文｜奇偶派
近日，在產(chǎn)品上車、安全事件頻發(fā)、廠商技術(shù)突破的多重影響下，熱度剛剛降低一些的復(fù)合集流體，再次呈現(xiàn)出炙手可熱的狀態(tài)。
6月2日，據(jù)寧德時代官方信息，搭載寧德時代CTP3.0麒麟電池的極氪001千里續(xù)航套裝日前完成交付，寧德時代董事長曾毓群和極氪智能科技CEO安聰慧出席交車儀式，而其上使用的NP2.0無熱擴(kuò)散技術(shù)首次采用了復(fù)合集流體，在電芯出現(xiàn)熱失控時保證了駕駛員的安全。
而在廠商技術(shù)進(jìn)展方面，日前，頭部廠商宣布，其PET銅箔已經(jīng)進(jìn)入第二輪測試關(guān)鍵期，高溫循環(huán)測試已突破1500次，這標(biāo)志著制約復(fù)合集流體發(fā)展的技術(shù)難題被陸續(xù)突破，隨著量產(chǎn)能力的提升和訂單的逐步落地，復(fù)合集流體行業(yè)將迎來“穩(wěn)定增長期”。
那么，復(fù)合集流體對于電池安全，究竟扮演了怎樣的角色？這樣一個即將完成從0到1，啟航1到100的產(chǎn)業(yè)鏈情況又是怎樣？又將出現(xiàn)哪些上市公司的投資機(jī)會呢？
1、復(fù)合集流體便宜還能防自燃？
在了解復(fù)合集流體產(chǎn)業(yè)鏈之前，我們需要先明白集流體在電池中的作用。
集流體作為鋰離子電池的關(guān)鍵輔材，主要承擔(dān)著導(dǎo)電的任務(wù)，即通過將電池的活性物質(zhì)產(chǎn)生的電流匯集起來以形成較大的電流輸出，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程。而在當(dāng)前的電池制作中，通常選擇電勢較低的銅箔作為負(fù)極集流體，選擇電勢較高的鋁箔作為正極集流體。
在相同體積的鋰離子電池中，銅箔的厚度越薄，漿料涂敷厚度越厚，其承載負(fù)極活性物質(zhì)的能力越好，可直接提升電池的能量密度。因此，鋰電集流體向極薄、超純、高抗拉強(qiáng)度和高延伸率方向發(fā)展成為大勢所趨。
但銅箔在工作過程中是需要保證一定的機(jī)械強(qiáng)度的，越薄的集流體抗張能力和抗壓變形能力越低，箔面出現(xiàn)斷裂或裂縫的可能性較大，從而容易引發(fā)熱失控，同時，傳統(tǒng)集流體在受外力碰撞時容易產(chǎn)生毛刺，進(jìn)而引發(fā)短路等安全隱患。此外，超薄銅箔的加工費(fèi)也十分昂貴，導(dǎo)致整體成本不降反增。
此時，在安全性與經(jīng)濟(jì)性的共同要求下，復(fù)合集流體應(yīng)運(yùn)而生。
復(fù)合集流體是一種新型集流體材料，與傳統(tǒng)的傳統(tǒng)箔材不同，采用了夾層式結(jié)構(gòu)，兩側(cè)是厚約1微米的銅材，中間一層是PET、PP或PI材質(zhì)的基層薄膜。
與傳統(tǒng)集流體相比，復(fù)合集流體具有安全性高、制造成本低、兼容性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，而使用復(fù)合集流體的電池也在能量密度與循環(huán)壽命層面上有著不俗的提升。
資料來源：金美新材料官網(wǎng)，東亞前海證券研究所
在民眾最關(guān)注的安全性方面，復(fù)合集流體可以很好地抑制鋰枝晶生長，穿刺時阻斷電流，防止熱失控的情況出現(xiàn)。
熱失控作為電池安全研究中的一個關(guān)鍵問題，受到了眾多專家的長期關(guān)注，而電濫用、機(jī)械濫用和熱濫用均能引發(fā)電池?zé)崾Э亍?/p>
三大濫用中，電濫用是指鋰電池過充電、過放電容易引起鋰枝晶生長，枝晶穿刺隔膜將會導(dǎo)致正負(fù)極相接，進(jìn)而引發(fā)電池短路；機(jī)械濫用是指電池在外力作用下發(fā)生形變，如碰撞、擠壓、穿刺、振動等，容易導(dǎo)致隔膜被破壞，電池正負(fù)極短路而誘發(fā)熱失控；熱濫用是指鋰電池在高溫環(huán)境下長時間工作，會使得隔膜在高溫下瓦解，進(jìn)而導(dǎo)致電池短路。
而復(fù)合集流體使用高分子材料作為中間層，便解決了三大濫用的問題。
在動力電池處于電濫用或機(jī)械濫用環(huán)境中時，一方面，柔性高分子材料的應(yīng)力松弛機(jī)制能夠使得鋰均勻沉積從而抑制鋰枝晶生長，避免薄膜斷裂產(chǎn)生毛刺，另一方面，即便電池發(fā)生短路，材料的電絕緣性能夠降低電池短路電流，改善電池的安全性。
資料來源：Nature Energy，川財(cái)證券研究所
此外，當(dāng)動力電池處于高溫環(huán)境或發(fā)生熱失控時，由于高分子材料在熱源影響下， 會向遠(yuǎn)離熱源方向收縮，進(jìn)而牽引靠近熱源的銅膜遠(yuǎn)離熱源，自動切斷失效電路，幾乎完全杜絕了熱失控發(fā)生的情況，給予了電池更高的安全系數(shù)。
在安全性之外，成本的降低是復(fù)合集流體前進(jìn)的最大推力。
與傳統(tǒng)銅箔相比，復(fù)合集流體縮減了金屬銅的用量，進(jìn)而減少了銅箔單位面積的成本。
傳統(tǒng)銅箔在“銅價+加工費(fèi)” 模式定價下，原材料成本占比較大。根據(jù)中一科技22H1報(bào)告披露，原材料銅占成本比重基本處于70%-85%區(qū)間。
而與近7萬元的電解銅價格不同，截至一季度末，PET材料參考價為 7690元/噸，PP材料參考價為 7825元/噸，即使未來銅價持續(xù)下降，復(fù)合集流體仍具有顯著原材料成本優(yōu)，據(jù)華安證券測算，在未來三年中電解銅價格與PET與PP基膜價格持續(xù)下降的情況下，PET/PP銅箔每平米原材料成本約為傳統(tǒng)銅箔的34%左右。
同時，替換復(fù)合集流體的電池明顯地降低了集流體的重量，從而提升了電池的能量密度。
復(fù)合集流體使用了低密度的分子材料替換了部分金屬銅，降低了集流體的重量和厚度，從而提升了整個電池的能量密度。
根據(jù)比亞迪的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，負(fù)極采用3μm 的基膜+上下各 1μm 銅箔層的復(fù)合集流體，電池能量密度較 6μm 的傳統(tǒng)銅箔集流體可提升 3.3%；若正極也采用復(fù)合集流體，電池能量密度可合計(jì)提升 6.1%。
在安全性與經(jīng)濟(jì)性的共同推進(jìn)下，隨著復(fù)合集流體技術(shù)進(jìn)步及應(yīng)用場景的增加，復(fù)合集流體的市場滲透率將不斷提升，帶來市場需求增量空間。
根據(jù)華安證券測算，在如下假設(shè)條件下：①復(fù)合集流體市場滲透率不斷提高，預(yù)計(jì)2025年達(dá)到 12%；②每GWh鋰電池所需的復(fù)合集流體面積假設(shè)為1000 萬平方米③同一年度，樂觀情形下，復(fù)合集流體市場滲透率相比中性情形會高出5%，而悲觀情形下則反之。
2021——2025年復(fù)合集流體市場空間敏感性測算 資料來源：華安證券研究院測算
根據(jù)中性情景測算，預(yù)計(jì)2025 年復(fù)合集流體市場空間將達(dá)到179.05億元；而在樂觀情形下，2025年預(yù)計(jì)復(fù)合集流體市場需求有望突破291億元。
2、復(fù)合集流體產(chǎn)業(yè)鏈上中下游
三年上百億的替代增量空間，帶動了整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。
復(fù)合集流體產(chǎn)業(yè)鏈上游主要為相關(guān)設(shè)備廠商、基材、靶材等材料廠商及添加劑廠商，中游則為復(fù)合集流體生產(chǎn)廠商，而下游為電池生產(chǎn)廠商，包含動力電池、儲能電池、消費(fèi)電池等。而截至目前，主要投資機(jī)會出現(xiàn)于上游材料端、設(shè)備端與中游的生產(chǎn)端。
在上游的材料端中，主要預(yù)期差存在于高分子基膜材料與銅靶材材料中。
靶材方面，復(fù)合集流體所需靶材的發(fā)展趨勢為大尺寸、長壽命、高品質(zhì)，但全球靶材市場呈現(xiàn)寡頭競爭格局。不過，經(jīng)歷多年發(fā)展，國內(nèi)外的差距正在不斷縮小，頭部廠商成長迅速，以阿石創(chuàng)、隆華科技為代表的廠商已經(jīng)掌握了濺射靶材生產(chǎn)的核心技術(shù)，所生產(chǎn)的高純度銅靶材均可用于復(fù)合集流體磁控濺射環(huán)節(jié)。
資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院
基膜材料方面，制備的難點(diǎn)主要在于薄，而我國呈現(xiàn)低端過剩、高端短缺的局面。其中低端BOPET薄膜產(chǎn)能充足，但高端、特種聚酯薄膜依賴進(jìn)口，被日本的東麗、三菱、東洋紡，美國的 3M 和韓國的SKC等公司壟斷。
但是，目前國內(nèi)基膜產(chǎn)品正向高附加值、高技術(shù)含量發(fā)展，進(jìn)展較快的企業(yè)有雙星新材、康輝新材和東材科技，在復(fù)合集流體用基材上基本實(shí)現(xiàn)了對日本東麗等傳統(tǒng)行業(yè)龍頭的國產(chǎn)化替代。
上游除材料端之外，由于工藝不同，設(shè)備端的主要投資也分為了真空鍍設(shè)備與水電鍍設(shè)備兩種不同的發(fā)展方向。
從工藝上來看，當(dāng)前復(fù)合集流體的工藝路線包括一步法、兩步法和三步法3種，本質(zhì)上來說其實(shí)是各項(xiàng)工藝的排列組合，而水電鍍在兩步法和三步法中必須使用到。
具體而言，一步法采用了磁控濺射、蒸鍍、化學(xué)鍍?nèi)惙椒ㄖ唬粌刹椒ㄊ紫韧ㄟ^磁控濺射或化學(xué)鍍對基材進(jìn)行金屬化處理，再通過水電鍍對鍍層進(jìn)行增厚，目前主流的兩步法生產(chǎn)工藝為磁控濺射結(jié)合水電鍍；而在兩步法中間加入蒸鍍工藝即為三步法，目的在于提升鍍層沉積速率。
資料來源：高工鋰電、元琛科技專利、重慶金美專利、東亞前海證券研究所
這三種工藝各有所長，也就導(dǎo)致了復(fù)合集流體主流的生產(chǎn)工藝未定，雖然目前兩步法以良率較高、成本壓力低等綜合優(yōu)勢，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程較快，有望在消費(fèi)電池優(yōu)先進(jìn)行應(yīng)用，但另外兩類工藝方法也在持續(xù)推進(jìn)中，也讓多類鍍銅設(shè)備持續(xù)推進(jìn)。
在前道工序（干法）中，主要包括磁控濺射和蒸鍍的真空鍍設(shè)備。
磁控濺射是利用磁場約束電子運(yùn)動進(jìn)行濺射，使靶材原子沉積到基材表面形成鍍膜，但磁控濺射沉積效率較低，單次濺射的鍍層只能達(dá)幾納米，40納米銅膜需要重復(fù)二十幾次，同時由于難以保證氬離子均勻轟擊靶材，故導(dǎo)致存在著靶材的消耗量大，利用率低的情況。
蒸鍍則是通過在真空環(huán)境下加熱銅金屬，使大量的原子或分子蒸發(fā)并沉積在基膜表面。該方法可以均勻地蒸發(fā)鍍在基膜的表面上，在效率上強(qiáng)于磁控濺射，但該法中金屬原子對高分子材料幾乎沒有沖擊力，因此銅膜的附著力較低，且在蒸鍍過程中對溫度要求較高，存在溫度過高造成基膜被燙損或卷皺的情況。
在后道工序（濕法）中，則主要涉及水電鍍增厚銅膜的設(shè)備。
水電鍍采用無氧銅作為陽極，以膜面金屬層為陰極，在外電場的作用下，金屬銅經(jīng)電極反應(yīng)還原成金屬原子，并在高分子材料上進(jìn)行金屬沉積形成銅膜。
與磁控濺射和真空蒸鍍相比，水電鍍沉積效率極高，所以往往在前道工序后被用于加厚沉積的銅層，也成為了復(fù)合集流體最核心的工序之一。
而在上游的材料和設(shè)備外，中游的復(fù)合集流體制造廠商則是產(chǎn)業(yè)化前夕的最重要一環(huán)。
進(jìn)入2023年以來，復(fù)合集流體明顯進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化量產(chǎn)前夕，部分廠商已進(jìn)入驗(yàn)證階段，產(chǎn)業(yè)啟動信號明顯。中游銅箔廠商穩(wěn)步擴(kuò)建產(chǎn)能，積極推動復(fù)合集流體的研發(fā)與送樣驗(yàn)證。
目前生產(chǎn)復(fù)合集流體的廠商主要分為傳統(tǒng)鋰電銅箔生產(chǎn)商及技術(shù)上具備共同性適合轉(zhuǎn)型至復(fù)合集流體領(lǐng)域的兩類參與者。
前者主要包括諾德股份、嘉元科技、中一科技等，此類公司已通過原有業(yè)務(wù)與下游客戶建立深度合作，有望憑借市場優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)條線從傳統(tǒng)銅箔到復(fù)合集流體的順利轉(zhuǎn)移。后者主要包括寶明科技、雙星新材、阿石創(chuàng)等，此類公司一般主營復(fù)合集流體相關(guān)業(yè)務(wù)，通過ITO鍍膜、PET基膜制造等原有技術(shù)積累跨業(yè)進(jìn)入復(fù)合集流體制造領(lǐng)域。
3、東威科技主攻水電鍍設(shè)備，寶明科技主打生產(chǎn)制造
與產(chǎn)業(yè)鏈一致，復(fù)合集流體行業(yè)有競爭力的頭部廠商，也主要出現(xiàn)于上游材料端、設(shè)備端和中游制造端的企業(yè)之間。
在上游，水電鍍作為目前最廣泛的鍍銅方法——兩步法的必需步驟，其設(shè)備的制造企業(yè)有著較為良好的投資機(jī)會。但相關(guān)廠商十分稀缺，目前只有東威科技實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。
東威科技作為PCB電鍍設(shè)備廠商，多年從事高端精密電鍍設(shè)備及其配套設(shè)備的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及銷售。產(chǎn)品設(shè)計(jì)PCB電鍍專用設(shè)備，五金表面處理專用設(shè)備，新能源動力電池負(fù)極材料專用設(shè)備、光伏領(lǐng)域?qū)Ｓ迷O(shè)備、真空濺射專用設(shè)備的研發(fā)與制造。
公司的垂直連續(xù)電鍍設(shè)備已具有較強(qiáng)的市場競爭力及較高的品牌知名度。目前東威科技的下游客戶已覆蓋大多數(shù)國內(nèi)一線PCB制造廠商，同時公司已成功將產(chǎn)品出口至日本、韓國、歐洲和東南亞等地區(qū)，受到國外客戶的認(rèn)可，具有不錯的技術(shù)力和廣泛的客戶資源。
而在復(fù)合集流體業(yè)務(wù)方面，東威科技憑借在PCB電鍍領(lǐng)域的技術(shù)積累豐厚，率先切入復(fù)合集流體專用設(shè)備領(lǐng)域，為目前國內(nèi)唯一能夠批量化生產(chǎn)水電鍍設(shè)備的廠商，設(shè)備良率已達(dá)90%以上。
根據(jù)東威科技公告，公司開發(fā)的12靶的磁控濺射設(shè)備已于2022年12月19日完成出貨，并預(yù)計(jì)23年內(nèi)，水電鍍設(shè)備產(chǎn)能提至100-300臺，磁控濺射設(shè)備產(chǎn)能提至50臺。目前公司在手訂單已接近300臺，訂單金額達(dá)到20多億元，預(yù)計(jì)在24年底完成交付。
資料來源：東威科技官網(wǎng)
而在制造端中，寶明科技是大批量送樣最早的廠商。
成立于2006年的寶明科技，主營業(yè)務(wù)為 LED 背光源和電容式觸摸屏，2020年以來，受下游消費(fèi)電子景氣度降低影響，公司業(yè)績出現(xiàn)虧損，而公司針對該情況積極調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，在提升車載、筆電、平板等背光源產(chǎn)品占比的同時，進(jìn)入復(fù)合集流體的賽道。
由于面板鍍膜技術(shù)與PET銅箔領(lǐng)域具有相通性，所以作為賽道的新入者，寶明科技表現(xiàn)極為強(qiáng)勢，復(fù)合集流體的生產(chǎn)進(jìn)度甚至遙遙領(lǐng)先于傳統(tǒng)銅箔企業(yè)。當(dāng)前公司PET、PP銅箔雙線并行，但目前PP銅箔進(jìn)展較快，復(fù)合集流體生產(chǎn)良率接近90%。目前已在比亞迪拿到認(rèn)證，未來或與國軒高科達(dá)成合作。
在產(chǎn)能規(guī)劃上，寶明科技于去年7月宣布投資60億建設(shè)贛州復(fù)合集流體基地，其中一期項(xiàng)目11.5億，計(jì)劃于23年二季度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，全部達(dá)產(chǎn)后年產(chǎn)復(fù)合集流體1.5億平米，配套電池約為14-15GWh。而二期項(xiàng)目投資達(dá)到了48.5億元，預(yù)計(jì)達(dá)產(chǎn)后實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)能7億平米復(fù)合集流體，配套電池約60GWh。
此外，據(jù)寶明科技披露，公司已經(jīng)向TOP30動力電池廠商送樣，二線電池廠評價很高，材料測試參數(shù)較為領(lǐng)先，現(xiàn)已具備量產(chǎn)條件，在當(dāng)前階段具備較強(qiáng)的先發(fā)優(yōu)勢。
4、寫在最后
從寧德時代2018年對復(fù)合集流體的首次應(yīng)用算起，復(fù)合集流體的產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)走過了將近五個年頭。
然而，時至今日，復(fù)合集流體依然鮮有大規(guī)模量產(chǎn)和應(yīng)用的報(bào)告，這也意味著行業(yè)目前仍處于產(chǎn)業(yè)化的早期階段，仍然存在一定的問題。
首先，從技術(shù)上來說，目前仍然不夠成熟，兩種性能迥異的材料如何找到完美的復(fù)合方法，仍在繼續(xù)探索中，此外，在生產(chǎn)中還容易出現(xiàn)非均勻?yàn)R射、漏鍍、針孔、打皺等情況，這都是無法接受的瑕疵，都需要相關(guān)科研人員與業(yè)內(nèi)企業(yè)在技術(shù)上的推進(jìn)。
而從應(yīng)用上來說，目前除了少數(shù)車機(jī)廠龍頭應(yīng)用外，其他廠商都處于技術(shù)前期的觀望狀態(tài)，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)聯(lián)盟也尚未形成，大規(guī)模生產(chǎn)、使用的情況也仍在前方。
展望遠(yuǎn)期，復(fù)合集流體作為一種優(yōu)勢明顯，但并沒有壓倒式、革命性的產(chǎn)品，仍需要時間來推進(jìn)。
不過，讓人欣慰的是，目前頭部廠商推進(jìn)十分迅速，整個產(chǎn)業(yè)也進(jìn)入了量產(chǎn)前夕的時間點(diǎn)，而更多的問題將在量產(chǎn)、上車后被一一處理，相關(guān)企業(yè)的價值也將伴隨著行業(yè)的發(fā)展而提升。
參考資料：
1.《復(fù)合銅箔開啟集流體變革產(chǎn)業(yè)元年》，東亞前海證券；
2.《優(yōu)勢突出空間廣闊加速突破，復(fù)合銅箔全產(chǎn)業(yè)鏈分析》，華安證券；
3.《新技術(shù)迎來突破，產(chǎn)業(yè)化黎明將至》，西南證券；
4.《復(fù)合銅箔產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速，PET銅箔為當(dāng)下主流》，川財(cái)證券；
5.《增效降本安全高，全方位對比測算復(fù)合銅箔與傳統(tǒng)銅箔》，華安證券；
6.《復(fù)合銅箔行業(yè)深度：時人不識凌云木，直待凌云始道高》，東海證券；
7.《新材料受熱捧！復(fù)合銅箔，成色如何？》，星空財(cái)富。