1、新能源汽車前沿技術專題報告：電鍍銅鋁箔產業分析一、電鍍銅/鋁箔介紹電鍍銅/鋁箔是一種夾層式的電池集流體電鍍銅/鋁箔與傳統箔材的主體功能相同。電鍍銅/鋁箔是一種新型的動力電池集流體材料，主要由3部分組成，中間一層為絕緣樹脂 (PET/PEN/PP材質)做芯的導電薄膜，導電薄膜在PET表面還有一些鍍層結構。導電薄膜的兩側為厚度1-2m的金屬，主要是一種夾層式的 結構。與傳統箔材的制造工藝不同。傳統的鋁箔和銅箔主要是由輥壓或電解工藝生產得到；電鍍銅/鋁箔是在厚度3.5-6m的塑料薄膜表面采用磁 控濺射和真空蒸鍍的方式，制作一層20-80nm的金屬層，然后通過水電鍍的方式，將金屬層加厚到1-2m，制作

2、總厚度在5.5-8m之間的 復合金屬箔，用以代替6-9m的電解金屬箔。電鍍及真空蒸鍍在過去的電池行業應用較少電鍍廣泛應用于電子計算機、通信、消費類電子、工業儀器、國防航天等行業，基本原理為在含有預鍍金屬的溶液中，以被鍍基體金屬為陰極， 鍍層金屬或其他不溶性材料做陽極，通過電解作用，使鍍液中預鍍金屬的陽離子在基體金屬表面沉積出來，形成鍍層。真空蒸鍍廣泛應用于OLED屏幕等行業，使用金屬、合金或化合物鍍膜，鍍鋁或絕緣物當作電容之電極。基本原理為在真空條件下，使金屬、 金屬合金等蒸發，然后沉積在基體表面上，蒸發的方法常用電阻加熱，電子束轟擊鍍料，使蒸發成氣相，然后沉積在基體表面。電鍍銅/鋁箔的安全性

3、強安全性好是復合材料關鍵要素之一。隨著動力電池在市場滲透率越來越高，安全成為電池產品的最基本訴求。但由于電池能量密度越來越高 ，電池熱失控的風險也同步增加。復合金屬箔中間的導電薄膜的阻燃結構，可以大大提高電池的安全性，使用了電鍍銅/鋁箔的電池可以讓 高鎳電池更安全，保證產品性能的競爭力。PET的引入對電池能量密度有貢獻。電鍍銅/鋁箔的厚度能達到傳統箔材的水平甚至更薄，在部分金屬二、電鍍銅/鋁箔與傳統箔材的比較電鍍銅/鋁箔技術優勢電鍍銅/鋁箔技術。電鍍銅/鋁箔相比于傳統箔材在產品性能、量產可制造性和成本空間上有明確的不同，在性能和成本空間上的優勢 是電鍍銅/鋁箔打開市場的關鍵。在量產可制造性和現

4、行成本上來看，電池制造的附加成本是電鍍銅/鋁箔在推廣中重要的問題，亟待 繼續突破通孔問題和持續降低產品成本。主要優勢：1）能量密度高。由于PET材料較輕，復合金屬箔質量比純金屬箔輕1/3-1/5，電池層級的能量密度將增加。2）安全性高。 復合金屬箔中間的PET層和磁控濺射形成的阻燃結構，當發生熱失控時可以為電路系統提供無窮大的電阻，從而降低電池燃燒起火爆 炸的可能性。在高鎳電池的測試實驗中，可以通過針刺實驗。3）材料的降本空間大。同等情況下，金屬的用量只有原來純金屬箔的 1/3-1/5。如果能夠控制制造成本，根據第一性原理，復合箔理論成本會低于金屬箔，能有效應對金屬價格上漲。電鍍銅/鋁箔技術短

5、板現階段短板：1）箔材穿孔。金屬在磁控和蒸鍍到PET材料過程中因為有高溫的金屬熔融物，可能飛濺熔穿箔材形成通孔。在電池的生產 過程中會引起箔材斷帶，影響電池生產效率，增加制造成本。第二代蒸鍍設備對該問題有改善，但無法完全杜絕。2）存在產能瓶頸。由 于磁控和蒸鍍的節拍限制，目前復合箔的單位設備效率不及傳統箔材，這在產品放量的過程中會存在明顯瓶頸。3）電池內阻增大，電池 的輸出功率受影響。相比于金屬箔，復合箔的PET和金屬存在較大的接觸電阻，同時由于阻燃劑等介質的引入，電池的電阻會有所增加， 電池在高低溫的功率會小幅下降，可能會對整車的加速體驗有影響。4）電池制造需新增工序。因為PET材料的引入，

6、常規的電池生產工 藝無法直接平移。在極片制作過程中，需要至少增加一個轉接焊工序，用來制造極片的極耳，電池的制造成本會增加。市場空間新能源行業景氣度高，帶動鋰電池產量快速增長。根據高工產研鋰電研究所（GGII）的數據和前瞻研究院的預測，20162020年，中國動力鋰 電池出貨量逐年上升。2020年中國動力電池出貨量為80GWh，同比增長13%，2020年動力電池市場規模約為650億元，到2026年我國動力鋰電 池市場規模有望突破千億元。近幾年將是鋰電池需求旺盛的時期，整個電池產業鏈都將保持高速的增長。儲能、消費在內的新能源產業數據，我們預計， 2021年全行業裝機 量達到370Gwh，同比增長4

7、4%，22-25年仍然保持持續增長的狀態，到2025年將來到TWh時代，預計裝機量1390GWh，同時增速會放緩至 32%。電鍍銅/鋁箔需求預測2021年銅箔供應緊張，電鍍銅/鋁箔有望打開市場。在鋰電需求的帶動下，自去年下半年以來，鋰電銅箔行業快速回暖，市場供不應求，頭部企業 處于滿產滿銷狀態，加工費快速攀升。另一方面供應端產能有限，國內鋰電銅箔在近兩年的產能釋放速度跟不上客戶的擴張速度。作為金屬箔材的 同類產品，電鍍銅/鋁箔有著更大的試用機會與推廣空間。 以擴產周期更長的銅箔為例，若假設每GWh電池裝機量對應銅箔790噸用量，2021年開始，電鍍銅/鋁箔的滲透率從0.25%開始逐漸增加，逐步

8、擠 占傳統箔材市場。若假設到2025年時滲透率達到15%，對應電鍍銅箔的總計出貨量將達到15萬噸。電鍍銅/鋁箔市場推廣方向從下游電池廠來看，對復合鋁箔的需求更加迫切。影響復合鋁箔和銅箔推進進度和終期市場配比取決于兩個關鍵維度：安全和成本。該材料的 引入可以很大程度解決安全問題，除了高端乘用車，隨著三元體系在二輪車市場的普及，入戶充電的安全問題成為產品焦點，電鍍銅/鋁箔對于 高鎳三元體系的推廣有關鍵性作用。同時由于其提高能量密度的屬性，對于下游整車廠來說是緩解里程焦慮的新方案。從上游材料競爭格局來看，電鍍銅/鋁箔的降本屬性更加受到關注。國內銅價一直持續上漲，2021年上半年銅價漲幅達到21.6%

9、；而電池銅箔 全年供應緊張，擴產周期長，市場需求存在缺口。雖然說現在復合銅箔的成本因為制造初期成本比較高，在價格上沒有傳統銅箔低，理論上單 位材料的銅用量僅有傳統箔的1/3左右，當后期形成規模效應后降本空間明確。三、電鍍銅/鋁箔的制造工藝銅箔：生產以電解工藝為主銅箔的生產有延壓和電解兩種方式，由于成本更低、設備簡單，目前主流應用的是電解銅箔，其工藝主要包括四個工序： 1）溶銅工序：主要目的是電解液制備。在特種造液槽罐內，用硫酸、去離子水將銅料制成硫酸銅溶液，為生箔工序電解液；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，經過陰極輥的

10、連續轉動、酸洗 、 水洗、烘干和剝離等，將銅箔連續剝離、收卷而形成卷狀原箔。 但由于核心設備陰極輥主要為日本生產，短期供應短缺，因此銅箔擴產 周期長，無法快速釋放產能；3）后處理工序：對原箔進行酸洗、耐熱處理、有機防氧化等表面處理工序；4）分切工序：根據客戶的要求 ，對銅箔進行分切、檢驗和包裝。鋁箔：生產以輥壓工藝為主與銅箔不同，鋁箔主要是采取輥壓工藝。鋰電池用鋁箔使用上游供應商提供的電解鋁（鋁錠）進行軋制，將鋁箔胚料經過多次軋制多次熱 處理軋制成需要的厚度。在這個過程中主要有粗軋和精軋兩道工序，精軋后會對鋁箔進行表面處理，在這個過程中也需要很好的控制鋁箔 的張力，最后將鋁箔分切成鋰電廠家需要

11、的寬度和長度。在生產工藝的后期，對鋁箔的強度延伸率的需求都是通過控制軋制壓力和控制熱 處理工藝來實現的。電鍍銅/鋁箔工藝介紹電鍍銅/鋁箔的制造工藝比傳統箔材復雜。根據重慶金美新材料科技有限公司發明專利一種導電薄膜、導電薄膜的制備方法及鋰離子電池 ，電鍍銅/鋁箔制備和核心工藝是導電薄膜的生產，經過至少7個關鍵工序后薄膜完成，其制備的精度是nm級別要求；再在薄膜的基礎上 進行水電鍍增厚1-2m，從而達到需求箔材的厚度。理論上來說水電鍍層的厚度，可以通過電鍍工藝進行控制，所以電鍍銅/鋁箔在尺寸上 還有更多的可能。蒸鍍是生產的核心工序，其次是水電鍍。材料的核心結構是通過至少三道磁控濺射和蒸鍍來制造，箔

12、材廠在蒸鍍工藝中已有專利布局雙 面連續鍍膜的真空蒸鍍裝置，確保技術的核心競爭力。四、電鍍銅/鋁箔的產業電鍍銅/鋁箔產業鏈電鍍銅/鋁箔產業鏈主要變化在設備。箔材的原材料都是成熟的大宗商品，電池廠和設備廠的主要變化都來自設備端，箔材制造的蒸鍍設備和電鍍 設備，電池制造主要會新增轉接焊設備。競爭格局-銅鋁箔材下游需求旺盛，傳統箔材受陰極輥限制擴產。需求快速擴張刺激銅箔企業新一輪擴產，但銅箔投產周期在2年左右，無法快速釋放產能，預 計2021、2022年銅箔供應偏緊。銅箔長擴產周期主要是因為核心設備陰極輥供應短缺：6m以下銅箔的生產須利用采購自日本的陰極輥 ，而日本產陰極輥交付訂單已排到3年之后。而電

13、鍍銅/鋁箔的制造，僅用不銹鋼的常規輥材即可滿足，蒸鍍設備的交付周期大約6-8個月左 右，可以有效縮短箔材的擴產周期，填充部分的箔材需求缺口。鋰電傳統產品壁壘不高，行業格局相對分散。傳統電池箔材作為目前唯一的集流體形態，產品類型高度統一，主要的區別在產品厚度，不 同供應商的同一厚度箔材可替換性較強。鋰電銅箔行業格局分散，呈現出頭部供應商份額差別不大，小份額供應商多的形態。全球CR3占 比不足30%，主要原因系資產偏重+產業鏈條短難以與競爭對手拉開巨大差距。鍍銅/鋁箔已有量產經驗，新擴產年底開始釋放電鍍銅/鋁箔是金美新材料研發的新型材料，已有完整的專利技術布局，同時輻射電鍍銅/鋁箔相關的阻燃劑、鍍銅溶液等原材料的配套開 發，技術壁壘高。金美新材料是長江晨道（CATL間接參股）和中國寶安參股，從事新型高端功能材料，高端電子專用材料、及其它新型 高分子材料的研發、制造和銷售的前沿技術企業。已成為CATL 的指定新型復合金屬箔材供應商，一代機生產的產品在2019年量產交付 給CATL，通過電池層級驗證，實現對終端