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『说明：股市有风险，瞎买天台见，本号文章是基于自身有限的知识和经验，仅作为研究分享、交流参考，不作为投资建议，不对大家的买卖盈亏负责。』

今天谈谈复合铜箔，这是锂电池领域前景不错的一个细分赛道，正处于从0到1的快速发展阶段，潜力无穷。

先说说什么是锂电池集流体？

锂电池是一种二次电池，主要依靠锂离子在正负极之间的往返嵌入和脱出来工作，实现能量的存储和释放。

充电时，锂离子会在电场的驱动下从正极晶格中脱出，经电解质后嵌入到负极晶格中。

电池放电，此时负极上的电子通过外部电路进入正极，锂离子Li +从负极进入到电解液里并到达正极，接受电子还原。

集流体顾名思义就是汇集电流的物体，其作用主要是通过涂覆将粉状的活性物质（正极材料和负极材料）连接起来，将活性物质产生的电流汇集输出、将电极电流输入给活性物质。

集流体纯度的要求较高并且电导率较好，化学与电化学稳定性好，机械强度高，能够与电极活性物质结合的比较牢固。

为什么正极用铝，负极用铜？

传统集流体中，负极使用铜箔，正极使用铝箔。（铝和铜导电性、延展性好，价格相对便宜）

铜箔不用于正极：因为正极电位高，金属铜容易在高电位下氧化，所以铜不宜作正极集流体。

铝箔用于正极：而铝的氧化电位高，且铝表面生成的致密氧化铝薄膜可以进一步保护内层的铝。当然，铝箔表面生成的钝化层并不是电子的良好导体，但该钝化层很薄，可通过隧道效应实现电子传导。

铝箔不用做负极：铝在低电位下与锂会发生合金反应因而被消耗。金属铝的晶格八面体空隙大小与Li大小相近，极易与Li形成金属间隙化合物，消耗锂破坏结构稳定性。

铜箔用作负极：铜的嵌锂容量很小，保持了结构和电化学性能的稳定，可作为锂离子电池负极的集流体。

锂电铜箔的重要性及种类

根据中国有色金属加工工业协会及YanoResearch数据，铜箔材料占锂电池总成本8%；根据《车用锂离子动力电池热失控诱发与扩展机理、建模与防控》，铜箔材料质量占三元锂离子动力电池总质量11%，因此铜箔是影响锂电池能量密度和成本的关键材料之一。

集流体有极薄化趋势：可降低成本并减少铜箔的用量，从而提升质量能量密度。目前国内铜箔主流的厚度为8、6、4.5μm，相比较8μm铜箔，6μm和4.5μm能分别提升能量密度5.11%和8.82%。

负极铜箔按制备方法可分为电解铜箔，压延铜箔和复合铜箔。目前电解铜箔为主流工艺；压延铜箔主要用于柔性覆铜板、电子电路板等；复合铜箔能够提升安全性及电芯能量密度，有望成为未来锂电负极集流体的主流材料。

复合铜箔为“铜-高分子材料-铜”三明治结构，以高分子绝缘树脂PET/PP/PI等材料作为“夹心”层，上下两面沉积金属铜。

PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）：化学性质为耐弱酸弱碱，高分子层表面附着力、材料耐高温性以及材料机械强度优于PP材料；

PP（聚丙烯）：化学性质为耐强酸强碱，耐腐蚀性优于PET材料；具有很好的光学性能，透明度好；在高温下不释放有毒物质。但铜层在高分子层面的附着力较差，且PP熔点较低，溅射工艺中基膜易被击穿，导致良品率较低；

PI（聚酰亚胺）：目前性能最好的薄膜绝缘材料，也是耐热性最好的品种，在机械强度、耐高温性能、耐化学腐蚀性能均优于前二者，但受制于工艺水平与制造生产成本，目前暂未成为主流路线。

目前从三种材料PI、PET、PP选择来看，PET最优，也是主流路线。

具备能量密度、成本、安全性三大优势，复合铜箔发展前景看好

复合铜箔三大优势：

首先，相对于传统铜箔、铝箔，复合铜箔、复合铝箔能有效提升锂电池的能量密度提升，并降低成本。

根据测算，假设单GWh锂电池所需正、负极集流体均为1200万平方米，单GWh电池需要6μ铜箔、6μPET 铜箔（4μPET+2μ铜）、12μ铝箔、12μPET铝箔（10PET+2μ铝）重量分别为645吨、281吨、389吨、230吨。

相较于传统铜箔，PET铜箔可以减重约56%，而PET铝箔可以减重约41%。以6μ铜箔为例，传统铜箔占电池质量约11%，若换成PET铜箔可减重56%，对应电池能量密度预计可提升5%。

成本方面，不考虑其他成本，仅从原材料角度测算，6μ铜箔、6μPET铜箔、12μ铝箔、12μPET铝箔对应的原材料成本分别为2.99、1.13、0.60、0.44 元/平方米。PET铜箔原材料成本下降潜力更大。

（相对于复合铝箔，复合铜箔对能量密度提升和成本下降的潜力更大，更能激发产业去发展复合铜箔，本文也将复合铜箔作为重点研究对象）

其次，相较于传统铜箔，PET铜箔具备更高的安全性能。

1）复合铜箔在受到穿刺时，产生的毛刺较小，降低电池短路风险。传统铜箔在受到穿刺时会产生较大尺寸的毛寸，毛寸有可能会刺穿隔膜从而引发电池内短路。而复合集流体在受到穿刺时，由于基膜为高分子材料层，可有效吸收形变应力，使得产生毛寸的尺寸较小，降低电池内短路的风险。

2）复合集流体高分子材料遇热会发生熔断，阻止电流流通和升温。在“点接触”内短路时，导电层在短路点受力开裂剥离或在短路大电流瞬间熔断，毫秒内切断短路电流回路；在“面接触”内短路时，支撑层在短路面受热熔融收缩形成集流体结构局部坍塌，在热失控前切断短路电流回路。

3）复合铜箔可减缓锂枝晶的产生，提升安全性能。充放电过程中如果锂离子无法及时嵌入石墨层间，会在负极和铜箔表面沉积，形成枝晶，枝晶生长刺穿隔膜是锂电池较常见的失效模式。复合铜箔的高分子基膜韧性强，在锂沉积的过程中，可以有效分散铜箔表面应力，使得锂离子在集流体的表面均匀分布，从而抑制锂枝晶的生长。

复合铜箔的技术工艺

传统电解铜箔的工艺路线：溶铜-生箔-后处理-分切 ，其中，核心在于生箔环节，核心工艺是电解。

1）溶铜：铜料溶解在硫酸中形成硫酸铜溶液，通过循环过滤，为生箔供需提供符合工艺标准的电解液。

2）生箔：在生箔机电解槽中，硫酸铜电解液在直流电作用下，于阴极辊表面电沉积而制成原箔，经阴极辊连续转动，并将铜箔连续剥离，收卷形成卷状铜箔。

3）后处理：对生箔工序制得的铜箔进行粗化、固化、灰化、钝化等表面处理工序，使铜箔表面结构及防氧化性能达到客户要求。

4）分切：根据客户对铜箔品质、幅宽、重量等要求，进行分切、分类、检验和包装。

复合集流体工艺的核心逻辑在于使高分子材料表面“金属化”。

由于高分子材料的结晶度大、极性小、表面光滑等特性，会影响镀层与基材之间的黏合力，且高分子材料大多数为不导电的绝缘体，因此无法直接进行电镀，需要先对高分子材料进行表面处理、活化等，使其表面沉积一层导电的金属膜。

与传统电解铜箔相比，复合铜箔的生产工艺流程缩短，但工艺难度大大提升，核心为磁控溅射+水电镀工艺。

复合铜箔生产工艺可分为两步法（磁控溅射-水电镀）和三步法（磁控溅射-蒸镀-水电镀），其中磁控溅射和水电镀是核心工艺，具体步骤为：①通过真空磁控溅射镀膜工艺，在高分子基膜上镀50nm厚度左右的超薄铜箔；②采用水电镀的方式加厚铜层，直至铜层达到1μm左右的厚度。“三步法”与“两步法”区别点在于在磁控溅射与水电镀之间加入了真空蒸镀环节作为过渡，减少后半段电镀工艺要求。结合当前产业链调研来看，经过测试，三步法良率较低，两步法（磁控溅射-水电镀）是目前最适合量产的工艺路线。

（1）第一步：磁控溅射。磁控溅射是一种物理气相沉积技术，通过荷能粒子轰击固体靶材，使靶材原子溅射出来并沉积到基体表面形成薄膜的镀膜技术，具体来看：

1.真空磁控溅射活化环节：采用4.5μ厚度的PET作为基膜，通过PVD（物理气相沉积）方式，通入纯净的氩气。电子在真空条件下，在飞跃过程中与氩原子发生碰撞，电离产生氩正离子和新的电子；受磁控溅射靶材背部磁场的约束，大多数电子被约束在磁场周围，氩离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击铜合金靶表面，使铜靶材发生溅射，在溅射粒子中，中性的铜靶原子或部分铜离子沉积在基膜上形成薄膜，厚度一般为5-20nm；

2.真空磁控溅射镀铜环节：采用前段工艺环节过后的物料作为基膜，重复相同工艺，在基膜上形成铜薄膜，厚度一般为10-40nm；

磁控溅射环节的主要工艺难点包括：①基膜较薄，收放卷时容易起皱变形；②镀膜过程中温度升高，需要散热；③张力控制方面，因为基膜幅宽较宽，材料容易拉扯变形；④磁控溅射过程需要高压放电，可能存在膜穿孔现象。目前，国内磁控溅射设备厂仍缺乏一定技术经验积累，存在箔材穿孔、镀铜不均、基材起皱变形等问题，且由于磁控和后续步骤的节拍限制，目前复合铜箔的单位设备效率尚不及传统箔材，限制了产品放量。

（2）第二步：真空蒸镀。真空蒸镀工艺环节是“两步法”与“三步法”技术路线的主要差异。真空蒸镀的原理是：在真空条件下，把金属加热至蒸发，使其均匀蒸发镀在薄膜的表面上。与磁控溅射镀膜相比，蒸镀法蒸发铜的量更大，对铜的沉积效率较高，能够加快复合铜箔生产效率，但缺点是蒸镀法在超高温环境下工作，而PET材料耐温性在180-190度左右，高温环境下PET材料易被烫穿形成孔洞，影响成品良率。

（3）第三步：水电镀。电镀过程为氧化还原过程，其工作原理为利用电流电解作用将金属沉积于电镀件表面，形成金属涂层。基于前道工艺制成的铜基膜，膜面导电性已满足酸性离子置换条件，此时将待加工的镀件接通阴极放入电解质溶液（例如硫酸铜）中，将金属板接通阳极（例如铜球），在外界直流电的作用下，金属铜以二价铜离子的形式进入镀液，并不断迁移到阴极表面发生还原反应，在阴极上得到电子还原成金属铜，逐步在镀件上形成金属铜镀层，最终将金属化PET膜的铜层厚度增加到1μm，使复合铜箔整体的厚度在6.5 ~8μm之间。

水电镀环节的主要工艺难点包括：①平整性：目前复合铜箔材料幅宽一般达到1200mm以上，幅宽越宽，材料张力控制越难。复合铜箔基膜需要在电镀槽液体中持续穿行几十米的距离，传输过程中若传动轮速不均匀，张力控制不当，更薄更宽的材料很容易出现膜拉伸变形现象；②易穿孔：更薄的膜会更容易出现因发热熔穿和电击穿等穿孔现象；③均匀性：复合铜箔镀铜均匀性需要至少达到1µm〒0.1µm；④效率低：复合铜箔电镀设备速度至少需要达到7m/min以上，距规模化量产仍有较大提升空间。

此外，在极耳焊接环节，复合铜箔新增一道采用超声波滚焊的极耳转印焊工序。由于高分子基材层的绝缘性能，复合集流体的极耳无法将集流体电芯中的电流输出至电极端子，为解决这一问题，需将极耳箔材（铝箔或铜箔）的两端分别与复合集流体的导电层焊接到一起，从而输送电芯中的电流。由于复合集流体极耳和箔材之间焊接难度大、焊接效率低下、易撕裂，传统的焊接方式无法实现符合要求的焊接强度，因此，锂电池在前段工序将多出一道采用超声波高速滚焊技术的极耳转印焊工序。

复合铜箔市场空间测算

核心假设：

1）新能源车：2025年我国新能源车市场渗透率达到50%，国内车市2025年达到3000万辆，2030年达到3315万辆左右，新能源渗透率80%，欧洲新能源车和美国等地维持较高速增长；

2）储能：未来全球和国内将维持快速增长，国内储能2025年达到75GWh，全球达到280GWh，2030年国内储能达到150GWh，全球超过563GWh；

3）3C消费、两轮车、电动工具：维持5%的常规增长速度；

4）复合铜箔渗透率：假设23-25年渗透率为5%、10%、20%，2030年可达到70%；

5）复合铜箔价格：预计22-25年分别为6.5、6、5.5、5元/平，30年达到4元/平；

6）复合铜箔单耗：2022年为1200万平/GWh，此后以20万平/GWh的幅度每年下降至1100万平/GWh,此后维持不变；

7）设备投资：2022年约为0.7亿元/GWh,预计23-25年呈下降趋势，分别为0.65、0.6、0.55亿元，2030年达到0.45亿元；

8）超声波焊接设备：2022年为0.12亿元/GWh，预计23-25年呈下降趋势，分别为0.12、0.115、0.11亿元，2030年达到0.085亿元；

根据测算：

1）复合铜箔：25年复合铜箔市场空间为172亿元，CAGR=194%，30年市场空间1028亿元，CAGR=81%

2）复合铜箔设备：25年市场空间为98亿元，CAGR=158%；30年市场空间355亿元，CAGR=65%；

3）超声焊接设备：25年市场空间为20亿元，CAGR=146%；30年市场空间为66亿元，CAGR=59%。

产业链进展及相关标的

当前复合铜箔产业链正处于快速发展阶段，相关企业进展整体较快。

设备商方面，东威科技于2022年8-9月连续签署3份共计17亿元订单；广东腾胜科技目前主要提供真空镀膜设备，供货重庆金美，日本TDK；汇成真空、振华科技、合肥东昇等均为国内真空镀膜设备领先企业。

PET基材企业方面，双星新材在自制4.5um基材基础上完成了各项工艺，目前已为客户送样；

PET铜箔制造商方面，重庆金美最早布局复合铜箔，目前一期总投资15亿元年产能3.5亿平，二期、三期规划2025年形成产值100亿元；厦门海辰一期投资10.5亿建设年产2.1亿平复合铜箔及0.73亿平复合铝箔产线；宝明科技目前已投资60亿元建设赣州复合铜箔基地，一期11.5亿，二期48.5亿，其中一期达产后预计年产1.5亿-1.8亿。万顺新材已开发出铜模样品并为下游客户送样。嘉元科技、中一科技、诺德股份亦开展复合铜箔布局。

纳力新能源一期投资6.5亿元，预计实现产能2.2亿平，二期投资112亿，全部达产后可实现售价200亿元。此外，英联股份、胜利精密、方邦股份、阿石创陆续布局复合铜箔制造。

在其他辅材方面，光华科技为国内少数提供电镀液的企业，目前正在加快推进PET镀铜专用化学品的应用与整套化学品解决方案推广。

此外，下游应用方面，电池厂商如宁德时代、厦门海辰等均在积极推进复合铜箔的应用。如宁德时代在 2019年7月申请发明专利《负极集流体、负极极片及电化学装置》，明确提到复合集流体在降低重量提升能量密度方面具有重要作用。整体而言，设备厂商、材料厂商等产业链各环节加速推进，复合铜箔产业发展提速。

复合铜箔产业基本情况就说这么多，接下去会从产业链中选择2-3家公司做进一步研究，敬请期待。

• 深度研究：派能科技、捷佳伟创、通威股份、汉威科技、隆基绿能、乐歌股份、精测电子、赢合科技、上机数控、安车检测、亿嘉和、卧龙电驱、宁波韵升、中材科技、杰克股份、晶盛机电、创世纪、海优新材、宏华数科、金达威、金丹科技、经纬恒润、炬光科技
• 行业研究：光伏产业链简单梳理、锂电隔膜行业研究、光伏胶膜、氢燃料电池、可降解塑料、激光雷达