兼具高(gao)安全、低成本、极薄化的新(xin)型材料(liao)复(fu)合集流体，已经迎来产业化的实质(zhi)阶段，各大主流厂商陆续进场背后，百亿级设备市场蠢蠢欲动(dong)。
成本、安全性、能力密度全面优化
集流体是锂(li)电池中的一种关键(jian)材料(liao)，作(zuo)用是将电池活性物质(zhi)产生的电流汇集起(qi)来，以产生更大的输出电流。正极采(cai)用铝箔，负极采(cai)用铜箔。为提升(sheng)电池能量密度和安全性以及降低成本，锂(li)电池用集流体正在(zai)向高(gao)密度、轻薄化、高(gao)抗拉强度、高(gao)延伸率等方向发展。不过受制于其材料(liao)的物化属性，纯金(jin)属箔材薄型化有(you)限，工艺端技术路径受阻(zu)。
复(fu)合集流体采(cai)用“金(jin)属-高(gao)分(fen)子材料(liao)-金(jin)属”三层复(fu)合结构，通过真空蒸镀、磁控溅射等方式在(zai)高(gao)分(fen)子PET/PP膜表面形成纳米级金(jin)属，再通过水电镀将金(jin)属层沉积增厚到1μm以上，代替传统(tong)的铝箔和铜箔作(zuo)为电池正负极材料(liao)，具备低成本、高(gao)安全、长寿命和高(gao)能量密度等优势。
数据(ju)来源：金(jin)美新(xin)材料(liao)官网
近年来，由电池热失控引(yin)发的电动(dong)汽(qi)车起(qi)火自燃事(shi)故是新(xin)能源汽(qi)车安全性的核心问题之一。复(fu)合集流体中间的高(gao)分(fen)子基材具有(you)阻(zu)燃特性，在(zai)热失控前可快速融化，电池损坏仅局(ju)限于刺穿位点形成“点断路”，并可缓解锂(li)枝晶生长带来的压缩(suo)应(ying)力，从而延缓电池短路，因此其具备高(gao)安全性。
同时为提升(sheng)电池能量密度，延长续航能力，近年来锂(li)电铜箔呈现轻薄化趋(qu)势。复(fu)合铜箔中铜厚度相比6μm铜箔减少(shao)66.67%，复(fu)合铝箔中铝厚度相比10μm铝箔减少(shao)80%。复(fu)合集流体中间层采(cai)用轻量化高(gao)分(fen)子材料(liao)，重量比纯金(jin)属集流体降低50%左右，可有(you)效提升(sheng)电池能量密度。
此外，传统(tong)铜箔的原材料(liao)成本占比约(yue)83%，而复(fu)合铜箔原材料(liao)成本占比约(yue)31%，且受产业化初期影响设备成本占比高(gao)达50%，复(fu)合铜箔生产通过规模效应(ying)降低成本的空间更大。在(zai)技术完(wan)备条件下(xia)，复(fu)合铜箔大规模量产后有(you)望实现4.5元每平米以下(xia)，相较传统(tong)铜箔有(you)望实现降低40%的制造(zao)成本。
复(fu)合集流体示意图(tu)数据(ju)来源：高(gao)工锂(li)电，头豹研究所
行业已至0到1产业化前夜
复(fu)合集流体的概(gai)念最早由宁德时代于2017年提出，2019年行业步入专利爆发期，国轩(xuan)高(gao)科、比亚迪(di)、蜂巢能源等多家电芯厂商均陆续投入研究。
在(zai)2021年7月，OPPO就发布了引(yin)入复(fu)合集流体技术的五(wu)层夹心式安全电池，实现了复(fu)合集流体在(zai)消费电子领域的应(ying)用。2022年11月，重庆金(jin)美率先实现8μm复(fu)合铝箔量产下(xia)线。
2023年3月，广汽(qi)埃安发布采(cai)用复(fu)合集流体材料(liao)的弹匣电池2.0，并通过军标级枪击测试，将首先搭载于埃安豪华超跑品牌hyper。天(tian)能电池发布了用于两轮车领域的新(xin)一代锰(meng)铁锂(li)电池TP-MAX，同样以复(fu)合集流体的应(ying)用作(zuo)为安全升(sheng)级的亮点。2023年4月和6月，搭载宁德时代麒麟电池的极氪009和极氪001均使用了复(fu)合集流体。年底上市的塞力斯(si)问界M9也或将应(ying)用复(fu)合铝箔。
复(fu)合铜箔由于基材、工艺路线分(fen)歧等原因，产业化进展较复(fu)合铝箔相对缓慢。不过2023年以来产业链上不断迎来催化，趋(qu)势愈(yu)发明朗。
2023年6月，双星新(xin)材、万顺新(xin)材公告获得首张复(fu)合铜箔订单。道森股份子公司洪(hong)田科技研自2023年4月发布一步法真空磁控溅射一体机(ji)后，分(fen)别于7月和9月获得7000万元和1.84亿元订单。9月4日(ri)，嘉元科技公告，与三孚新(xin)科在(zai)复(fu)合铜箔产业链建立(li)战略合作(zuo)关系，并签订“一步式全湿法复(fu)合铜箔电镀设备”采(cai)购合同，确认合同金(jin)额2.43亿元。
10月9日(ri)，璞泰来发布公告，与宁德时代签订《战略合作(zuo)协议》，双方同意就复(fu)合铜箔集流体业务建立(li)长期合作(zuo)机(ji)制，共同开拓(tuo)新(xin)能源海内外市场；公司溧阳基地预(yu)计将在(zai)2024年逐步实现产能投放。宁德时代作(zuo)为下(xia)游电池厂龙头，这(zhe)一战略协议表明复(fu)合集流体产业化趋(qu)势的进一步明确。
据(ju)起(qi)点研究院数据(ju)显示，按照未来三年下(xia)游电池全球的装机(ji)量来看，动(dong)力、储能将是复(fu)合集流体的主要增量市场。
产业化推(tui)进 百亿级设备市场先行
随着复(fu)合铜箔技术成熟，2023年有(you)望成为复(fu)合铜箔的量产应(ying)用元年。随着复(fu)合铜箔渗透率提高(gao)，复(fu)合铜箔到2025年出货(huo)量有(you)望达到新(xin)的台阶，进入真正替代传统(tong)铜箔时期，此背景下(xia)，设备端将率先受益。
中国银河证(zheng)券研究院认为，根据(ju)主流电池厂商产能规划，假设2023-2025年，复(fu)合铜箔在(zai)新(xin)增电池市场中渗透率为0.5%/5%/13%。按单GWh需2台磁控溅射设备和3台电镀设备，单台价(jia)格分(fen)别为1400万元/1000万元，需超声波滚(gun)焊设备价(jia)值量1000万元，随着效率和良率的提升(sheng)，单GWh所需设备数量和单台设备价(jia)值量逐步减少(shao)。则到2025年，真空磁控溅射设备和电镀设备市场规模将分(fen)别达到57.6亿元和58.0亿元，超声波滚(gun)镀设备市场规模27.7亿元。
天(tian)风证(zheng)券认为，在(zai)2025年复(fu)合铜箔渗透率达到20%的前提下(xia)，对应(ying)复(fu)合铜箔市场规模为158亿元，磁控溅射设备新(xin)增市场规模74亿元，电镀设备新(xin)增市场规模57亿元，新(xin)增设备总市场空间为131亿元；未来放量后新(xin)增空间可观，产业链企(qi)业有(you)望充分(fen)受益。
资料(liao)来源：GGII，EVTank，智研咨询，天(tian)风证(zheng)券研究所
国泰君安观点表示，假设2023～2025年复(fu)合铜箔全球锂(li)电池领域渗透率分(fen)别为2%、5%和12%，复(fu)合铜箔的平均售价(jia)分(fen)别为6.2元/平米、5.9元/平米、5.6元/平米。预(yu)计到2025年复(fu)合铜箔出货(huo)量有(you)望达到30亿平米，对应(ying)的市场规模约(yue)为168亿元。
设备方面，根据(ju)GGII预(yu)测，2023-2025年锂(li)电池出货(huo)量分(fen)别为1119/1416/1805GWh。由于PET复(fu)合铜箔渗透率目前较低，但下(xia)游膜材厂商、电解铜箔供应(ying)商均积极布局(ju)复(fu)合铜箔产能或已处于产品送样阶段，因此后期渗透率将不断提升(sheng)。
假设2023-2025年复(fu)合铜箔渗透率为2%、5%、12%；假设水电镀设备价(jia)值量约(yue)1200万/台，磁控溅射设备单价(jia)1500万元/台；假设1GWh电池需要水电镀设备3台，磁控溅射设备2台。若工艺全为两步法，经以上假设后测算，2025年复(fu)合铜箔设备市场规模有(you)望达到143亿元。
数据(ju)来源：GGII，公司年报，国泰君安证(zheng)券研究
相关企(qi)业有(you)哪些？
复(fu)合集流体产业链包括，上游基膜厂商（PET、PP、PI）+镀膜设备商（超声滚(gun)焊设备、磁控溅射设备、真空镀膜设备、水电镀设备、一步法设备）；中游复(fu)合集流体制造(zao)商以及下(xia)游终端电池厂商。
复(fu)合集流体产业链资料(liao)来源：中国银河证(zheng)券研究院
复(fu)合铝箔制备的技术路线已经十分(fen)明确，主要采(cai)用真空蒸发镀膜干法工艺。即在(zai)厚度4.5～6.0μm的PET/PP基材表面采(cai)用真空蒸发的方式，双面镀制一层1μm的铝膜。
目前复(fu)合铜箔的制备工艺存在(zai)多种路线，包括一步法（化学沉积法/真空磁控溅射/真空蒸镀法）、两步法（真空磁控溅射+水电镀）和三步法（真空磁控溅射+真空蒸镀+水电镀）。核心设备包括真空蒸镀、真空磁控溅射在(zai)内的真空镀膜设备，以及水电镀设备。此外，应(ying)用复(fu)合集流体后锂(li)电池制备将多出一道采(cai)用超声波高(gao)速滚(gun)焊技术的极耳转印焊工序，带来对超声波滚(gun)焊设备的确定性需求。
其中国内超声波设备龙头骄成超声，可以说是极具确定性的受益标的。公司一方面在(zai)国内动(dong)力电池领域及轮胎裁切领域保持领先优势，另一方面积极拓(tuo)展超声波技术在(zai)汽(qi)车线束焊接(jie)、功率半导体焊接(jie)、无纺(fang)布焊接(jie)、塑料(liao)焊接(jie)等其他领域的应(ying)用，逐步成为平台型超声波设备商。公司自主研发的动(dong)力电池超声波滚(gun)动(dong)焊接(jie)设备，解决了锂(li)电池复(fu)合集流体和箔材之间焊接(jie)难度大、焊接(jie)效率低下(xia)的痛点问题，已为宁德时代供货(huo)。
东威科技是目前唯一能实现水电镀设备规模化量产的企(qi)业，同时公司积极向前道工序延伸，推(tui)出真空磁控溅射设备，12靶设备已经推(tui)向市场，24靶设备仍在(zai)测试中。其水电镀设备已签订订单及框(kuang)架协议共计300余台，意向客户包括宝明、胜利精密、双星、元琛等。磁控溅射设备也将与水电镀设备配(pei)套形成一体化出售，22年末出货(huo)一台。
以真空镀膜技术及成膜工艺为核心的汇成真空，致力于溅射镀膜技术、蒸发镀膜技术、离子镀膜技术、柔性卷绕镀膜技术以及成膜工艺的研究和应(ying)用。产品已应(ying)用于智能手机(ji)、屏幕显示、光学镜头等消费电子领域，以家居建材和生活用品为主的其他消费品领域，航空、半导体、核工业、工模具与耐(nai)磨(mo)件、柔性薄膜等工业品领域，以及高(gao)校、科研院所等领域。主要客户包括苹果公司、富士康(kang)、比亚迪(di)、捷普、沃格光电、日(ri)久光电、宏旺等国内外知(zhi)名企(qi)业和科研院所，目前处于IPO阶段。
腾胜科技拥有(you)卷绕式真空镀膜设备、连(lian)续式真空镀膜生产线设备、光学真空镀膜设备、磁控溅射真空镀膜设备、电弧(hu)离子真空镀膜设备等多个系列设备，被广泛应(ying)用于动(dong)力电池、储能电池、半导体、光伏、消费电子、航空航天(tian)、汽(qi)车零件、机(ji)械加(jia)工、模具制造(zao)、新(xin)材料(liao)等多行业领域，其中多款设备已实现同类进口产品的国产化替代。目前公司已推(tui)出2.5代卷绕式复(fu)合铜箔真空镀膜设备和2代卷绕式复(fu)合铝箔真空镀膜设备，并已交付客户。
此外还有(you)通过收购洪(hong)田科技切入锂(li)电铜箔领域的道森股份，凭借洪(hong)田科技在(zai)电解铜箔领域的深厚积累，2023年4月公司成功推(tui)出全国首台“一步法”复(fu)合铜箔真空磁控溅射一体机(ji)，并于7月公告通过客户测试验证(zheng)，获得7000万元订单。此外，公司还研发推(tui)出卷绕磁控溅射蒸镀复(fu)合镀膜机(ji)（可双面镀铜镀铝）、卷绕蒸发镀膜机(ji)（可双面镀铝），实现真空镀膜领域的平台化布局(ju)，并于9月公告获得诺德股份1.84亿元的复(fu)合铜铝箔一体机(ji)设备订单。