民生证券机械团队指出,复合铜箔产业化进程正全面加速。复合铜箔凭借高安全性、高比能、长寿命、低成本等优势,成为锂电产业重要技术方向。目前一步法、两步法、三步法三种技术路线并存,设备商和材料商同步推进,2023年宝明科技赣州一期已量产,2025年复合铜箔有望实现大规模装车。
复合铜箔产业化进入量产前夜,2025年有望成为放量元年
复合铜箔产业化进程从2015年开始的探索阶段进入加速突破阶段,目前已进入量产前夜。以金美新材料为代表的企业从2015年开始进行新型多功能复合集流体材料的工艺研发及生产,下游电池厂宁德时代、比亚迪等积极研发布局。2021-2022年加速突破阶段,宝明科技、双星新材、阿石创等新厂商跨界进入,设备厂威科技术等在磁控溅射、水电镀、超声波焊接等设备上迭代升级。2023年5月,宝明科技在投资者互动平台表示赣州复合铜箔一期已于二季度量产,标志着复合铜箔产业化进入实质性阶段。随着复合铜箔焊接工艺、产品良率问题逐步攻克,目前复合铜箔已进入下游最终测试阶段,2025年复合铜箔有望实现大规模装车。
三类技术路线各有优劣,不同场景齐头并进
复合铜箔当前主要有一步法、两步法、三步法三种生产工艺。一步法根据工艺不同分为全干法(真空磁控溅射/真空蒸镀)及全湿法(化学电镀)。真空磁控溅射一步法生产过程通过反复磁控溅射将镀铜层沉积至1微米,设备端布局企业主要系道森股份旗下洪田科技,但存在设备价格较高、成膜速率较慢等问题。化学沉积一步法通过化学反应沉积铜层,布局企业主要系三孚新科,核心优势在于解决电化学沉积边缘效应从而提升镀铜层均匀性、可做出更大幅宽,缺点是需要活化药剂添加贵金属使成本较高、基材与铜层结合力较差、速率较慢。
两步法生产流程包括真空磁控溅射及水电镀增厚,是目前主流厂商采用的技术路线。三步法则在真空磁控溅射之后增加一道真空蒸镀工艺,真空蒸镀相对于磁控溅射铜沉积效率更高,生产效率大幅提升,但缺陷在于蒸镀设备作业温度较高,高分子材料在高温作用下可能受到热损伤。两步法存在良率有待提升、镀膜厚度不均、复合铜箔切边损失较大、难以满足大宽幅薄膜生产等难题。随着产业持续突破,未来三种路线有望齐头并进,适配不同应用场景和需求。
两步法生产流程包括真空磁控溅射及水电镀增厚,是目前主流厂商采用的技术路线。三步法则在真空磁控溅射之后增加一道真空蒸镀工艺,真空蒸镀相对于磁控溅射铜沉积效率更高,生产效率大幅提升,但缺陷在于蒸镀设备作业温度较高,高分子材料在高温作用下可能受到热损伤。两步法存在良率有待提升、镀膜厚度不均、复合铜箔切边损失较大、难以满足大宽幅薄膜生产等难题。随着产业持续突破,未来三种路线有望齐头并进,适配不同应用场景和需求。
核心设备国产化加速,产业链日趋完善
复合铜箔两步法核心设备包括磁控溅射设备、水电镀设备以及焊接设备。磁控溅射设备目前海外占据主流,国内厂商加速替代。水电镀设备格局良好,东威科技是目前唯一能实现量产PET铜箔的水电镀设备供应商,公司首台磁控溅射设备已下线发货,正式涉足真空装备制造领域。东威科技通过新建真空镀膜事业部自主研发磁控溅射设备,作为镀铜膜前道工序,可与新能源镀膜设备形成有效协同,打造一体化复合铜箔生产线并向客户提供一体化专业服务。
焊接设备方面,复合集流体结构使焊接难度大大提高,骄成超声基于自身超声波技术积累,独家推出超声波滚焊设备,主要应用于新能源动力电池、橡胶轮胎、无纺布、汽车线束、功率半导体等领域。洪田科技在全国锂电铜箔设备领域处于行业龙头地位,核心产品电解铜箔阴极辊、生箔机、阳极板等年产能超1000余台套,市场占有率超30%。公司成功研制直径3米、幅宽1.82米超大规模电解铜箔阴极辊,能稳定生产高端极薄锂电铜箔3.5um产品。复合集流体领域布局包括真空磁控溅射一体机、复合铜铝箔一体机、复合铝箔真空镀膜设备,2024年首台套复合铝箔真空镀膜设备已下线。
焊接设备方面,复合集流体结构使焊接难度大大提高,骄成超声基于自身超声波技术积累,独家推出超声波滚焊设备,主要应用于新能源动力电池、橡胶轮胎、无纺布、汽车线束、功率半导体等领域。洪田科技在全国锂电铜箔设备领域处于行业龙头地位,核心产品电解铜箔阴极辊、生箔机、阳极板等年产能超1000余台套,市场占有率超30%。公司成功研制直径3米、幅宽1.82米超大规模电解铜箔阴极辊,能稳定生产高端极薄锂电铜箔3.5um产品。复合集流体领域布局包括真空磁控溅射一体机、复合铜铝箔一体机、复合铝箔真空镀膜设备,2024年首台套复合铝箔真空镀膜设备已下线。
材料端布局加速,产能规划庞大
复合铜箔材料端企业布局持续加速。金美新材料在重庆和宜宾分别规划产能,重庆一期预计年产能3.5亿平,宜宾基地规划12亿平新型多功能复合集流体材料,一期于2023年第二季度量产。宝明科技赣州基地投资60亿元,一期投产后预计年产1.5亿-1.8亿平。双星新材计划2025年完成5亿平米项目建设。璞泰来规划约1.6万吨/年复合铜箔产能。胜利精密规划扬州一期2.2亿平、二期50亿平产能。英联股份规划年产复合铜箔5亿平方米、复合铝箔1亿平方米,已建成3条复合铜箔生产线,第4-6条在安装调试中。随着材料端和设备端同步推进,复合铜箔产业链日趋完整,产业化放量条件逐步成熟。
| 技术路线 | 工艺流程 | 优势 | 劣势 | 主要布局企业 |
|---|---|---|---|---|
| 一步法(全干法) | 反复磁控溅射/真空蒸镀 | 工序简单、均匀性好 | 设备价格高、成膜速率慢 | 洪田科技 |
| 一步法(全湿法) | 化学沉积镀铜 | 均匀性好、幅宽大 | 成本高、结合力较差 | 三孚新科 |
| 两步法 | 磁控溅射+水电镀 | 效率高 | 良率待提升、厚度不均 | 东威科技 |
| 三步法 | 磁控溅射+真空蒸镀+水电镀 | 效率最优 | 工序繁多、良品率低 | — |
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