复合集流体行业深度研究报告：复合集流体：下一代锂（钠）电池集流体，即将开启高速成长期

证券研究报告·行业深度研究报告请务必阅读正文之后的免责条款部分 守正 出奇 宁静 致远复合集流体行业深度研究报告复合集流体：下一代锂（钠）电池集流体，即将开启高速成长期太平洋证券研究院 新能源团队 首席 刘强 执业资格证书登记编号：S1190522080001研究助理 谭甘露 一般证券业务登记编号：S1190122100017 2023年7月7日证券研究报告·行业深度研究报告请务必阅读正文之后的免责条款部分 守正 出奇 宁静 致远1.复合集流体兼具高安全、高能量密度、长寿命等优势，复合铜箔有望具备显著的成本优势安全性方面，复合集流体的轻量化高分子基材具有阻燃特性，且其金属导电层较薄，短路时会如保险丝般熔断，在热失控前快速融化，电池损坏仅局限于刺穿位点形成“点断路”。能量密度方面，复合铜箔中间层采用轻量化高分子材料，随着重量占比降低、电池内活性物质占比增加，能量密度可提升5%以上。循环寿命方面，在充放电过程中，高分子材料可吸收极片活性物质层锂离子嵌入脱出产生的膨胀-收缩应力，从而保持极片界面长期完整性，使循环寿命提升约5%。成本方面，由于材料成本大幅降低，复合铜箔规模化生产后单平成本有望降低至3元以下，相较于传统铜箔成本有望具备显著优势。2. 复合集流体市场成长潜力大，技术路线逐渐明晰，产业化进程加快1）市场空间：由于复合铜箔规模化以后有望具备明显的成本优势，且性能优越，复合铜箔产品未来渗透率有望快速提升，复合铝箔有望应用于高端电池产品，2025年复合集流体市场空间有望达到百亿级。2）技术路线：基膜方面，PET熔点较高，目前大部分企业向下游送样的产品以PET为基膜，但其不耐浓酸，影响电池高温循环性能。目前部分企业也正在积极研发以PP为基膜的复合集流体，并开始向下游送样，其耐腐蚀性较好，有望应用于动力电池领域。工艺方面，目前复合铜箔以“磁控溅射+水介质电镀”为主，复合铝箔以真空蒸镀为主。3）产业化进程：目前重庆金美、双星新材、万顺新材、宝明科技、英联股份等企业的复合集流体产品已获订单或送样，下游电池厂商如宁德时代等积极推进复合集流体的应用，如麒麟电池采用复合集流体，搭载于极氪009，行业有望0-1加速落地。3. 全产业链协同发展，率先量产并向下游导入的公司有望受益：1）投产/下游应用领先：万顺新材、双星新材均已获得首张订单，宝明科技、英联股份等已具备量产能力并已送样；2）已公告建设项目：璞泰来、隆扬电子、胜利精密、光莆股份等；3）添加剂对成品致密性、光滑度有较大影响：光华科技等。4）产业化前期设备有望受益：东威科技、骄成超声等4. 风险提示：投产不及预期、下游需求不及预期。报告摘要证券研究报告·行业深度研究报告请务必阅读正文之后的免责条款部分 守正 出奇 宁静 致远目录Contents1具备高安全、高能量密度、长寿命等优势，复合集流体前景广阔2工艺难度较大，镀膜为关键3产业链积极布局，重视0-1落地的机会4风险提示证券研究报告·行业深度研究报告请务必阅读正文之后的免责条款部分 守正 出奇 宁静 致远1.1集流体是锂（钠）电池中的关键材料之一，在锂(钠)离子电池中既充当正、负极活性物质的载体，又充当其电子流的收集与传输体。目前压延铝箔、电解铜箔由于导电性良好、制作工艺较为成熟等，是主流的正、负极集流体材料，其99.5%以上的成分为纯铝/纯铜，在锂电池中的成本占比合计约为11%。集流体的抗拉强度、延展性、致密性、表面粗糙度、厚度均匀性及外观质量等对锂(钠)离子电池正负极制作工艺和锂(钠)离子电池的电化学性能有着很大的影响，因此锂（钠）电池对集流体的厚度、抗氧化性能及粘附性能等提出了多方面的要求。然而传统集流体厚度较厚、重量较重、料用量较大、抗拉强度和延展性有限，随着锂(钠)离子电池性能、成本不断优化，需要新型集流体材料来满足锂(钠)离子电池升级对集流体提出的更高要求。复合集流体是一种以高分子绝缘树脂材料作为“夹心”层，上下两面沉积金属铜或铝，制成“金属导电层-高分子材料支撑层-金属导电层”三明治结构的新型锂电材料。复合集流体用密度及成本更低的绝缘高分子材料对原来部分金属材料进行替代，对锂电池能量密度提升、安全性提升、成本降低具有重要的意义。资料来源：腾胜科技官网、太平洋研究院整理图1：传统电池铜箔（左）/ 铝箔（右）中99.5%以上成分为纯铜/纯铝复合集流体具备多重优势，有望成为下一代电池集流体材料图2：复合集流体的结构类似于“三明治”资料来源：重庆金美环评报告、太平洋研究院整理图3：铜箔在锂电池中的成本占比约为10%，铝箔的成本占比约为1-2%铜箔铝箔其他证券研究报告·行业深度研究报告请务必阅读正文之后的免责条款部分 守正 出奇 宁静 致远1.2复合集流体具备高安全、高比能、长寿命等优势资料来源：重庆金美环评报告、重庆金美官网、 《基于弹塑性有限元分析的电镀铜薄膜缺口疲劳断裂特性研究》、太平洋研究院整理⚫ 高安全1）复合铜箔中间的高分子基材具有阻燃特性，且其金属导电层较薄，短路时会如保险丝般熔断，在热失控前快速融化，电池损坏仅局限于刺穿位点形成“点断路”；2）经受力断裂后毛刺较少，可有效防止内短路。⚫ 高能量密度复合铜箔中间层采用轻量化高分子材料，随着重量占比降低、电池内活性物质占比增加，能量密度可提升5%以上。⚫ 长寿命高分子材料围绕电池内活性物质层形成层状环形海绵结构，在充放电过程中，可吸收极片活性物质层锂离子嵌入脱出产生的膨胀-收缩应力，从而保持极片界面长期完整性，使循环寿命提升约5%。⚫ 强兼容传统铜箔直接升级为复合铜箔不会影响原有电池内部电化学反应，因此复合铜箔可运用于各种规格、不同体系的锂（钠）电池。⚫ 低成本复合铜箔用成本更低的高分子材料对原来部分铜材料进行替代，减少铜的用量，从而降低生产成本。图4：复合铜箔经受力断裂后毛刺较少证券研究报告·行业深度研究报告请务必阅读正文之后的免责条款部分 守正 出奇 宁静 致远1.3复合铜箔相于比传统电解铜箔：1）优势在于成本低、更安全、减重、能量密度高等，减重方面，由于PET/PP的密度是1.38/0.9g/cm³，小于铜的8.9g/cm³，因此相同厚度下复合铜箔相比于传统铜箔质量能够降低56%/60%，生产每GWh锂电池所需用量能够降低63%/66%；2）缺点在于生产工艺较复杂、良率较低，且铜层更薄导致电导率较低、容易发热。资料来源：重庆金美环评报告、公司公告、中南大学资源循环研究院、太平洋研究院整理表1：复合铜箔相较于传统铜箔有高安全性、能量密度高等优势复合铜箔VS传统电池铜箔：复合铜箔成本有望具备明显优势传统铜箔复合铜箔组成成分99.5%纯铜夹心结构：高分子薄膜+两边镀铜优点导热性好、电阻低、导电性好、工艺较为成熟安全性高、能量密度高、长寿命、强兼容、规模化以后成本较低缺点材料成本高、电池材料安全性差生产效率较低、增加制造成本、电导率较低工艺原理溶铜电解+水电镀磁控溅射+真空蒸镀+水电镀单位投资（元/平） 3-54-9规模化后单平成本（元/平）4元以上3元以下竞争格局壁垒相对较低，竞争格局较为分散技术壁垒较高，传统铜箔企业、新公司加快布局相同厚度的传统铜箔VS复合铜箔集流体类型 材料构成厚度（um）密度（g/cm3）材料单位质量（g/m