鋰電銅箔行業(yè)深度報告-高端產(chǎn)品供需格局有望改善

鋰電銅箔行業(yè)深度報告高端產(chǎn)品供需格局有望改善

鋰電銅箔是鋰電池負極集流體的首選材料什么是銅箔？銅箔是鋰電、電子領(lǐng)域重要的基礎(chǔ)材料，工業(yè)用銅箔可分為壓延銅箔與電解銅箔兩大類，其中壓延銅箔具有較好的延展性，是早期軟板制程所用的銅箔，而電解銅箔則是具有成本低的優(yōu)勢，是目前市場上的主流銅箔產(chǎn)品。電解銅箔主要分為鋰電銅箔和標準銅箔。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域不同，銅箔主要分為鋰電銅箔和標準銅箔。根據(jù)厚度不同，可以分為極薄銅箔（≤6μm）、超薄銅箔（≤12μm）、薄銅箔（12-18μm）、常規(guī)銅箔（18-90μm）、厚銅箔（>70μm）。鋰電銅箔的厚度為一般為6-20μm厚度的雙光銅箔，用于動力、消費類、儲能等領(lǐng)域的鋰電池。標準銅箔主要用于電子信息產(chǎn)業(yè)，如較低功率的印刷電路板（PCB）。根據(jù)中國電子銅箔資訊網(wǎng)資料，2019年國內(nèi)鋰電銅箔與標準銅箔的銷量占比分別為31.3%、68.7%。鋰電銅箔是鋰電池負極集流體的首選材料。集流體是電極材料與外部電路的電子導(dǎo)體，負極材料集流體主要有以下幾點要求：1）導(dǎo)電性高；2）質(zhì)地柔軟，便于鋰電池的卷繞工藝；3）化學(xué)與電化學(xué)穩(wěn)定性高，抗氧化性和抗腐蝕性高；4）成本低，制備工藝簡單；5）與負極材料層粘合度高，表面能夠均勻涂覆負極材料活性物質(zhì)而不脫落。綜合以上要求，最適合運用于鋰電池的集流體是銅箔和鋁箔。此外，正極電位比負極高，銅箔在高電位下容易被氧化，在低電位下結(jié)構(gòu)和電化學(xué)的穩(wěn)定性較高，因此適合作為低電位的負極材料集流體。目前來看，銅箔是鋰電池負極材料集流體的首選材料，被替代的可能性較小。鋰電銅箔的技術(shù)性能要求高。1）拉伸強度及伸長率要求高；2）表面粗糙度要求高；3）表面質(zhì)量及厚度均勻性要求高；4）抗氧化性和抗腐蝕性要求高。技術(shù)進步引發(fā)鋰電銅箔體系內(nèi)的產(chǎn)品迭代。從鋰電銅箔的生產(chǎn)工藝發(fā)展史來看，已經(jīng)發(fā)生過一次技術(shù)迭代，即電解工藝替代壓延工藝。在鋰電池發(fā)展初期，多采用生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高的壓延銅箔作為負極集流體。隨著技術(shù)發(fā)展，電解工藝的生產(chǎn)效率高、成本低等優(yōu)勢逐漸凸顯，成為鋰電銅箔的主流工藝路線。未來在電解銅箔技術(shù)路線中，輕薄化有望成為下一代產(chǎn)品的技術(shù)方向，即從當前主流的8μm超薄鋰電銅箔往6μm、甚至4-4.5μm極薄鋰電銅箔發(fā)展。鋰電銅箔長期市場空間較大，輕薄化是未來主流趨勢鋰電銅箔市場空間未來5年復(fù)合增速有望超過30%鋰電銅箔需求量預(yù)測假設(shè)條件：1）鋰電池需求主要分為動力電池、儲能電池、消費類電池以及其他類電池（包括電動工具、充電寶等中低端鋰電產(chǎn)品）來測算。2）單GWh電池對銅箔需求量假設(shè)：參考中國有色金屬報資料，8μm銅箔單耗為830-1,000噸/GWh，6μm銅箔的單位面積質(zhì)量更低，相同面積下質(zhì)量消耗更少，我們假設(shè)1GWh三元電池、磷酸鐵鋰電池對8μm銅箔的需求量分別為850噸、950噸，對6μm銅箔的需求量分別為650噸、750噸。3）6μm銅箔滲透率假設(shè)：主要需求端為國內(nèi)動力電池企業(yè)，海外企業(yè)目前仍以8μm銅箔為主，預(yù)計2020-2022年的滲透率分別為5%、10%、20%，到2025年滲透率達到50%；國內(nèi)動力電池領(lǐng)域，預(yù)計2020-2022年滲透率分別為60%、80%、90%，2025年滲透率為100%。儲能及消費電池領(lǐng)域仍以8μm銅箔為主，預(yù)計滲透率為0%。4）我們預(yù)計2020-2022國內(nèi)新能源汽車銷量分別為110萬輛、177萬輛、229.5萬輛，動力電池需求量分別為60.43GWh、102.73GWh、140.14GWh，全球動力電池需求量分別為130.45GWh、212.88GWh、305.63GWh。預(yù)計到2025年，國內(nèi)和全球的動力電池需求量分別為329.41GWh、771.07GWh，2020-2025年均復(fù)合增速分別為40.4%、42.7%。預(yù)計2025年全球鋰電銅箔需求量為76.82萬噸。根據(jù)測算，預(yù)計2020-2022年全球鋰電銅箔需求量分別為21.27萬噸、29.65萬噸、38.75萬噸，2025年全球鋰電銅箔需求量為76.82萬噸，2020-2025年年均復(fù)合增速為29.3%。預(yù)計2025年全球6μm鋰電銅箔需求量為36.64萬噸。根據(jù)測算，預(yù)計2020-2022年全球6μm鋰電銅箔需求量分別為2.70萬噸、6.28萬噸、10.63萬噸，2025年有望達到36.64萬噸，預(yù)計占全球鋰電銅箔總需求量比例為48%，2020-2025年年均復(fù)合增速為68.5%。鋰電銅箔價格假設(shè)：1）銅線價格：2020年受疫情沖擊，銅價出現(xiàn)下滑，預(yù)計2020年4.3萬元/噸（不含稅），假設(shè)2021-2025年穩(wěn)定于4.6萬元/噸（不含稅）。2）加工費預(yù)測：預(yù)計2020-2022年6μm銅箔加工費分別為4.9萬元/噸、4.5萬元/噸、4.3萬元/噸，2025年為3.7萬元/噸；預(yù)計2020-2022年8μm銅箔加工費分別為2.59萬元/噸、2.48萬元/噸、2.41萬元/噸，2025年為2.27萬元/噸。預(yù)計2025年全球鋰電銅箔市場空間580億元，2020-2025年年均復(fù)合增速為30.6%。根據(jù)我們的測算，2020-2022年，全球鋰電銅箔市場空間分別為152億元、223億元、292億元，2025年有望達到580億元，2020-2025年的年均復(fù)合增速達到30.6%。其中，6μm鋰電銅箔2025年市場空間有望達304億元，占全球鋰電銅箔市場空間的比例為52%，2020-2025年年均復(fù)合增速高達64.9%。鋰電銅箔輕薄化是未來主流趨勢鋰電銅箔輕薄化是未來的主流趨勢。鋰電銅箔越薄，對電池的能量密度提升作用越大。目前主流趨勢銅箔厚度從8μm減少至6μm，可以在電芯體積不變條件下，增大活性材料的用量，漿料涂覆厚度增厚，將直接促進電芯能量密度提高。根據(jù)CCFA數(shù)據(jù)，2016年國內(nèi)僅有少數(shù)廠商可以生產(chǎn)6μm鋰電銅箔，全年產(chǎn)量占國內(nèi)鋰電銅箔總量比例為3.6%；2019年，6μm鋰電銅箔產(chǎn)量達到5.74萬噸，占國內(nèi)總產(chǎn)量的比例為41.4%。根據(jù)上述測算，預(yù)計2020-2025年期間，全球6μm鋰電銅箔需求量的年均復(fù)合增速為68.5%，對應(yīng)的市場空間年均復(fù)合增速64.9%，顯著高于鋰電銅箔整體增速。鋰電銅箔存在四大壁壘，6微米極薄銅箔技術(shù)壁壘高技術(shù)壁壘：配方與工藝構(gòu)筑技術(shù)壁壘電解銅箔有溶銅、生箔、后處理、分切四步工序。電解銅箔是以銅料為主要原料，采用電解法生產(chǎn)的金屬銅箔。1）溶銅工序：電解液制備，在特種造液槽罐內(nèi)，用硫酸、去離子水將銅料制成硫酸銅溶液，為生箔工序提供符合工藝標準的電解液；2）生箔工序：在生箔機電解槽中，硫酸銅電解液在直流電的作用下，銅離子獲得電子于陰極輥表面電沉積而制成原箔，經(jīng)過陰極輥的連續(xù)轉(zhuǎn)動、酸洗、水洗、烘干、剝離等工序，并將銅箔連續(xù)剝離、收卷而形成卷狀原箔；3）后處理工序：對原箔進行酸洗、有機防氧化等表面處理工序后，使產(chǎn)品質(zhì)量技術(shù)指標符合客戶要求。4）分切工序：根據(jù)客戶對于銅箔的品質(zhì)、幅寬、重量等要求，對銅箔進行分切、檢驗、包裝。鋰電銅箔在溶銅、生箔工序環(huán)節(jié)與標準銅箔相同，主要區(qū)別在于后處理工序，由于電解液具備腐蝕性，需要進行表面有機防氧化處理。配方是電解銅箔的核心技術(shù)之一。添加劑決定了銅箔的產(chǎn)品性能和用途，不同用途的銅箔需要不同的添加劑；其種類繁多，在電沉積過程中發(fā)揮不同的作用，相輔相成又相互制約，掌握和研發(fā)混合型添加劑是高投入、長周期、低產(chǎn)出的科研工作。此外，其他配方條件還包括電流密度、電解液溫度、電解液的PH值、電解液的潔凈度等。配方的作用是獲得結(jié)構(gòu)致密、毛面晶粒大小基本均勻一致且排列緊密、雜質(zhì)含量極少的銅箔。銅箔生產(chǎn)工藝控制難度較高。濕法工藝中，電解液中銅、酸濃度處于動態(tài)變化，生產(chǎn)過程中需要及時監(jiān)測電解液中銅、酸濃度并進行實時調(diào)整，從而保證控制在最佳濃度范圍內(nèi)。在電解銅箔的后處理工序中，為保障產(chǎn)品質(zhì)量，需要對進入表面處理工序的原箔進行不同功能特性處理及全面檢測。6μm銅箔大規(guī)模應(yīng)用壁壘來自銅箔企業(yè)的技術(shù)升級與電池廠商的工藝配套。使用6μm極薄鋰電銅箔制造動力電池，從應(yīng)用技術(shù)的角度來看，工序中最難攻克的是涂布與卷繞環(huán)節(jié)，產(chǎn)品品質(zhì)控制的難點包括：打褶、斷帶、高溫被氧化、切片易掉粉。以寧德時代為代表的全球領(lǐng)先電池制造商率先研發(fā)設(shè)計出專門用于6μm極薄銅箔的涂布機和全球首臺6μm極薄銅箔高速卷繞機，于2018年解決了上述難題。針對6μm銅箔大規(guī)模應(yīng)用存在的問題，其生產(chǎn)技術(shù)壁壘更高。在生產(chǎn)6μm銅箔的過程中，需要其具備更高的抗拉伸強度、延伸率、耐熱性、耐腐蝕性等，解決電池廠使用6μm銅箔時出現(xiàn)的打褶、斷帶、高溫被氧化等缺陷。因此，電鍍液與添加劑的選擇更為苛刻，對陰極輥的要求也更高，鈦晶粒的大小均勻性、幾何形狀、晶粒結(jié)晶方向、晶粒的晶軸排列一致性、晶粒分布密集一致性、電場能的均勻一致性等，都會影響最終產(chǎn)品的技術(shù)性能、力學(xué)性能、加工性能、使用性能。6μm鋰電銅箔加工費及盈利水平更高。參考嘉元科技招股說明書，嘉元科技6μm鋰電銅箔逐步實現(xiàn)量產(chǎn)，2018年加工費為5.14萬元/噸，比傳統(tǒng)鋰電銅箔產(chǎn)品高50%以上，雙光6μm鋰電銅箔毛利率為39.14%，遠高于雙光7-8μm鋰電銅箔毛利率25.01%。諾德股份2019年年報問詢函回復(fù)公告顯示，諾德股份2019年9μm以上、7-8μm、6μm、4-4.5μm鋰電銅箔的毛利率分別為24%、20%、31%、49%。由此可見，≤6μm的鋰電銅箔，具備更高的加工費與盈利水平，驗證了其大規(guī)模生產(chǎn)具備更高的技術(shù)壁壘。設(shè)備壁壘：陰極輥構(gòu)筑設(shè)備壁壘陰極輥是生箔機的主要部件，銅離子電沉積在其輥筒式陰極表面而生成電解銅箔，同時輥筒連續(xù)旋轉(zhuǎn)做圓周運動，使銅箔能夠在其上連續(xù)不斷生成，連續(xù)不斷剝離，最終卷制箔材。陰極輥的關(guān)鍵技術(shù)在于鈦輥，鈦輥的鈦晶格主要用來沉積銅離子，形核長成銅晶體，宏觀層面上形成箔材。鈦輥表面粗糙度越高，晶粒越細小，電解沉積的銅層就容易形成晶粒細小、超薄韌性的箔材。由于陰極輥長期處于強腐蝕性的工作環(huán)境中，表明腐蝕加快，制備優(yōu)質(zhì)的鈦筒的生產(chǎn)工藝難度較大。目前國內(nèi)制備的陰極輥，大部分還停留在7-8級晶粒度的水平，科研界最好的陰極輥能做到9-10級晶粒度，與國外可以生產(chǎn)12級晶粒度的生產(chǎn)技術(shù)相比，仍有較大的差距。國外以日本為代表的焊接鈦陰極輥通過焊縫晶粒細化技術(shù)，成功解決了焊接鈦筒出現(xiàn)的“色差、亮斑”等問題。因此，能夠綁定日本陰極輥制造商的國內(nèi)銅箔企業(yè)，可以構(gòu)筑一定的設(shè)備壁壘。根據(jù)超華科技2020年5月13日投資者關(guān)系活動記錄表，目前國內(nèi)陰極輥與進口設(shè)備仍有差距，國內(nèi)銅箔企業(yè)擴產(chǎn)意愿強，但海外陰極輥設(shè)備企業(yè)并沒有擴產(chǎn)。目前采購陰極輥從下訂單到收貨時間已拉長至2.5-3年，同時設(shè)備采購價格漲幅較大，資本投入提高，一定程度上也限制了行業(yè)產(chǎn)能釋放，提高了行業(yè)壁壘。資質(zhì)壁壘：環(huán)保限制構(gòu)筑資質(zhì)壁壘鋰電銅箔產(chǎn)能涉及硫酸等，有環(huán)保限制。鋰電銅箔在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生廢水、廢氣、噪聲以及固體廢棄物，尤其生產(chǎn)過程需要用到硫酸和硫酸銅溶液，在溶銅和生箔工序中會產(chǎn)生硫酸霧廢氣，此外還會產(chǎn)生大量的廢水，主要包括純水制備廢水、清洗廢水、酸霧噴淋廢水和生活廢水等。除了對環(huán)保設(shè)備的投入加大之外，環(huán)評審批嚴格，是鋰電銅箔新建產(chǎn)能的壁壘之一。資金壁壘：固定資產(chǎn)投資較高構(gòu)筑一定的資金壁壘銅箔的固定資產(chǎn)投資較高。根據(jù)嘉元科技的招股說明書，嘉元科技IPO募集資金新建5000噸銅箔產(chǎn)能，其中建設(shè)投資為3.24億元，對應(yīng)單位投資額為6.48億元/萬噸。與鋰電池的四大材料對比來看，單GWh電池所需銅箔的固定資產(chǎn)投資為4800-5600萬元/GWh，低于正極材料、隔膜，高于負極材料、電解液。鋰電銅箔整體供需寬松，6微米供需格局有望逐步改善全球鋰電銅箔產(chǎn)能進入擴張周期，整體供需寬松2019年底全球鋰電銅箔產(chǎn)能29萬噸，未來2-3年擴產(chǎn)幅度較大。根據(jù)EVTank發(fā)布的《中國銅箔行業(yè)發(fā)展白皮書（2020年）》，全球2019年底鋰電銅箔產(chǎn)能為29萬噸。全球鋰電銅箔產(chǎn)能主要集中在中國、日本、韓國，未來2-3年內(nèi)產(chǎn)能擴張幅度較大。根據(jù)EVTank的預(yù)測數(shù)據(jù)，2020-2022年期間，全球鋰電銅箔產(chǎn)能分別為35萬噸、44.3萬噸、48.8萬噸；未來全球鋰電銅箔的產(chǎn)能增量主要來自中國和韓國，其中韓國鋰電銅箔擴產(chǎn)的主要廠商是韓國日進、韓國KCFT等。2019年國內(nèi)鋰電銅箔產(chǎn)能20萬噸，未來3-5年擴產(chǎn)計劃激進。我們對國內(nèi)主要鋰電銅箔擴產(chǎn)規(guī)劃進行統(tǒng)計，假設(shè)未來3-5年內(nèi)，國內(nèi)主要鋰電銅箔廠產(chǎn)能規(guī)劃全部達產(chǎn)，中國鋰電銅箔中產(chǎn)能將達到62.3萬噸。假設(shè)2019-2025年期間，海外鋰電銅箔產(chǎn)能增長1倍，2025年全球鋰電銅箔產(chǎn)能將達到80萬噸以上。當然，上述產(chǎn)能規(guī)劃完全實施的概率相對較小。2019年全球鋰電銅箔產(chǎn)量為20.7萬噸，國內(nèi)占比65.6%。根據(jù)EVTank及CEMIA資料，2019年全球鋰電銅箔產(chǎn)量為20.7萬噸，同比增長29.2%；其中國內(nèi)產(chǎn)量13.85萬噸，同比增長50.7%。2013-2019年期間，國內(nèi)鋰電銅箔產(chǎn)量持續(xù)提升，全球市占率持續(xù)提升，從2013年的46%提升到2019年的66.9%。預(yù)計未來3年鋰電銅箔產(chǎn)能利用率維持低位。根據(jù)高工鋰電數(shù)據(jù)，2015-2019年國內(nèi)鋰電銅箔產(chǎn)能利用率持續(xù)下滑，到2019年產(chǎn)能利用率為54.2%，預(yù)計2020年產(chǎn)能利用率進一步下降到42.1%。根據(jù)EVTank預(yù)測，未來3年國內(nèi)鋰電銅箔新建產(chǎn)能進入集中釋放期，靈寶華鑫、韓國日進、韓國KCFT、嘉元科技、銅冠銅箔、禹象銅箔等企業(yè)在未來3年均有擴產(chǎn)計劃，預(yù)計鋰電銅箔整體產(chǎn)能利用率維持低位運行。國內(nèi)2019年國內(nèi)鋰電銅箔集中度較高。根據(jù)CEMIA資料，2019年鋰電銅箔企業(yè)TOP5市占率為67%，整體集中度較高，其中靈寶華鑫、諾德股份、嘉元科技2019年產(chǎn)量占比分別為22%、19%、13%。2020-2022年全球鋰電銅箔整體供需寬松。根據(jù)上述測算，2020-2022年期間，國內(nèi)鋰電銅箔進入新建產(chǎn)能快速釋放期，行業(yè)整體出現(xiàn)過剩態(tài)勢。6微米銅箔產(chǎn)能規(guī)模相對較小，供需格局逐步改善全球6μm銅箔擴產(chǎn)主要集中于國內(nèi)。日本早在2005年就實現(xiàn)了3μm和5μm銅箔量產(chǎn)，日本多家銅箔企業(yè)在國內(nèi)成立下屬公司，如古河電工（上海）、東莞日礦富士電子、三井銅箔（蘇州）等，主要集中于高端銅箔領(lǐng)域。由于海外主流電池企業(yè)在動力領(lǐng)域均采用8μm銅箔，故上述銅箔廠仍主要以生產(chǎn)8μm銅箔為主。全球6μm主要企業(yè)集中于國內(nèi)，以靈寶華鑫、嘉元科技、諾德股份為主，其余廠商的產(chǎn)能規(guī)模相對較小。預(yù)計2020年國內(nèi)6μm銅箔有效產(chǎn)能為5.2萬噸。結(jié)合國內(nèi)主流6μm銅箔的擴產(chǎn)進度，同時考慮到6μm銅箔新建產(chǎn)能的爬坡節(jié)奏較慢，且下游動力電池客戶認證周期較長，我們暫不考慮尚未大規(guī)模出貨的企業(yè)產(chǎn)能，主要對諾德股份、嘉元科技、靈寶華鑫、華威銅箔的6μm銅箔產(chǎn)能做預(yù)測，預(yù)計2020-2022年國內(nèi)6μm鋰電銅箔實際有效產(chǎn)能分別為5.2萬噸、6.9萬噸、9萬噸。6μm鋰電銅箔供需格局逐步改善。根據(jù)上述測算，2020-2022年6μm鋰電銅箔的供需缺口分別為-2.5萬噸、-0.62萬噸、1.63萬噸，供需格局有望迎來顯著改善。切換產(chǎn)能充分釋放，鋰電銅箔產(chǎn)能增量來自于新建產(chǎn)能標準銅箔與鋰電銅箔理論上可以進行產(chǎn)能轉(zhuǎn)換。當鋰電銅箔需求爆發(fā)導(dǎo)致供需錯配時，部分企業(yè)通過主動調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、利用產(chǎn)能的彈性空間，將原PCB標準銅箔生產(chǎn)線用于擴大鋰電銅箔的產(chǎn)出量。由于國內(nèi)新能源汽車爆發(fā)拉動鋰電銅箔需求增長，2013-2015年期間，電解銅箔產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變化，鋰電銅箔的產(chǎn)能占比持續(xù)提升，迎來一波PCB標準銅箔轉(zhuǎn)換鋰電銅箔產(chǎn)能的高峰。根據(jù)中國電子銅箔資訊網(wǎng)資料，2013-2015年期間，國內(nèi)電解銅箔總產(chǎn)能增速下滑，其中2015年總產(chǎn)能同比增速為-0.3%，而鋰電銅箔的占比從2013年的10%提升至2015年的20%。未來產(chǎn)能轉(zhuǎn)換彈性有限，鋰電銅箔產(chǎn)能增量來自于新建產(chǎn)能。從標準銅箔產(chǎn)能轉(zhuǎn)化至鋰電銅箔，并非“一蹴而就”，根據(jù)SMM資料，標準銅箔的開工率約80%-90%，而鋰電銅箔由于技術(shù)指標要求更苛刻，開工率一般70%左右，因此產(chǎn)能轉(zhuǎn)換會損失部分名義產(chǎn)能。此外，標準銅箔與鋰電銅箔在生產(chǎn)設(shè)備和工藝上有較大的差別，比如厚度和表面處理要求不同、溶解工序中添加劑配方工藝不同、尾端表面處理設(shè)備不同等。在經(jīng)歷了上一輪產(chǎn)能轉(zhuǎn)換的高峰期之后，現(xiàn)有標準銅箔產(chǎn)能轉(zhuǎn)換空間已充分釋放，未來鋰電銅箔的產(chǎn)能增量主要來自于新建產(chǎn)能。加工費直接決定鋰電銅箔的盈利能力直接材料占鋰電銅箔成本70%以上。根據(jù)嘉元科技招股說明書以及年報，2019年鋰電銅箔成本構(gòu)成中，直接材料占比79.97%、直接