1、總論
總論:鋰電銅箔空間廣闊,輕薄化趨勢(shì)下復(fù)合銅箔嶄露頭角
銅箔下游需求旺盛,鋰電銅箔空間廣闊: 銅箔是鋰電、電子領(lǐng)域的重要材料,主要用于集成電路板、鋰電池電極等產(chǎn)品的生產(chǎn); 受益于下游新能源汽車、儲(chǔ)能、3C數(shù)碼、小動(dòng)力、電動(dòng)工具等領(lǐng)域需求的增長(zhǎng),鋰電池規(guī)模不斷擴(kuò)大,帶動(dòng)鋰電銅箔市場(chǎng)需求 提升。2022年中國(guó)國(guó)內(nèi)鋰離子電池的出貨量為655GWh,同比增長(zhǎng)102.4%;全球市場(chǎng)上鋰電銅箔出貨量為52.3萬(wàn)噸,同比增速 為35.7%。其中中國(guó)市場(chǎng)鋰電銅箔的出貨量38.6萬(wàn)噸,同比增速為37.7%; 動(dòng)力電池及儲(chǔ)能需求持續(xù)快速增長(zhǎng),推動(dòng)鋰電銅箔空間持續(xù)增大。我們預(yù)測(cè)2025全球鋰電池出貨量達(dá)到2227GWh,預(yù)計(jì)鋰電 銅箔市場(chǎng)規(guī)模2025年達(dá)1076億元,2022-2025年CAGR達(dá)31%。
總論:復(fù)合銅箔可有效提升能量密度
相比傳統(tǒng)電解銅箔,復(fù)合銅箔能有效提高鋰電池能量密度,以6 μm銅箔為例: 從銅箔總質(zhì)量來(lái)看,由PET、PP和PI為基膜的復(fù)合銅箔每平方米的質(zhì)量分別為23.44g、21.52g和23.52g,顯著低于傳統(tǒng)銅箔 的質(zhì)量53.76g; 從成品電池的能量密度來(lái)看,按照銅箔質(zhì)量占動(dòng)力電池總質(zhì)量的11%測(cè)算,采用由PET、PP和PI為基膜的復(fù)合銅箔分別可以 提升電池能量密度達(dá)6.6%、7.1%和6.6%。
總論:復(fù)合銅箔原材料成本更低,約為傳統(tǒng)銅箔的34%
相比傳統(tǒng)電解銅箔,復(fù)合銅箔具有更低的原材料成本: 6μm的傳統(tǒng)銅箔主要由銅組成,6μm復(fù)合銅箔主要由4μm PET材料 和1μm*2的銅層組成。 截止2023年3月31日數(shù)據(jù),市場(chǎng)上電解銅價(jià)為69450元/噸,PET材 料參考價(jià)為7690元/噸,PP材料參考價(jià)為7825元/噸,價(jià)格相差巨大 。而受技術(shù)差異影響,國(guó)內(nèi)外不同類別PI薄膜價(jià)格相差較大,最低 價(jià)亦接近20萬(wàn)元/噸,成本高昂難以大規(guī)模應(yīng)用于復(fù)合銅箔量產(chǎn)。 隨著銅價(jià)與高分子基膜價(jià)格走低,傳統(tǒng)與復(fù)合銅箔原料成本雙雙下 降,但復(fù)合銅箔仍具有顯著原材料成本優(yōu)勢(shì)。
總論:復(fù)合銅箔滲透率有望不斷提升,空間突破291億
隨著復(fù)合銅箔技術(shù)進(jìn)步及應(yīng)用場(chǎng)景的增加,復(fù)合銅箔的市場(chǎng)滲透率將不斷提升,帶來(lái)市場(chǎng)需求增量空間。 基本假設(shè):1)復(fù)合銅箔市場(chǎng)滲透率不斷提高,預(yù)計(jì)2025年達(dá)到12%;2)每GWh鋰電池所需復(fù)合銅箔面積固定為1000萬(wàn)平方 米;3)同一年度,樂(lè)觀情形下,復(fù)合銅箔市場(chǎng)滲透率相比中性情形會(huì)高出5%,而悲觀情形下則反之。 根據(jù)我們的中性情景測(cè)算,預(yù)計(jì)2025年復(fù)合銅箔市場(chǎng)空間將達(dá)到179.05億元。樂(lè)觀情形下,有望突破291億元。
2、下游需求旺銅箔千億市場(chǎng),復(fù)合銅箔嶄露頭角
下游需求旺盛,銅箔市場(chǎng)增量可觀
下游需求旺盛,銅箔市場(chǎng)增量可觀。銅箔是鋰電、電子領(lǐng)域重要的基礎(chǔ)材料,主要用于集成電路板、鋰電池電極等產(chǎn)品的生產(chǎn) ,下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。根據(jù)制備工藝的不同,傳統(tǒng)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,可以應(yīng)用于柔性覆銅板領(lǐng)域;電解銅箔則多應(yīng)用于電子電路和鋰電池生產(chǎn),具有成本優(yōu)勢(shì),是目 前主流銅箔產(chǎn)品,總產(chǎn)量占比達(dá)98%以上。鋰電銅箔是鋰電池制造的重要組成部分,是鋰電池負(fù)極材料載體和集流體的首選材 料,約占鋰電池材料成本的8%。
下游鋰電需求旺盛,鋰電銅箔出貨量高增
受益于下游新能源汽車、儲(chǔ)能、3C數(shù)碼、小動(dòng)力、電動(dòng)工具等領(lǐng)域需求的增長(zhǎng),鋰電池規(guī)模不斷擴(kuò)大,帶動(dòng)鋰電銅箔市場(chǎng)需求 提升。2022年中國(guó)國(guó)內(nèi)鋰離子電池的出貨量為655GWh,同比增長(zhǎng)102.4%。下游需求的增長(zhǎng)帶動(dòng)鋰電銅箔的出貨量高增,全 球市場(chǎng)上鋰電銅箔出貨量為52.3萬(wàn)噸,同比增速為35.7%。其中,中國(guó)市場(chǎng)鋰電銅箔的出貨量38.6萬(wàn)噸,同比增速為37.7%。 我們認(rèn)為,隨鋰電下游需求的進(jìn)一步增長(zhǎng),鋰電銅箔行業(yè)的產(chǎn)銷量有望保持高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。
鋰電銅箔輕薄化趨勢(shì)漸顯,2025年有望突破1076億
電池需求加速增長(zhǎng),鋰電銅箔空間逐步釋放。動(dòng)力電池及儲(chǔ)能 需求持續(xù)快速增長(zhǎng),推動(dòng)鋰電銅箔空間持續(xù)增大。我們預(yù)測(cè) 2025全球鋰電池出貨量達(dá)2227GWh,結(jié)合銅冠銅箔招股說(shuō)明書 披露各厚度尺寸鋰電銅箔銅耗量,基于以下假設(shè)進(jìn)行測(cè)算: 1)根據(jù)德福科技招股說(shuō)明書披露的各厚度尺寸的鋰電銅箔單價(jià) ,我們認(rèn)為隨著銅箔輕薄化趨勢(shì)、滲透率提升規(guī)模效應(yīng)以及銅 價(jià)承壓,各尺寸銅箔單價(jià)未來(lái)幾年趨于下降; 2)根據(jù)中國(guó)電子銅箔資訊網(wǎng)披露的各厚度尺寸的滲透率信息, 4.5μm鋰電銅箔市場(chǎng)滲透率不斷提升,假設(shè)4.5μm和6μm市占率 2025年分別達(dá)到19%和64%,其余尺寸滲透率逐年下降; 3)假設(shè)鋰電銅箔單GWh銅耗量,4.5μm/6μm/8μm/8μm以上各 不同厚度的鋰電銅箔銅耗量分別為450/600/750/1000噸 我們預(yù)計(jì)鋰電銅箔市場(chǎng)規(guī)模2025年達(dá)1076.37億元,2022-2025 年CAGR達(dá)31%
3、性能成本全方位對(duì)比測(cè)算復(fù)合銅箔與傳統(tǒng)銅箔
相較傳統(tǒng)銅箔,復(fù)合銅箔可降本增效提升安全性
相較傳統(tǒng)銅箔,復(fù)合銅箔結(jié)構(gòu)特殊有諸多優(yōu)點(diǎn)。 復(fù)合銅箔的特殊結(jié)構(gòu)可以有效控制電池?zé)崾Э貑?wèn)題,提升電池壽命和安全性; 以6μm銅箔為例:按照銅箔占動(dòng)力電池11%測(cè)算:則PET、PP和PI銅箔替換傳統(tǒng)銅箔分別可提升動(dòng)力電池能量密度6.61%、 7.1%和6.6%; 以6μm銅箔為例:據(jù)測(cè)算,PET/PP銅箔每平米原材料成本約為傳統(tǒng)銅箔的34%左右;考慮到工良品率提升及規(guī)模效應(yīng),預(yù)計(jì) 2025年P(guān)ET/PP銅箔成品總成本約為傳統(tǒng)銅箔70.8%、79.6%。 同時(shí)復(fù)合銅箔也有改進(jìn)空間:如產(chǎn)熱高導(dǎo)熱差、電池循環(huán)壽命略低等。
有效控制穿刺問(wèn)題提升安全性,導(dǎo)熱性相對(duì)較弱
復(fù)合銅箔相較于傳統(tǒng)銅箔產(chǎn)熱高,導(dǎo)熱性差: 根據(jù)電阻R的計(jì)算公式(R=ρL/S,ρ是電阻率,由材料性質(zhì)決定;L是長(zhǎng)度;S是橫截面積),當(dāng)銅厚度由電解銅箔的6 μm分別 降到PET復(fù)合銅箔的2 μm時(shí),相應(yīng)的銅箔阻值變?yōu)樵茧娊忏~箔的3倍。 由焦耳定律Q=I2Rt,其中i為電流,t為電流持續(xù)時(shí)間,可得在電流不變的情況下,產(chǎn)生的熱量Q與阻值R成正比。因此,若6μm 復(fù)合銅箔的阻值為6μm電解銅箔的3倍,則電池運(yùn)行過(guò)程中復(fù)合銅箔產(chǎn)生的熱量也會(huì)是電解銅箔產(chǎn)生熱量的三倍。 對(duì)于鋰電池來(lái)說(shuō),散熱性能不佳可能導(dǎo)致電池爆炸。相對(duì)于鋰電池內(nèi)部其他材料,銅材料屬于熱的良導(dǎo)體。因此銅箔在鋰電池 內(nèi)部還要發(fā)揮重要的導(dǎo)熱作用。當(dāng)銅箔厚度降低,特別是低于1 OZ后,銅箔導(dǎo)熱性能將顯著變差。復(fù)合銅箔中僅有2 μm厚的銅 ,且PET屬于熱的不良導(dǎo)體。上述因素疊加,將導(dǎo)致鋰電池內(nèi)部熱量傳遞受阻,加劇鋰離子電池內(nèi)部材料的分解,增加風(fēng)險(xiǎn)。
主要高分子基膜材料PET、PP、PI物化性能對(duì)比
銅箔質(zhì)量約占三元?jiǎng)恿﹄姵乜傎|(zhì)量的11%,采用質(zhì)量較輕的復(fù)合銅箔替換傳統(tǒng)銅箔利于提升電池能量密度。復(fù)合銅箔主要使用 PET、PP 和 PI 三種高分子材料替換部分銅材,其中PET、PI 密度為銅的1/7,PP密度為銅的1/10,可有效降低銅箔總質(zhì)量。 物理性能方面:1)PET抗拉強(qiáng)度高、彎折性能好且具有絕緣性,改性后可耐受130-140℃高溫;2)PP材料的密度最低,但 韌性較差、與銅的結(jié)合性有待提升,且可耐受溫度在三種材料中最低;3)而PI材料具極好力學(xué)性能,可耐受290 ℃高溫;化學(xué)性能方面:PET材料不耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿,而PP、PI材料可在強(qiáng)酸強(qiáng)堿環(huán)境下良好運(yùn)作; 目前,PP材料與銅的結(jié)合性問(wèn)題仍有待突破,PI材料雖性能優(yōu)異但成本過(guò)高難以推廣。而通過(guò)調(diào)節(jié)電解液配方,可以一定程 度上緩解PET材料不耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿環(huán)境的問(wèn)題,故PET材料目前應(yīng)用相對(duì)廣泛和成熟。
主流工藝尚未確立,主要有一步、兩步和三步法
相比傳統(tǒng)鋰電銅箔,復(fù)合銅箔的工藝有所簡(jiǎn)化分為: 一步法、兩步法和三步法: 根據(jù)重慶金美環(huán)評(píng)報(bào)告,傳統(tǒng)銅箔工藝需要經(jīng)過(guò)溶銅 、凈化、電解、制箔及后續(xù)處理等多達(dá)12道以上的工 序;復(fù)合銅箔的制備方法主要分為三種,根據(jù)物理相 沉積(PVD)、化學(xué)沉積和水電鍍的使用情況,分別 是:一步法、兩步法和三步法。 1)一步法采用化學(xué)沉積或是磁控濺射一步成型; 2)兩步法采用磁控濺射打底,再用水電鍍完成剩余部 分; 3)三步法采用磁控濺射打底,真空蒸鍍?yōu)檠a(bǔ)充,最后 用水電鍍完成剩余部分。相比傳統(tǒng)鋰電銅箔,復(fù)合銅 箔的工藝流程更為簡(jiǎn)單。
綜合成本優(yōu)勢(shì)突出,復(fù)合銅箔約為傳統(tǒng)銅箔70%
復(fù)合銅箔于原材料成本與工藝成本具有顯著優(yōu)勢(shì),PET銅箔 綜合成本有望低于2.9元/m2,前景廣闊: 綜合材料成本與工藝成本考慮,復(fù)合銅箔具有顯著成本優(yōu)勢(shì) ,其中PET銅箔綜合成本有望低于2.9元/m2,市場(chǎng)前景廣闊 。根據(jù)我們的測(cè)算: 至2025年電解銅箔總生產(chǎn)成本將達(dá)到4.07元/m2; PET銅箔總生產(chǎn)成本將逐步降低至2.88元/m2,約為電解銅 箔生產(chǎn)成本的70.80%; PP銅箔總生產(chǎn)成本將逐步下降至3.24元/m2,約為電解銅 箔生產(chǎn)成本的79.63%; 復(fù)合銅箔成本優(yōu)勢(shì)顯著,未來(lái)市場(chǎng)滲透率有望逐步走高,逐 步替代傳統(tǒng)電解銅箔。
4、復(fù)合銅箔市場(chǎng)空間有望突破290億,CAGR可達(dá)83.89%
隨著復(fù)合銅箔技術(shù)進(jìn)步及應(yīng)用場(chǎng)景的增加,復(fù)合銅箔的市場(chǎng)滲透率將不斷提升,帶來(lái)市場(chǎng)需求增量。 假設(shè):1)復(fù)合銅箔市場(chǎng)滲透率不斷提高,預(yù)計(jì)2025年達(dá)到12%;2)每GWh鋰電池所需復(fù)合銅箔面積為1000萬(wàn)平方米;3)同 一年度,樂(lè)觀情形下,復(fù)合銅箔市場(chǎng)滲透率相比中性情形會(huì)高出5%,而悲觀情形下則反之。根據(jù)我們的中性情景測(cè)算,預(yù)計(jì) 2025年復(fù)合銅箔市場(chǎng)空間將達(dá)到179.05億元。樂(lè)觀情形下,2025年預(yù)計(jì)復(fù)合銅箔市場(chǎng)需求有望突破291億元。
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原文標(biāo)題:復(fù)合銅箔行業(yè)研究:全方位對(duì)比測(cè)算復(fù)合銅箔與傳統(tǒng)銅箔
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