復(fù)合集流體行業(yè)市場簡析

復(fù)合集流體行業(yè)市場簡析具備高安全、高能量密度、長壽命等優(yōu)勢，復(fù)合集流體前景廣闊復(fù)合集流體具備多重優(yōu)勢，有望成為下一代電池集流體材料集流體是鋰（鈉）電池中的關(guān)鍵材料之一，在鋰(鈉)離子電池中既充當(dāng)正、負(fù)極活性物質(zhì)的載體，又充當(dāng)其電子流的收集與傳輸體。目前壓延鋁箔、電解銅箔由于導(dǎo)電性良好、制作工藝較為成熟等，是主流的正、負(fù)極集流體材料，其99.5%以上的成分為純鋁/純銅，在鋰電池中的成本占比合計(jì)約為11%。集流體的抗拉強(qiáng)度、延展性、致密性、表面粗糙度、厚度均勻性及外觀質(zhì)量等對鋰(鈉)離子電池正負(fù)極制作工藝和鋰(鈉)離子電池的電化學(xué)性能有著很大的影響，因此鋰（鈉）電池對集流體的厚度、抗氧化性能及粘附性能等提出了多方面的要求。然而傳統(tǒng)集流體厚度較厚、重量較重、料用量較大、抗拉強(qiáng)度和延展性有限，隨著鋰(鈉)離子電池性能、成本不斷優(yōu)化，需要新型集流體材料來滿足鋰(鈉)離子電池升級對集流體提出的更高要求。復(fù)合集流體是一種以高分子絕緣樹脂材料作為“夾心”層，上下兩面沉積金屬銅或鋁，制成“金屬導(dǎo)電層-高分子材料支撐層-金屬導(dǎo)電層”三明治結(jié)構(gòu)的新型鋰電材料。復(fù)合集流體用密度及成本更低的絕緣高分子材料對原來部分金屬材料進(jìn)行替代，對鋰電池能量密度提升、安全性提升、成本降低具有重要的意義。復(fù)合銅箔VS傳統(tǒng)電池銅箔：復(fù)合銅箔成本有望具備明顯優(yōu)勢復(fù)合銅箔相于比傳統(tǒng)電解銅箔：1）優(yōu)勢在于成本低、更安全、減重、能量密度高等，減重方面，由于PET/PP的密度是1.38/0.9g/cm3，小于銅的8.9g/cm3，因此相同厚度下復(fù)合銅箔相比于傳統(tǒng)銅箔質(zhì)量能夠降低56%/60%，生產(chǎn)每GWh鋰電池所需用量能夠降低63%/66%；2）缺點(diǎn)在于生產(chǎn)工藝較復(fù)雜、良率較低，且銅層更薄導(dǎo)致電導(dǎo)率較低、容易發(fā)熱。復(fù)合鋁箔VS傳統(tǒng)電池鋁箔：降本空間大，但更利于減薄以及提升安全性復(fù)合鋁箔相于比傳統(tǒng)鋁箔：1）優(yōu)勢在于更安全、減重、減薄、能量密度高、工藝流程短等，減重方面，由于PET/PP的密度是1.38/0.9g/cm3，小于鋁的2.7g/cm3，相同厚度下質(zhì)量降低32%/45%，生產(chǎn)每GWh鋰電池所需用量降低19%/35%；2）缺點(diǎn)在于制造成本較高，且銅層更薄導(dǎo)致電導(dǎo)率較低、容易發(fā)熱。復(fù)合集流體市場空間前景廣闊，2025年有望達(dá)百億級①我們預(yù)測，2023、2024、2025年全球儲能電池以及動(dòng)力電池需求共為1379/1868/2388GWh；②假設(shè)復(fù)合銅箔滲透率2023-2025年從1%提升至10%，復(fù)合鋁箔滲透率從0%提升至5%；預(yù)計(jì)復(fù)合集流體的市場空間將從2023年的10億元逐步增長至2025年的230億元，發(fā)展前景廣闊。工藝難度較大，鍍膜為關(guān)鍵傳統(tǒng)銅箔：普遍采用電解法，工藝成熟生產(chǎn)步驟：溶銅-生箔-表面處理-分切。溶銅：先將干凈銅料加入到溶銅罐內(nèi)，關(guān)閉溶銅罐蓋，再加入一定數(shù)量的純水和硫酸，然后通入空氣進(jìn)行氧化化合反應(yīng)，形成硫酸銅溶液。反應(yīng)完畢后，硫酸銅溶液經(jīng)過濾除雜質(zhì)，再通過熱交換降溫、添加純水調(diào)節(jié)硫酸銅溶液濃度等處理,形成生產(chǎn)工藝所需的硫酸銅溶液?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式：2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O。生箔：采用電解銅法，在專用的生箔機(jī)中，在直流電的作用下，陽離子移向陰極，陰離子移向陽極。在陰極上Cu2+得到2個(gè)電子還原成Cu,在陰極輥上電化結(jié)晶形成生箔。隨著陰極輥的不斷旋轉(zhuǎn)，銅不斷地在輥面上析出，而不斷析出的銅從輥面上剝離，經(jīng)過水洗、烘干，收卷成銅箔?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式：CuSO4+H2O→Cu+H2SO4+1/2O2↑。表面處理及分切：將銅箔在銅緩蝕劑溶液中浸泡，銅緩蝕劑可以吸附在金屬表面形成一層很薄的膜，保護(hù)銅免受大氣及有害介質(zhì)的腐蝕。銅箔經(jīng)表面處理使用純水清洗。銅箔表面殘留的水分通過表面處理機(jī)生產(chǎn)線上配備的電烘干機(jī)將銅箔上殘留水分烘干，再利用收卷機(jī)將銅箔卷成卷狀。將產(chǎn)出的原箔按訂單需求的來分切、檢驗(yàn)、包裝、出貨。復(fù)合銅箔：多數(shù)廠商選擇兩步法，主要步驟為磁控濺射+水介質(zhì)電鍍目前多數(shù)廠商選擇使用兩步法生產(chǎn)復(fù)合銅箔：首先采用磁控濺射真空鍍膜技術(shù)對基礎(chǔ)材料表面進(jìn)行金屬化處理，確保材料導(dǎo)電以及膜層的致密度和結(jié)合力達(dá)到一定要求，之后通過水電鍍將銅層增厚。1）磁控濺射：利用稀有氣體產(chǎn)生的等離子體在電場和磁場的作用下對陰極銅靶材表面進(jìn)行轟擊，進(jìn)而把靶材表面的分子、原子、離子及電子等濺射出來，被濺射出來的粒子沿一定方向射向基膜表面，進(jìn)而基膜表面形成鍍層，實(shí)現(xiàn)基膜非金屬材料金屬化。2）水介質(zhì)電鍍：高分子材料薄膜通過磁控濺射附著金屬層后，在外電流的作用下，用水介質(zhì)電鍍的方式將銅層增厚至1μm。優(yōu)勢：1）濺射原子能量高，薄膜與基底的附著力強(qiáng)；2）通過控制靶電流來控制膜厚，可控性和重復(fù)性好；3）不會混入坩堝加熱器的材料成分，金屬膜層純度高質(zhì)量好。難點(diǎn)：1）濺射為點(diǎn)對點(diǎn)碰撞，成膜速度慢；2）高真空、高電壓，裝置結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；3）濺射原子熱量高，均勻度差、缺陷密度高。復(fù)合銅箔：少數(shù)廠商選擇一步法，主要包括全濕法和全干法全干法（僅真空磁控濺射法或真空蒸鍍法）：使用純磁控濺射工藝或開發(fā)磁控濺射和真空蒸鍍一體機(jī)鍍銅，通過反復(fù)磁控濺射或反復(fù)蒸鍍，并利用多靶材、多腔體提高效率，最終將鍍銅層沉積至1微米。全濕法（化學(xué)沉積法）：是利用化學(xué)還原的方法，使原來不導(dǎo)電的塑料表面沉積一層導(dǎo)電的銅層。全濕法的詳細(xì)步驟以專利《一種塑料用化學(xué)鍍銅液及其制備方法》為例：1）預(yù)處理：將塑料置于預(yù)處理液（為王水和苯并三氮唑的混合溶液）中進(jìn)行超聲處理，之后用去離子水清洗；清洗之后放入預(yù)處理液中（次氯酸鈉、HCl和H2O2的水溶液）進(jìn)行超聲處理，處理完成后用去離子水清洗，干燥后得到預(yù)處理塑料。2）化學(xué)鍍銅：將預(yù)處理塑料置入化學(xué)沉積銅溶液中，用氫氧化鈉調(diào)pH值，常溫下超聲沉積，靜置后過濾、洗滌、干燥，得到表面鍍銅塑料。化學(xué)沉積銅溶液為硫酸銅、甲醛、乙二胺四乙酸二鈉和檸檬酸鈉的水溶液。優(yōu)勢：1）生產(chǎn)步驟減少，利于提升產(chǎn)品良率。2）通過化學(xué)反應(yīng)沉積或純真空鍍銅，可以省去水電鍍環(huán)節(jié)，解決邊緣效應(yīng)，從而提升均勻性，使得幅寬做得更寬。3）不需要夾雜有機(jī)添加劑，沉積為純銅，純度更高。難點(diǎn)：1）污水處理成本高；2）連續(xù)的磁控濺射會減弱復(fù)合銅箔的物理性能，而真空蒸鍍技術(shù)實(shí)際實(shí)施起來難度很大?？傮w工藝目前尚處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段且無實(shí)質(zhì)應(yīng)用和市場進(jìn)展，發(fā)展速度較慢，生產(chǎn)成本較高。復(fù)合鋁箔：生產(chǎn)講解—以重慶金美為例生產(chǎn)步驟：真空反應(yīng)鍍膜-真空鍍膜-分切-打包儲存1）真空反應(yīng)鍍膜：在原材料原膜上使用化學(xué)氣相沉積方式（CVD）的方法沉積5-15nm的鋁的氧化層，作為膜面的活化物質(zhì)。真空設(shè)備控制真空度＜5×10-2Pa，使用蒸發(fā)舟作為鋁的蒸發(fā)載體向高溫的蒸發(fā)舟上送入鋁絲，加熱方式為電加熱，利用熱傳導(dǎo)的方式在950-1000℃的條件下，使固態(tài)鋁轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)鋁，鋁蒸汽沿垂直熱場方向向基體表面擴(kuò)散，在鋁蒸汽擴(kuò)散的通道上同時(shí)通入氧氣，使氧氣與鋁分子發(fā)生反應(yīng)生成金屬化合物，并沉積在基體表面，形成致密性好、抗蝕輔助層。發(fā)生的反應(yīng)主要為：Al+O2→Al2O3。2）真空鍍膜：使用鍍膜氧化鋁的物料作為基膜，使用物理氣相沉積方式（PVD）,真空設(shè)備控制真空度＜2×10-2Pa，使用蒸發(fā)舟作為鋁的蒸發(fā)載體向高溫的蒸發(fā)舟上送入鋁絲，加熱方式為電加熱，利用熱傳導(dǎo)的方式在950-1000℃的條件下，使固態(tài)鋁轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)鋁，氣態(tài)鋁原子的平均自由程大于蒸發(fā)源和基體之間的距離，而后沉積到基體表面，形成具備特殊性能的金屬鋁薄膜，厚度一般為800-1000nm，膜面導(dǎo)電性可達(dá)到40-30mΩ。工藝亮點(diǎn)：整個(gè)鍍敷過程在真空室內(nèi)進(jìn)行，且膜面背面緊貼通入-20℃至-30℃冷卻液的鋼棍，使膜在受熱的同時(shí)可以進(jìn)行急速降溫，使分子迅速凝結(jié)在膜面，通過控制冷卻液鋼棍的溫度保證膜面溫度可始終保持在膜熱熔溫度以下，不會使膜發(fā)生形變。產(chǎn)業(yè)鏈積極布局，重視0-1落地的機(jī)會催化事件的類型主要包括技術(shù)突破、項(xiàng)目投建、量產(chǎn)、送樣反饋、獲得訂單等總體來看，催化事件的類型主要包括：技術(shù)突破、項(xiàng)目投建、投產(chǎn)、送樣反饋、獲得訂單等。隨著技術(shù)研發(fā)與市場推動(dòng)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展逐漸成熟。2022年，復(fù)合集流體需求高速增長，重慶金美8微米復(fù)合鋁箔實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)、寶明科技等多家企業(yè)宣布布局復(fù)合集流體。2023年是復(fù)合集流體產(chǎn)業(yè)鏈從0-1落地的關(guān)鍵之年，萬順新材、雙星新材陸續(xù)公告復(fù)合銅箔訂單，寶明科技、英聯(lián)股份等公司積極向下游送樣，催化板塊向上。復(fù)合集流體產(chǎn)業(yè)鏈領(lǐng)先企業(yè)有望在新技術(shù)迭代中充分受益復(fù)合銅箔處于產(chǎn)業(yè)鏈中游，產(chǎn)業(yè)鏈上游為原材料與設(shè)備廠商，原材料主要包括銅靶材、基膜、藥水等，設(shè)備包括磁控濺射、真空蒸鍍、水電鍍、焊接設(shè)備等，下游主要包括動(dòng)力電池廠商、儲能電池廠商、3C消費(fèi)電池廠商等。產(chǎn)業(yè)鏈大力推進(jìn)，有望從0到1加速落地目前寶明科技、雙星新材、萬順新材、英聯(lián)股份等上市公司在復(fù)合銅箔均有布局。萬順新材、雙星新材均已獲得首張訂單，寶明科技、英聯(lián)股份等已具備量產(chǎn)能力并已向下游送樣，寧德時(shí)代麒麟電池已采用復(fù)合集流體，搭載于純電MPV極氪009，產(chǎn)業(yè)鏈有望從0到1加速落地。雙星新材：攻克PET銅箔基膜技術(shù)，已獲得首張PET復(fù)合銅箔訂單江蘇雙星彩塑新材料股份有限公司（簡稱“雙星新材”）是一家專業(yè)致力于先進(jìn)高分子復(fù)合材料領(lǐng)域產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)銷售、進(jìn)出口貿(mào)易為一體的國家高新技術(shù)企業(yè)，2011年實(shí)現(xiàn)深交所掛牌上市，2022年?duì)I收60.62億元，凈利潤6.99億元。公司現(xiàn)已發(fā)展為國內(nèi)具有影響力聚酯功能膜材料、光學(xué)膜生產(chǎn)及深加工產(chǎn)業(yè)集群，尤其在聚酯功能膜材料、光學(xué)材料、節(jié)能窗膜、信息材料、新能源材料等領(lǐng)域取得多項(xiàng)技術(shù)突破。公司在2020年對高性能PET復(fù)合銅箔立項(xiàng)后加大研發(fā)投入，先后攻克了PET銅箔所需基材指標(biāo)要求、磁控濺射精密度控制等技術(shù)，使得公司的PET銅箔基材及磁控濺射產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于國際同類產(chǎn)品，為了更快的實(shí)現(xiàn)PET銅箔產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，2022年8月年公司與東威科技合作簽約，正式進(jìn)軍電池復(fù)合銅箔領(lǐng)域。在2022年陸續(xù)開始對下游客戶進(jìn)行送樣評價(jià)，同年12月完成首條水鍍線的整體安裝調(diào)試。公司目前仍以PET材料為主，也對PP材料進(jìn)行了相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)。目前公司的復(fù)合銅箔首條線已完成安裝調(diào)試產(chǎn)品開發(fā)對接市場，已獲得首張PET復(fù)合銅箔訂單。英聯(lián)股份：中國易開蓋第一股，投建100條復(fù)合銅箔和10條復(fù)合鋁箔生產(chǎn)線廣東英聯(lián)包裝股份有限公司（簡稱“英聯(lián)股份”）成立于2006年1月，專業(yè)從事“安全、環(huán)保、易開啟”金屬包裝產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，現(xiàn)已覆蓋食品（含干粉）、飲料、日化用品等多種應(yīng)用領(lǐng)域，是國內(nèi)金屬易開蓋產(chǎn)品型號最為齊全、能夠滿足客戶多樣化需求及一站式采購的快速消費(fèi)品金屬包裝解決方案提供商，公司于2017年2月在深圳證券交易所掛牌上市。2022年12月，公司公告了對外投資新能源汽車動(dòng)力鋰電池復(fù)合銅箔、鋁箔項(xiàng)目，2023年2月，公司成立了江蘇英聯(lián)復(fù)合集流體有限公司作為項(xiàng)目實(shí)施主體，并與當(dāng)?shù)卣炇鹆恕锻顿Y協(xié)議》。公司計(jì)劃投資30.89億元投資新能源汽車動(dòng)力鋰電池復(fù)合銅箔、復(fù)合鋁箔項(xiàng)目，項(xiàng)目分為2期，建設(shè)期約3年，總計(jì)投資建設(shè)100條復(fù)合銅箔和10條復(fù)合鋁箔生產(chǎn)線，項(xiàng)目建成達(dá)產(chǎn)后產(chǎn)能可達(dá)復(fù)合銅箔5億㎡、復(fù)合鋁箔1億㎡。2023年計(jì)劃投資建設(shè)10條復(fù)合銅箔和1條復(fù)合鋁箔生產(chǎn)線，年產(chǎn)能5000萬㎡。目前已有1條復(fù)合銅箔生產(chǎn)線在正式生產(chǎn)運(yùn)行，2條正在安裝調(diào)試，復(fù)合銅箔產(chǎn)品正在積極向客戶送樣反饋中。公司復(fù)合銅箔采用的是“兩步法”，即磁控濺射和水電鍍工藝；復(fù)合鋁箔采用真空蒸鍍工藝。隆揚(yáng)電子：國內(nèi)電磁屏蔽材料領(lǐng)先制造商，規(guī)劃年產(chǎn)2.38億m2復(fù)合銅箔項(xiàng)目隆揚(yáng)電子（昆山）股份有限公司（簡稱“隆陽電子”）成立于2000年，公司生產(chǎn)一系列高品質(zhì)的EMI/EMC屏蔽材料,熱管理材料。隆揚(yáng)電子深耕電磁屏蔽材料二十余年，是國內(nèi)電磁屏蔽材料領(lǐng)先制造商，對PET、PP、PI等高分子材料處理有著深刻理解，在真空磁控濺射、電鍍等前端材料制備工序上已形成多項(xiàng)核心技術(shù)，其中以卷繞式真空磁控濺射及復(fù)合鍍膜技術(shù)為代表。卷繞式真空磁控濺射及復(fù)合鍍膜技術(shù)是將真空磁控濺射方法和電鍍結(jié)合，精確控制濺射鍍膜的過程和組分，這與目前復(fù)合銅箔主流的PET、PP基膜及兩步法制備工藝具有高度同源性。公司于2019年開始探究相關(guān)技術(shù)及成熟經(jīng)驗(yàn)在復(fù)合銅箔端的應(yīng)用，于202