20230721_中信建投证券_专用设备行业锂电设备系列研究报告：复合集流体进入加速落地阶段设备最受益_43页.pdf

本 报 告 由 中 信 建 投 证 券 股 份 有 限 公 司 在 中 华 人 民 共 和 国（仅 为 本 报 告 目 的，不 包 括 香 港、澳 门、台 湾）提 供。在 遵 守 适 用 的 法 律 法 规 情 况下，本报告亦可能由中信建投（国际）证券有限公司在香港提供。同时 请务必阅读正文之后的免责条款和声明。证 券 研 究报 告 行 业 深度 复 合 集 流体 进 入加 速 落 地阶 段，设 备 最 受益 锂 电设备系列研究 核心观点 复 合 集 流 体 兼 具 安 全 性 与 经 济 性，是 锂 电 池 中 的 重 大 创 新。2023年，产业趋势由逐步明朗到显著加速，设备商、新型铜箔厂、电池厂及终端用户纷纷加快布局；同时技术不断突破，推动复合集流体向量产迈 进，2023 年有望成 为量产元 年，预计 2023-2025 年复合集流体设备年 均有近 90 亿元市 场空间。在复合集流体替代传统集流体的过程中，工艺技术和生产设备为核心壁垒，我们认为设备厂商作为关键环节将率先受益，推荐东威科技、骄成 超声，建议关 注道 森股份、汇成真 空（未 上市）。摘要 复合集流体兼具安全性与经济性，是锂电池中的重大创新。集流体是锂电池中铜箔和铝箔的总称，所 谓 的 复 合 集 流 体 是 一 种 新 型 集 流体，结 构为“金属-PET/PP-金属”。在 抑 制枝 晶 生 成、断路 效 应、抑制扩散 等多层 次发挥 作用，有效提 升锂电 池安全 性。主 流 6.5 m 复合铜箔 与 6 m 传 统铜箔 相 比，对锂 电池整 体减重 5.56%，能量 密度提升 5.89%，理论成本 节约 40.3%，经济性显著。产业趋势由逐步明朗到显著加速，设备商、新型铜箔厂、电池厂及终 端 用 户 纷 纷 布 局。多 家 汽 车&电池企业开启安全电池“军备竞赛”，广 汽埃安 弹匣电 池 2.0 采用复合集流 体，为 首家 宣布使用 复合集流体的 主机厂；2023 年 7 月，宁德 时代“复合集 流体 高性能动 力电池关键技术及应用”项目，获得中国汽车工程学会科学技术奖特等奖；数 十 家 新 势 力 跨 界 进 入 复 合 铜 箔 生 产 领 域；设 备 商 亦 不 断 创新，积极 推动产 业进步。技 术 不 断突 破，从 0 到 1 量产 在 即。随着阻碍量产的加 工工艺、高温循环、焊接、快充等多重问题逐步得到解决或改善，复合集流体距离量产渐 行渐近。2023 年 6 月，双星 新材、万顺新 材分 别接到首 张复合铜箔订 单，产 业 化加 速。2023 年 有望 成 为量 产 元年，预 计 2023-2025 年 复合集 流 体 设备 年 均有近90 亿 元 市场 空 间。我们预计到 2025 年，锂电池 中复合集 流体综合 渗 透 率 将 达 到 18.80%。在 磁 控 溅 射 设 备、水 电 镀 设 备、超 声 波 滚焊设备单 GW 投资 额分别 为 3000 万/3000 万/1000 万 的假设下，三类设 备 总 需 求 将 分 别 达 到 118.79 亿元/118.79 亿元/39.60 亿元，合计277.17 亿元。考虑到 该数据 为设备存 量，则 2023-2025 年平均每 年复合集流体 设备需 求量约 90 亿元。投 资 建 议：产业从 0 到 1，工艺技术 和生产 设备为 核心 壁垒，我 们认为设备厂商作为关键环节将率先受益，推荐 东 威 科 技、骄 成 超 声，建议关注道森股份、汇成真 空（未上市）。风 险 提 示：产品升级及新兴技术路线替代风险、原 材 料 成 本 上 涨 风险、竞争 加剧导 致盈利 能力 大幅下滑 的风险。维持 强于大 市 吕娟 021-68821610 SAC 编号:S1440519080001 SFC 编号:BOU764 许光坦 SAC 编号:S1440523060002 发布日期：2023 年 07 月 21 日 市场表现 相 关 研 究报 告-18%-8%2%12%2022/7/192022/8/192022/9/192022/10/192022/11/192022/12/192023/1/192023/2/192023/3/192023/4/192023/5/192023/6/19专用设备 沪深300专 用 设备 行业深度 报告 专用设备 请务必阅读正文之后的免责条款和声明。目录 一、复 合集 流体 兼具 安全 性与经 济性，是 锂电 池中 的重大 创新.1 1.1 复 合集 流体 采用“三明 治”结构，有望 成为 下一 代 集流体 材料.1 1.2 安 全性：在 抑制 枝晶 生 成、断 路效 应、抑制 扩散 等多层 次发 挥作 用.3 1.3 经 济性：复 合铜 箔相 较 传统铜 箔理 论成 本节 约 40.3%.8 二、产 业进 入加 速阶 段，2023 年有 望成 为量 产元 年.11 2.1 产 业趋 势：显著 加速，设备商、新 型铜 箔厂、电 池厂及 终端 用户 纷纷 布局.11 2.2 制 作工 艺：“磁控 溅射+水电镀”两 步法 为当 前主 流.15 2.3 技 术创 新如 火如 荼，推 动复合 集流 体向 量产 迈进.19 2.4 2023 年有 望成 为量 产 元年，预 计 2023-2025 年 复合集 流体 设备 年均 有 近 90 亿 元市 场空 间.22 三、从 0 到 1，设 备环 节 最为受 益.23 3.1 东 威科 技：PCB 电镀 龙 头，水 电镀 设备 开启 成长 新曲线.23 3.2 骄 成超 声：超声 波平 台 型公司，应 用于 复合 集流 体的超 声滚 焊设 备有 望放 量.27 3.3 道 森股 份：电解 铜箔 设 备龙头，开 拓一 步法 设备 进军复 合集 流体 生产.30 3.4 汇 成真 空：真空 镀膜 平 台型企 业，磁控 溅射 设备 有望放 量.34 风险分 析.39 XVFUyRtOpMmNqOsRtOrOmN9P8Q7NsQoOsQoNlOmMpQeRmOnM9PrQtNwMpOnMuOoNxO 1 行业深度 报告 专用设备 请务必阅读正文之后的免责条款和声明。一、复合集流体 兼 具 安 全 性 与 经济 性，是 锂 电 池中 的 重 大 创 新 1.1 复合集 流体采用“三明 治”结构，有望成 为下一代集流体材 料 集 流 体 是 锂 电池 中 铜 箔和 铝箔 的 总 称，起承 载 活 性物 质和 汇 集 电 流 的作 用。集流体一般指 电池 正负极 用于承载 活 性物 质（正 负 极材 料）的 基 体金 属，活 性 物质 在 充放 电 过程 中 产生 的 电流 通 过集 流 体汇 集，再 向 外输 出至外 电 路。根 据锂 电 池的 工 作原 理 和结 构 设计，正、负 极材 料 需涂 覆 于集 流 体上，经干 燥、辊 压、分 切 等工 序，制备得到 锂电池 负极片。图表1：锂 离子电池 中的集 流体 图表2：圆 柱形锂电 池结构 资料来源：电动汽 车锂电 池散热 系统的设 计和优 化，中信 建投 资料来源：Nature Energy，CNKI，中信建投 铜箔约占 锂电池 成本的 5%-10%，重量的 10%-15%，是 锂电池的 重要组 成部分。图表3：铜箔占锂电池成本的 5-10%图表4：铜箔占锂电池质量的 10-15%资料来源：头豹 研究院，中信 建投 资料来源：头豹 研究院，中信 建投 复合集流体 采 用“三明 治”结 构，兼 具安 全 性 和经 济 性，有 望 成 为下 一 代 集流 体 材料。所谓的复合 集流体是一种新 型集流 体，结 构为“金属-PET/PP-金属”，即中间一层 基膜（为 PET 或者 PP 膜），上下各 镀一层 1 m正极材料 40%铜箔 5-10%隔膜 10%其他 5-10%电解液 10%负极材料 10%电解液 10%隔膜 10%正极材料 30%铜箔 10-15%其他 10-15%2 行业深度 报告 专用设备 请务必阅读正文之后的免责条款和声明。左右的铜，形成 复合结 构。根据其结 构特性，兼具 安全 性和经济 性，有 望成为 下一 代集流体 材料。图表5：传统集流体/复合集流体结构对比 资料来源：重庆 金美环 评报告，中 信建投 图表6：传统铜箔与 复合铜箔对比 对 比项目 传 统铜箔 复 合铜箔 工艺原理 溶铜电解+水电 镀（镀 液成份 复杂，涉及多 种重金 属，传 统镀液 可能会涉及 氰化物）真空镀膜+离子 置换（药液成 份较 为简单、只涉及 铜一种 重金属）组成 99.5%的纯 铜组成 高真空下 将铜分 子堆积 到超薄 型 PP 基膜上，再 经过离 子置换产出成 品 产品图 特点 单位面积 重量较 重，金 属铜材 使用 量高，成 本高；导热性能 好，用 于电池 材料安 全性 较差。中间层 为 PP 膜，单位 面积重 量轻，铜材使 用量少，降低 成本和金属 用量；中间层为 绝缘层，用于 电池材 料安 全性较好。工序长度 13-15 6-8 粗化工序 需要，为 了铜箔 与基材 间有较 好的 结合力，同时为 了电流 分布均匀。不需要，项目基 材是平 整、光 亮的，并且使 用酸度 添加剂。故不需要。物料传送方式 采用多种 金属电 镀方式（更容 易使 镀液滴漏 到地面，且于 空气接 触时间较长）采用连续 离子置 换法（操作容 易，效率好，与空气 接触时 间较短）生产环境 前工序在 可密闭 的电解 设备中 进行 前工序真 空腔体 构成了 密闭环 境 水洗工序 因为传统 铜箔生 产涉及 镀多种 金属，镀后都 需要清 洗。只涉及酸 性离子 置换后 清洗 资料来源：重庆 金美环 评报告，中 信建投 复 合 集 流体 始于 2017 年，安 全 性 是最 初 的研 发 动力。“铜-高分 子材料-铜”的复 合结构最 早在覆 铜板 上得到应用，树脂基 体作为 覆铜 板的主要 组成部 分，能 够显 著影响覆 铜板的 性能。宁德 时代于 2015 年 11 月公布的专利 集流 体 及使 用 该集 流 体的 锂 离子 电 池 中，已 经 开始 关 注将 集 流体 与 聚合 物 基体 材 料结 合 使用 以 提升 能量密 度 和避 免 热失 控，在 文 中提 出 配置 金 属粒 子、偶 联 剂与 聚 合物 前 驱体 混 合溶 液，从 而 制备 新 型集 流 体。复合 集 流 体概 念 始自 宁 德时 代 2017 年 3 月 申请，并于 2017 年 6 月 公 布的 发 明专 利 一种 集 流 体及 其 极片 和 电池 描述，该 专利文 件中提 出可 以采用真 空蒸镀 或 溅射 法制 造复合集 流体。2021 年，复 合集流体 启动产 业化进 程。3 行业深度 报告 专用设备 请务必阅读正文之后的免责条款和声明。图表7：复合集流体发展历程 资料来源：高工 锂电，嘉元科 技 2022 年 报，国 家知识 产权局，Nature Energy，中信建 投 1.2 安全性：在抑制枝晶生 成、断路效应、抑 制扩散等多层次发 挥作用 随 着 电 动 车 保 有 量 增 多，消 费 者 关 注 重 点 从“里 程 焦 虑”到“安 全 焦 虑”，锂 电 池 热 失 控 日 益 受 到 重 视。国家应急 管理部 消防救 援局 统计数据 显示，2022 年 Q1 国内发生 的新能 源汽车 火灾 共计有 640 起，相比 2021 年同期数据 增长 32%，高 于交 通工具火 灾平均 增幅（8.8%），相 当于每 天有超 过 7 例新能源汽 车自燃 事件发 生。图表8：国内新能源汽车事故调查分析 资料来源：中国 新能源 汽车评 价规 程，中信 建投 图表9：近年来新能源汽车电池燃烧事件 时间 车企 型号 事故场景 起火原因 地点 2023 年 6 月 上汽大众 ID.4X 行驶 产生碰撞 杭州 2023 年 5 月 蔚来 ES8-上海 2023 年 4 月 蔚来 ES8 维修-陕西西安 2023 年 4 月 比亚迪 汉 行驶 钛酸锂电 池短路 广西梧州 2023 年 2 月 比亚迪 唐 DM 拖车上 电池包托 盘 山东烟台 2023 年 2 月 奇瑞 小蚂蚁 充电中-海南昌江 2023 年 1 月 特斯拉 Model S 行驶-美国加州 2023 年 1 月 理想 L9 行驶-山东济南 2023 年 1 月 吉利-海南海口 资料来源：新京 报，新 浪新闻，一 点山东频 道，汽 车之家 等，中 信建 投 4 行业深度 报告 专用设备 请务必阅读正文之后的免责条款和声明。图表10：2022 年部分新能源汽车召 回事件（锂电池故障导致）时间 车企 型号 召 回原因 召 回数量 2022/4/29 比亚迪 唐 DM 部分车辆的动力电池包 托盘由于制 造原因，托盘透气阀安 装面不平整，有进水风险。这可能造成动力电池系统电 气回路故障，极端情况下有引起动 力电池热失 控的风险，存在安全隐患。9,663 2022/6/24 奔驰 GLE 350 e 4MATIC 车辆的车载电网蓄电池 线束接头固 定螺栓因紧固扭矩不足 可能无法正 常固定，造成线束接头区域电 阻增加，可能 导致该 区域 温度升高，不能 完全排 除起火 风险，存在安 全隐患。4697 2022/7/9 比亚迪 唐 DM 部分车辆 动力电 池包托 盘有进 水风 险，可能 造成高 压系统 拉弧，存在 安全隐患。52928 2022/8/15 奔驰 GLE 和 GLS 部分车辆的蓄电池接地 线接地固定 螺栓可能因紧固扭矩不 足而未被正 确固定，或将造成固定区域电阻增加，结合 通过此处的 较大电流，可能导致该 区域温度异 常升高，不能排除起火风险，存在安 全隐患。11212 2022/9/9 成功汽车 太行成功 牌纯电动封闭货 车 因供应商提供动力电池 存在单体一 致性较差问题，长期充 放电使用后 差异性逐渐变大，压差超过设计值会导致车 辆限功率行 驶或动力中断，严重情 况下可能导 致动力电池热失控，存在起火 风险。2810 2022/10/12 福特汽车 2021 年款进 口林肯领航员 本次召回范围内部分车 辆因蓄电池 接线盒中印刷电路板过 孔未被充分 覆盖，在污染物和水的作用下 可能造 成电路 板腐蚀，导 致其短路 过热，存在起 火风险。2833 2022/10/17 大众 ID.3、ID.4 这些电动 汽车的 电池单 元可能 存在 制造缺陷，导致 它们“显示出 增加 的自放电”。约 10130 2022 年 12月 宝马 iX、i4、i3 本次召回范围内的部分 车辆由于制 造失误，动力电池单元 内可能混入 了异物。这会引起电池内部短 路，严 重时可 能造成 动力 电池起火，存在 安全隐 患。38 2022 年 12月 克莱斯勒 大捷龙 3.6L 插电混动版汽 车 本次召回范围内部分车 辆因动力电 池内部故障，可能会发 生潜在的源 自动力电池内部的起火，进而 导致车 辆起火，存在 安全 隐患。711 资料来源：汽车 之家，Ofweek，中 国质量新 闻网，观察者，中信 建投 政 策：新国 标 增加 了 对热 扩散 和 过 流保 护 的测 试 项目。于 2020 年 5 月 12 日发布，2021 年 1 月 1 日起执行的 GB 38031-2020电动汽车用动力 蓄电池 安全要 求 中，对比 2015 年的 GB/T 31467.3，新增“热稳定性，热扩散”、“过流保 护”项 目，体现对电 池安全 的日益 重视。图表11：GB 38031-2020 新增测试项及安全 要求 检测项目 检测方法 热稳定性、热扩 散 针对电池 包或系 统在由 于单个 电池 热失控引 起热扩 散 过流保护 达到 电池系统制 造商规定 的最高正常充 电电流后，5s 内增加到 外部直流 供电设备 故障时的过 电流水平，继 续充电。若 试验对 象自动 终止充 电电 流的信号，2h 内4，则结 束实验 资料来源：天津 检测中 心，中 信建 投 诱 因：热 失控 由 机、电、热等 多 种 因 素单 独 或 耦合 诱 发，负 极 副 反应 首 先 进行。当电池局 部发 生短路 时，会增 加 内部 温 度，熔 化隔 膜 并使 阴 极与 阳 极直 接 接触，从而 产 生更 多 的热 量，带 动 其他 部 位燃 烧 并短 路，导 致电动 汽 车发 生 灾难 性 火灾。电池 的 热失 控 往往 由 针刺、碰撞 等 机械 诱 因；过 充电、内短 路 等电 诱 因；以 及滥 用、老化 或者 温度 管理 不当 导致 的热 诱因，共 同促 进了 热失 控的 发生。当热失控开始的时候，负极副反应首先进 行，SEI 膜（固体 电解质 界面 膜 Solid Electrolyte Interface）分解，负极与 电解液 反 应，然后 逐步开 始放热，最 终热失控。若 能 及 时 在 源 头阻 断，将 有 效遏 制 热失 控 的产 生。5 行业深度 报告 专用设备 请务必阅读正文之后的免责条款和声明。图表12：动 力电池单 体热失 控反应 机理 图表13：热 失控由机 电热多 种因素 单独或 耦合诱发 资料来源：锂离子 电池热 失控蔓 延研究进 展，中信 建投 资料来源：锂电 前沿，中信建 投 解 决 热 失 控可 从 单体 电 池、模 组 和 Pack 层 级、主 动 智能 管 理 等 方面 入 手。根据锂 电池热 失控的 产生机 理，可从 本 征安 全、被 动 安全、主动 安 全等 三 方面 解 决。其 中电 动 厂商 多 在单 体 电池 层 面着 手，从 电 池方 案 选择、材料 热 稳定 性、制 作 工艺 等 方面 综 合降 低 热失 控 概率，复合 集 流体 充 当“保 险丝”的作 用，有 望 在源 头 遏制 热失控。图表14：锂电池热失控安全防控体系 资料来源：氢启 未来，中信建 投 寻找新的内短路解决方案迫 在眉睫。电池企 业常 规的 解 决电 池内 短路 的方 法，一 般 是通 过四 大材 料（正负极材 料、隔 膜、电 解 液）的 性能 升 级，提 升电 池 的安 全 属性，但有 可 能会 对 电池 的 循环 寿 命、能 量密 度 等性 能产生一 定影 响。而且，常 规 内 短 路 防 护 方 法 一般 仅 能 延缓 电 池 内 短 路 引 发热 失 控，而无法 彻底 解决 该行 业难 题，存在 较 大局 限 性。在 此情 况 之下，基于 提 升电 池 能量 密 度和 安 全性 能 的需 要，常 规 的内 短 路解 决 方法 已 经无 法满足动力 电池大 规模制 造和 装机应用 的需求，寻找 新的 内短路解 决方案 迫在眉 睫。6 行业深度 报告 专用设备 请务必阅读正文之后的免责条款和声明。图表15：锂电池热失控安全防控体系 资料来源：高工 锂电，中信建 投 原理：复合 集 流体 在 抑制 枝晶 生 成、断 路 效应、抑制 扩散 等 多 层次 发 挥作 用，有 效 提 升 锂 电池 安 全性。（1）抑制枝晶生成：锂 离 子 迁 移 过 程 中 会 对 集 流 体 产 生 压 缩 应 力，从 而 导 致 集 流 体 上 出 现 微 观 褶 皱，最终导致枝 晶产生。若在 铜箔 上采用柔 软衬底 材料，可以 释放压缩 应力从 而减缓 枝晶 生成；图表16：复合集流体可有效抑制枝晶生成 资料来源：Stress-driven lithium dendrite growth mechanism and dendrite mitigation by electroplating on soft substrates，中信 建投 2）抑制集流体内短路起火：即 使 枝 晶 已 经 产 生 并 且 造 成 内 短 路，复 合 集 流 体 在 受 到 穿 刺 时 产 生 的 毛 刺 尺寸小，并且 因 为高 分 子材 料 层会 发 生断 路 效应，可控 制 短路 电 流不 增 大，从 而有 效 控制 电 池热 失 控乃 至 爆炸 起火，从根 本上解 决了电 池爆 炸起火；7 行业深度 报告 专用设备 请务必阅读正文之后的免责条款和声明。图表17：复合集流体在出现内短路时的熔断 原理图 资料来源：Soteria，中信建 投 3）抑制起火扩散：火 灾 暴 露 实 验 是 测 试 锂 离 子 电 池 安 全 性 能 最 极 端 的 测 试 之 一，根 据 斯 坦 福 大 学Ultralight and fire-extinguishing current collectors for high-energy and high-safety lithium-ion batteries 文 中对 TPP复合集流 体火灾 暴露实 验，传统集流 体袋状 电池在 20 秒内完全 燃烧，然而 TPP 复合集流体 袋状电 池在点 火后 6秒内微弱 燃烧后 自行熄 灭。袋状电池 中的 TPP 通过释放 磷酸盐自 由基抑 制火灾 发展，从而实 现阻燃 效果。图表18：复合集流体抑制火焰继续发展 资料来源：Ultralight and fire-extinguishing current collectors for high-energy and high-safety lithium-ion batteries，中信建 投 使 用 复 合集 流 体的 锂 电池 在刺 穿、过充 等 滥用 情 形下 相较 于 传 统集 流 体电 池 表现 优异。Soteria 在阐述样品时，使用了 811/石墨 5Ah 软 包叠片电 池，然 后进行 了严 苛的针刺 测试，带有复 合集 流体的电 池针刺 后 还可 以正常使用，从容量 保持率 来看 能保持 93%。8 行业深度 报告 专用设备 请务必阅读正文之后的免责条款和声明。图表19：采用 Soteria 技术的电池包针刺后 仍有 93%容量保持率 图表20：传统集流体 vs 复合集流体电池穿 刺 资料来源：Soteria，中信建 投 资料来源：Soteria，中信建 投 图表21：Soteria 公司技术和现 有技术对比 资料来源：Soteria，中信建 投 1.3 经济性：复合铜箔相较 传统铜箔理论成本 节约 40.3%主流 6.5 m 复合铜箔相较 6 m 传统铜箔对锂电池 整 体减重 5.56%，能 量密 度 提升 5.89%。目前主流复合铜箔 为 4.5 m 基膜+两侧各 1 m 铜，与传 统铜箔 的 6 m 铜 相比，铜用量 仅 为传统方 案的三 分之一，同 时基膜密度 较低，复合 铜 箔减 重比例达 到 55.20%（与 6 m 传统铜 箔相比）。在 6 m 传统铜箔 占锂电 池重 量 13%的合理假 设下，不更换 电池 其他结构，主流 复合铜 箔相 较 6 m 传统铜 箔对锂 电池 整体减重 5.56%，能量 密度提升 5.89%。9 行业深度 报告 专用设备 请务必阅读正文之后的免责条款和声明。图表22：复合铜箔减重比例达到 55.20%图表23：装配复合铜箔的锂电池整体减重5.56%资料来源：诺德 股份 2022 年报，中信建投 资料来源：诺德 股份 2022 年报，中信建投 图表24：主流 6.5 m 复合 铜箔相较 6 m 传 统铜箔对锂电池整体减重 5.56%，能量密度提升 5.89%复 合铜箔 传 统锂电铜 箔 厚度(基膜+铜)2.5 m+2*1 m 4.5 m+2*1 m 4.5 m 6 m 8 m 每 Gwh 铜箔需 求（万 平方米）1000 1000 1000 1000 1000 单位面积 质量（g/m2)21.35 24.09 40.32 53.76 71.68 单 GW 铜重量（吨）179.20 179.20 403.20 537.60 716.80 单 GW PET 重量（吨）34.25 61.65 0.00 0.00 0.00 负极集流 体重量（吨/GWh）213.45 240.85 403.20 537.60 716.80 减重比例（相 较 6 m）70.22%55.20%25.00%0.00%-整体锂电 池重量（吨/GWh）5010.50 5037.90 5200.25 5334.65 5513.85 整体减重 比例（相较 6 m）9.13%5.56%5.69%3.25%0.00%能量密度 提升比 例（相 较 6 m）10.05%5.89%6.03%3.36%0.00%资料来源：诺德 股份 2022 年报，中信建投 注：负 极集流 体占锂 电 池质量的 13%。此处假 设基膜 为 PET，铜密度 8.96g/cm3；PET 密度1.37g/cm3。复 合 铜 箔 相 较 传 统 铜 箔 理 论 成 本 节 约 40.30%。尽管当前 复 合 铜 箔 的 初 始 设 备 投 资 额 较 高、加工成本较高，但得益 于铜用 量的 大幅减 少，复合 铜箔 相 较传 统铜箔 直 接材料 成本节约 61.55%，理论综合 成本 节约 40.30%，在锂电池 降本的 大趋势 下有 望发挥更 加积极 的作用。537.6296.75减重 240.850100200300400500600传统铜箔 复合铜箔负极集流体重量（吨/GWh）5334.655037.9减重296.754,8504,9004,9505,0005,0505,1005,1505,2005,2505,3005,3505,400传统铜箔 复合铜箔整体锂电池重量（吨/GWh）10 行业深度 报告 专用设备 请务必阅读正文之后的免责条款和声明。图表25：复合铜箔直接材料成本节约 61.55%图表26：复合铜箔理论成本节约 40.30%资料来源：诺德 股份 定 增说明 书，中信建投 资料来源：诺德 股份 定 增说明 书，中信建投 图表27：复合铜箔相较传统铜箔有较强的成 本优势 PET 铜箔 传 统铜箔 厚度 4.5 m+2*1 m 6 m 单 Gwh 铜消耗 量（吨）179.2 537.6 单 Gwh PET 耗量（吨）61.65 0 铜价（万 元/吨）6.5 6.5 PET 膜（万元/吨）2.9 2.9 加工成本（万元/吨）6 3.5 单位 Gwh 设备投资额（万 元）6000 3000 每年折旧（万，10 年折旧）600 300 直接材料 成本（万元/GW）1343.585 3494.4 材料节约 比例 61.55%理论成本（万元/GW）3388.69 5676.00 理论成本（元/）3.39 5.68 理论成本 节约比 例 40.30%资料来源：诺德 股份定 增说明 书，中信建投 注：此 处假设 基膜 为 PET 3494.41343.585降低2150.81561.55%05001,0001,5002,0002,5003,0003,5004,000传统铜箔 复合铜箔直接材料成本（万元/GW）5.683.39降低 2.2940.30%0123456传统铜箔 复合铜箔理论成本（元/）11 行业深度 报告 专用设备 请务必阅读正文之后的免责条款和声明。二、产 业 进 入 加速 阶 段，2023 年有望成为量产元 年 我们认为，复合 集流体 凭借 其安全性 和经济 性，产 业发 展有望加 速：设备商、新型铜箔厂、电池 厂及终端用户纷纷布局，产 业 趋 势 由 逐 步 明 朗 到 显 著 加 速：多家汽车企业将安全电 池作为 卖点，电池 厂积极布 局专利 及相关 测试，数十家 新势力 跨界进 入复 合铜箔生 产领域；技术不断 突破，从 0 到 1 量产在即：随着 阻碍量 产的 加工工艺、高温 循环、焊接、快充等 多重问 题逐步得到解 决或改 善，复 合集 流体距离 量产渐 行渐近。2023 年 6 月，双星新 材、万 顺新材分 别接到 首张复合铜箔 订单，产业进 展积 极。2.1 产业趋 势：显著加速，设备商、新型铜箔 厂、电池厂及终端 用户纷纷布局 从 0 到 1，复 合 集流 体 产业趋 势 愈 发明 朗，设 备 商、新型 铜 箔 厂、电 池厂 及 终端 用户 纷 纷 布局。复合集流体凭借安全性和经济性的特 点，自 2022 年 初 水 电镀 加工 环 节 设 备 取 得 突 破 以 来，先 后 经 历 了 由 单 一 膜 材 料 厂商 到 多 家 厂 商 投 入 研 发 试 制、良 率 效 率 大 幅 提 升、由 试 验 线 到 计 划 量 产 线、官 宣 量 产 复合 铜 箔（宝 明 科 技）、大批量水电镀设备采购协议、多家膜材料厂送样&生 产 基 地 奠 基 建 设 等 阶 段 性 进 展，产 业 趋 势 由 逐 步 明 朗 到 显著加 速。多 家 汽车 企 业将 安 全电 池 作为 卖 点，电 池厂 积 极布 局 专利 及 相关 测 试，数 十家 新 势力 跨 界进 入 复合 铜箔生产领 域，设 备商亦 不断 创新，积 极推动 产业进 步。图表28：复合集流体 渐成产业链 资料来源：宝明 科技关 于在赣 州投 资建设锂 电池复 合铜箔 生产基 地的 公告，中 信建投 下游：多家汽车&电 池 企 业 开 启 安 全 电 池“军 备 竞 赛”。随 着 锂 电 池 安 全 性 渐 成 趋 势，汽 车 企 业 也 将 电 池 12 行业深度 报告 专用设备 请务必阅读正文之后的免责条款和声明。安全作为 一大卖 点，纷 纷推 出安全电 池产品，有望 推动 各类安全 电池技 术的加 速推 广。图表29：多家汽车/电池企业推出电池安全 技术 时间 企业 安 全电池产 品 2020/3/1 比亚迪 推出电芯形状长且 薄，故称为“刀 片电池”。采用磷 酸铁锂材料，有 更出色的安全性和 使用寿命。所采 用的 CTP无模组技 术也更 利于提 高体积 能量 密度 2020/7/1 OPPO 搭载电池 安全检 测芯片、采取 夹心 式安全电 池、配 备低阻 抗熔丝 的手 机电池 2021/1/1 智己汽车 打造“永不自燃”电池，采 用“三位一 体“+BMS 的安 全保障，即 通过优 化电芯材料 配方，为电 池组打造一 副更坚硬的全 铸铝封 装外壳，从内 而外 地避免电 池出现 燃烧、爆炸等 风险。BMS 系统有 自我迭 代能力，通 过大数据 技术优化电 池管理 策略，全方位 保障 用车安全 2021/3/1 岚图汽车“不冒烟、不起 火、不 爆炸“的三 元锂电池 2021/3/10 广汽埃安 弹匣电池 系统安 全技术，首次 实现 三元锂电 池针刺 不起火，重新 定义 三元锂电 池安全 标准 2021/4/21 瑞浦能源“不冒烟、不起 火、不 爆炸“的磷 酸铁锂电 池 2021/6/29 长城汽车 热失控“永不起 火、永 不爆炸”的 长城汽车 大禹电 池 2021/8/1 宇通 采用氮气 防护、多层级 热-电耦合 防 护，抗拉 强度 1500MPa 的超 高强度 钢防护的 电池 2021/9/17 岚图汽车“琥珀“和“云 母”电 池安全 技术，以严苛 国际标 准数倍 的条件 通过 挤压、碰 撞以及 高温淋 水等测 试 2021/9/29 极狐汽车 预 留“不可 变性区域”，给 电池包上 强梁结构，实现干 湿分离 一体式集 成热管理 系统，电 池上盖 选用铝合 金且在上方布置 陶瓷纤 维防火 毯 2021/11/6 蔚来汽车“只冒烟 不起火”的 100kWh 电池 包，可实 现“无 热蔓延”2022/3/30 广汽埃安 搭载复合 集流体 的弹匣 电池 2.0，通过子弹 射击实 验 2022/8/28 中创新航 TPP（热抑制保护）2.0 和高 锰铁锂 电池 资料来源：上海 证券报，搜狐 网，天天汽车，央视 网，腾 讯网，新浪 科技，汽 车之家，中信 建投 广 汽 埃 安弹 匣 电 池 2.0 采 用复 合 集 流体，为首 家 宣布 使用 复 合 集流 体 的主 机 厂。2023 年 3 月 30 日，广汽埃安发布 了弹匣 电池 2.0 军标 级枪击 测试结 果，常规 铁锂 电芯遭 遇枪击 后随 机热 失控、起火 燃烧（铁锂 电芯 自燃温度一般 为 800 度），弹 匣 电池 2.0 在同样条 件下仅 冒 烟无明火，没有 进一步 热蔓 延，相邻 受体电 芯温度 仅 185度。弹 匣电 池 技术 中 超稳 电 极界 面 采用 复 合集 流 体材 料，也 是 国内 首 个宣 布 采用 复 合集 流 体的 电 池，预 计首 搭车型为 Hper GT 昊铂。13 行业深度 报告 专用设备 请务必阅读正文之后的免责条款和声明。图表30：广汽埃安弹匣电池 2.0 简介 资料来源：广汽 官网，中信建 投 OPPO 推 出 夹 心式 安 全电 池，采 用 复合 集 流体 增 强消 费电 子 锂 电池 安 全。OPPO 在 2021 年 7 月 22 日闪充开放 日 上，发 布了 一 款夹 心 式安 全 电池，通过 使 用一 层 新型 的 复合 高 分子 材 料作 为 基体，采用 非 常有 挑 战性 的工艺 镀 上两 层 铝层 行 成一 个“三 明 治”结 构的 集 流体，代替 传 统的 铝 箔集 流 体，并 在其 上 涂覆 一 层安 全 涂层 形成最 终 的五 层 安全 结 构。在 不影 响 电池 性 能的 前 提下，夹心 式 安全 电 池可 以 做到 完 全通 过 针刺 与 重物 冲 击实 验。图表31：OPPO 夹心式安全电池结构 图表32：OPPO 电芯重物冲击测试保 护示意图 资料来源：Oppo 闪 充开放 日，中 信建投 资料来源：Oppo 闪 充开放 日，中 信建投 宁 德 时 代复 合 集流 体 结构 突破 传 统 集流 体 功能 局 限，解决 了 高 镍电 池 内短 路 难题，并 通 过 莱茵 TV 认证。据中 国 能源 网，宁 德 时代 在 复合 集 流体 方 面有 多 项动 作，在 业 内率 先 解决 了 高镍 电 池内 短 路难 题，并 通 过莱 茵TV 认证。此外，宁 德时代 麒麟电 池采 用 NP2.0 技术，能量 密度达 255Wh/kg。在相同 化学体 系、同等电 池包尺 寸下，14 行业深度 报告 专用设备 请务必阅读正文之后的免责条款和声明。麒麟电池 系统电 量相比 4680 系统可提升 13%。宁 德时 代国内乘 用车执 行总裁 刘畅 延在极氪 009 发布活动 中表示，在 极端 情 况下，麒麟 电 池电 芯 大面 冷 却技 术 搭配 NP2.0，可保证 电池 系 统无 热 蔓延、不起 火，可 满 足行 业最高电池 安全要 求。图表33：宁德时代 麒麟电池的性能优势 资料来源：宁德 时代官 网，中 信建 投 蜂 巢 能 源采 用 Soteria 电 池安 全 技 术。据 Inside evs 于 2021 年 4 月 22 日报道，蜂 巢能源将 采用来 自 Soteria电池创新 集团（BIG）的电 池安全技 术，使 电池不 受热 失控的影 响。中游：数十 家 新势 力 跨界 进入 复 合 铜箔 生 产领 域，传 统铜 箔 企 业 亦 积 极布 局。自 2022 年 7 月初宝明科技宣布投资 复合集 流体项 目以 来，已有 数十家 公司披 露相 关计划并 积极产 能布局 和送 样，推动 技术革 新。15 行业深度 报告 专用设备 请务必阅读正文之后的免责条款和声明。图表34：部分 复合集流体厂商 进展梳理 公 司名称 相 关业务 技 术路线 复 合集流体 相关进 展 宝明科技 消费电子 镀膜业务 两步法 2022 年 7 月 计划于 赣州投 资 60 亿 元，2023 年 2 月计 划于马 鞍山投 资 62 亿元，pp 膜已送样客户 双星新材 PET 基膜 两步法 2022 年 12 月完成 首条 PET 复 合铜 箔设备安 装，随 之送样，并于 2023 年 6 月获 得客户的首张产 品订单 万顺新材 铝箔生产 经验 两步法 2023 年 6 月获得 复合铜 箔首张 订单 英联股份 金属包装 两步法 2022 年 计划投 资 100 条 复合铜 箔 和 10 条 复合铝 箔生产 线，2023 年 3 月 份正式 完成第 一条量产产 线运行 并启动 批量送 样