能的傳輸通道，能夠承受較大的電流，來(lái)連接各個(gè)電路中的單元。此外，還有充電系統(tǒng)的充電槍及配套充電設(shè)施等。出于提高效率、用電安全等方面的考慮，新能源汽車對(duì)銅材的性能也提出了更高的要求，鋰電銅箔、電磁扁線、高壓線束、連接器等銅材將迎來(lái)更廣闊的市場(chǎng)空間。二、動(dòng)力電池：?jiǎn)诬囦囯娿~箔用量為6-38公斤，輕薄化趨勢(shì)持續(xù)2.1鋰電銅箔在純電動(dòng)汽車用銅量中占比近半銅箔在鋰電池結(jié)構(gòu)中充當(dāng)負(fù)極活性材料的載體和負(fù)極集流體。鋰離子動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車的核心部件之一，其作用是為電動(dòng)汽車提供動(dòng)力來(lái)源。典型的鋰離子電池結(jié)構(gòu)主要包括正極、負(fù)極、電解液和隔膜四部分。鋰電池充電時(shí)，加在電池兩極的電勢(shì)迫使正極的嵌鋰化合物釋放出鋰離子，通過(guò)隔膜后嵌入片層結(jié)構(gòu)的石墨負(fù)極中；放電時(shí)鋰離子則從片層結(jié)構(gòu)的石墨中析出，重新和正極的嵌鋰化合物結(jié)合，鋰離子實(shí)現(xiàn)移動(dòng)，產(chǎn)生電流。銅箔由于具有良好的導(dǎo)電性、柔韌性和適中的電位，耐卷繞和輾軋，制造技術(shù)成熟，且價(jià)格相對(duì)低廉，在此過(guò)程中便充當(dāng)石墨等負(fù)極活性材料載體，同時(shí)作為負(fù)極集流體，將電池活性物質(zhì)產(chǎn)生的電流匯集起來(lái)，以產(chǎn)生更大的輸出電流。據(jù)IDTechEX和國(guó)際銅業(yè)協(xié)會(huì)2017年的數(shù)據(jù)顯示，鋰電銅箔在純電動(dòng)汽車用銅量中占比達(dá)48%。近年來(lái)隨著鋰電銅箔持續(xù)輕薄化，電動(dòng)汽車中鋰電銅箔的平均重量在下降，但鋰電銅箔仍是電動(dòng)汽車中用銅最多的部位。2.2極致能量密度需求推升極薄鋰電銅箔應(yīng)用鋰電池負(fù)極目前多采用8μm以下厚度的鋰電銅箔。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同，電解銅箔可以分為應(yīng)用于印制電路板的電子電路銅箔，以及應(yīng)用于鋰電池的鋰電銅箔；根據(jù)銅箔厚度不同，按照通行標(biāo)準(zhǔn)可以分為極薄銅箔（≤6μm）、超薄銅箔（6-12μm）、薄銅箔（12-18μm）、常規(guī)銅箔（18-70μm）和厚銅箔（＞70μm）。鋰電銅箔目前多采用8μm以下的銅箔產(chǎn)品，而電子電路銅箔一般較鋰電銅箔更厚，大多在12-70μm。相較8微米鋰電銅箔，采用6微米和4.5微米鋰電銅箔可提升鋰電池5%、10%的能量密度。根據(jù)鋰電池能量密度計(jì)算公式：質(zhì)量能量密度=電池容量/電池質(zhì)量，即可通過(guò)電池容量恒定時(shí)減少電池質(zhì)量，或保持電池質(zhì)量不變而提升電池容量?jī)煞N方式來(lái)提升能量密度。新能源汽車動(dòng)力電池單體能量密度TOP20的平均能量密度為228.8Wh/kg，若把新能源汽車電池普遍使用的8μm銅箔換成6μm或4.5μm銅箔，結(jié)合上文中8um鋰電銅箔消耗量0.83kg/kwh，則可得到單位能量所需銅箔分別減少為0.62kg/kwh（6μm銅箔）、0.42kg/kwh（4.5μm銅箔），進(jìn)一步計(jì)算可以得到銅箔使用量減少后的新能量密度分別為：240.25Wh/kg（6μm銅箔），252.88Wh/kg（4.5μm銅箔），較之使用8μm銅箔的鋰電池，銅箔輕薄化使電池能量密度分別顯著提升5%（6μm銅箔）和10.4%（4.5μm銅箔）。動(dòng)力鋰電向高能量密度方向發(fā)展的趨勢(shì)已定，對(duì)鋰電銅箔極薄化提出了高要求。寧德時(shí)代、比亞迪等動(dòng)力鋰電池龍頭企業(yè)6μm鋰電銅箔已應(yīng)用成熟并快速切換，其他動(dòng)力鋰電池企業(yè)也在加速6μm鋰電銅箔的應(yīng)用，≤6μm極薄鋰電銅箔產(chǎn)品已逐步在龍頭企業(yè)中開(kāi)展應(yīng)用。據(jù)GGII統(tǒng)計(jì)，2020年≤6μm鋰電銅箔滲透率為50.4%，2021年上半年，滲透率已經(jīng)達(dá)到55.6%。在電池廠商高能量密度及降低成本的要求下，繼6μm鋰電銅箔之后，4.5μm鋰電銅箔未來(lái)有望成為主流產(chǎn)品之一，據(jù)高工鋰電獲悉，寧德時(shí)代2021年上半年每月的4.5μm鋰電銅箔用量為600-700噸左右，2021年下半年寧德時(shí)代對(duì)4.5μm鋰電銅箔的月需求量或繼續(xù)增加。鋰電銅箔產(chǎn)品迭代加速，4.5μm鋰電池銅箔的應(yīng)用前景廣闊。下游應(yīng)用企業(yè)的技術(shù)要求升級(jí)驅(qū)動(dòng)上游銅箔技術(shù)迭代加速。前期鋰電銅箔由12μm向8μm過(guò)渡經(jīng)歷了一個(gè)較長(zhǎng)的周期，而短短幾年我國(guó)已經(jīng)大范圍實(shí)現(xiàn)了7-8μm銅箔到6μm鋰電池銅箔的升級(jí)，并且已經(jīng)出現(xiàn)了5μm、4.5μm、4μm等更薄規(guī)格的鋰電銅箔。隨著4.5μm銅箔的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)逐漸成熟及電池企業(yè)應(yīng)用技術(shù)逐步提高，4.5μm鋰電池銅箔的應(yīng)用將逐漸增多。我國(guó)鋰電池銅箔技術(shù)實(shí)力處于國(guó)際領(lǐng)先水平，而海外電池制造商尚未大規(guī)模使用6μm鋰電池銅箔。2018年以來(lái)，我國(guó)動(dòng)力電池≤6μm鋰電銅箔的出貨量增長(zhǎng)迅速。2016年以前，國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)廠商可以生產(chǎn)6μm鋰電銅箔，2016年我國(guó)電動(dòng)汽車6μm鋰電銅箔的滲透率僅為9.6%。在寧德時(shí)代于2018年實(shí)現(xiàn)6μm鋰電池銅箔切換后，我國(guó)動(dòng)力電池6μm鋰電銅箔的需求開(kāi)始快速上升，至2020年我國(guó)動(dòng)力電池鋰電銅箔中，≤6μm鋰電池銅箔的占比達(dá)85%。預(yù)計(jì)2021-2025年國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池4.5μm鋰電銅箔的滲透率將提升，6μm滲透率下降?；仡?015年以來(lái)我國(guó)動(dòng)力電池≤6μm鋰電銅箔的滲透率，可以擬合成一條S型增長(zhǎng)曲線。隨著新能源汽車需求的進(jìn)一步增強(qiáng)，以及鋰電銅箔更新迭代加速，未來(lái)動(dòng)力電池4.5μm鋰電銅箔或?qū)⒔?jīng)歷類似的滲透率提升過(guò)程。我們預(yù)計(jì)2021-2025年，國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池4.5μm鋰電銅箔的滲透率將從12%提升至85%，在一定程度上擠壓6μm鋰電銅箔的空間，國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池6μm鋰電銅箔的滲透率將從80%降至15%。預(yù)計(jì)2025年我國(guó)電動(dòng)汽車鋰電銅箔需求量將達(dá)26.7萬(wàn)噸，其中4.5μm銅箔為21.1萬(wàn)噸。假設(shè)4.5um、6um、8um鋰電銅箔的單耗分別為0.42、0.62、0.83kg/kWh，預(yù)計(jì)2025年我國(guó)電動(dòng)汽車鋰電銅箔需求量將達(dá)26.7萬(wàn)噸，其中4.5μm銅箔為21.1萬(wàn)噸，6μm銅箔為5.6萬(wàn)噸。2.32025年我國(guó)電動(dòng)汽車電池銅箔市場(chǎng)規(guī)模達(dá)345億元，2021-2025年復(fù)合增速34%2021年以來(lái)我國(guó)電動(dòng)汽車需求旺盛，各規(guī)格鋰電銅箔價(jià)格明顯上漲。據(jù)安徽銅冠銅箔集團(tuán)招股書(shū)說(shuō)明書(shū)披露，2021年以來(lái)各規(guī)格鋰電銅箔價(jià)格明顯上漲。從2020年至2021年上半年，8μm鋰電銅箔的銷售均價(jià)由6.7上漲至8.5萬(wàn)元/噸，6μm鋰電銅箔的銷售均價(jià)由8.1上漲至9.4萬(wàn)元/噸。4.5μm作為供應(yīng)頭部鋰電池生產(chǎn)企業(yè)的高端產(chǎn)品，2021年上半年的售價(jià)已達(dá)到13.8萬(wàn)元/噸，漲幅最明顯。隨國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車鋰電銅箔持續(xù)輕薄化，6μm鋰電銅箔已經(jīng)成為行業(yè)主流，并且正在逐步向4.5μm鋰電銅箔切換。純電動(dòng)車、插電混動(dòng)車的鋰電銅箔單車價(jià)值量分別為3499-3569元、860-878元。2022年我國(guó)動(dòng)力電池中8μm鋰電銅箔的占比約為3%，并在2024年基本退出市場(chǎng)，因此對(duì)于未來(lái)電動(dòng)汽車單車鋰電銅箔價(jià)值量的測(cè)算主要關(guān)注4.5μm和6μm鋰電銅箔。據(jù)東方證券新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈團(tuán)隊(duì)預(yù)測(cè)，目前我國(guó)純電動(dòng)汽車的平均電池容量約為61kWh，則4.5μm/6μm鋰電銅箔的單車需求量分別為25.3kg/38.0kg，對(duì)應(yīng)的鋰電銅箔單車價(jià)值量為3499-3569元。插電混動(dòng)車配備的電池容量則相對(duì)較小，平均約為15kWh，則4.5μm/6μm鋰電銅箔的單車需求量分別為6.2kg/9.3kg，對(duì)應(yīng)的鋰電銅箔單車價(jià)值量為860-878元。三、線束：?jiǎn)诬嚲€束系統(tǒng)用銅量為28公斤，高壓線束要求銅合金性能優(yōu)異3.1純電動(dòng)汽車單車低壓線束用銅量比燃油汽車多5公斤每輛燃油汽車和電動(dòng)汽車的低壓線束系統(tǒng)用銅量分別為18kg和23kg。隨著汽車駕駛智能性、舒適性的逐日提升，汽車提供越來(lái)越多的電子功能，如ADAS、信息娛樂(lè)系統(tǒng)等，要求排布更多更復(fù)雜的低壓線束系統(tǒng)。據(jù)IDTechEX和國(guó)際銅業(yè)協(xié)會(huì)2017年的研究數(shù)據(jù)顯示，每輛燃油汽車的低壓線束系統(tǒng)用銅量為18kg，占燃油汽車用銅的大部分。隨著電動(dòng)汽