铜箔——设备壁垒成为增长瓶颈 “极薄化”是主流趋势-韭研公社

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铜箔——设备壁垒成为增长瓶颈 “极薄化”是主流趋势

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买买买的老司机

2021-10-16 10:45:46

铜箔是锂离子电池负极集流体的核心材料，而锂电池的生产工艺、成本和最终产品的性能都和铜箔的抗拉强度、伸长率、表面粗燥度、厚度均匀性及外观质量等因素有着密切的关系。

减轻铜箔质量一方面能有效减少原材料成本，另一方面使用更轻的铜箔能有效减少单体电池质量，从而提高电池能量密度。

锂电铜箔作为锂电池负极集流体，占锂电池成本的5%-8%，是一款重要的锂电材料。由于本身铜箔柔韧性较好，其厚度由之前12um降低到8um甚至4.5μm。目前嘉元科技和诺德股份能够量产4.5μm铜箔，目前处于导入期。但总得来说，当下拥有 6μm 以下技术和产能的公司屈指可数。

快速增长动力电池、消费电池、储能电池是锂电铜箔主要应用终端，共同拉动锂电铜箔需求扩张。根据鑫椤资讯测算，2021—2025年全球锂电铜箔需求量为（万吨）：

动力锂电铜箔缺货从2021年下半年逐渐明显，预计2022年供不应求局势还将持续，尤其是高端4.5um-6um动力电池箔。锂电铜箔企业基本处于满负荷生产状态，市场供不应求，企业订单排满。

需求快速扩张刺激铜箔企业新一轮扩产，但铜箔投产周期在2年左右，无法快速释放产能再加上新扩张的铜箔产能产线调试和爬坡时间较长（6个月），预计2022年供不应求局势还将持续。锂电铜箔产能近2年缺口明显，而2022年新增锂电箔产能8-9万吨，但2022年锂电箔需求增量超过10万吨。

“极薄化”成为锂电铜箔技术路径趋势。锂电铜箔厚度指标与锂电池能量密度直接挂钩，锂电池产品向体积更小、使用更轻便、能量密度更高的方向发展时，也对锂电池的厚度提出更高要求。铜箔的厚度轻薄可以减轻锂电池质量，使得电阻减小，单位体积电池所包含的活性物质量增加，从而实现同体积下电池容量增加。

由于海外电池厂材料迭代周期相对较长，国际头部电池制造商松下、LG化学、三星SDI、SK Innovation在动力电池制造上仍以8μm铜箔为主，极薄化铜箔的渗透进度较国内显著落后。国内动力电池厂商宁德时代已规模化使用6μm锂电铜箔，比亚迪、国轩高科、天津力神等主流厂商均提速6μm锂电铜箔的全面使用。

同时，头部铜箔厂商4.5μm铜箔产能扩张和规模化生产的进程加快；2021年动力电池6μm锂电铜箔的渗透率达到80%，在大型电池厂商产线匹配率和渗透率的支持下，6μm铜箔已成为主流，4.5μm铜箔规模化生产进程加快，2021-2023年渗透率有望快速提升。

阴极辊成为制约产能扩张的瓶颈，铜箔加工费或将进一步上涨。阴极辊是电解铜箔制造的核心设备，全球 70％以上的阴极辊来自日本新日铁、三船等日企，订购相关企业阴极辊需提前进行下单排期，设备的供给紧张导致铜箔的扩产周期增加，目前日本阴极辊制造厂家的交付订单已经排到2024年。

国内设备厂商方面以西安航天动力机械有限公司为代表的国内领先企业已突破核心工艺，所生产的阴极辊质量能够在一定程度上达到国外产品标准，但短期来看也难以满足国内龙头企业快速扩产需求。

设备产能制约：这点跟隔膜类似，据说是当下铜箔的核心设备排产已经到了2024年了，铜箔也遇到了设备供给瓶颈，所以未来几年是不用太担心高毛利引起行业内外大幅扩产

投产周期较长：阴极辊采购周期约1年，产线建设期1.5-2年、认证周期0.5年，小批量试用期约0.5年。这点跟隔膜类似，按照这个数据来看，以目前新产能投产到完全放量可能要到3-4年的时间，这也为供给短缺提供较长窗口期，铜箔企业盈利能力的持续性会更好。

竞争格局良好：铜箔在锂电池中游材料环节的竞争格局堪比隔膜，当下拥有 6μm 以下技术和产能的公司屈指可数。目前有 6μm 以下技术和产能的上市公司有诺德股份、嘉元科技、超华科技、铜陵有色。

技术和良品率等经验：铜箔厚度、稳定性和一致性是由锂电铜箔的关键性指标，主要受生产中的溶铜工序和生箔工序影响。而铜箔企业甚至行业专家的立命之本在于把握溶解的难点，即添加剂的配方以及用量。而良品率可以更好的提升企业毛利，高良品率也是企业高技术工艺的体现。

设备壁垒：阴极辊构筑设备壁垒，由于阴极辊长期处于强腐蚀性的工作环境中，表明腐蚀加快，制备优质的钛筒的生产工艺难度较大。目前国内制备的阴极辊，大部分还停留在 7-8 级晶粒度的水平，科研界最好的阴极辊能做到 9-10 级晶粒度，与国外可以生产 12 级晶粒度的生产技术相比，仍有较大的差距。国外以日本为代表的焊接钛阴极辊通过焊缝晶粒细化技术，成功解决了焊接钛筒出现的“色差、亮斑”等问题。因此，能够绑定日本阴极辊制造商的国内铜箔企业，可以构筑一定的设备壁垒。
资质壁垒：环保限制构筑资质壁垒，锂电铜箔产能涉及硫酸等，有环保限制。锂电铜箔在生产过程中会产生废水、废气、噪声以及固体废弃物，尤其生产过程需要用到硫酸和硫酸铜溶液，在溶铜和生箔工序中会产生硫酸雾废气，此外还会产生大量的废水，主要包括纯水制备废水、清洗废水、酸雾喷淋废水和生活废水等。除了对环保设备的投入加大之外，环评审批及其严格，是锂电铜箔新建产能的壁垒之一。尤其是在绿水青山就是金山银山的当下，环保审批难度更大。
认证壁垒：认证周期达到6-9 个月，海外产品认证更是长达一年时间；下游车电厂商对锂电铜箔产品有完善严格的认证流程，铜箔供应商需要经历“样品检测—少量试制—现场审核—小批量试制—评估”的全流程、多环节的认证，才能被纳入合格供应商名单。
资金壁垒：新建项目吨投资达到7.53 万元/吨，资金壁垒限制中小厂商规模化扩产。
工艺壁垒：锂电铜箔生产在磨辊工艺、添加剂配置、产线调试三个领域的工艺复杂，需要长期的科研投入与技术积淀。

尽管铜箔加工费上涨促使企业产能加速扩张，然而受限于较长的设备周期，在下游锂电厂较为“激进”的扩张之下，铜箔短期结构性供需失衡成业内共识。铜箔在锂电池中游材料环节的竞争格局堪比隔膜，当下拥有 6μm 以下技术和产能的公司屈指可数，目前有 6μm 以下技术和产能的上市公司有诺德股份、嘉元科技、超华科技、铜陵有色。

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