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1、复合集流体生产工艺及难点李华清李华清亨通集团、瀚叶研究院亨通集团、瀚叶研究院20232、深圳、深圳1汇报内容行业概况复合集流体开发与应用行业展望2行业概况32022年中国铜加工材产量数据【安泰科】铜加工材综合产量2025万吨,同比增长1.8%426.3430.1533.534.83739.611.3116.2419.8621.5633.1142.5537.6546.3953.3656.3670.1182.1514.423.2155.624.417.22017年年2018年年2019年年2020年年2021年年2022年年2017-2022 中国电解铜箔产量中国电解铜箔产量
2、电子标箔电子标箔 wt锂电铜箔锂电铜箔 wt合计产能合计产能 wt增长率增长率%锂电铜箔、铝箔需求预测5电池铝箔全球总全球总需求预测表表2023年动力电池需求4.8TWh,储能1TWh(数据来源:曾毓群2023世界动力电池大会报告)预计2025 年全球锂电铜箔需求量锂电铜箔需求量121万吨万吨,复合增长率复合增长率 42%。电池铝箔 99万吨,复合增长率万吨,复合增长率 48%。锂电铜锂电铜箔全球总全球总需求预测表表年份2021 2022E 2023E 2024E 2025E动力锂电池铜箔需求(万吨)21.02 36.12 50.11 67.61 86.96 储能锂电池铜箔需求(万吨)0.59
3、 5.03 9.73 16.90 24.91 消费类锂电池铜箔需求(万吨)8.00 8.30 8.62 8.94 9.28 总需求(万吨)29.62 49.45 68.45 93.46 121.15 产能概况 2022年:供过于求 全球锂电铜箔名义产能63万吨 实际产能54万吨,高出需求12万吨 2023年:过剩约5万吨 中国锂电铜箔出货量预期65万吨 2024年:过剩10万吨 2025年:大幅过剩 全球锂电铜箔名义产能166万吨 实际产能132万吨,高于同期全球预测需求40万吨,过剩43%,行业稼动率80%【部分数据引自:江铜铜箔,MySteel、华宝证券】62021-2025 全球锂电铜箔
4、产能预测(万吨)3.26-2.570.184.4911.392.38-505502020202120222023E2024E2025E2020-2025锂电铜箔出货量/需求量出货量需求量缺口复合集流体开发与应用7锂电池正极锂电池正极空调空调电容器电容器包装包装 锂电池负极集流体使用电解铜箔,4.5-12um,目前国内以6um为主,4.5um扩量 正极集流体使用压延铝箔,10um-15um,目前以12um为主,头部企业已量产企业已量产8m电池集流体8复合集流体复合铜箔工艺流程示意图复合铝箔工艺流程示意图9原理示意图流程示意图复合集流体 夹芯式安全电池10复合集流体(大事记)
5、11 清华何向清华何向明明.JPS,塑塑料集流体料集流体 CATL专利专利 BIG 创业公司创业公司 BIG上海推介会上海推介会 斯坦福崔毅斯坦福崔毅.Nature Energy,阻燃复合集流体阻燃复合集流体 复合铝箔复合铝箔 哥伦比亚杨远哥伦比亚杨远.Joule,复合集流体,复合集流体性能评价性能评价 OPPO发布:复合集流体安全电池发布:复合集流体安全电池 2021-6电镀装备企业,科创板电镀装备企业,科创板 薄膜、铜箔、真空、设备企业入场薄膜、铜箔、真空、设备企业入场 药水、阳极板、铜粉入场药水、阳极板、铜粉入场 高安全聚合物复合高安全聚合物复合铜箔铝箔集流体材料铜箔铝箔集流体材料的开发
6、的开发立项立项 CATL复合集流体电池复合集流体电池技术获得汽车工程学技术获得汽车工程学会科学技术奖会科学技术奖 超声焊接、科创板超声焊接、科创板 多家官宣获得订单多家官宣获得订单 PP/PET选材选材 工艺创新:一工艺创新:一vs.三三 PVD装备、创业板装备、创业板 太阳能装备企业入场太阳能装备企业入场20020202120222023高分子薄膜高分子薄膜金属层Cu、Al812u68u12【图片来自HCVA】产业链概况产业链概况基膜选材 PET VS.PP13种类种类PET PPPI名称名称聚对苯二甲酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯聚丙烯聚丙烯聚酰亚胺聚酰亚胺热性能热性
7、能-70120-机械性能机械性能刚性较强,韧性较差刚性较强,韧性较差抗疲劳性较强,韧性较差抗疲劳性较强,韧性较差韧性较差韧性较差化学性能化学性能不耐酸碱不耐酸碱化学稳定、抗腐蚀性好化学稳定、抗腐蚀性好耐酸性强耐酸性强电学性能电学性能介电强度较高,导电性弱介电强度较高,导电性弱介电强度高,导电性弱介电强度高,导电性弱较好的介电性能较好的介电性能优势优势热性能好,韧性优良热性能好,韧性优良热性能较差,耐酸碱热性能较差,耐酸碱热性能极好,力性优良热性能极好,力性优良劣势劣势不耐酸碱,易水解不耐酸碱,易水解热性能较差,与铜结合力差热性能较差,与铜结合力差成本较高成本较高复合铜箔
8、复合铜箔界面结合力好,电解液中有溶胀界面结合力好,电解液中有溶胀界面结合力差,电解液中稳定界面结合力差,电解液中稳定性能优越,成本性能优越,成本高高薄膜改性薄膜改性三明治结构三明治结构/成膜装备与配方变革成膜装备与配方变革表面涂层表面涂层低成本化低成本化复合铜箔14底层底层金属化金属化:磁磁控控&蒸镀蒸镀泊肃叶电镀增厚示意图电镀增厚示意图(水平型(水平型/V型)型)东威科技东威科技/广东岚润、昆山力泰祥、斯瓦佛广东岚润、昆山力泰祥、斯瓦佛电镀增厚:电镀增厚:双双侧供电侧供电&导电辊供电导电辊供电磁控溅射设备的创新电源:直流中频、靶材:六支四十支、腔体:单室多室效率、良率提升17(捷佳伟创)问题
9、汇总18透光率、表面质量(工艺优化)磁控溅射、电镀速度(生产效率)PVD卷重(装备及工艺优化)夹具挂铜&导电辊析铜 基膜寿命&表面改性复合铝箔19装备与工艺:多次 VS.少次蒸发方式目前的装备类型双面蒸镀,一次增厚铝层1um双面蒸镀,不破空,往复式35次双面蒸镀,破空,3遍单面蒸镀,破空,40遍爱发科、东昇智能、汇成真空、上海宝镀、泊肃叶、兆业科技、20问题汇总复合铝箔性能21表面质量、单卷重量(2000m vs.15000m)4.5um基膜生产技术(与装备强相关)面电阻、力学性能(与装备强相关)坩埚及残铝清理(装备优化)对中与纠偏规格4.5um6umMD拉伸强度Mpa235.328215.2
10、47MD断裂伸长率%42.0966.63TD拉伸强度Mpa186.31218.51TD断裂伸长率%45.1660.49表面方阻m正面3537反面3738.2剥离力N/cm正面9.5反面9.6粗糙度正面1.2863.608反面2.9374.128厚度m6.47.85面密度g/m211.313.17单卷长度 m20003000一体化设计理念(薄膜行业提出、值得探讨)基膜、复合箔、特种箔膜一体化建设复合集流体+电容器膜+光伏箔膜专业化、集约化生产节约物流、提升稼动率、良率22关于生产工艺几个高频词一步法PVD(干法):磁控、蒸镀、磁控+蒸镀化学法(湿法):化学法、电化学法、化学+电化学法两步法干法:
11、磁控+蒸镀【省略电镀工艺,减轻环保压力】湿法:化学+电化学法【减少设备投资、提高成材率、耗材昂贵】干法+湿法:磁控+水镀【目前的主流工艺】三步法【两步法的细分】磁控+蒸镀+电化学(真空法提升表面质量)磁控+化学+电化学(化学法提高生产效率)23研发热点磁控与电镀设备的一体化解决方案真空设备的生产效率【双面、连续化、快速、高品质】工艺创新、装备开发【真空、化学,另辟蹊径】专用分切设备【分切&复绕】靶材【系列化、规范化、丰富性】添加剂的研发、预定型【高效、简便、价格适中】专用焊接装备【极耳设计方案】膜材PP、PET、PPS材料改性、选材探索24资本热宠新能源+复合集流体:资本的宠儿服务新能源,概念
12、新颖、预期体量大、产业链完整、想象空间头部电池企业引领,创业公司,资本跟进薄膜、光学、靶材、真空装备、软板、模切、制胶等行业上市公司,纷纷介入消息频出,利好不断,股票大涨,热闹一片产业化不及预期,复合铜箔基材及工艺路线仍待证伪复合铝箔价格倒挂、应用进度预期新能源+复合集流体:带出一批上市企业25行业展望26“秘密宏图”第三篇章:2050前,能源100%可持续20232023年年3 3月,马斯克表示,月,马斯克表示,全球最终将需要全球最终将需要240TWh240TWh储能容量(含电站储能和汽车电池)储能容量(含电站储能和汽车电池),自身固定式储能,自身固定式储能产能目标产能目标1TWh/1TWh
13、/年。年。【电池中国电池中国】五个发力点:五个发力点:一、全面转向电动车;一、全面转向电动车;二、在家用、商用和工业领域使用热泵;二、在家用、商用和工业领域使用热泵;三、在工业领域使用高温储能及绿色氢能;三、在工业领域使用高温储能及绿色氢能;四、在飞机和船舶上应用可持续能源;四、在飞机和船舶上应用可持续能源;五、用可再生能源驱动现有电网。五、用可再生能源驱动现有电网。27行业展望 复合箔:大胆地预期,谨慎地求证,客观地对待!新能源行业未来可期 新能源汽车前景看好,能源系统及电池体系也在推陈出新 3C行业大有可为,储能行业给予厚望。复合箔产业化进度慢于预期 市场、市场:电池&车企的应用动力 工艺优化、装备升级、材料验证 完善基础、培育市场 形成标准:支持国产化和国际化 培育市场:一枝独秀不是春,百花齐放春满园 适度规模:关注成本,产品细分 行业发展、关注创新 关注应用:与超薄铜箔互补、完善电池生产及应用环节、衍生需求会陆续出现!28致谢报告撰写过程,得到诸多同仁的支持与帮助表示感谢,排名不分先后29谢 谢李华清李华清163.COM亨通集团、瀚叶研究院亨通集团、瀚叶研究院30