锂电池行业复合集流体市场分析一、市场空间：技术革新下高成长的0至IJ1赛道集流体是锂离子电池的关键辅材，主要作用是导电集流体既充当正负极活性材料的载体，又充当正负极电子收集与传导体，其作用则是将电池活性物质产生的电流汇集起来，以产生更大的输出电流通常选择铜箔作为负极集流体，选择铝箔作为正极集流体据高工锂电,目前国内动力电池正在加快6pm铜箔替代8pm的导入步伐，头部电池企业6Pm铜箔的渗透率已经超过了 90%,2021年起头部电池企业进一步加快4.5pm极薄铜箔的导入铝箔因导电性好、质地软、制造技术成熟、成本低等特点成为锂离子电池正极集流体的首选，目前应用厚度是9-20pm复合集流体在材料和结构上颠覆传统集流体复合集流体采用“金属-PET/PP高分子材料金属”三明治结构，以高分子绝缘树脂PET/PP等材料作为“夹心”层，上下两面沉积金属铝或金属铜，引入高分子绝缘材料替代传统纯金属结构，通过金属层与高分子层机械电热性能的多重耦合关系，突破传统集流体功能局限复合集流体的产业化初衷是为了改善电池安全性针刺实验中，传统箔材会产生大尺寸毛刺，造成内短路，引起热失控三明治的特殊结构使复合集流体产生较小的毛刺尺寸，叠加高分子材料层受热发生的短路效应，短时间内可降低短路电流，同时有效防止锂枝晶穿透隔膜引发的热失控。
据文献 高安全锂离了电池复合集流体的界面强化，传统铝箔在针刺后立即发生短路，PET复合铝箔在针刺后电压基本可维持4 V,且无起火冒烟现象，有效阻止了电池的内短路图4:锂电池针刺实验正极集流体正极活性物质隔膜负极活性物质负极集流体复合集流体优势在产业化中被放大：兼具提升安全性、能量密度和降低成本除开育效阻止内短路提升安全性，以价格更便宜、质量更轻的高分子材料代替金属的革命性创新在电池能量密度和成本上也占据优势据G G II,轻量化高分子材料比纯金属集流体重量降低50%-80%,同时复合集流体厚度相比业内同行纯金属集流体减少25%-40%,从而将电池内更多空间让渡给活性物质，随着重量占比降低、电池内活性物质占比增加，能量密度实现提升5%-10%复合集流体产 也化进展：消费电池领域已量产，动力电池领域中复合铝箔己量产，复合铜箔送样验证中据GGII,2021年7月，OPPO发布五层夹心式安全电池，引入复合集流体技术，实现复合集流体在消费电子领域的应用2021年宁德时代研发的多功能复合集流体技术在2021年全球新能源汽车前沿及创新技术评选中获评为十大创新技术之一，该技术考虑铝箔通过热机械载荷断路的电池内短路模拟仿真，引入真空气相沉积工艺，构建三明治结构的复合铝箔，在业内率先解决厂高银电池内短路难题，并通过莱茵T0V认证。
同时，研制了原位钝化和连续轻焊工艺和装备，攻克了集流体因材料和结构颠覆难以规模化量产的短板，生产节拍达到20ppm目前该复合铝箔已实现批量生产并应用于大批主机厂复合铜箔产.业化仍在进程中，宝明科技、元琛科技等多家企业均公告投资建设相关产线,目前已与多家电芯厂测试送样从专利和企业盈利角度看，下游大厂多专利构壁垒，为行业发展确定性奠基据国家知识产权局，宁德时代在2018年开始研究复合集流体在动力电池上的产业化应用，并在2018年10月首次发布复合集流体相关专利，首篇专利 二次电池集流体的加工设备旨在论述一种二次电池集流体的加工设备，以实现箔材与复合集流体的极耳的连接，以将电芯中的电流输送出来据国家知识产权局统计，自2018年起，四年时间宁德时代累计发布复合集流体相关专利超50份，在下游电芯厂中占据领先比亚迪、亿纬锂能、欣旺达、蜂巢能源等多家电芯厂从2019年起陆续在复合集流体领域投入研究新兴领域专利技术的壁垒构建可帮助企业坚固护城河、博强盈利能力，宁德时代作为龙头电池厂商，已经构建复合集流体专利壁垒的技术红利也将提高企业自身对其产业化应用研发的积极性，电池龙头的积极布局也将推动复合集流体在动力电池领域的o至IJ1进程，为行业发展确定性奠基。
图 9:2017-2021年中国锂电池市场出货量及同比市场空间：中国平价+海外扩张，全球电动化提速渗透，对应中游环节的0至赛道行业成长属性强中国：A0级海鸥及A级车比亚迪DM-i系列引领，二、三线城市渗透率提速，叠 加B级海豹渠道下沉、ModelY品牌效应向低线城市延伸，有望持续打开渗透空间欧洲：受益于特斯拉本土产能放量、芯片限制趋缓叠加中欧班列配合滚装船带动比亚迪等车企出海，供给弹性有望充分释放，预计2023年欧洲电车销量有望超300万辆美国：2023年SUV及皮卡产品突破，叠加税收抵扣重启共同驱动美国电车销量冲击200万辆，全球电动车销量有望突破1450万辆据相关文献,假设单GWh所需锂电铜箔和铝箔面积分别为1200万m2、1750万m 2,基于2025年下游需求预测数据，若届时复合铜箔全球渗透率能达到1%/5%/10%,则可对应需求量为2.60、13.00、26.01亿m2若复合铝箔全球渗透率能达到3%/4%/5%,则对应需求量为11.38、15.17、18.96 亿 m2二、工艺与成本分析：镀膜新工艺，短期成本仍高（-）工艺：区别传统箔类制造，采用镀膜新工艺传统铜箔制备采用电解法，传统铝箔采用压延工艺。
传统锂电铜箔制造的原材料是电解铜和硫酸，工序包括“溶铜一生箔后处理分切 四大步骤原理来看，锂电铜箔的生成实质是铜离子在阴极轴表面的电沉积结晶结果，因此阴极较为锂电铜箔生产的心脏，其质量直接决定铜箔的品质和厚度传统锂电铝箔采用压延工艺制备，制造原材料是铝锭，具体工艺流程是先将铝锭熔化、细化和过滤做提纯预处理，再进行铸轧、冷轧、退火、粗轧、精轧等压延加工工序，最后分切、氧化、涂层出货区别于传统箔类制造，复合集流体采用镀膜新工艺由于高分子材料大多为不导电的绝缘体，无法直接进行电镀，需要先对高分子材料进行预处理使其表面沉积一层导电的金属膜因此，复合集流体的制备核心在于如何在高分了材料基膜上镀层兼具均匀性和致密性要求的金属铜薄膜卡脖子”难点从传统铜箔的进口阴极轴设备供给限制转换成膜加工技术工艺壁垒，有别于传统箔类的技术底层逻辑复合铝 箔 MA：一步法蒸镀铝现为成熟工艺据东威科技投资者交流表,目前尚未有适用于铝电镀的电镀液，因此铝箔多为蒸镀据金美新材料环评报告，其复合铝箔生产采用一步法蒸镀铝，相较于复合铜箔工艺，复合铝箔去掉电镀增厚工艺完全采用蒸镀工艺，蒸镀次数增多，高温下对基膜稳定性要求更高图11：重庆金美一步法制备复合铝箔真空蒸彼钻复合铜箔MC：目前行业内可供选择的技术路线有三类：一步法、两步法以及三步法。
据高工锂电，三步法是在磁控溅射步骤后加上蒸镀工艺作为过渡，减少后半段电镀难度三孚新科在2022年 11月 4日投资者关系活动记录表中披露，其采用一步法新型复合铜箔镀铜工艺，具体步骤为先使用专用化学品做清洁、粗化以提高表面粗糙度,再基于化学反应原理直接沉积铜层复合集流体产业化下催化的新工艺环节：磁控溅射镀膜、蒸镀、水电镀膜镀膜工艺按照反应性质可分为物理气相沉积法和化学气相沉积法采用物理方法的技术叫物理气相沉积(Physical VaporDeposition),简称P V D,采用化学反应的技术叫化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition),简称CVD蒸发镀膜和磁控镀膜属于物理气相沉积，水电镀属于化学气相沉积磁控溅射镀膜：电子在电场的作用下与氨气碰撞后，高能量的氮原子电离后撞击靶材表面,使得靶材发生溅射，溅射粒子在基片上沉积形成薄膜蒸发镀膜：在真空条件下，采用一定的加热蒸发方式使得镀膜材料气化，粒子在基材表面沉积凝聚为膜的工艺方式水电镀膜：在含金属盐溶液的镀液中加入化学还原剂，将镀液中的金属离子还原后沉积在被加工零件表面的一种加工方法磁控溅射结合力好，但效率低导致镀膜成本高。
磁控溅射镀膜的优势在于稳定性好、均匀度好、膜层致密、结合力好、但磁控溅射对金属材料纯度要求较高，加工过程需要高纯氮气等特种气体，单位面积加工成本高于电镀另外，磁控溅射单次镀膜厚度为纳米级，若要达到微米级铜厚则需要多次溅射，效率低于电镀工艺蒸镀效率高，但蒸发温度高对材料要求高铜的熔点、沸点分别为1083、2562,铝的熔点、沸点分别为660、2327,可见铜和铝所需的蒸镀温度都较高，对基材熔点要求高，若基材熔点低在高温下易出现孔洞现象水电镀速度快，生产效率高，但加工材料受限相较于高能量氮原子撞击靶材溅射金属层的磁控溅射镀膜法和高温真空蒸发沉积金属的蒸镀法，水电镀在镀液中进行离子置换的化学反应还原沉积的镀膜方式效率更高，因化学反应机理决定，需要加工原材料具备导电性，因此高分子基膜水电镀前需要先采用磁控溅射或蒸镀图1 5:东威科技双边夹卷式水平连续镀膜设备PP和 PET现为两种主流基膜材料，二者性能各有缺陷市场上通用的高分子材料选择有三类：PI、PP和 PETP I是目前综合性能最好的薄膜类绝缘材料，具有优良的力学性能、电性能、化学稳定性以及很高的抗辐射性能、耐高温和耐低温性能，但单价较高，在电池各环节降本增效大背景下，目前产业链选取倾向较小。
PP耐强酸强碱，但抗拉强度较低，高涂布速度下易断裂导致生产良率低，且 PP是非极性分子，熔点低、粘结力较差，长卷加工过程中易产生孔洞、和金属层贴合能力较差；PET抗拉强度较高，但不耐强酸强碱，电解液高温下易被腐蚀，导致电池循环性能减弱PET复合集流体产业化中存在的问题：(1)应用在负极侧的电解液兼容问题：目前商业化的锂电池中的电解液绝大部分是以LiPF6为电解质的有机溶液LiPF6最大的缺点是热稳定性差和对湿度的高敏感性在电解液配置及电池组装过程中不可避免会存在微量的水分，会促使负极侧LiPF6分解，产生P0F3、HF等强酸物质，负极侧产生的强酸会腐蚀P E T,导致PET结构被破坏从而削弱电池高温循环性能PP复合集流体产业化存在的问题：(1)铜层附着力差PP是非极性分子，表面附着力较弱，在产业化应用中该性能缺陷也得到验证,据宝明科技投资者交流活动记录表披露，PP遇到的问题中存在PP和铜层的附着力不佳，需要着力解决据双星新材投资者交流活动记录表披露，PP基膜因与铜结合力较差，试验中PP基膜在溅射完成后铜层易被擦去综合来看，我们认为PET复合铝箔和PP复合铜箔路线产业化选择的可能性更高PET复合铝箔：重庆金美2022年11月宣布已实现8 微米复合铝箔，主供全球动力电池龙头，本次量产的8 微米复合铝箔是新一代多功能复合铝导电膜产品。
2018年，其第一代铝复合集流体已随着客户高银三元项目在欧洲某车型上量产应用PP复合铜箔：PET铜箔的循环性能差问题需要电芯厂调整电解液配方解决，技术难度高，且该解决方案同时需要电芯厂对现有产线做调整，未规模化前对成本影响大PP铜箔需要材料厂做技术，我国聚内烯薄膜公司如东材科技、泉州嘉德利、铜峰电子、南洋科技等均拥有多年镀膜生产和管理经验，PP膜产品厚度范围覆盖2微米到15微米，多年雄厚的镀膜技术积累，对基膜本身的特性认知和加工工艺将助于PP膜在集流体的产业化应用图16:2023年复合铜箔成本占比6.0%4.8%靶材PET基材铜光亮剂磁控溅射设备折旧水电镀设备折旧人工电费(-)成本：产业化初期较高，降本看良率+规模绝缘材料替代金属，理论成本低，产业化初期受限于工艺和规模，成本较高现阶段复合铜箔成本较传统铜箔仍不具竞争力根据金美环评报告，我们测算在磁控溅射和水电镀两个环节良率80%、采用日本东丽进口 PET基膜的前提下，6.5微米复合铜箔成本约为4.92元/平据Mysteel官网，传统6微米锂电铜箔的生产成本约为4.32元/平方米，复合铜箔现成本尚高于传统铜箔成本复合铜箔降本路径：基膜国产化、提生产线良率、设备效率。
据阿里巴巴平台价格，日本东丽PET基膜价格约为0.6-0.8元/平，据宝明科技投资者交流记录表，国产PET基膜价格约为2-3万元/吨，折合约为0.2-0.3元/平，但质量和进口仍有。