中金 | 复合集流体系列04：材料终极格局展望

PP复合铜箔或有望成为主流技术路线。我们认为，PET和PP路线的分歧核心在于耐酸碱性问题，PP基膜的分子结构不含酯键、耐强酸腐蚀，或从根本上解决了PET面临的高温循环难题，有望成为复合铜箔的主流技术路线；然而，PP基膜长期或存在产能约束，叠加PP基膜与铜的附着力较差等难题，提高了该材料的量产难度，也延后了产业化进度。特别注意的是，我们认为无论PET还是PP路线，“磁控溅射+水电镀”两步法都是最优的工艺路径，我们在此前专题报告中已做深入探讨，此处不再赘述。

未来复合铜箔渗透率或有望达到70%以上。我们按照材料均价6元/平方米的假设，测算到2026年全球锂电复合铜箔材料市场规模约为337亿元，对应复合铜箔累计产能约780GWh；考虑产能爬坡存在一定时间，我们估算销量约为468GWh，对应复合铜箔材料的渗透率约17%；以上材料产能对应的设备投资额合计约177亿元，其中磁控溅射/水电镀设备分别为86/92亿元。考虑到除了少数场景外，复合铜箔应用并不存在明确限制，我们判断，远期复合铜箔渗透率或有望达到70%以上。

PP复合铜箔或有望重塑材料环节的竞争格局。我们从设备和工艺两要素出发，复盘了电解铜箔和隔膜两种材料格局差异形成的原因，以此来推演PP复合铜箔未来竞争格局的变化。我们认为市场不能按照传统电解铜箔的竞争格局来线性外推PP复合铜箔的格局，PP基膜产能约束和附着力难题，对设备和工艺壁垒提出了更高的要求，或有望优化材料环节的竞争格局。我们认为，PP复合铜箔材料竞争格局能否走出类似隔膜的路径，暂时不好做出判断，但是其竞争格局或将好于电解铜箔。

产业化进度不及预期；技术路线变化超预期；竞争格局恶化超出预期。

市场有PET和PP技术路线之争。针对复合铝箔，PET基膜路线可以走通；然而针对复合铜箔，PET和PP仍有分歧，我们认为未来PET和PP哪种材料将会占据多少，取决于二者物化性质、供给瓶颈、生产成本等多方面因素，电池厂在应用过程中将会进行综合考量。我们目前的观点认为：未来复合铜箔PET和PP路线或将并存，PP有望凭借优异的耐酸碱性占据主导地位。

复合集流体的基膜主要分为PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）和PP（聚丙烯），少数厂商亦在推进PI（聚酰亚胺）的应用。考虑到目前PI生产成本及熔点较高，应用存在一定难度，本文暂时以PET及PP讨论为主。PET和PP的分子结构不同，导致其耐酸性和附着力表现差异较大。此外，PP和PET的性质差异还体现在耐温性、延展性以及拉伸强度等方面。

PET：附着力较好，但不耐强酸

① 优势：a）附着力较好：PET具有较高的极性、较为规则的分子链结构和高结晶度，与铜箔的结晶性接近，因此PET与铜箔之间的界面能较低，利于界面结合，附着力较好。b）耐温性较好：PET熔点在两百度以上，耐温性略好于PP。c）拉伸强度较好：PET的拉伸强度[1]较好，弹性模量较高，具备较好的材料强度。在涂布等电芯加工环节对于材料的拉伸强度提出了要求，如果满足不了有可能导致材料出现断裂。

② 劣势：a）不耐强酸：PET分子中含有酯键，酯键在强酸中会发生水解反应，强酸使得酯键中的氧原子质子化，并引发酯键的断裂，因此PET不耐强酸。b）延展性一般：PET延展性一般，断裂伸长率[2]低于PP。

PP：耐强酸，但附着力较差

①  优势：a）耐强酸：PP分子中不含酯键，不易受到强酸的腐蚀，因此耐强酸性比较好。b）延展性较好：PP延展性较好，断裂伸长率高于PET。

② 劣势：a）附着性一般：PP具有较低的极性、较为松散的分子链结构和低结晶度，导致PP与铜箔之间的界面能较高，分子间相互作用较弱，附着力问题较难解决。b）耐温性一般：PP熔点在一百多度，低于PET，耐温性表现一般，而磁控溅射环节的加工温度较高，所以PP整体加工难度高于PET。c）拉伸强度一般：通常情况下，PP的拉伸强度低于PET，因此在基膜环节需要进行优化。

PP和PET不同的物化性质，对复合铜箔的材料测试尤其是循环测试结果产生了较大影响。根据我们的产业链调研，复合铜箔在循环测试后期阶段出现“跳水”，PET主要归因于不耐强酸导致基膜被腐蚀，PP则是由于附着力差出现了铜层与基膜的剥离。

具体地，当负极集流体被腐蚀，或者承载活性材料能力下降，均可能导致电池容量“跳水”。根据文献[3]，通常情况下，电池容量是随着累计充放电安时数或满充满放循环次数的增加而近似以线性规律衰减；容量“跳水”是指电池在经历一段时间的近似线性衰退后，出现突然的容量急剧加速衰减。电池容量衰减的原因，包括1）电极活性材料的腐蚀溶解、结构衰败、颗粒破碎等导致的正负电极损伤，2）SEI膜生长增厚、负极析锂等导致可用锂离子损失，3）正负极集流体腐蚀导致内阻增加[4]。

因此，针对PET和PP复合铜箔材料，厂商需要分别做出以下改进：

① 如果采用PET复合铜箔，电池厂需要调整电解液配方，或存潜在风险。锂电池中的电解液所使用的六氟磷酸锂在制备过程中不可避免会产生氢氟酸（强酸）带入成品中[5]。因为PET不耐强酸，有可能导致基膜材料被强酸腐蚀，如果采用PET基膜的复合铜箔，而电池厂不进行电解液配方调整，可能导致电池高温循环测试过程中出现“跳水”。根据我们产业链调研，已有部分电池厂商根据这一问题优化了电解液配方，但测试过程仍出现了“跳水”，尚未达到电池厂应用要求，需要进一步改进；而往前看，未来是否能大规模应用，我们认为还涉及到电池厂对于调整配方后可能存在的潜在风险的态度。

② 如果采用PP复合铜箔，需要改善PP与铜之间的附着力，仍需观察送样测试反馈。由于分子结构不同，PP附着力解决的难度远大于PET，改善附着力也是材料厂商持续努力的方向。如果材料的附着力较差，在电池循环测试过程中，材料不断膨胀收缩，PP基膜和铜之间的界面会出现剥离，导致其承载活性物质的能力下降，进而引发“跳水”。我们认为，若PP材料的附着力提升，循环测试时“跳水”的可能性或有望进一步降低，或有望凭借这一优良特性，占据复合铜箔基膜的主导地位。目前，材料龙头宝明科技已向头部电池厂送样PP材料，后续需密切跟踪电池厂对于PP材料的测试反馈情况。

我们认为长期看，由于拉膜设备产能有限，PP基膜供给可能存在明显缺口，或将限制复合集流体的大规模放量。我们判断，1年以内的短期维度看，复合集流体尚处于从0到1阶段，无论是PP还是PET基膜，尚不存在明显的供给缺口；2年以上的长期维度看需要分情景讨论，若复合集流体面临的工艺难点被克服、成本伴随工艺成熟和规模效应快速下降，其渗透率或将快速提升，假使基膜厂商的产能未能及时匹配，则有可能存在供给瓶颈，尤其是5微米以下的超薄PP基膜。

整体看，BOPP膜用途广泛，供给充裕。根据卓创资讯，2022年中国BOPP薄膜表观消费量413万吨，其中功能性薄膜（镭射膜、无胶膜、标签膜、耐高压电容膜等）占比约20%（83万吨）；下游分布中，食品饮料占比超过50%，胶带、服装包装合计占比约35%，其他领域约10-15%。整体看，通用膜供应相对充足，功能性膜已经逐步由供不应求转为供需平衡。

新能源领域薄膜电容器BOPP膜，受制于设备供给瓶颈，发展初期供不应求、出现涨价。具体到功能性薄膜中的电容膜，主要用于薄膜电容器的绝缘介质材料。伴随新能源汽车、光伏、风电等领域快速发展，薄膜电容器拉动的BOPP膜需求迎来快速增长；而新能源领域所需BOPP膜厚度较薄，尤其是新能源汽车领域，厚度一般在3μm以下。由于拉膜设备供应商产能限制（布鲁克纳、法国玛尚、德国林道尔多尼尔等），设备投资额较高（以德国布鲁克纳设备为例，标配1套BOPP薄膜生产线及配套设备的投资额约为人民币1.5亿元），订单排期及交付周期较长（通常约2-3年），因此在新能源电容膜需求快速增长的初期阶段，行业新增产能落地较慢，出现供不应求、PP薄膜涨价。

电容器薄膜行业产能估算约为10万吨左右，2021年产能缺口约23%。根据中国塑协流延薄膜专委会预测，2021年世界电容器薄膜需求量（4μm当量）约12万吨（7μm当量21万吨），产能缺口约为23%；我们按此估算，推算电容器薄膜产能约10万吨左右。龙辰科技披露其基膜产品市占率约8.9%（2022年公司基膜产能0.89万吨），我们倒算行业产能亦为10万吨左右。

若不考虑复合集流体，我们估算电容器薄膜现有产能缺口或有望于2024-2025年逐步补齐。我们自下而上梳理了行业头部薄膜厂扩产计划，根据不完全统计，全行业公开披露的5微米以下BOPP薄膜扩产产能或将达到4.6万吨之上，建设周期在1.5-4年不等。伴随产能逐步释放，我们估算薄膜电容器BOPP膜现有缺口有望于2024-2025年逐步补齐。

然而，若考虑未来复合集流体的大规模放量，PP基膜环节或将存在供给瓶颈。我们判断，1年以内的短期维度看，复合集流体尚处于从0到1阶段，尚不存在明显的供给缺口；2年以上长期维度，若复合集流体渗透率快速提升，而基膜厂商产能未能及时匹配，则有可能存在供给瓶颈。根据我们后文的测算，假设到2026年复合铜箔材料渗透率达到25%，极端情况假设PP基膜占比达到100%，则需要4.2万吨PP基膜，若未来PP基膜厂商未能及时扩产以匹配新增需求，这一部分或存在明显的供给缺口。

相比于电解铜箔而言，复合铜箔具备更高安全性、更高能量密度以及更低量产成本的优势，我们在此前外发报告《复合铜箔：新型锂电负极集流体材料》（22.05.20）中已有详细阐述。尽管现阶段，由于基膜路线分歧、工艺尚未稳定、规模效应未体现等原因，短期复合铜箔成本或高于电解铜箔，但长期看我们认为其成本有望下降至比电解铜箔更低的水平，成本优势有望凸显。短期内，我们判断，部分成本较为敏感的场景例如储能电池的大规模应用可能存在一定阻碍，但是长期看或将伴随材料成本下降而缓解，因此成本或不构成长期限制。

我们判断，除了少数场景，例如钠离子电池、更高倍率快充等，其他多数场景均有希望看到复合铜箔的应用，因此我们预计远期复合铜箔的渗透率上限有希望到70%以上。特别注意的是，我们认为复合铝箔和复合铜箔不是非此即彼的替代关系，因此复合铝箔的率先应用，并不会影响复合铜箔的渗透率提升。

#1 钠离子电池负极可用铝箔，可能限制了复合铜箔的应用

钠离子电池的负极可以用更为廉价的铝箔，而非铜箔。锂电池的负极集流体采用铜而非铝，主要由于金属Al与Li反应的高活泼性，使金属Al消耗大量的Li，本身结构和形态也遭到破坏，故不能作为锂离子电池负极的集流体[6]。与锂不同，由于铝和钠在低电位不会发生合金化反应，钠离子电池正极和负极的集流体都可使用廉价的铝箔而不是成本更高的铜箔。

因此，在估算复合铜箔未来渗透率时，需要将负极采用普通铝箔的钠离子电池剔除。现阶段钠离子电池各环节成本仍较高，因此我们认为叠加使用复合集流体的概率尚小；若未来钠离子电池成本降低后，如果考虑采用复合集流体，则复合铜箔对比复合铝箔来说更具成本优势。根据中金电新组的预测，未来到2025年全球钠离子电池需求规模有望达到67.4GWh。

#2 快充能否用于复合铜箔需区分充电倍率

为了缓解新能源汽车的续航焦虑，电池厂商不断提升快充能力，提高充电电流是路径之一。以电池厂为例，宁德时代推出的麒麟电池搭配4C[7]快充，其他电池厂商亦纷纷推出支持4C及以下快充的电池，而中创新航在2023年4月首次公开的“顶流”圆柱电池可实现6C+快充[8]。

通过多途径的解决方案，目前4C以下的快充或可使用复合铜箔，更高倍率或需进一步改进。由于复合铜箔材料将原来4.5/6微米的铜层替换为上下各1微米的铜层，理论上通过大电流的能力会受到限制，因此部分投资者在担忧快充的推广是否会限制复合铜箔的应用。根据我们的产业链调研，目前通过略微增厚铜层厚度、采用涂炭工艺等方式增加复合铜箔通过大电流的能力，根据厂商反馈目前4C以下的快充或可使用复合铜箔，但更高倍率例如5/6C以上可能暂时无法使用。我们认为，一方面复合铜箔材料厂商针对快充的技术提升仍有空间，另一方面更高倍率的使用场景较为有限，因此，更高倍率的快充对复合铜箔渗透率提升的影响较为有限。

#3 复合铝箔和复合铜箔并非替代关系，不会压制复合铜箔渗透率提升

鉴于复合铜箔成本更具优势，复合铝箔的量产并不会对复合铜箔渗透率提升的逻辑造成压制。复合铝箔的安全性解决更彻底，但是成本相对较高，我们认为其或适用于偏高端的应用场景，消费者愿意为此支付溢价；而复合铜箔亦可提升安全性，更重要的是成本优势更为明显，因此我们认为无论正极是否采用复合铝箔，都不会影响负极复合铜箔的导入。

在安全性层面，复合铝箔解决更为彻底，但复合铜箔亦可提升安全性。目前行业共识的是正极集流体对于电池安全性影响更大，但是我们认为负极集流体替换为复合材料后亦能提升安全性，并配合电池结构设计、电池系统层面防范等措施，最后亦可实现不起火爆炸的目的。

► 理论上，正极对安全性影响更大。作为电池热失控的共性环节，内短路分为四种，其中负极材料-铝集流体，以及铜-铝集流体发生内短路的危险程度较高。有学者[9]将电池内部短路分为4类：1）负极材料-铝集流体；2）铜集流体-铝集流体；3）负极材料-正极材料；4）铜集流体-正极材料。根据文献[10]，第1类内部短路的短路阻值较低且导热性较差，非常容易引发热失控；第2类内部短路的短路阻值很低，但导热性很好，危险程度较高；而第3类和第4类内部短路通常情况下不会引发热失控。

► 但是，针对电池内短路问题，其中一侧替换为复合材料，即可起到提升电池安全性的作用。复合集流体因为加入PET/PP等绝缘且熔点低的材料，使其可以降低或切断短路电流，提升电池的安全性。因此，我们认为无论是铝箔还是铜箔，其中一方替换为PET/PP复合材料，即可起到同样的切断短路电流的效果。

在成本层面，我们认为相比复合铝箔而言，复合铜箔长期成本优势更为明显，是其未来渗透率提升的主要驱动力。

► 复合铝箔的生产成本远高于传统铝箔。复合铝箔相比传统铝箔而言成本较高，但是考虑到一方面铝箔在电芯成本中的占比较低，同时复合铝箔对安全性解决更为彻底，因此，我们认为复合铝箔可能会率先应用于偏高端的场景，消费者或愿意为此支付一定的溢价。

► 复合铜箔相比复合铝箔最明显的优势在于成本优势。短期内，复合铜箔基膜路线尚未完全确定，PP复合铜箔处于送样测试阶段，材料厂商仍在调整产线。由于工艺难度提升、设备线速偏低，PP生产效率低于PET，因此我们估算PP复合铜箔目前的成本相比PET复合铜箔或高出30%左右，短期内无论是PP还是PET，成本可能都比电解铜箔高。然而，往前看，我们判断伴随设备线速提升、工艺成熟稳定、规模效应体现，复合铜箔成本仍有进一步下降空间，远期有希望降至比电解铜箔更低的水平，成本优势或将凸显；其中伴随PP工艺稳定、生产效率提升，PP铜箔或将逐步趋近于PET铜箔的成本水平。

我们认为尽管电解铜箔或将面临供给过剩的局面，但复合铜箔有望凭借更高的安全性、更高的能量密度、更低的量产成本，实现对于电解铜箔的逐步取代，渗透率有望快速提升。我们测算2026年全球锂电复合铜箔材料市场约为337亿元，对应复合铜箔累计产能约780GWh；考虑产能爬坡时间，我们估算销量约为468GWh，对应复合铜箔材料的渗透率约17%；以上材料产能对应的设备投资额合计约177亿元，其中磁控溅射/水电镀设备分别为86/92亿元。

电解铜箔：产能扩张仍在持续，或将面临供给过剩

电解铜箔目前正面临供给过剩、加工费下跌的局面。根据德福科技，1Q23新能源汽车销量环比4Q22下降明显，同时碳酸锂价格大幅下跌，电池厂商缩短加快去库存、缩短采购周期，叠加铜箔厂商产能扩张，导致电解铜箔面临供过于求产能过剩的困境，同时车企降价压力向上游传导，铜箔加工费大幅下调。

往前看，我们预计传统电解铜箔厂商或将延续供给过剩的局面，主要由于：

►一方面，传统电解铜箔厂商产能扩张仍在持续。剔除未明确计划的产能后，到2025年市场份额约占50%的厂商合计约有50万吨的扩产规划（我们按622吨/GWh估算，约对应800+GWh）；若考虑剩余50%厂商的扩产可能，则总产能或已超过总需求。根据德福科技公告，2022年我国锂电铜箔总产能约60万吨/年，根据不完全统计，5家上市公司已公告的具有明确投产计划的锂电铜箔产能规划约29.2万吨/年，未明确投产计划的产能规划约16.0万吨/年；此外，多家跨界进入的上市公司已公告的具有明确投产计划的产能约19.8万吨/年，未明确投产计划的产能规划约13.0万吨/年。

► 另一方面，复合铜箔或将分流部分需求。假设复合铜箔未来工艺条件成熟、成本进一步下降，考虑到提升安全性、提升能量密度、降低成本等优势，我们判断其渗透率或将实现快速提升，提升速度有可能取决于供给侧产能释放速度，若按照后文估算，到2025年或有望形成380GWh复合铜箔材料产能，可能会分走部分电解铜箔的市场。

复合铜箔：发展初期，供给侧或将决定渗透率的提升速度

1H23由于基膜路线分歧，导致复合集流体产业化进度比我们原定预期晚了半年左右。根据我们的产业链调研，今年上半年PET铜箔材料多次送样并得到反馈，在高温循环测试数据方面低于市场预期，而且行业目前缺乏成熟的标准，主要厂商上半年转向更高难度的PP铜箔量产工艺开发，技术路线的切换总体导致产业化进度延后半年左右。

2H23产业化进度有望加速，材料厂或将启动大规模扩产。我们认为对于确定性相对较高的技术趋势，需持有更包容的态度和更多的耐心，随着困扰行业的技术性难题相继被解决，2H23产业化进度有望加速。目前材料龙头宝明科技已向头部的电池厂送样PP铜箔，我们认为今年四季度初或有希望看到头部电池厂针对PP铜箔的测试反馈。若产业化进展顺利，我们判断部分材料厂商或将于2H23启动大规模扩产，1H24或有望装车。

政策引导关注新能源汽车安全问题，需求端降价压力向上游传导，或将倒逼产业化加速推进。7月25日工信部、市场监管总局召开加强新能源汽车安全管理工作会议，提出下一步将“加快修订完善相关强制性国家标准要求，引导行业企业加快高效能电池系统热管理、多层级安全防护等技术研发[11]”。我们认为，未来国内新能源汽车安全监管政策及强制性测试标准或有望趋于严格，而复合集流体“三明治”结构有望从材料体系上根本解决电池起火爆炸的问题，顺应了政策发展趋势。同时，我们认为，在车企降价倒逼上游产业链持续降本的背景下，复合铜箔相比电解铜箔的成本优势突出，或将加速其导入速度。我们认为，一旦复合铜箔材料的验证通过，未来市场需求或将呈现指数型增长，渗透率的提升速度可能取决于供给侧产能释放的速度。因此，我们在下文测算市场空间的过程中，主要考虑了供给侧产能的释放速度。

我们根据以下假设，测算到2026年全球锂电复合铜箔材料市场约为337亿元，对应复合铜箔累计产能约780GWh；考虑产能爬坡需要一定时间，我们估算销量约为468GWh，对应复合铜箔材料的渗透率约17%；以上材料产能对应的设备投资额合计约177亿元，其中磁控溅射/水电镀设备分别为86/92亿元。

► 复合铜箔新增产能：考虑到1H23由于基膜路线分歧导致产业进度延后半年左右，我们调整了此前报告测算中关于新增产能的假设。伴随PP复合铜箔的技术难点或被逐步攻克，我们认为材料导入的过程有望更加顺畅，我们判断部分材料厂商或将于2H23启动大规模扩产，1H24或有望装车。我们的测算基于以下前提假设，即认为PP复合铜箔的结合力难点或将逐步被各材料厂商解决，并不会对产业化造成实质性障碍。因此，结合各家厂商公开的产能规划，我们预计2023-2026年复合铜箔材料新增产能分别有望达到30/100/250/400GWh。此外，我们考虑到新建产能爬坡需要一定时间，故分别给予2023-2026年30%/50%/60%/60%的产能利用率假设；考虑到若渗透率快速提升、或面临供不应求的局面，故给予100%的产销率假设。综合以上，我们预计2023-2026年复合铜箔材料销量分别有望达到9/65/228/468GWh；但需要特别注意的是，如果材料厂商短期内无法解决PP材料附着力差的问题，则有可能导致产业化进度再次延后。

► 复合铜箔材料价格：我们认为复合铜箔的材料价格需要区分不同阶段动态评估，短期内材料尚处于送样测试的阶段，送样规模较小且优质供应商较少，因此价格可能相比电解铜箔存在一定的溢价，但其长期参考性可能不强；长期看，考虑到复合铜箔有望做到比电解铜箔更低的成本水平，我们认为其价格理论上可能会贴近于甚至低于电解铜箔的价格。我们暂时给予6元/平方米的统一假设（根据我们产业链调研，目前复合铜箔报价约为10元/平方米）。此外，我们认为复合铜箔相比电解铜箔或将拥有更好的竞争格局，故其材料厂商的利润率或将维持在更高的水平。

► 单GWh对应设备价值量：结合我们产业链调研，目前单GWh电池约对应2台磁控溅射设备与3台电镀设备，设备单价分别约为1,400万元/1,000万元。往前看，我们认为伴随设备良率与速度提升，单GWh所需设备台数有望下降、设备均价有望小幅提升，我们认为基于客户降本的诉求，总设备投资额或将不断下降，因此我们假设单GWh设备投入由2022年的5,800万元下降至2026年的4,433万元。

本章我们试图通过复盘隔膜和电解铜箔的格局演变，探讨复合铜箔材料的格局变化路径。我们观察到，隔膜和电解铜箔同样作为锂电池中重要的材料，电解铜箔的市场空间约为隔膜的2-3倍，但是二者的竞争格局演变出现了较大的差异：隔膜行业集中度逐步提升，并诞生了巅峰市值超过三千亿元的龙头恩捷股份，其市场份额稳固在60%左右；而电解铜箔的集中度比较分散，即使是份额领先的企业也仅占据不到20%的市场，巅峰市值约为五百亿元左右。

隔膜和电解铜箔对关键设备的依赖程度以及工艺壁垒的不同，可能是导致格局差异的原因。我们认为，隔膜核心设备目前仍需依赖进口，因此长期绑定稳定的设备供应商、掌握设备设计和调试能力构筑了厂商的核心竞争力，此外隔膜生产工序较多，可以通过持续技术进步提升良率，拉开与同行的差距，构筑了另一大核心竞争力；然而电解铜箔的设备目前国产已经做到和进口接近的水平，不存在独家绑定设备供应商的情况，同时电解铜箔继续减薄存在一定难度，通过减薄的技术进步想要拉开与同行差距的难度加大。

因此，设备及工艺是判断复合铜箔材料格局的关键要素。我们认为在PP复合铜箔领域，龙头厂商有望建立更高的竞争壁垒，竞争格局有望好于电解铜箔，原因在于其对设备依赖程度及工艺壁垒较高。目前，大多数材料厂商以外购磁控溅射和水电镀设备为主，但是设备交付更偏向标准化，而部分材料龙头目前自主掌握磁控溅射设备环节，我们认为自主掌握设备参数know-how或是其能够较好解决附着力、建立竞争壁垒的关键因素。此外，复合铜箔的加工工序较多，每一道工序的良率控制都至关重要，同时在每一道工序均存在较大的技术进步空间，因此，我们认为材料龙头亦有望凭借持续的技术进步建立更高的技术壁垒。

隔膜性能直接影响着电池的关键指标。隔膜是一种具有纳米级微孔的高分子功能材料，在正负极之间起电子绝缘、提供锂离子迁移微孔通道的作用。尽管隔膜不直接参与电极反应，但它的性能决定了锂电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性[12]。

复盘隔膜的竞争格局演变。根据赛迪顾问，2014年上海恩捷的隔膜市占率仅为0.6%；2016年其销量在湿法隔膜厂商中的占比已上升至20.5%；根据鑫椤锂电，2022年中国主要湿法隔膜厂商中，上海恩捷产量占比提升至49%，恩捷股份（包含苏州捷力和纽米科技）整体占比上升至60%。

我们认为，设备和工艺是隔膜厂商核心的竞争要素。

► 湿法隔膜工艺难度大，对设备的精度和稳定性要求较高；而全球能够生产核心隔膜设备的以少数国外厂商为主，我们认为高端设备供给有限是限制隔膜厂商扩产的关键要素之一。因此，我们认为隔膜厂商对设备厂商的深度绑定构成设备端第一道壁垒；同时，隔膜设备非标属性强，对设备的调试改造能力影响隔膜生产效率，构成设备端第二道壁垒。

► 除设备外，湿法隔膜生产工艺比较复杂，每一道工序都会影响产品的良率。我们认为通过持续的技术进步以提升良率、降低成本，构成隔膜厂商的另一大核心竞争力。

#1 设备端壁垒一：高精度设备构成行业入场券

湿法隔膜工艺复杂，对设备的精度和稳定性要求较高。湿法隔膜工艺流程包括投料、挤出、铸片冷却、双向拉伸、萃取、热定型、收卷和分切等八大环节，其中，隔膜生产设备挤出机和拉伸机是核心设备。拉伸机的精度和稳定性直接决定了隔膜孔径大小的一致性、孔隙率、穿刺强度和热收缩等性能；而挤出片材的质量则是决定膈膜厚度、成孔率等内在品质的关键因素[13]。

核心隔膜设备仍以进口为主，长期有待国产厂商的突破。由于挤出机和拉伸机的生产工艺复杂、制备难度大，全球能够生产湿法隔膜核心设备的厂商只有日本制钢所、德国布鲁克纳、法国ESOPP和日本东芝等少数几家，而国产设备的制造精度和运行稳定性等都与进口设备存在一定的差距，我们认为其进口替代尚处于从0到1的落地阶段。

隔膜设备供给有限，设备产能瓶颈或限制了隔膜厂商的扩产。隔膜行业的特点是扩产建设周期较长，一般需要2-3年时间；同时全球隔膜设备供应有限，高端设备存在产能瓶颈。因此，我们认为隔膜厂商想要保证产能的及时投放，需要与设备厂商深度绑定，确保其设备产能最大化地满足自身需求。

#2 设备端壁垒二：参数适配性影响隔膜生产效率

隔膜设备非标化属性强，需要公司具备较强的设备设计和调试能力。隔膜产线建设过程中，一般由材料厂商自行设计图纸，确定参数后向设备商订制，货到后进行改良并配备其它辅助设备组装成整套产线，最终通过不断调试以达到最优状态。我们认为，若隔膜厂商的设备调试经验不足，易使得设备与工艺脱节，从而难以到达理想生产效率。

高精度设备构成行业入场券，参数适配性影响隔膜生产效率。我们以恩捷收购的两家公司为例，在2020年被上海恩捷收购之前，苏州捷力和纽米科技亦采用日本制钢所的设备生产。但从生产效率来看，苏州捷力和纽米科技2018/2019年的平均单线年产量分别为2,486/3,184、1,100/959万平方米，低于上海恩捷5,326/4,875万平方米的水平；从经营情况来看，苏州捷力和纽米科技2018-2020年的产品毛利率分别为31%/25%/33%、3%/-22%/4%，低于上海恩捷47%/50%/45%的水平，苏州捷力和纽米科技均处于亏损状态。因此我们认为二者虽然同样使用日本制钢所的设备，但其设备调试和工艺改造能力难以适配，以至于生产效率偏低。

#3 工艺端壁垒：持续的技术进步，助推隔膜良率提升

湿法隔膜生产环节复杂，工艺难度大筑就了较高的壁垒。隔膜母卷生产过程包括混合挤出、铸片挤出、双向拉伸等八大工序，在母卷的基础上，得到基膜成品还需经过“一次分切→二次分切”两道工序，得到涂布基膜则需经过“一次分切→涂布→二次分切”三道工序。分切和涂布环节均会产生损耗，进而降低良品率。因此，我们认为隔膜综合良率与企业的生产工艺息息相关，能否通过持续的技术进步提升产品良率，是隔膜厂商竞争力的重要因素。

电解铜箔是锂电池负极材料的载体与集流体。根据中金电新组测算，铜箔约占动力电池成本的7-9%，铜箔既充当锂电池负极活性物质的载体，又充当负极电子流的收集与传输体。目前制作锂电铜箔的主流工艺为电解铜箔，压延铜箔的产量微乎其微，而复合铜箔则为新型工艺。

复盘电解铜箔竞争格局，我们发现其市场集中度低，龙头难以扩大领先优势以实现份额提升。根据CCFA，2019年国内锂电池用电解铜箔行业的CR4为62%，产量前四的企业华鑫/诺德/嘉元/铜冠分别占比22%/19%/13%/8%；根据鑫锣锂电，2020-2022年国内电解铜箔的CR4分别为45%/52%/53%，电解铜箔行业集中度长期呈下降趋势，2022年产量前四的企业华鑫/诺德/嘉元/铜冠分别占比16%/16%/11%/10%，企业间市占率差距缩小，龙头份额有所下滑。

我们认为形成上述局面的主要原因在于电解铜箔行业的设备端国产替代程度高、垄断程度低，以及工艺端技术进步路径受阻。

► 电解铜箔核心设备国产水平或已达到国外水平。阴极辊的辊面质量直接影响电解铜箔的品质，辊面晶粒度的等级越高，生成的铜箔一致性越好。我们认为目前部分国内厂商的阴极辊晶粒度或已达到国外水平，电解铜箔设备环节的国产化替代程度高，垄断性程度低。

► 电解铜箔的工艺技术进步体现在铜箔的厚度变化上，目前继续减薄的难度较大。锂电铜箔的厚度变化经历了10μm→8μm→6μm→4.5μm几个阶段，我们认为理论上铜箔厂商需要通过持续的技术进步制造出厚度更薄的铜箔以扩大领先优势，但由于材料的物理极限导致4.5μm铜箔的撕边断带问题难以解决，龙头厂商技术进步路线或受到阻碍，以至于在6μm铜箔市场逐渐被其他厂商追赶。

#1 设备端：阴极辊国产替代程度较高，垄断程度较低

阴极辊是生产电解铜箔的心脏，辊面质量影响着铜箔的品质。电解铜箔的生产流程包括溶铜造液、生箔、后处理和分切等四大工序，溶解难点在于配方，而生箔壁垒则在于高精度设备和适配性工艺。生箔过程中，在工艺参数确定后，辊面质量成为影响铜箔质量的重要因素。

阴极辊的晶粒度等级越高，生成的电解铜箔均匀性越好。电解铜箔生成的实质是形核结晶，即铜离子扩散至钛筒表面后放电还原，随后铜原子沉积在钛晶格上并形核生长成铜晶体，生长到一定厚度便成为宏观上的箔材。因此，阴极辊钛层表面的晶体结构决定了电解铜箔的结晶状态，提升电解铜箔一致性的关键便是采用晶粒度等级较高的阴极辊进行生产[14]。

突破国外设备产能限制，高精密阴极辊国产替代加速。2016年以前，国内所用阴极辊以日韩进口为主，国外主要的阴极辊设备厂商包括日本住友、日本三船、日本新日铁和韩国PNT等；2016年以后，新能源汽车所用锂电池需求快速增长，国内厂商的阴极辊生产技术不断进步，设备晶粒度全面提升至10级以上（洪田科技可以做到12级），打破了进口厂商对高精密阴极辊设备的垄断。

目前，国内铜箔企业已开始大规模使用国产阴极辊取代进口。根据中金电新组的测算，铜箔国产化后单位投资额较进口设备可下降30-50%，且可解决进口设备产能瓶颈问题。

#2 工艺端：4.5μm铜箔易撕边断带，龙头较难通过持续技术进步保持份额

电解铜箔材料的技术进步体现在铜箔的厚度变化上。对于电池厂商而言，铜箔越薄，电池的重量越轻，能量密度越高；对于材料厂商而言，铜箔越薄，对设备精密度、添加剂和技术工艺的要求越高，相应产品的毛利率也会有所提升。我们认为理论上，龙头厂商应通过持续的技术进步保持领先优势，不断生产出更薄的铜箔以扩大其在极薄铜箔领域的市场份额。目前，我们认为4.5μm电解铜箔生产或遇到撕边断带的难题，6μm以下铜箔渗透率提升出现一定的瓶颈。

材料的物理极限导致4.5μm铜箔的撕边断带问题较难解决。在生箔环节，随着阴极辊的匀速转动，硫酸铜溶液电离析出的铜原子连续沉积在阴极辊表面而形成铜箔，铜箔经过剥离后被收集成卷。根据文献，稳定连续生产4.5μm电解铜箔的难点在于铜箔非常薄，只有人发丝直径的1/21，在将铜箔从阴极辊剥离的过程中容易撕边断带，以至于无法连续收卷[15]。我们认为，材料本身的物理极限限制了4.5μm铜箔的渗透率提升，而在6μm铜箔领域，头部材料厂商都可以通过技术进步改善铜箔品质，因此较难形成隔膜市场“一超多强”的竞争局面。

根据我们对于隔膜以及电解铜箔的复盘，我们提炼出设备及工艺是判断复合铜箔材料格局的关键要素。而我们认为在PP复合铜箔领域，龙头厂商有望建立更高的竞争壁垒，竞争格局有望好于电解铜箔，原因在于其对设备理解程度及工艺壁垒较高。

► 设备端：目前，大多数材料厂商以外购磁控溅射和水电镀设备为主，但是设备交付更偏向标准化，面对PP铜箔附着力等难题时，需要材料厂商自身建立对于设备参数调试的理解。而部分材料龙头自主掌握磁控溅射设备环节，这一环节对于PP铜箔附着力的影响较大，我们认为自主掌握设备参数know-how或是其能较好解决附着力、建立竞争壁垒的关键因素。

► 工艺端：复合铜箔的加工工序较多，涉及基膜预处理、磁控溅射、水电镀、分切等多个环节，每一道工序的良率控制都至关重要，同时在每一道工序均存在较大的技术进步空间，包括设备线速提升、加工效率的提升、良率的提升、分切损耗的降低等方面，因此，我们认为材料龙头亦有望凭借持续的技术进步建立更高的技术壁垒。

我们认为PP复合铜箔凭借其在耐酸碱性方面的独特优势，有望成为主流路线；而PP基膜的产能约束和附着力难题，有望构筑材料环节更高的竞争壁垒，利于龙头材料厂商的先发优势形成和份额获取。我们认为基于PP铜箔形成的材料环节的竞争格局判断是当前复合集流体领域最大的预期差之一。

我们认为，2H23有望迎来PP复合铜箔产业化的关键窗口期：

► 材料端：继续关注材料龙头PP铜箔送样后电池厂的测试反馈，我们认为今年四季度初或有希望看到头部电池厂针对PP铜箔的正向反馈。

►设备端：1）关注头部电池厂复合铝箔订单落地进展。考虑到滚焊设备交付周期约为半年左右，我们判断3Q23大概率有望看到订单落地；2）关注材料龙头进一步的资本开支计划进展。我们预计下半年部分材料厂商循环测试和路测或将同步完成，并有可能沟通获得订单意向；为扩大先发优势，材料龙头可能会进一步启动资本开支计划扩产，设备卖铲人有望迎来较大的订单弹性。

产业化进度不及预期

尽管复合铜箔的性能优势较为突出，但是我们认为实现产业化需综合考虑多方面因素。材料端，尽管已有复合铜箔材料厂商完成循环测试，但仍有部分材料厂商尚未彻底解决材料附着力较低等问题，同时PET、PP基膜路线尚未完全确定，或将延后其产业化进度；设备端，相关设备厂商的产能扩张及交付速度若低于预期，可能导致行业产业化进度低于预期；电池端，除了头部厂商进展较快，其他电池厂商目前仍在解决超声波焊接的工艺难点，若短期内无法解决，或将延后其他电池厂的推进速度。

技术路线变化超出预期

复合铜箔存在的前提是负极集流体导电层仍采用金属铜，而非铝等其他金属。我们了解到下游钠离子电池或可采用金属铝作为负极集流体，尽管短期内钠离子电池大规模取代锂离子电池的可能性较低，但如果负极集流体的技术路线变革速度超出我们预期，则可能导致复合铜箔渗透率提升低于预期。

竞争格局恶化超出预期

目前复合铜箔材料领域参与者较多，包括传统电解铜箔厂商和跨界进入的材料厂商，尽管我们认为PP复合铜箔环节存在较高的技术壁垒，利于龙头先发优势形成和份额获取，但如果其他厂商技术进步速度超过我们预期，可能导致行业竞争格局的恶化。此外，在复合铜箔的水电镀环节，尽管目前东威科技为唯一量产的设备供应商，但亦有其他厂商宣布正在研发该款设备，若有更多厂商研发成功，则设备环节亦有格局恶化的风险。

本文摘自：2023年8月4日已经发布的《复合集流体系列04：材料终极格局展望》

丁健 分析员 SAC 执证编号：S0080520080002 SFC CE Ref：BRQ847

陈显帆 分析员 SAC 执证编号：S0080521050004 SFC CE Ref：BRO897

张贤 分析员 SAC 执证编号：S0080523060013