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2023有望成為量產(chǎn)元年,復(fù)合集流體:玩家群雄逐鹿,工藝百花齊放

 悠悠道長 2022-12-10 發(fā)布于上海

(報告出品方/分析師:東方財富證券 周旭輝 李京波 郭娜)

1.復(fù)合集流體:降本、安全、提升能量密度

集流體是電池中的關(guān)鍵材料,作用為將電池活性物質(zhì)產(chǎn)生的電子匯集起來形成電流對外輸出,實現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程。

通常正極采用氧化電位高的鋁材,負(fù)極采用不易與鋰形成合金的銅材。

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原則上,理想的鋰離子電池集流體應(yīng)滿足幾個條件:

(1)電導(dǎo)率高;(2)化學(xué)與電化學(xué)穩(wěn)定性好;(3)機(jī)械強(qiáng)度高;(4)與電極活性物質(zhì)的兼容性和結(jié)合力好;(5)廉價易得;(6)質(zhì)量輕。

復(fù)合集流體是一種“三明治”結(jié)構(gòu),以 PET/PP 等高分子材料作為中間層基膜,通過真空鍍膜等工藝,在基膜上下兩面堆積出銅/鋁導(dǎo)電層,形成“金屬導(dǎo)電層-PET/PP 高分子材料支撐層-金屬導(dǎo)電層”的新型復(fù)合材料。

高分子基材材料技術(shù)路線:PET 最主流,強(qiáng)韌性是所有熱塑性塑料中最好的、尺寸穩(wěn)定,與銅結(jié)合力好,不耐酸堿。PP 性能優(yōu)越,循環(huán)壽命長,各向同性,耐酸堿性好;熔點低,不耐高溫;與銅結(jié)合力相對較差。PI 性能最好,但成本高。

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根據(jù) GGII,相比傳統(tǒng)銅箔,復(fù)合銅箔可以解決電池安全問題(穿刺不會產(chǎn)生毛刺引發(fā)內(nèi)短路)、提升能量密度(提升 5%-10%)、降低制造成本(降低 50% 以上)、提升循環(huán)壽命(提升 5%以上)以及強(qiáng)兼容性(兼容鋰/鈉/固態(tài)電池)等。

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規(guī)?;慨a(chǎn)前提下,復(fù)合銅箔理論成本(2.45 元/平)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)銅箔(3.70 元/平),下降 0.85 元/平米。

核心假設(shè):

1)銅價在 6 萬元/噸、PET 在 5 萬元/噸(不含稅);

2)復(fù)合銅箔 6.5μm=4.5μm PET+2μ銅;

3)單 GWh 需要 1000 萬平復(fù)合銅箔;

4)復(fù)合銅箔采用兩步法:每 1000 萬平需要 2 臺磁控濺射設(shè)備,單價 1500 萬元,需要 3 臺水電鍍設(shè)備,單價 1000 萬元,折舊年限 10 年,年限平均法折舊;

5)其他固定資產(chǎn):設(shè)備+廠房 2 億元/億平,折舊年限 15 年,年限平均法折舊。成本下降主要貢獻(xiàn)來自于用銅量下降。

對于傳統(tǒng)銅箔而言,銅單位成本為 3.7 元/平(不含稅),其中銅的成本為 2.85 元/平,占比接近 77%。而 PET 銅箔可降低 2/3 銅用量,銅的成本為 0.27 元/平,成本占比為 11%。

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成本敏感性分析:銅價和良率為核心影響因素,假設(shè)銅價在 5-7 萬元/噸間,良率在 75-100%間,則復(fù)合銅箔成本相比傳統(tǒng)銅箔成本擁有 0.19~1.54 元/平的 成本優(yōu)勢。

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2.工藝:磁控濺射、真空蒸鍍、水電鍍和化學(xué)沉積的組合

復(fù)合集流體工藝多樣,其核心則是 20 世紀(jì) 50-60 年代發(fā)明的諸多高分子表面金屬化底層技術(shù)的組合,包括磁控濺射、真空蒸鍍、水電鍍和化學(xué)沉積等,其中磁控濺射+水電鍍的兩步法是主流。這些底層技術(shù)歷史上在半導(dǎo)體、顯示、消費電子等行業(yè)已有成熟應(yīng)用。遷移至復(fù)合集流體需解決卷料、規(guī)?;a(chǎn)和成本等的問題。

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2.1.傳統(tǒng) vs 復(fù)合:銅箔電解法 vs 多步法,鋁箔壓延法 vs 蒸鍍法

傳統(tǒng)銅箔采用電解法生產(chǎn)。電解銅箔包括溶銅造液、生箔、后處理、分切四個供需。主要生產(chǎn)流程是將銅材溶解后制成硫酸銅電解液,然后在專用電解設(shè)備中將硫酸銅電解液通過直流電電沉積而制成箔,再對其進(jìn)行表面粗化、防氧化等處理,最后經(jīng)過分切、檢驗后制成成品。

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傳統(tǒng)鋁箔采用壓延工藝,即將鋁或鋁合金毛坯經(jīng)平輥冷軋加工成箔材。

主要工序為將鋁錠熔煉后,經(jīng)過多次軋制、熱處理形成特定的厚度,對表面處理(酸洗、防氧化等),最后分切成成品。與傳統(tǒng)壓延鋁箔相比,復(fù)合鋁箔縮短工藝流程、相對清潔、減重、可優(yōu)化電池安全性。

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2.2.復(fù)合銅箔:磁控濺射、真空蒸鍍、水電鍍和化學(xué)沉積的組合

復(fù)合銅箔工藝核心難點在高分子材料表面鍍膜。微觀上,高分子為長鏈結(jié)構(gòu),通過范德華力結(jié)合,長程無序;純銅晶體為面心立方的晶體結(jié)構(gòu),由金屬鍵結(jié)合,長程有序。兩者的界面結(jié)合力是的復(fù)合銅箔力學(xué)、熱學(xué)性能的關(guān)鍵。

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表面鍍膜,即高分子表面金屬化主要分為干法和濕法鍍膜兩類。

干法顧名思義,不涉及溶液,又分為真空鍍膜(包含真空蒸鍍、磁控濺射、離子鍍)和金屬轉(zhuǎn)移鍍;濕法是指將待鍍件浸入到溶液中以實現(xiàn)金屬材料在基材表面沉積,又分為化學(xué)鍍、化學(xué)還原金屬化和電鍍法。真空蒸發(fā)鍍膜、磁控濺射鍍膜、化學(xué)鍍(化學(xué)沉積)和電鍍法(包含水電鍍)為經(jīng)常使用且成熟的表面鍍膜方法。

表面鍍膜是成熟工藝。歷史上看,大部分表面鍍膜技術(shù)均發(fā)明于 20 世紀(jì) 50-60 年代,屬成熟工藝,且此前已在半導(dǎo)體、光學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

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按照生產(chǎn)工序及原理不同,目前業(yè)界采用的生產(chǎn)方法可以分為:

一步法(化學(xué)沉積法/真空磁控濺射/真空蒸鍍法)、兩步法(真空磁控濺射+水電鍍)和三步法(真空磁控濺射+真空蒸鍍+水電鍍),其中兩步法應(yīng)用最多。工業(yè)界的一步法、兩步法和三步法,究其根本,是磁控濺射、真空蒸鍍、水電鍍和化學(xué)沉積的排列組合。

總結(jié)而言:

1)步數(shù)越少,工藝簡單而效率也相對較低;2)成熟的水電鍍是提升效率的可選方案。

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復(fù)合集流體的核心指標(biāo)包括:技術(shù)指標(biāo)(膜厚的均勻性、電阻、點漬、穿孔),物理指標(biāo)(張力、延展性、牢固度),經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(速度、連續(xù)性、宕機(jī)率)。

從過程和產(chǎn)品角度去解決問題。此外,像撓度、方阻等產(chǎn)品參數(shù)和幅寬、縱橫向張力等。

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2.3.化學(xué)沉積:催化劑幫助下的高良率濕法成膜方案

原理是用自身催化性氧化還原反應(yīng)方法在高分子材料表面沉積金屬銅。利用甲醛在在強(qiáng)堿性環(huán)境中具有的還原性,并在 Pd 的催化作用下,Cu2+被還原成銅。

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歷史上,化學(xué)鍍銅是電路板制造中的一種成熟工藝,目的在孔壁上沉積一 層 0.3--0.5μm 的銅,使原本絕緣的孔壁具有導(dǎo)電性,便于后續(xù)板面電鍍及圖形 電鍍的順利進(jìn)行,從而完成 PCB 電路網(wǎng)絡(luò)間的電性互通。

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工藝:首先在基材表面做清潔、粗化,然后在上面沉積銅層形成比較好的結(jié)合力,其通常采用的工藝方法為:除油-粗化-敏化-活化-化學(xué)沉銅。

1)除油:將材料置于除油液中進(jìn)行清潔。

2)粗化是影響附著力大小的關(guān)鍵工藝步驟。

通過粗化可使鍍件表面具備親水性和形成適當(dāng)?shù)拇植诙?,或使表面形成微蝕,經(jīng)氧化處理,保證膠體鈀的吸附和鍍層的良好附著力。粗化的好壞直接影響到鍍層的結(jié)合力,光亮度及鍍層的完整性。

通常化學(xué)鍍銅,都采用重鉻酸鉀加濃硫酸粗化,其溶液有很強(qiáng)的腐蝕性,廢液處理難;也有采用 10%堿性高錳酸鉀(10%KMnO4+10%NaOH)粗化 20min(50℃),廢液比較容易處理。

3)敏化:在塑料表面均勻吸附一層敏化劑,使之在敏化作用下與活化液能均勻連續(xù)吸附一層金屬膜,從而增進(jìn)對塑料的結(jié)合力。

4)活化是化學(xué)鍍的最關(guān)鍵工序。目的是在塑料表面形成均勻催化結(jié)晶中心,浸鈀法最為常用,通過化學(xué)反應(yīng)將溶液中的鈀還原并使金屬鈀微粒均勻分散在基體表面,常用的敏化劑與活化劑為 Sn2+和 Pd2+的酸性溶液,敏化時機(jī)體表面產(chǎn)生含的膠體,活化時通過如下反應(yīng)得到鈀的微粒:

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此外也有如銀等其他價格更低的催化劑。

5)化學(xué)沉銅:在室溫下,將材料置于化學(xué)鍍銅液中(通常含有硫酸銅、次磷酸鈉等),使材料表面沉積一層金屬銅。

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優(yōu)勢:

1)無邊緣效應(yīng)、鍍層均勻(水電鍍由于邊緣效應(yīng),電場線邊緣不均勻,鍍層傾向于中間薄兩邊厚,幅寬受限);2)增大幅寬(無邊緣效應(yīng),幅寬可大于 1.5m);3)提升良率(三孚新科目標(biāo)良率達(dá)到 95%);4)工序簡單;5)耗電較低。

難點:催化劑成本較高(鈀近年來價格 50 萬/kg)、效率略低(無外界電能,化學(xué)反應(yīng)效率低)、需環(huán)保處理污水、工藝穩(wěn)定性略差等。但仍可通過調(diào)整設(shè)備長度、增加設(shè)備寬度、優(yōu)化化學(xué)品配方等來解決問題。

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試劑:根據(jù)三孚新科專利,一種用于 PCB 和半導(dǎo)體制造中的典型電鍍銅鍍液會由五水硫酸銅、硫酸、氯離子、光亮劑、平整劑、月桂酰精氨酸乙酯鹽酸鹽、去離子水等組分組成。

其中:

1)無水硫酸銅提供銅離子;2)光亮劑有助于得到光亮和延展性好的鍍層,由苯二磺酸鈉、聚二硫二丙烷磺酸鈉、苯基二硫代丙烷磺酸鈉按質(zhì)量比為 2:1:3 組成;3)平整劑能夠讓凹處加快沉積,讓凸出阻礙沉積從而達(dá)到整平作用,由丁炔二醇、健那綠、甲基綠、吡羅紅按質(zhì)量比為 3:2:5:1 組成。4)分散劑能夠促進(jìn)鍍銅層厚度均勻。5)月桂酰精氨酸乙酯鹽酸鹽具有防腐作用,能夠提高鍍銅層的耐用性,提高鍍銅層的表面性能。

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2.4.水電鍍:應(yīng)用廣泛效率高的濕法成膜方案

原理:主要為離子交換,在導(dǎo)電物體表面通一個直流的負(fù)極電接觸電解液,電解液含有金屬離子的溶液(硫酸銅),把電子給到電解液中,將銅還原出來。

銅在導(dǎo)電物質(zhì)表面進(jìn)行沉積生長。陰極(鍍件):Cu2++2e→Cu (主反應(yīng))2H ++2e→H2↑ (副反應(yīng)) 陽極(銅材):Cu-2e→Cu2+ (主反應(yīng)) 4OH- -4e→2H2O+O2↑+4e (副反應(yīng))

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歷史上,PCB 制造是水電鍍的重要應(yīng)用領(lǐng)域。1)全板電鍍在外層線路形成前需先對整板進(jìn)行電鍍,作用是保護(hù)剛剛沉積的薄薄的化學(xué)銅。全板電鍍是在孔金屬化后,把整塊印制板作為陰極,通過電鍍銅層加厚到一定的程度,然后通過蝕刻的方法形成電路圖形而 2)圖形電鍍則在形成外層線路后還需進(jìn)行二次電鍍。

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工藝:以金美為例,原材料來自磁控濺射后的基膜,磷銅球作為陽極浸入酸性鍍液中,基膜膜面通過接觸導(dǎo)電輥作為陰極,膜面在導(dǎo)電輥和鍍液池的液下輥之間穿行,大部分膜面也進(jìn)入在鍍液中,在陰陽極之間施加一定的電流,陽極的銅離子遷移到膜面附近,在膜面上得到電子后,在膜面上形成銅層,厚度約為 900nm。鍍液溫度一般為 25±3℃,膜通過的速度為 3~5m/min??裳h(huán)回收槽液,槽液中會有酸鍍添加劑,鹽酸等作為輔助劑。

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設(shè)備:雙邊夾卷式水平連續(xù)鍍膜設(shè)備和滾筒卷式水平膜材電鍍設(shè)備。水平電鍍工藝中,電鍍板的板面在電鍍槽中水平放置。雙邊夾設(shè)備采用非接觸基膜的方式,通過夾具實現(xiàn)基膜移動,與滾筒式最大的區(qū)別在于非接觸模式能夠大幅提升良率。

優(yōu)勢:效率高,一次成型,降本增效。結(jié)構(gòu)致密,表面平滑光亮,鍍層的內(nèi)應(yīng)力小。

痛點:相比化學(xué)鍍耗電,鍍液處理受環(huán)保要求。

2.5.磁控濺射:結(jié)合力強(qiáng)

原理:屬于物理氣相沉積的一種,是電子在電場的作用下,與氬氣碰撞后,高能量的氬原子電離后撞擊靶材表面,使得靶材發(fā)生濺射。濺射粒子在基片上沉積形成薄膜。

歷史上,磁控濺射用于:

1)光學(xué)工業(yè)中的 TiO2、SiO2、Ta2O5等硬質(zhì)膜;2)電子工業(yè)中的 ITO 透明導(dǎo)電膜、SiO2、Si3N4和 Al2O3等鈍化膜、隔離膜或絕緣末;3)建筑中在玻璃上使用的 ZnO、SnO2、TiO2、SiO2等介質(zhì)膜;4)TiC、TiN、TiAlN、CrN、TiCN 等表面加硬膜和裝飾膜。

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工藝:具體分為兩個環(huán)節(jié)。

A.真空磁控濺射活化環(huán)節(jié):PET 屬極性高分子,表面官能團(tuán)可與銅原子做較好結(jié)合,因此活化處理相對簡單;非極性 PP 分子則需要偏壓高分子材料具備結(jié)晶度大、極性小、表面能低等特點,因此鍍層與基材之間粘合力較低,并且,高分子材料基膜多為不導(dǎo)電材料,無法直接進(jìn)行電鍍,因此需要先對高分子材料表面進(jìn)行清洗和活化處理。

偏壓(Bias)是面向非極性分子的活化的方法之一,是指在鍍膜過程中施加在基體上的負(fù)電壓。偏壓電源的正極接到真空室上,同時真空室接地,偏壓的負(fù)極接到工件上。金屬化層也可以提供活化。

根據(jù)寶明科技專利,在 1.5-30μm 的薄膜基底 上會先沉積 0 .01-1μm 的金屬化層,再沉積 0.1-3μm 的銅層。

金屬化層為鉬、鈮、鋁、釹、銅、鈦、銀和金中的一種或多種組合,合金是一種較好的替換方案,銅層則在金屬化層之外。推測,金屬化層作為中間層,可以同時與高分子薄膜基底和銅層形成較強(qiáng)的結(jié)合力;亦需要多種金屬的靶材。

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活化之后,控制設(shè)備真空,并通入純凈的氬氣。

電子在真空條件下,與氬原子發(fā)生碰撞,電離產(chǎn)生氬正離子和新的電子;受磁控濺射靶材背部磁場的約束,大多數(shù)電子被約束在磁場周圍,氬離子在電場作用下以高能量轟擊銅合金靶表面,使銅靶材發(fā)生濺射,中性的銅靶原子或部分銅離子沉積在基膜上形成薄膜,厚度一般為 5-20 納米。

主要發(fā)生的反應(yīng)為:

陰極:Cu + 2Ar+ → Cu2+ Ni + 2Ar2+ → Ni2+陽極:Ar-e→Ar+ B.真空磁控濺射鍍銅環(huán)節(jié):采用上步工藝后的物料作為基膜,重復(fù)濺射至 10-40 納米厚度。

優(yōu)點:1)附著性好:濺射原子能量高于蒸發(fā)原子 1-2 個數(shù)量級,沉積時轉(zhuǎn)換為附著力,還可能存在與基材的偽擴(kuò)散層;2)致密度高,針孔少,均勻性好;3)基片溫度低,蒸鍍溫度會達(dá)到金屬熔化溫度附近;5)相比濕法,環(huán)保無污染。

難點:需要高壓放電,基膜可能存在膜穿孔現(xiàn)象;設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜;對金屬材料純度要求較高;加工過程需要高純氬氣等特種氣體;單位面積加工成本高于電鍍;相對效率低于電鍍工藝;靶材利用效率影響成本。

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設(shè)備:國外較為先進(jìn),例如日本愛發(fā)科、美國應(yīng)用材料、德國萊寶等。國內(nèi),東威科技的磁控濺射鍍膜機(jī)已經(jīng)研發(fā)成功,2023 年規(guī)劃產(chǎn)能不低于 50 臺,此外,國內(nèi)布局磁控濺射設(shè)備的廠商還有騰勝科技、匯成真空、振華科技等。

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2.6.真空蒸鍍:效率高于磁控,成型溫度接近金屬熔點

原理:是物理氣相沉積的一種,在真空條件下加熱蒸發(fā)使鍍膜材料氣化,粒子在基材表面沉積凝聚為膜,相較磁控濺射較為簡單。

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歷史上,真空鍍膜用于光學(xué)、半導(dǎo)體等。

半導(dǎo)體中所使用的薄膜產(chǎn)品包括電極互連線膜、阻擋層薄膜、接觸薄膜、光刻薄膜、電容器電極膜、電阻薄膜等都要用到濺射鍍膜工藝;真空鍍膜技術(shù)在光學(xué)鏡頭、光學(xué)傳感器等部件的生產(chǎn)制造中均有廣泛的應(yīng)用。

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工藝:

1)基片表面清潔。防止雜質(zhì)直接影響膜層的純度和結(jié)合力。

2)鍍前準(zhǔn)備。鍍膜室抽真空到合適的真空度,對基片和鍍膜材料進(jìn)行預(yù)處理。然先對蒸發(fā)源通以較低功率的電,進(jìn)行膜料的預(yù)熱或者預(yù)熔,然后輸入較大功率的電,將鍍膜材料迅速加熱到蒸發(fā)溫度,蒸鍍時再移開擋板。

3)蒸鍍。控制好基片溫度、沉積氣壓。沉積氣壓即鍍膜室的真空度高低,決定了蒸鍍空間氣體分子運動的平均自由程和一定蒸發(fā)距離下的蒸氣與殘余氣體原子及蒸氣原子之間的碰撞次數(shù)。

優(yōu)點:技術(shù)成熟;成膜方法簡單、薄膜純度和致密性高、膜結(jié)構(gòu)和性能獨特等優(yōu)點;效率高于磁控濺射,大概是其 3-4 倍。

難點:溫度高,金屬熔化溫度需達(dá)上千度,高溫蒸汽到 PET 高分子表面,高分子不耐熱,易使基膜燙縮;納米級上鍍,需要 20-30 次蒸鍍;耗電較大。

設(shè)備:通常由真空腔體、鍍膜系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、真空測量系統(tǒng)、真空獲得系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、外部機(jī)械手、電氣控制系統(tǒng)和工件裝載系統(tǒng)等模塊組成。

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2.7.復(fù)合鋁箔:已量產(chǎn)的高安全性高成本方案

11 月 11 日,金美在重慶綦江基地舉行了新一代 8μm 復(fù)合鋁箔的量產(chǎn)儀式,產(chǎn)品相比于傳統(tǒng)鋁箔的安全性有大幅度提升,成本亦有一定幅度增加。

復(fù)合鋁箔是高安全性方案。電池內(nèi)短路是熱失控的直接原因,根據(jù)接觸界面,可分為四種:正極-負(fù)極、負(fù)極-鋁箔、正極-銅箔、銅箔-鋁箔。其中負(fù)極-鋁箔的內(nèi)部短路帶來的熱失控最為嚴(yán)重。

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工藝:以金美為例,復(fù)合鋁箔基膜厚度 4.5-8μm,通過多次蒸鍍形成 1μm 的金屬厚度,主要分為真空反應(yīng)鍍膜(化學(xué)氣相沉積)和真空鍍鋁(物理氣相沉積)兩步。原材料為鋁塊和 PET/PP 原料膜。

鋁不適合電鍍。其化學(xué)性比較活潑,如果電鍍的話,在酸性電解液中,陰極上鋁離子在獲得電子還原的同時會生成鋁鹽和氫氣。如果是堿性電解液就會生成氫氧化鋁和氫氣。因此,鋁無法使用電鍍的方式得到鍍層。這和電解食鹽水無法得到金屬鈉而是氫氧化鈉是一個道理。

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真空反應(yīng)鍍膜:

在原材料原膜上使用化學(xué)氣相沉積方式(Chemical Vapor Deposition)的方法沉積 5-15nm 的鋁的氧化層,作為膜面的活化物質(zhì),真空設(shè)備控制真空度<5×10-2Pa,使用蒸發(fā)舟作為鋁的蒸發(fā)載體向高溫的蒸發(fā)舟上送入鋁絲,加熱方式為電加熱,利用熱傳導(dǎo)的方式在 950-1000℃的條件下,使固態(tài)鋁轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)鋁,鋁蒸汽沿垂直熱場方向向基體表面擴(kuò)散,在鋁蒸汽擴(kuò)散的通道上同時通入氧氣,使氧氣與鋁分子發(fā)生反應(yīng)生成金屬化合物,并沉積在基體表面,形成致密性好、抗蝕輔助層。

發(fā)生的反應(yīng)主要為:

Al+O2→Al2O3 真空鍍膜:使用鍍膜氧化鋁的物料作為基膜,使用物理氣相沉積方式(Physical vapor deposition),真空設(shè)備控制真空度<2×10-2Pa,使用蒸發(fā)舟作為鋁的蒸發(fā)載體向高溫的蒸發(fā)舟上送入鋁絲,加熱方式為電加熱,利用熱傳導(dǎo)的方式在 950-1000℃的條件下,使固態(tài)鋁轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)鋁,氣態(tài)鋁原子的平均自由程大于蒸發(fā)源和基體(AL 后物料)之間的距離,而后沉積到基體表面,形成具備特殊性能的金屬鋁薄膜,厚度一般為 800-1000nm,膜面導(dǎo)電性可達(dá)到 40- 30mΩ。整個鍍敷過程在真空室內(nèi)進(jìn)行,基本沒有廢氣和廢液產(chǎn)生,鍍覆結(jié)束后,只有少量的金屬殘渣留在真空室內(nèi),清理后可進(jìn)行回收利用。

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復(fù)合鋁箔預(yù)計適用于高端車型。蒸鍍效率低,納米級速度上鍍,1μm 的鋁箔需要幾十次蒸鍍放能完成,抬升單平折舊攤銷。

3.行業(yè)現(xiàn)狀:玩家群雄逐鹿,產(chǎn)業(yè)化提速

2017 年寧德時代率先發(fā)布復(fù)合集流體專利,近年來玩家群雄逐鹿。

產(chǎn)業(yè)鏈上,電池廠布局電池、焊接、集流體生產(chǎn);設(shè)備廠布局鍍膜、水電鍍設(shè)備;材料廠布局靶材、藥水、基膜;材料廠跨界進(jìn)入,包括基膜、靶材、傳統(tǒng)銅箔、半導(dǎo)體鍍膜以及自主研發(fā)的廠商。

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從材料廠角度,各環(huán)節(jié)協(xié)同效應(yīng)不同。

技術(shù)同源廠:由于關(guān)系到基膜與金屬的結(jié)合力,對工藝 know-how 要求高,有在半導(dǎo)體領(lǐng)域相關(guān)積累的企業(yè)或?qū)Z得先機(jī);

基膜廠:對收放卷和物料性能有理解,擁有一體化優(yōu)勢;

靶材廠:靶材的純度和配方要求較高,擁有一體化優(yōu)勢;

銅箔廠:電解與水電鍍原理相同,在卷料控制和客戶端有積累。

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根據(jù)各企業(yè)現(xiàn)有規(guī)劃推算,我們預(yù)計 23-25 年復(fù)合銅箔有效供給分別為 3.2、22.8、56.3 億平,主要由前期送樣順利的寶明科技、重慶金美等提供,而現(xiàn)有遠(yuǎn)期規(guī)劃為 83.7 億平。

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3.1.專利角度:21-22 年進(jìn)入專利爆發(fā)期,電池廠材料廠卡位

從專利申請趨勢來看,2017 年開始復(fù)合集流體相關(guān)專利申請數(shù)量明顯增加,2021 年發(fā)明專利 54 項、實用新型專利 19 項,2022 年截止 11 月 27 日,發(fā)明專利 99 項,實用新型專利 28 項,專利數(shù)量高速增長,直接印證廠商布局加速。

從申請人的角度分析,申請數(shù)量排名靠前的均為下游電池廠商,TOP3 分別為寧德新能源科技有限公司、廈門海辰新能源可以有限公司、寧德時代新能源科技股份有限公司。

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電池廠商在復(fù)合集流體的專利布局上涵蓋方向全面,包括含復(fù)合集流體的電池、復(fù)合集流體的加工方法及加工裝置、復(fù)合集流體的電池極片焊接方法及焊接設(shè)備等。

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復(fù)合集流體產(chǎn)品廠商的專利布局方面,多數(shù)廠商專利集中在復(fù)合集流體產(chǎn)品和制備工藝,也有部分廠商專利布局全面,例如金美新材,涵蓋產(chǎn)品、工藝、磁控濺射、真空蒸鍍、水電鍍設(shè)備等。

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3.2.產(chǎn)品端:電子、基膜、電解銅箔等玩家拓展

目前布局復(fù)合集流體產(chǎn)品的企業(yè)可以大致劃分為三類,一是傳統(tǒng)銅箔廠商,二是由原有的鍍膜等相關(guān)業(yè)務(wù)向復(fù)合集流體拓展,三是憑借自主研發(fā)的新勢力。

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3.2.1.電解銅箔拓展:部分工序原理相同

協(xié)同效應(yīng):復(fù)合集流體中的電鍍工序和傳統(tǒng)電解銅箔的固化、鈍化工序的原理、工藝基本相同,分別是電化學(xué)方法增厚導(dǎo)電層以及防氧化等。

傳統(tǒng)鋰電銅箔廠商在集流體電化學(xué)鍍的添加劑、工藝、過程控制、裝備等方面擁有充足的技術(shù)儲備,可以應(yīng)用到復(fù)合銅箔的生產(chǎn)中。卷料控制(包括張力、收放卷等)和客戶都有協(xié)同。

1)中一科技傳統(tǒng):國內(nèi)高端鋰電銅箔領(lǐng)先企業(yè)。

公主要產(chǎn)品可以分為鋰電銅箔和標(biāo)準(zhǔn)銅箔,鋰電銅箔應(yīng)用于鋰電池負(fù)極集流體,標(biāo)準(zhǔn)銅箔是覆銅板、印制電路板的重要基礎(chǔ)材料之一,廣泛應(yīng)用于通訊、光電、消費電子、汽車、航空航天等領(lǐng)域。

復(fù)合銅箔布局:2022 年 8 月底,公司公告在武漢設(shè)立全資子公司武漢中一,面向復(fù)合銅箔等新型集流體,先期規(guī)劃建設(shè)年產(chǎn) 500 萬平方米生產(chǎn)線,工藝采用磁控濺射+電鍍兩步法工藝,公司在集流體電化學(xué)鍍的添加劑、工藝、過程控制、裝備等方面擁有核心技術(shù)。

2)諾德股份傳統(tǒng):全球知名鋰電銅箔龍頭供應(yīng)商。

目前是唯一一家進(jìn)入國內(nèi)全部鋰電龍產(chǎn)業(yè)鏈的銅箔企業(yè)。在國際上,公司也與 LG 化學(xué)、SKI、ATL、松下等國際電池企業(yè)建立合作。

復(fù)合銅箔布局:收購道森股權(quán),設(shè)備保供+共同開發(fā)復(fù)合銅箔。

2022 年 7 月,公司與道森股份簽訂戰(zhàn)略框架協(xié)議,并于 8 月公告收購道森股份 5%股權(quán), 雙方將共同在鋰電銅箔設(shè)備、極薄銅箔產(chǎn)品和復(fù)合銅箔產(chǎn)品領(lǐng)域開展深度合作。

公司 2022 年高工鋰電年會上分享,公司 2 年前就已在準(zhǔn)備復(fù)合銅膜/鋁膜的試驗線,現(xiàn)在已處于送樣階段。

3)嘉元科技傳統(tǒng):鋰電銅箔龍頭,綁定大客戶,擴(kuò)產(chǎn)節(jié)奏快。

公司主要產(chǎn)品為超薄鋰電銅箔、極薄鋰電銅箔,應(yīng)用于鋰電負(fù)極集流體,同時生產(chǎn)少量標(biāo)準(zhǔn)銅箔用于 PCB 電路板。

公司的 4.5 微米和 5 微米的極薄鋰電銅箔已實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),并穩(wěn)定供應(yīng)寧德時代。復(fù)合銅箔布局:與南開大學(xué)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手,布局復(fù)合銅箔。公司與南開大學(xué)重點實驗室團(tuán)隊合作,共同研發(fā)及應(yīng)用鋰電新型負(fù)極集流體材料。公司與南開大學(xué)院士團(tuán)隊合作開展高端銅箔關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)已有多年。

3.2.2.鍍膜業(yè)務(wù)橫向拓展:鍍膜技術(shù)同源

協(xié)同效應(yīng):電容式觸摸屏、液晶顯示屏等產(chǎn)品的部分主要加工工序系對玻璃面板進(jìn)行 ITO 鍍膜。ITO 鍍膜的制備方法有蒸發(fā)、磁控濺射、反應(yīng)離子鍍、化學(xué)氣相沉積、熱解噴涂等,使用最多的方法是磁控濺射法,即在透明有機(jī)薄膜材料上濺射透明氧化銦錫導(dǎo)電薄膜鍍層,使原本不具有導(dǎo)電功能的玻璃面板獲得導(dǎo)電功能。

其真空濺射和復(fù)合銅箔的鍍膜技術(shù)具有同源性。

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1)寶明科技

傳統(tǒng):LED 背光源液晶面板玻璃深加工領(lǐng)域領(lǐng)先企業(yè)。

公司主業(yè)為液晶顯示屏中 LED 背光源及電容式觸摸屏主要工序深加工,下游主要是智能手機(jī)產(chǎn)品,目前處于存量競爭階段。為應(yīng)對行業(yè)不利變化,公司積極進(jìn)行產(chǎn)品轉(zhuǎn)型,加大在中大尺寸車載顯示、平板/筆電及 MiniLED 背光源研發(fā)和市場推廣力度。

復(fù)合銅箔布局:進(jìn)展良好,良率領(lǐng)先。

公司設(shè)立控股子公司贛州寶明新材料布局復(fù)合銅箔項目,總投資 60 億元,一期投資 11.5 億元,二期投資 48.5 億元,一期計劃 2023 年第二季度量產(chǎn),全部達(dá)產(chǎn)后年產(chǎn)復(fù)合銅箔 1.5 億平米左右,配套的電池為 14-15GWh。目前公司的良率在 80%,已經(jīng)送樣下游多家客戶測試驗證。

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2)萬順新材

傳統(tǒng):鋁加工、紙包裝材料和功能性薄膜三大業(yè)務(wù)。

功能性薄膜主要產(chǎn)品有導(dǎo)電膜、節(jié)能膜、高阻隔膜、車衣膜、納米炫光膜等,應(yīng)用于觸摸屏、PDLC 液晶電控調(diào)光膜、太陽能電池封裝等領(lǐng)域。公司鋁箔、ITO 導(dǎo)電膜領(lǐng)域具備充分的生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)驗,擁有磁控濺射設(shè)備、電子束鍍膜設(shè)備、精密涂布線等進(jìn)口尖端設(shè)備。

復(fù)合銅箔:已開展載體銅膜業(yè)務(wù)。

載體銅膜運用在電池負(fù)極,可降低電池重量,提升能量密度及安全性。公司已開發(fā)出應(yīng)用于電池負(fù)極的載體銅膜樣品,并送下游電池企業(yè)驗證,正在配合下游的需求優(yōu)化產(chǎn)品工藝。同時,公司有開展高附著性鋁層電子復(fù)合鋁膜研究工作。

3)方邦股份

傳統(tǒng):高端電子材料,現(xiàn)有產(chǎn)品包括電磁屏蔽膜、導(dǎo)電膠膜、極薄撓性覆銅板及超薄銅箔等,屬于高性能復(fù)合材料。公司主業(yè)的屏蔽膜真空濺射、水電鍍技術(shù)和復(fù)合銅箔鍍膜技術(shù)具有一定的協(xié)同性。

復(fù)合銅箔:與公司當(dāng)前主營產(chǎn)品在核心制備技術(shù)上具有一定契合性(真空濺射、電化學(xué)技術(shù))。目前公司在優(yōu)化生產(chǎn)工藝、參數(shù)以進(jìn)一步提升產(chǎn)品剝離強(qiáng)度、延伸率等關(guān)鍵性能指標(biāo),同時與相關(guān)下游客戶進(jìn)行技術(shù)對接。

4)勝利精密

傳統(tǒng):公司主要業(yè)務(wù)為消費電子產(chǎn)品及汽車零部件業(yè)務(wù)。汽車零部件業(yè)務(wù)中,光學(xué)玻璃蓋板、復(fù)合材料顯示蓋板等業(yè)務(wù)也需用到磁控濺射工序,公司在磁控濺鍍技術(shù)方面經(jīng)驗豐富,擁有核心團(tuán)隊。同時公司有生產(chǎn)鋰電隔膜的經(jīng)驗,對膜的張力系統(tǒng)等指標(biāo)理解深刻。

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復(fù)合銅箔布局:投資 56 億,布局復(fù)合銅箔。

公司通過子公司安徽飛拓布局復(fù)合銅箔。一期投資 8.5 億元,擬建設(shè) 15 條高性能復(fù)合銅箔生產(chǎn)線、2 條 3A 光學(xué)膜生產(chǎn)線,二期投資 47.5 億,擬投建 100 條高性能復(fù)合銅箔生產(chǎn)線。進(jìn)展:公司目前采用兩步法“磁控濺射+水電鍍”,以 PET 為基材的復(fù)合銅箔已經(jīng)在試生產(chǎn),產(chǎn)品已二次送樣。

PP 為基材的復(fù)合銅箔也在調(diào)試生產(chǎn)中。目前第一條全制程生產(chǎn)線(1 臺磁控濺射+1 條水電鍍)已在安徽舒城產(chǎn)業(yè)園安裝調(diào)試完成,第二條水電鍍產(chǎn)線也在安裝調(diào)試中。

預(yù)計現(xiàn)階段每條產(chǎn)線月設(shè)計產(chǎn)能 40 萬平,明年將視市場需求增加產(chǎn)線、優(yōu)化產(chǎn)能。預(yù)計到 2023 年年中,月設(shè)計產(chǎn)能可達(dá)到 1300-1500 萬平,2023 年底可達(dá)到月產(chǎn)能 4500 萬平。

3.2.3.基膜企業(yè)延伸:上下游一體化布局優(yōu)勢

協(xié)同效應(yīng):復(fù)合銅箔產(chǎn)業(yè)鏈包括基膜、鍍膜設(shè)備、鍍膜材料(蒸鍍膜料和濺射靶材)、鍍銅液藥劑等環(huán)節(jié)。

基膜方面,復(fù)合銅箔對 PET/PP 薄膜工藝要求較高,要求 4.5 微米、4 微米的厚度,目前國內(nèi)具備薄膜生產(chǎn)能力的廠商有限,部分基膜廠依托在傳統(tǒng)功能性薄膜領(lǐng)域的技術(shù)積累,也在向復(fù)合銅箔領(lǐng)域拓展。

1)雙星新材

傳統(tǒng):PET 薄膜龍頭,新材料業(yè)務(wù)覆蓋“五大板塊”。

公司專注于高性能功能性高分子材料研發(fā)制造,業(yè)務(wù)包括光學(xué)材料、新能源材料、信息材料、熱收縮材料和節(jié)能窗膜材料,下游應(yīng)用領(lǐng)域涉及液晶顯示、消費電子、光伏新能源、汽車和節(jié)能建筑等。

復(fù)合銅箔:具備超薄 PET 基材量產(chǎn)能力,由基膜向復(fù)合銅箔延伸。

2020 年 PET 銅箔立項,目前在自制 4.5 微米基礎(chǔ)上,完成了原料、磁控濺射、水鍍工藝,已向客戶送樣認(rèn)證,同時公司開發(fā) 3.5 微米及以下基材。目前公司 PET 銅箔整體良率達(dá)到 92%,磁控濺射的良率在 98%。公司預(yù)計在 11 月底完成 PET 銅箔主線的建設(shè),12 月中旬向下游客戶再次送樣,在前期小樣研究開發(fā)評價基礎(chǔ)上在進(jìn)行量產(chǎn)的評價。

2)東材科技

傳統(tǒng):公司以新型絕緣材料為基礎(chǔ),重點發(fā)展光學(xué)膜材料、電子材料、環(huán)保阻燃材料等系列產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于發(fā)電設(shè)備、特高壓輸變、新能源汽車等領(lǐng)域。

目前公司擁有 4 條聚酯薄膜生產(chǎn)線(光伏用),年產(chǎn)能規(guī)模超 4 萬噸。

復(fù)合銅箔:有 PP 量產(chǎn)能力,是復(fù)合銅箔的可選基材,保證超薄厚度同時 對于縱向、橫向收縮率、拉伸強(qiáng)度等指標(biāo)控制良好。

3)康輝新材

傳統(tǒng):功能性薄膜龍頭。

公司是國內(nèi)最大的 PBT 生產(chǎn)商,國內(nèi)唯一、全球第二家能夠在線生產(chǎn) 12 微米涂硅離型疊片式鋰電池保護(hù)膜的企業(yè),MLCC 離型基膜國內(nèi)產(chǎn)量占比超過 65%。

復(fù)合銅箔:布局基膜,已具備量產(chǎn)能力。

公司自 2020 年開始對 PET 復(fù)合銅箔用基膜進(jìn)行開發(fā)。

利用集團(tuán)全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢,自主研發(fā)創(chuàng)新的工藝技術(shù),自主研發(fā)的 PET 復(fù)合銅箔用基材具有拉伸強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性佳、微觀平整度高等特點,基膜已通過下游多家 PET 銅箔廠商、電池廠商前期驗證,后期驗證工作有序推進(jìn)中。

多條產(chǎn)線具備量產(chǎn) 4.5-6 微米 PET 復(fù)合銅箔用基膜能力,并可根據(jù)客戶需要進(jìn)行定制化生產(chǎn)。

3.2.4.鍍膜材料延伸:對鍍膜設(shè)備理解深厚

協(xié)同效應(yīng):從事蒸鍍膜料和濺射靶材的企業(yè),本身就與真空鍍膜設(shè)備廠保持技術(shù)交流,對鍍膜設(shè)備的掌握程度較高,向復(fù)合集流體制造拓展具備相當(dāng)優(yōu)勢。

1)阿石創(chuàng)

傳統(tǒng):深耕 PVD 鍍膜材料領(lǐng)域,與國內(nèi)外頂尖 PVD 設(shè)備廠保持緊密合作。自主研發(fā) 200 多款高端鍍膜材料,產(chǎn)品覆蓋光學(xué)、光伏、半導(dǎo)體、平板顯示等多個領(lǐng)域。公司在設(shè)備端、工藝端積累了豐富的 PVD 鍍膜經(jīng)驗。

公司目前正在研發(fā) PET/PP/PBN 等基材鍍銅膜,采用的生產(chǎn)工藝包括 PVD 濺鍍后電鍍和直接 PVD 蒸鍍。

復(fù)合銅箔:由靶材向復(fù)合銅箔延伸。

10 月 28 日,公司與東威科技、騰勝科技正式簽署復(fù)合銅箔設(shè)備裝備協(xié)議,公司復(fù)合銅箔目前已完成設(shè)備選型和下定的工作,后續(xù)將繼續(xù)與電池廠商進(jìn)行技術(shù)交流,并調(diào)整改進(jìn)設(shè)備、工藝,以提高復(fù)合銅箔產(chǎn)線的良率與生產(chǎn)效率。

3.2.5.化學(xué)鍍銅液:化學(xué)沉積的核心

協(xié)同效應(yīng):復(fù)合銅箔的化學(xué)沉積法原理與水平沉銅相同,都為置換反應(yīng)。水平沉銅專用化學(xué)品壁壘較高,鍍銅液藥劑相關(guān)的公司對化學(xué)鍍工藝?yán)斫馍詈瘛?

1)三孚新科

傳統(tǒng):公司產(chǎn)品根據(jù)應(yīng)用工藝和領(lǐng)域不同,分為電子化學(xué)品和電鍍化學(xué)品。

公司在電子 PCB 化學(xué)品領(lǐng)域深耕多年,是國內(nèi)少有的掌握 PCB 水平沉銅專用化學(xué)品技術(shù)的內(nèi)資廠商。

復(fù)合銅箔:預(yù)計 2023 年可能有批量化訂單。

工藝:采用化學(xué)沉積法(一步法),工藝流程簡潔高效,產(chǎn)品在良品率、鍍膜厚度均勻性、結(jié)合力等方面表現(xiàn)良好,生產(chǎn)自動化程度較高,正處在中試階段。向復(fù)合銅箔電鍍設(shè)備領(lǐng)域延伸,未來的方向是“藥劑+設(shè)備”一體化解決方案。

2022 年 11 月 2 日晚,公司發(fā)布公告稱擬新增機(jī)械設(shè)備等經(jīng)營范圍,為公司新型復(fù)合銅箔電鍍專用化學(xué)品的推廣提供配套的生產(chǎn)設(shè)備。

2)智動力

傳統(tǒng):公司主要產(chǎn)品為消費電子功能性器件、結(jié)構(gòu)性器件、光學(xué)組件及可穿戴組件。

復(fù)合銅箔:一步法工藝。2022年 11 月 16 日,公司與三孚新科簽署《戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》,雙方同意圍繞復(fù)合銅箔生產(chǎn)進(jìn)行全面合作。公司基于規(guī)劃產(chǎn)能,擬向三孚新科采購“一步式”全濕法復(fù)合銅箔化學(xué)鍍銅設(shè)備,與三孚新科共同推動一步法工藝落地。

3.2.6.自主研發(fā)新勢力:深耕相關(guān)領(lǐng)域

1)金美新材

寧德時代入股,重慶金美新材專業(yè)從事多功能復(fù)合集流體薄膜材料產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售。

寧德時代旗下的長江晨道投資通過安徽金美新材料持有重慶金美新材 15.68%的股權(quán)。公司主打產(chǎn)品為多功能復(fù)合集流體鋁箔(MA)和多功能復(fù)合集流體銅箔 (MC)。

金美新材從 2015 年開始新材料開發(fā)工作,于 2016 年便與客戶攜手開發(fā)復(fù)合集流體產(chǎn)品。

2018 年,第一代鋁復(fù)合集流體在歐洲某車型上得到量產(chǎn)應(yīng)用后,從材料生產(chǎn)工藝端和客戶應(yīng)用技術(shù)端分別驗證了復(fù)合集流體技術(shù)路線的確定性。

隨后又進(jìn)一步往厚度更薄、性能更好的第二代產(chǎn)品進(jìn)行研發(fā)突破。重慶金美項目一期總投資 15 億元,全部滿產(chǎn)后可達(dá)到年產(chǎn)能 3.5 億平米。

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復(fù)合鋁箔率先量產(chǎn)。

2022 年 11 月 11 日,公司宣布量產(chǎn) 8 微米復(fù)合鋁箔,成為國內(nèi)首家宣布量產(chǎn)復(fù)合集流體的企業(yè)。本次量產(chǎn)的 8 微米復(fù)合鋁箔是新一代產(chǎn)品,比上一代更薄,并且改進(jìn)了表面缺陷、孔洞等主要問題,大幅提升了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品良率。

2)納力新材料

公司成立于 2022 年 1 月,專門致力于復(fù)合銅箔和復(fù)合鋁箔研發(fā)生產(chǎn)。研發(fā)團(tuán)隊實力雄厚,目前公司在揚(yáng)州和江陰擁有兩個生產(chǎn)基地;一期預(yù)計實現(xiàn)產(chǎn)能 3.2 億平。

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采用“離子濺射法+電化學(xué)沉積法”鍍銅,基材使用 PET/PEN/PP。公司首批納米涂炭鋁集流體、納米涂炭銅集流體、復(fù)合鋁箔相繼下線。復(fù)合鋁箔目前產(chǎn)品已成功應(yīng)用固態(tài)電池、半固態(tài)固液混合電池、鈉離子電池、鋰金屬電池等前沿電池產(chǎn)品中。

3)漢嵙新材

較早布局復(fù)合集流體。

公司成立于 2018 年,董事長從事蒸發(fā)、磁控濺射行 業(yè)近 30 年。公司具備自主設(shè)計開發(fā)復(fù)合集流體產(chǎn)線設(shè)備的能力。與設(shè)備廠商共同設(shè)計制造的 3um PET 載體膜設(shè)備,生產(chǎn)良率可達(dá) 90%以上,11 月份設(shè)備會交付安裝調(diào)試采用全干法制程,進(jìn)展領(lǐng)先。

復(fù)合集流體產(chǎn)品在產(chǎn)業(yè)化方面已經(jīng)獲得了實質(zhì)性進(jìn)展。已給行業(yè)內(nèi)的頭部電池企業(yè)送樣,預(yù)計年底可以實現(xiàn)試產(chǎn)批量供貨。

4)元琛科技

傳統(tǒng):公司主業(yè)為過濾材料、煙氣凈化系列環(huán)保產(chǎn)品,產(chǎn)品分為兩大類:除塵過濾材料、延期脫硝催化劑。此外,公司向產(chǎn)業(yè)鏈集群方向延伸,從事環(huán)境及新材料第三方檢測業(yè)務(wù)。

復(fù)合箔材:2020 年起,公司開始關(guān)注復(fù)合箔材,2021 年正式立項。針對膜材料,公司有數(shù)年相關(guān)的制備及改性經(jīng)驗,深厚的技術(shù)和人才積累。此外,公司處于合肥市新能源產(chǎn)業(yè)鏈的中心區(qū)域,復(fù)合箔材產(chǎn)能建設(shè)落地過程得到政府大力支持。預(yù)計第一條量產(chǎn)中試線于今年 11 月完成設(shè)備安裝及調(diào)試。2022 年 11 月 28 日,公司公告與東威科技簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議,向東威采購最先進(jìn)的 2.5 代雙邊卷夾式水平鍍膜線,近日進(jìn)行設(shè)備交付調(diào)試。

5)璞泰來

傳統(tǒng):公司是國內(nèi)鋰電負(fù)極龍頭,是國內(nèi)最大的隔膜涂覆加工商,此外公司垂直整合業(yè)務(wù),業(yè)務(wù)還涵蓋自動化工藝設(shè)備、PVDF 及粘結(jié)劑、鋁塑包裝膜、納米氧化鋁及勃姆石等。

復(fù)合集流體:受益于公司長期在涂布設(shè)備、涂敷加工、鋁塑包裝膜、光學(xué)膜業(yè)務(wù)領(lǐng)域的優(yōu)勢,公司較早捕捉到了復(fù)合集流體的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢,進(jìn)行了研發(fā)布局。目前公司的復(fù)合集流體材料已經(jīng)完成了內(nèi)部測試和中試,未來公司將逐步 啟動量產(chǎn)生產(chǎn)線的建設(shè)。

6)英聯(lián)股份

傳統(tǒng):在金屬包裝領(lǐng)域深耕多年。目前產(chǎn)品已覆蓋食品、飲料、日化用品 等領(lǐng)域,能夠滿足客戶多樣化需求及一站式采購。

復(fù)合集流體:2022 年 9 月 15 日,公司設(shè)立子公司,專門從事 PET、PP、PI 等材料復(fù)合銅箔研發(fā)生產(chǎn)。

公司已與供應(yīng)商簽訂主要生產(chǎn)設(shè)備(卷對卷磁控濺射真空鍍膜設(shè)備、雙邊夾卷式水平鍍膜線)的采購合同,設(shè)備近期將交付。

從工藝相似、技術(shù)同源的角度分析,我們預(yù)計,其他如光莆、隆揚(yáng)、斯迪克等在電磁屏蔽膜、功能性薄膜材料等鍍膜領(lǐng)域有布局的廠商也存在進(jìn)入行業(yè)的可能。

3.3.設(shè)備端:真空鍍膜和水電鍍設(shè)備+滾焊設(shè)備

復(fù)合銅箔制造工藝目前以兩步法為主流,即磁控濺射+水電鍍,對應(yīng)設(shè)備需求為真空磁控濺射鍍膜機(jī)和水電鍍膜機(jī)。此外,對于電池端來講,復(fù)合集流體對生產(chǎn)工藝唯一的變化在于極耳焊接,復(fù)合集流體焊接難度更大,超聲波滾焊可以實現(xiàn)復(fù)合集流體和箔材之間的高速滾焊。

3.3.1.真空鍍膜設(shè)備:基本實現(xiàn)國產(chǎn)化

1)匯成真空

國內(nèi)真空鍍膜設(shè)備稀有廠商。

公司的主要產(chǎn)品和服務(wù)為真空鍍膜設(shè)備以及配套的工藝服務(wù)支持,以真空鍍膜技術(shù)及成膜工藝為核心,致力于濺射鍍膜技術(shù)、蒸發(fā)鍍膜技術(shù)、離子鍍膜技術(shù)、柔性卷繞鍍膜技術(shù)以及成膜工藝的研究和應(yīng)用。

公司鍍膜設(shè)備應(yīng)用于消費電子領(lǐng)域,工業(yè)品等領(lǐng)域。終端產(chǎn)品包括智能手機(jī)、攝像頭、屏幕顯示、汽車配件、航空玻璃、磁性材料、半導(dǎo)體電子傳感器、光刻掩膜版等。真空鍍膜工藝起源于國外,設(shè)備供應(yīng)商主要集中在美、日、德等發(fā)達(dá)國家,公司是國內(nèi)真空鍍膜設(shè)備行業(yè)內(nèi)重要企業(yè)。

布局復(fù)合銅箔鍍膜機(jī)。

公司是國內(nèi)極少數(shù)實現(xiàn)復(fù)合銅箔高產(chǎn)能批量化生產(chǎn)的設(shè)備企業(yè)之一,通過獨家研發(fā)的高能量密度氬離子+低能量高電離度金屬離子技術(shù)等,攻克多個行業(yè)難點。

目前公司研發(fā)的復(fù)合銅箔 PVD RTR 鍍膜設(shè)備,實現(xiàn)在厚度3.0~4.5μm、幅寬600~1650mm PET/PP 塑料薄膜表面一次完成雙面鍍銅膜,設(shè)備工藝走速 0.5-30m/min。超薄復(fù)合鋁箔 PVD RTR 鍍膜設(shè)備,實現(xiàn)在厚度 4.5~6.0μm、幅寬 600~1700mm PET/PP 塑料薄膜表面雙面鍍鋁膜,設(shè)備工藝走速 30-100m/min。

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2)騰勝科技

立足真空鍍膜技術(shù)和裝備研發(fā)超 25 年,在柔性材料的卷對卷真空鍍膜技術(shù)及裝備上具有領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢,是國內(nèi)首家推出量產(chǎn)型鋰電復(fù)合銅箔鍍膜裝備的公司。

公司的設(shè)備采用專利技術(shù),具備一次性雙面高速鍍膜的功能,設(shè)備各項性能參數(shù)指標(biāo)均屬于國內(nèi)領(lǐng)先。具有操作簡便、良率高、鍍膜穩(wěn)定性好、重復(fù)性好、鍍層均勻度好、膜層致密、結(jié)合力好等優(yōu)點。

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3)廣東振華科技

綜合大型真空設(shè)備制造商,專門從事真空鍍膜解決方案。公司可提供連續(xù)式鍍膜生產(chǎn)線、磁控濺射鍍膜設(shè)備、陰極電弧離子鍍膜設(shè)備、硬質(zhì)涂層鍍膜設(shè)備、精密電子束蒸發(fā)鍍膜設(shè)備等真空表面處理設(shè)備。

公司復(fù)合銅箔卷繞鍍膜設(shè)備生產(chǎn)速度快,量產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性大幅提升。市面上常規(guī)卷繞鍍膜設(shè)備走膜速度為 6-10m/min,公司生產(chǎn)速度高達(dá) 30m/min,一次走膜可實現(xiàn)雙面鍍膜,高速走膜解決行業(yè)痛點,量產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性提升。

采用全自動抽氣結(jié)合半自動、手動調(diào)整的鍍膜控制,更有利于獲得均勻要求的鍍膜層。膜料能快速成沉積在基膜上,連續(xù)不間斷,致密無孔洞。

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3.3.2.水電鍍設(shè)備:廠商稀缺

1)東威科技

PCB電鍍設(shè)備龍頭,公司垂直連續(xù)電鍍設(shè)備競爭力強(qiáng)。

PCB電鍍對產(chǎn)品性能至關(guān)重要,受益于下游高端產(chǎn)品占比提升,我國垂直連續(xù)電鍍設(shè)備市場擴(kuò)容。

公司垂直連續(xù)電鍍設(shè)備具有性能好、節(jié)能環(huán)保、維護(hù)簡單、性價比高等特點,在電鍍均勻性、貫孔率等指標(biāo)表現(xiàn)優(yōu)于同行。

橫向拓展至復(fù)合銅箔設(shè)備,率先受益行業(yè)從 0-1 發(fā)展。公司依托在 PCB 電鍍領(lǐng)域的技術(shù)積累,率先發(fā)力復(fù)合銅箔專用設(shè)備領(lǐng)域,先發(fā)優(yōu)勢明顯,目前是國內(nèi)唯一能夠批量化生產(chǎn)水電鍍設(shè)備的廠商。

產(chǎn)能規(guī)劃上,公司明年產(chǎn)能計劃不低于 100 臺,目前在手訂單已接近 300 臺。除水電鍍設(shè)備外,公司還向前道工序真空磁控濺射設(shè)備延伸。

公司規(guī)劃2023年產(chǎn)能不低于 50 臺磁控設(shè)備,并首先考慮與公司的鍍膜設(shè)備配套使用,兩種設(shè)備配套使用,技術(shù)具有連貫性,有利于保證產(chǎn)品的良品率。

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3.3.3.超聲波滾焊設(shè)備:復(fù)合集流體焊接新增工藝

相較于傳統(tǒng)銅箔和鋁箔,采用復(fù)合集流體的電池前段工序多出一道采用超聲波高速滾焊技術(shù)的極耳轉(zhuǎn)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。因此,下游電池廠新增滾焊設(shè)備需求。

1)驕成超聲

公司動力電池超聲波設(shè)備優(yōu)勢突出,受益下游需求高速增長。超聲波焊接在多層極耳焊接領(lǐng)域具有不可比擬的優(yōu)勢,單線價值量在 100-200 萬元。公司是國內(nèi)少有的可以與國際高端超聲波工業(yè)設(shè)備廠商進(jìn)行競爭的企業(yè)。

公司的核心產(chǎn)品超聲波焊接監(jiān)控一體機(jī)可以有效提升電池效率與良率,是比亞迪和寧德時代新增動力電池產(chǎn)線主要超聲波設(shè)備供應(yīng)商。

基于超聲波高速滾動焊接系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)超聲波滾焊機(jī),是寧德時代復(fù)合集流體唯一設(shè)備供應(yīng)商。公司自主研發(fā)超聲波滾焊機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)合集流體和箔材之間的高速滾焊,是寧德時代復(fù)合集流體滾焊設(shè)備唯一供應(yīng)商。

此外,單條產(chǎn)線滾焊價值量是超聲極耳焊接的 3 倍,單 GWh 復(fù)合集流體極耳焊接設(shè)備在 1200 萬以上。

公司有望充分享受復(fù)合集流體產(chǎn)業(yè)化的業(yè)績彈性?!霸O(shè)備+耗材”模式,推動公司業(yè)務(wù)穩(wěn)健增長。

設(shè)備需求源于市場增量,耗材需求源于市場保有量。

公司除向下游銷售各類設(shè)備外,還同步銷售各類設(shè)備相關(guān)配件,如焊頭、底膜、裁刀、發(fā)生器等。

根據(jù)公司測算,2025 年動力領(lǐng)域焊頭、底膜市場需求可以達(dá)到 6-10 億元,同時在汽車線束、IGBT、輪胎裁切等領(lǐng)域也延續(xù)同樣的商業(yè)模式。

2)達(dá)牛新能源

公司自成立以來,專業(yè)代理 Branson 必能信超聲波焊接設(shè)備及配套產(chǎn)品,同時銷售超聲波焊接設(shè)備配套,電池正、負(fù)極片五金模切工裝,主要客戶是在高能量密度的新能源汽車電池企業(yè)。

具備超聲波滾焊設(shè)備專利。

根據(jù)公司專利《一種復(fù)合材料滾焊一體化設(shè)備》,專利所述滾焊機(jī)包括焊座、焊頭、焊頭電機(jī)以及超聲波換能器。

能夠在復(fù)合材料的正反面各焊接一層箔材,保證了復(fù)合材料正反面的導(dǎo)電性,設(shè)備中各機(jī)構(gòu) 設(shè)置緊湊,有助于保證焊接質(zhì)量以及提高焊接速度。

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3)新棟力

近二十年從事工業(yè)應(yīng)用超聲波設(shè)備生產(chǎn)經(jīng)營及技術(shù)研究。公司以聲化學(xué)、塑料焊接、金屬焊接機(jī)作為主營方向。

目前公司主要產(chǎn)品有:超聲波金屬焊接機(jī)、超聲波滾動焊接機(jī)、超聲波彎曲刀焊接機(jī)、超聲波線束焊接機(jī)、超聲波平齒焊接機(jī)等設(shè)備。

具備超聲波滾焊技術(shù)。公司的超聲波金屬滾動焊接機(jī)清潔、高效、精密,可以連續(xù)發(fā)射超聲波,實現(xiàn)滾動焊接。公司首創(chuàng)雙滾雙超聲波產(chǎn)品,已經(jīng)過多個頭部企業(yè)關(guān)注,焊接優(yōu)勢、性能、效果通過驗證。

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3.4.其他:鍍銅專用化學(xué)品

1)光華科技 PCB 電鍍化學(xué)品龍頭。

公司率先在國內(nèi)建立 PCB 濕制程相關(guān)化學(xué)品整體解決方案,可為 PCB 濕制程全生產(chǎn)提供金屬鹽、藥水及配套專用化學(xué)品和技術(shù)服務(wù),目前產(chǎn)品涵蓋氧化銅、填孔鍍銅、沉鎳金、棕化、褪膜等,產(chǎn)品性能達(dá)國際水平。

PET 復(fù)合銅箔化學(xué)品定制化服務(wù)。

針對 PET 銅箔的水鍍工藝,公司研發(fā)了 SP 系列水鍍光劑,應(yīng)用于基膜金屬化后的電鍍增厚加工,公司 SP 系列水鍍光劑完全自主配方,添加穩(wěn)定,能夠配合大批量生產(chǎn)。針對水電鍍工序,目前公司可供的產(chǎn)品還有氧化銅、硫酸銅、化學(xué)試劑等系列。

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4.報告總結(jié)

1、完整產(chǎn)業(yè)鏈形成,工藝百花齊放。

上游設(shè)備:東威科技,中游材料,寶明科技等,電池設(shè)備:驕成超聲。

近期亦有多家上市公司宣布進(jìn)軍復(fù)合集流體。工藝上,兩步法、三步法、化學(xué)鍍一步法、濺射一步法百花齊放。

2、金美鋁箔量產(chǎn),玩家百舸爭流。

鋁箔金美已量產(chǎn),拓寬復(fù)合集流體應(yīng)用場景;銅箔從上下游反饋和設(shè)備交付進(jìn)度來看,寶明科技相對領(lǐng)先。

3、先發(fā)優(yōu)勢,紅利巨大。

復(fù)合銅箔滲透率上升(我們預(yù)期 22-25 年滲透率分別是 1%、4%、10%、20%),25 年市場空間可達(dá) 343 億元,CAGR282%,在行業(yè)爆發(fā)期,先發(fā)優(yōu)勢的企業(yè)紅利巨大。

行業(yè)公司:寶明科技、東威科技、驕成超聲;阿石創(chuàng)、三孚新科、元琛科技。

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5.風(fēng)險提示

1)復(fù)合集流體量產(chǎn)不及預(yù)期;2)行業(yè)競爭加劇。

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