金属材料系列（1）：PET铜箔—锂电铜箔新技术，蓄势待发

请务必阅读正文之后的重要声明部分 [Table_Author] 分析师：谢鸿鹤 联系人：安永超 联系人：于柏寒 邮件：xiehh@r.qlzq.com.cn 邮件：anyc@r.qlzq.com.cn 邮件：yubh@r.qlzq.com.cn 执业证书编号：S0740517080003 、 金属材料系列（1）：PET 铜箔—锂电铜箔新技术，蓄势待发 有色金属 证券研究报告/行业报告简版 2022 年 07 月 31 日 [Table_Sμmmary] 投资要点  锂电铜箔目前作为锂电池的负极集流体，因锂电铜箔用铜量较高，材料成本受到铜价影响较大，电池安全性和能量密度存在瓶颈等原因，动力电池厂商出于成本、安全性和能量密度等方面考虑，有动力和需求寻找新型替代材料。PET 铜箔基于原材料成本节省约 2/3、安全性和能量密度更高等特性，契合下游发展规律，有望在一定程度上替代传统铜箔，实现从 0到 1 的过程。  1、什么是复合铜箔？复合铜箔是一种形状类似“三明治”的电池集流体材料，其中中间层为 4.5μm 厚的 PET、PP 基膜，外层各镀 1μm 厚的铜。因此，从结构来看，相比于目前传统 6μm 的锂电铜箔，PET 铜箔是将造价较低的 PET 基膜替代金属铜，从而实现用铜量减少 2/3，达到降低原材料成本的目标。 图表 1：PET 铜箔结构示意图 资料来源：重庆金美环评报告、中泰证券研究所  2、为什么复合铜箔受到市场关注？复合铜箔具备四大优势，有望替代传统铜箔。  1）安全性高：电池自燃是由于发热失控导致的内短路。传统铜箔，受压后易断裂，断裂后易刺穿隔膜，造成内短路引起发热失控。而 PET 材料由于中间有个隔膜，高分子不容易断裂，有阻燃的效果。即使发生了断裂情况，1μm 的镀铜也无法达到刺穿隔膜的强度标准，从而规避内短路的风险，提高电池安全性。  2）提升能量密度：PET 材料相较金属铜轻，所以复合铜箔整体质量较小，可以有效减轻电池重量，提升电池能量密度。  3）寿命长：在电池充放电的过程中，相较于金属，高分子材料的膨胀率更低，表面更为均匀，寿命较传统铜箔延长 5%。 图表 2：PET 铜箔比传统锂电铜箔安全性更高 资料来源：Soteria 官网、中泰证券研究所 请务必阅读正文之后的重要声明部分 - 2 - 行业报告简版 图表 3：PET 铜箔比传统锂电铜箔安全性更高 优点 备注 安全性高 相比锂电铜箔，PET 铜箔中间有个隔膜，高分子不容易断裂，有阻燃的效果。即使发生了断裂情况，1μm 镀铜的强度也无法达到刺穿隔膜的标准，从而规避内短路的风险，提高电池安全性。 能量密度提高 PET 材料相较金属铜轻，所以复合铜箔整体质量较小，可以有效减轻电池重量，提升电池能量密度。 寿命长 在电池充放电的过程中，相较于金属，高分子材料的膨胀率更低，表面更为均匀，寿命较传统铜箔延长 5%。 资料来源：东威科技、SMM，中泰证券研究所  3、目前 PET 铜箔的壁垒？我们从 PET 铜箔的生产流程着手，探寻目前行业遇到的困难及壁垒。我们根据重庆金美的环评报告，可以将制造流程归为以下 3 大步骤。我们以二步法为例：  1）原材料及设备采购：PET 铜箔主要是采购厚度为 4.5μm 的 PET 基膜、铜靶材、辅材等原材料。目前，行业中生产 PET 铜箔的主要设备为磁控溅射设备/电子束蒸镀设备、水电镀等。其中磁控溅射部分的设备多采用进口设备、水镀设备多采用东威科技的设备。  2）PVD 方法镀膜：目前在基膜上金属化，主要采用磁控溅射以及蒸发镀膜等方式。在真空环境下，利用磁控溅射设备在基膜上先镀 50nm 左右的铜膜。具体的原理为，电子在真空的条件下，在飞跃过程中与氩原子发生碰撞（期间会通入纯净的氩气），使其电离产生出 Ar+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，而 Ar+在电场作用下加速飞向 Cu 靶，并以高能量轰击 Cu 合金靶表面，使靶材发生溅射，在溅射粒子中，中性的靶原子或部分离子沉积在基膜上形成厚度为 50nm 左右的薄膜。在此过程中，铜靶材的利用率较低，为 32.12%。  3）离子置换工艺/水电镀：通过离子置换机进行金属置换金属层增厚。将膜面金属层作为阴极，膜面在穿过药剂槽液下辊之间穿行，膜面在药剂中，发生离子迁移置换反应，膜面上得到电子后，在膜面上形成铜层，铜层堆积厚度为 1μm 左右。在此过程中，铜球和无氧铜角的利用率为 80%左右。  综上，我们认为目前 PET 铜箔的壁垒主要体现在工艺和设备方面。  1）工艺壁垒：磁控溅射方法是工艺环节中难度较高的环节，即在极薄的基膜上，如何将铜镀的均匀且贴合紧密。这就需要对溅射路径、溅射力度进行不断试错，否则会出现溅射不均匀、击穿基膜/掉粉等问题。后续进行的增厚镀铜工艺，实则来源于 PCB 的电镀工艺。与 PCB 电镀工艺不同的是，在基膜金属化后，由于附着在基膜上的铜更薄（PET 铜膜厚度在 50nm 左右，PCB 的铜膜厚度在μm 级别），因此对张力控制、均匀性的要求更高。  2）设备壁垒：真空磁控溅射的设备主要采用海外设备为主，水镀增厚设备以东威科技等设备厂商为主。由于 PET 铜箔为新兴产品，设备或需进行新的研发和改造。主要难点体现在膜较薄后，设备如何能够满足 PET 铜箔的基材或膜材均匀度好、不变形、不穿孔等需求。 图表 4：PET 铜箔流程图 资料来源：百川资讯、中泰证券研究所 图表 5：PET 铜箔产业链图 请务必阅读正文之后的重要声明部分 - 3 - 行业报告简版 上游中游下游原材料端PET铜箔加工电池企业基膜：PET/PP膜溅射设备：海外-美国应用材料、德国Leybold等；国内-腾胜科技等；水电镀设备：东威科技、精工企业等；基膜厂商：海外-日本东丽、韩国东丽等；国内-双星新材等铜靶材真空磁控溅射过程真空沉积后的半成品水电镀增厚的产品水镀增厚过程产成品布局PET铜箔的厂商：万顺新材、宝明科技、双星新材、诺德股份、重庆金美、厦门海辰、浙江晨宇等；水洗、防氧化处理、分切等动力电池、3C、储能等领域 资料来源：重庆金美环评报告、各公司公告，中泰证券研究所  4、PET 铜箔的成本比传统铜箔成本更低？我们按照目前铜价 6 万元/吨进行计算，得出目前 6μm 的生产成本为 3.46 元/m²，其中铜原材料成本为 2.85 元/m²，占比 83%；加工成本为 0.6 元/m²，占比 17%。我们对 PET 铜箔的生产成本进行了简单测算，根据宝明科技披露，公司一期项目达产后，约有年初 1.5-1.8 亿平米的产能，对应投资额在 11.5 亿元左右。我们按照 10 年折旧，每年制造费用大致在 1 元/m²左右。则 PET 铜箔达产后的生产成本有望达到 2.18 元/m²，比锂电铜箔的生产成本低 1.3 元/m²，大概节约 37%的成本。按照成本拆分来看，PET 铜箔的原材料成本在 1 元/m²左右，比锂电铜箔节约64.1%；加工成本在 1.2 元/m²，比锂电铜箔多了 92.4%。综合来看，PET 铜箔的原材料成本节约效果明显。  目前 6μm 锂