（報告出品方：國泰君安證券）

高階銅箔產品需求旺盛，複合銅箔產業化成為行業共識期待

複合銅箔初露鋒芒，與傳統銅箔相比優勢明顯

銅箔是現代電子行業必不可少的基礎材料，傳統銅箔按生產工藝的不同分為壓延銅箔和電解銅箔兩類。根據應用領域及產品規格不同，電解銅箔可分為鋰電銅 箔、電子電路銅箔，其中鋰電銅箔主要應用於鋰離子電池領域，如消費類鋰電池、動力類鋰電池及儲能用鋰電池等；電子電路銅箔根據其自身厚度和技術特性 主要應用於不同型別的印製電路板（PCB）。

銅箔下游新能源汽車市場前景廣闊，將帶動鋰電銅箔行業快速發展，鋰電銅箔行業高階銅箔產品需求旺盛。受下游新能源汽車行業續航需求增加、高能量密度 電池享受更高補貼等因素影響，鋰離子電池向輕薄化、高能量密度發展趨勢明顯。催化銅箔企業不斷升級產品，厚度、抗拉強度、延伸率、耐熱性和耐腐蝕性 等指標提升，6微米極薄及更薄的成為佈局的重心，4微米、4。5微米等產品已在寧德時代、中創新航等開展應用。新型3C數碼市場如無人機、可穿戴裝置等近 年來發展迅速，對高階鋰離子電池的需求增多，也帶動了高階鋰電銅箔需求增長。

鋰電銅箔已從關鍵輔材向核心主材演變，在鋰電池成本佔比快速攀升至第三位。電池企業爭相入股投資鋰電銅箔企業，表明電池企業在保障鋰電銅箔供應穩定 和維穩價格方面的需求急迫。銅原料漲價、加工費上漲、下游市場需求增長，鋰電銅箔價格大幅上漲。據高工鋰電，2022上半年，鋰電銅箔在5系三元電芯中 的成本佔比已經上升至第三位，僅次於正極和電解液，在其它材料體系中的電芯成本佔比也出現不同程度的上升。

傳統銅箔為複合銅箔產業奠定堅實基礎

已具備投資規模及運營資金壁壘。傳統銅箔企業解決了複合銅箔產業化的投資規模和運營資金規模要求壁壘。（1）複合銅箔的技術含量高，對生產工藝與設 備的要求嚴格。廠商需具備自行設計、加工生產的關鍵裝置的能力。（2）複合銅箔裝置投入規模要求高，較強的規模經濟特點，在投資建廠時的關鍵裝置購 置、基礎建設投入需要具備資金實力。（3）金屬銅產品屬於大宗商品，資金實力也要求高。

技術儲備完備。傳統鋰電企業為複合銅箔產業化解決高技術壁壘。（1）生產技術經驗積累為主，需長期的生產實踐摸索，如複合新增劑的製備技術、生箔技 術、後處理技術等，均難以透過簡單複製即掌握。（2）複合銅箔不但要具有耐熱性、抗氧化性，而且要求表面無針孔、皺紋，與層壓板要有較高的抗剝強度， 沒有處理微粒遷移等基板汙染現象等，屬於技術層次較高的銅加工材料。

鋰電銅箔擴產迅猛，極薄銅箔滲透率快速提升

為進一步提升電池能量密度，動力電池企業要求鋰電銅箔極薄化，加快對8μm以下銅箔的匯入。據高工鋰電，2018-2021年，國內6μm銅箔的市場佔比已從 20。5%提升至66。0%；8μm銅箔從79。5%下降至25。1%；4。5μm極薄銅箔則從0%上升至近10%。目前，鋰電銅箔企業都在加快4。5μm極薄銅箔的產業化，頭部 動力電池企業也在加快4。5μm銅箔的匯入，表明下游市場對極薄銅箔的需求持續升溫。

材料：體現產業化核心驅動——安全性、低成本、輕量化

高安全性是複合集流體的主打優勢

（1）傳統集流體產生毛刺會刺穿隔膜導致內 短路，複合銅箔毛刺小且熔點低助力提升安全 性。 由於複合銅箔的中間層為PET/PP基膜等有機層，被刺穿能夠有 效避免電芯短路，從而可以提升電池安全。電池中電離遷移的 鋰離子數量超過負極石墨可嵌入的數量，鋰離子將在負極表面 潔寧，成為鋰枝晶。鋰枝晶會不可逆的造成鋰電池的容量和使 用壽命衰減。若鋰枝晶繼續增大，出現穿透隔膜使正負極短路， 電池將出現熱失效等安全問題。

（2）複合集流體毛刺小且其受熱斷路效應可 有效防止鋰枝晶導致的熱失效問題，大大提升 電池壽命和安全性。 複合集流體材料穿刺時因其高基膜高分子不容易斷 裂，即便斷裂，銅層比傳統的更薄，穿刺時產生的 毛刺更短，1微米的鍍銅的強度無法達到刺穿隔膜 的標準，從根本上降低了毛刺穿透隔膜並與電極接 觸的風險。

（3）PET等有機層不導電且熔 點低。 發生區域性短路時較易熔斷並實現 區域性電流的點斷路，發生大面積 短路時PET層和阻燃結構可提供無 窮大電阻從而有效避免電池熱失 控。傳統技術在電解液中新增阻 燃劑，一般新增的量較少，僅能 對內短路起到延緩作用，且以犧 牲電池能量密度為代價，過量添 加會導致電池電化學效能大幅下 降。而複合集流體中間的高分子 基材具有阻燃特性，其金屬導電 層較薄，短路時會如保險絲般熔 斷，在熱失控前快速融化，電池 損壞僅侷限於刺穿位點形成“點 斷路”。

低成本是產業化的基石

在低成本方面，在技術完備條件下，複合銅箔低成本體現在原料成本低、裝置投資高但量產後綜合成本低，理論降本空間大。大規模量產後有望實現綜合成本 4。5元每平米以下，相較傳統銅箔有望實現降低40%的製造成本，理論上放量後單平原料成本有望降低2元以上。

中長期輕量化帶來廣闊的應用前景

複合銅箔1GWh鋰電池箔材於傳統銅箔減重56%。由於銅密度為8。96 g/cm3，高於PET膜材的1。37g /cm3 ，因此將部分銅換成PET材料，能減少箔材的重量。 假設1GWh鋰電池負極箔材用量為1200萬平米，銅箔厚度為6微米，則需要的銅箔用量為645噸。若將銅箔、鋁箔換成複合箔材，其中PET層厚度為4微米，金 屬層厚度為2微米。 1GWh鋰電池需要的複合銅箔為281噸，相對傳統箔材減重達56%。 中長期看，輕量化與強相容為其帶來廣闊的應用前景，複合銅箔產業化成為行業共識期待。

製造工藝：兩步法+PET基膜工藝成熟度較高，推動產業化加速落地

複合銅箔有三種生產方案，產業內使用兩步法居多

複合銅箔工藝路線多元，當前產業內以基膜PET+兩步法為主，量產難點在裝置和良率。 從基膜材料選擇看來，PET材料抗拉強度更大、工藝簡單，成為主流選擇。PP材料電池端效能好更受電池廠 青睞，或工藝成熟後成為更優選。 從製造工藝看來，分為一步法、兩步法和三步法。一步法分為全溼法和全乾法，其產品效能優異、良率高， 但目前成本高昂，尚處實驗室攻關階段。兩步法包括磁控濺射+水電鍍環節，成熟度較高。三步法在兩步法基 礎上增加真空蒸鍍環節，即磁控濺射+真空蒸鍍+水電鍍，提升生產效率和均勻性，但損失良率。

複合銅箔製造技術仍存多項功能有待提升

複合集流體對生產工藝及裝置要求極高，需要將有機高分子材料和金屬材料之間做到完美複合。傳統集流體直接升級為複合集流體不會影響原有電池內部電化 學反應，因此複合集流體可運用於各種規格、不同體系的動力電池。PET材料的引入，電池製造需新增工序。

複合集流體對生產工藝及裝置要求極高，除最佳化工序外，影響產業化是主要因素還有效能領域與製造工藝領域。效能領域其快充效能有待提升、製造工藝領域 其磁控濺射均勻性+水電鍍兩面夾是影響產業化的主要因素。

裝置：產業化的基礎，裝置先行

鋰電產業鏈技術加速迭代，裝置更新先行

鋰電產業技術迭代裝置更新先行。對於鋰離子動力電池而言，能量密度和安全性為其最重要的兩個指標。從鋰離子動力電池應用於電動汽車以來，實際裝車產 品的能量密度從100Wh/kg 提升到200-300Wh/kg，向高能量密度發展是動力電池的必然趨勢。

但在現有的材料體系下，能量密度的提升將導致電池的熱穩定性變差，造成安全性風險，從而對鋰電池的生產技術與加工工藝提出了更高的要求。

新工藝、新產品往往需要新的裝置來實現，較快的行業工藝更新速度和產品迭代，促使鋰電製造裝置的更新週期縮短。原本設計使用壽命為5-8 年的裝置，實 際更新週期僅3-5 年，進一步推動了鋰電製造裝置向高效率、高精度、更相容方向發展。

複合銅箔產業化趨勢確定。銅箔材料是鋰電池負極材料的重要組成部分，約 佔鋰電池總成本的8%。鋰電池中銅箔降班、減重趨勢顯著，為順應行業發 展，PET複合銅箔應運而生，產業化趨勢基本確定。

複合集流體目前處於0-1的產業化初期，裝置持續迭代，目前正逐步實現國 產化。初代裝置以進口為主，如應用材料、愛發科、德國萊寶等，其技術水 平領先，但造價昂貴，約為國產裝置的2。5-3。5倍，生產週期長，拿貨週期 較國產長，後續不易維護。

國產裝置目前已逐步切入，包括磁控濺射、水電鍍以及後續的超聲焊已經基 本實現國產替代，目前產業內新增產能基本採購國產裝置。

磁控濺射/真空蒸鍍（PVD）裝置以進口為主，國產化加速

磁控濺射/真空蒸鍍裝置以進口為主，國產替代加 速。目前磁控濺射裝置以進口為主，成本較高。磁 控濺射是兩步法制複合銅箔中的第一步，由於基膜 不導電且銅不容易直接沉積，因此需要在基膜上先 透過磁控濺射形成奈米級的銅層。

海外裝置較為先進，海外廠商如愛發科、德國萊寶 等佔據真空鍍膜較大市場份額。國內廣東騰勝已大 批次供貨，匯成真空也在加速追趕中。

代加工材料的機械化特性不同。PET/PP膜很薄，不 像之前代加工材料半導體和通用五金材料比較硬， 二者機械化特性不同。

濺射引數不同。原來可以開很高的頻率，溫度高不 會對產品有影響，但PP/PET膜溫度高會引起起皺、 穿膜等，因此其壓力和濺射速率都不能高，需找到 合適的生產引數、速度、張力控制，對膜的機械性 需要精密控制。目前解決方案有多靶材逐級濺射等， 據GGII，已經有廠商使用16、20靶材，相較之下半 導體僅用1、2個靶材。

在於防止基膜擊穿。PET基膜僅有4μm，濺射 銅原子僅靠動能穿透嵌進去，基膜很容易被完 全打穿，做到嵌入高分子卻不打穿，需生產參 數、速度、張力控制等極為合適。

水電鍍以國產雙邊夾鍍膜裝置為主，先發優勢明顯

電鍍是三種方法都要使用的工藝，歸類為物理氣相沉積（CVD）。 電鍍總結來說即藉助外界直流電的作用，在溶液中進行電解反應， 使導電體例如金屬的表面沉積一金屬或合金層。

突破超聲焊技術才可實現PET銅箔量產

超聲波焊接技術具有不可替代性。鋰電池發展的重點方向包括安全性和續航能力，多功能複合集流體在這兩點均能帶來提升。以複合銅箔替代傳統的銅箔，鋰 電池在前段工序需多出一道採用超聲波高速滾焊技術的極耳轉印焊工序，同時中段工序的多層極耳超聲波焊接工序依舊保持不變，進一步拓寬超聲波技術在鋰 電行業的應用範圍。在鋰電池生產工序中，多層極耳的超聲波焊接不存在迭代風險，且隨著鋰電池技術的發展，超聲波焊接技術的應用範圍還將進一步擴大。

超聲波焊接是把高頻振動的能量聚集到金屬件的待焊表面以焊接金屬。超聲波金屬焊接是將焊件置於焊座上，焊頭在壓力作用下在焊件表面來回高頻振動摩擦， 焊件介面間氧化物或汙染被破壞擠走，從而形成純淨金屬之間的接觸，在高頻超聲摩擦的作用下，接觸的金屬發生塑性變形及流動，形成區域性連線區域；隨著 超聲能量的持續增加，金屬塑性流動進一步增強，區域性連線區域不斷擴充套件融合，進而形成焊接接頭。

裝置採購主要有兩種方式

裝置廠商一般不提供整機自動化裝置。三種裝置位於鋰電池中段工序，均屬於整機自動化裝置的一部分，整機自動化裝置一般由電芯上料、陽 極（陰極）極耳超聲焊接、貼膠、電芯下料等部分組成。整機自動化裝置一般由整合商提供，其中主要包括大族鐳射、聯贏鐳射、利元亨、海 目星、贏合科技、中基自動化等。

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精選報告來源：【未來智庫】。