大数跨境
0
0

电池与电气系统(103):复合集流体产业化进一步加速

电池与电气系统(103):复合集流体产业化进一步加速 电新产业研究
2023-07-21
0

◾复合集流体产业加速,有望较快进入量产阶段,以金美新材为代表的头部企业可能在今年下半年继复合铝箔之后实现复合铜箔量产;同时,众多新进入者也取得了进展,普遍处于产品验证阶段,部分也开始获得客户订单。在技术路线的选择上,复合集流体仍在迭代,在基膜选择上,PP基膜路线因为其性能优势开始被更多企业采纳。而工艺路线方面目前呈现百花齐放态势,相关设备供应商也在加速迭代。

摘要

量产阶段渐趋渐近。2022年以来,复合集流体行业在箔材端、设备端都有一定突破,箔材企业先后开始一定程度的量产,金美新材率先实现了复合铝箔量产,并有望在今年Q4实现复合铜箔量产。双星新材和万顺新材在今年6月公开披露了商业订单,宝明科技等的产品验证也在加快。在设备端,工艺和设备持续迭代优化,多种技术路线并存,各环节参与者增多,研发投入也在加大。

PP基膜优势明显。复合集流体基膜材料主要包括PET、PP、PI三种高分子材料。由于锂电池的负极端的醇基锂(SEI膜的成分),可能促进PET的降解,导致电池多次充放电后可能破坏整个集流体,而PP(聚丙烯)极难发生断链降解,化学稳定性极强,目前被越来越被更多企业选择。金美新材有希望在今年下半年实现PP复合铜箔量产。宝明科技等公司也切换PP复合铜箔路线,此外东材科技因其自有PP基膜供应,在基膜本身的改性方面可能有一定优势。

工艺路线百花齐放。复合集流体目前仍处于产业化初期,还未形成比较公认的主流路线,多种路线并存。目前磁控+水电镀的两步法路线选择的厂商较多,可能系东威的水电镀设备工艺、相对较成熟,选择该路线产业化上量对简单。今年以来,还有璞泰来披露粘结法、道森推出的一体机设备等新工艺路线,在业内也比较受关注。

投资建议:复合集流体的产业化在加快,后续可能商业化量产项目会更多。推荐与关注:璞泰来,骄成超声(机械),宝明科技(电子),东威科技(机械),道森股份(机械),东材科技(化工)、英联股份(轻工),元琛科技(环保)等。

风险提示:下游需求不及预期;复合集流体技术进步不及预期。


一、头部企业量产化进展加速,量产时代渐趋渐近

复合集流体产业化进程再加速。今年以来复合集流体行业在箔材端、设备端都有一定突破,箔材企业先后开始一定程度的量产,金美新材率先实现了复合铝箔量产,并有望在今年Q4实现复合铜箔量产。双星新材和万顺新材在今年6月公开披露了商业订单,宝明科技等的产品验证也在加快。在设备端,工艺和设备持续迭代优化,多种技术路线并存,各环节参与者增多,研发投入也在加大。

2022年,复合集流体头部企业,金美新材率先实现复合铝箔的量产,并预计在今年Q4实现复合铜箔的量产。金美目前已有1亿平方米的年产能,同时在2023年5月,金美宣布在宜宾投资新型多功能复合集流体扩产基地,分三期建设,满产后产能为12亿平方米/年。

此外前几年宣布进入复合集流体行业的企业在今年也相继公布其进展,据行业反馈,宝明科技逐步转向PP工艺路线,目前处于产业送样阶段,同时其复合铜箔一期项目已经具备投产条件。英联股份、东材科技、元琛科技等企业订购的设备也陆续进场,目前处于产品优化、送样阶段。双星新材和万顺新材公告其首批复合集流体订单。此外,璞泰来在今年公告较大规模的复合铜箔投资项目,根据其专利披露,其工艺路线可能与现有工艺区别较大,单位投资额也明显降低,预计今年后续会有一定进展。

而在设备端,骄成超声、东威科技和道森股份的产品都已上市。东威科技水电镀设备已实现批量出货,并在磁控溅射设备端,实现12靶磁控设备量产,并推出24靶磁控设备。而道森股份则在今年6月正式上市“一步法”复合铜箔真空镀膜成套设备,子公司洪田科技与汉嵙新材有限公司签订战略合作协议,获得首批订单,后续仍有一定规模的意向订单。此外,道森股份还投资10亿元于南通建设新能源高端设备制造项目,达产后预计年产真空磁控溅射设备、真空蒸镀设备和复合铜箔一体机成套设备各100套。


二、PP复合铜箔产业化加速

PP基膜路线开始被更多厂商选择。复合集流体基膜材料主要包括PET、PP、PI三种高分子材料。由于锂电池的负极端存在催化PET降解的醇基锂(SEI膜的成分),可能促进PET的降解,在电池多次充放电后可能破坏整个集流体,已有国外论文论述了电芯中PET膜在循环500次后发生了明显降解。PP即聚丙烯,分子链中只存在碳碳键,除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外,对其它各种化学试剂都比较稳定,而且也极难发生断链降解,化学稳定性极强,因此在传统电解液体系中不会溶解,为稳定的基膜材料。

PP复合铜箔产业化加速。PP路线目前最大的问题是铜层与基膜之间的附着力不佳,需要着力解决。金美新材选择的是PP铜箔路线,并通过工艺、设备端的改进成功解决了附着力问题,预计下半年将成功实现量产。而宝明科技在今年也切换PP复合铜箔路线,目前处于下游客户的送样阶段。此外东材科技因其自有PP基膜供应,在基膜本身的改性方面可能有一定优势。


三、工艺路线百花齐放

工艺路线百花齐放。复合集流体目前仍处于产业化初期,还未形成比较公认的主流路线,多种路线并存。目前磁控+水电镀的两步法路线选择的厂商较多,可能系东威的水电镀设备工艺、相对较成熟,选择该路线产业化上量相对简单。今年以来,还有璞泰来披露粘结法、道森推出的一体机设备等新工艺路线,在业内也比较受关注。

复合铝箔生产工艺主要为真空蒸镀法。首先在原材料原膜上使用化学气相沉积方式方法沉积铝的氧化层,再使用镀膜氧化铝的物料作为基膜,使用物理气相沉积方式形成具备特殊性能的金属铝薄膜。

复合铝箔工艺流程大大缩短,避免了原有压延工艺尘大、油污多等的问题,属于高效,简洁,清洁的生产工艺,但目前仍存在用电量大、生产制造成本高等问题。


复合铜箔工艺路线多样。目前从制备工艺来看,可大体分为干法+湿法制程、干法制程、湿法制程;而从工艺路线来看,分为一步法、两步法、三步法。

多数厂家选择两步法。首先采用磁控溅射真空镀膜技术对基础材料表面进行金属化处理,确保材料导电以及膜层的致密度和结合力达到一定要求,之后通过水电镀将铜层增厚。目前宝明、双星、东材等大部分企业都采用两步法工艺。

磁控溅射:利用稀有气体产生的等离子体在电场和磁场的作用下对阴极铜靶材表面进行轰击,进而把靶材表面的分子、原子、离子及电子等溅射出来,被溅射出来的粒子沿一定方向射向基膜表面,进而基膜表面形成镀层,实现基膜非金属材料金属化。

水介质电镀:高分子材料薄膜通过磁控溅射附着金属层后,在外电流的作用下,用水介质电镀的方式将铜层增厚至1μm。

优势:1)溅射原子能量高,薄膜与基底的附着力强;2)通过控制靶电流来控制膜厚,可控性和重复性好;3)不会混入坩埚加热器的材料成分,金属膜层纯度高质量好。

难点:1)溅射为点对点碰撞,成膜速度慢;2)高真空、高电压,装置结构较复杂;3)溅射原子热量高,均匀度差、缺陷密度高。


三步法为在两步法的基础上加入真空蒸镀,真空蒸镀是一种物理相沉积(PVD)方法,把金属熔化成液态,形成金属蒸汽开始挥发,然后把蒸汽中铜原子冷凝在高分子材料表面沉积和成长。在磁控溅射后增加真空蒸镀环节,目的是提高沉积速度,真空蒸镀的沉积速度是磁控溅射的3-4倍,可以快速补足铜膜到适合电镀的厚度。目前仅有金美采用三步法工艺。

优势:1)加热熔化,成膜速率快、效率高;2)蒸发附着无需高压电场,设备比较简单、操作容易;3)真空加热蒸发原子动量低,薄膜厚度均匀。

难点:1)仅为附着原理,薄膜与基底的附着力弱;2)金属蒸汽可达1000℃以上,存在高温烫伤PET基底问题;3)受熔点限制,高熔点能耗高,靶材选择范围窄。


一步法分为全干法与全湿法。全湿法指通过对基膜进行清洗、粗化,提升表面粗糙度,再以化学沉积的方式(不通电)在薄膜基材表面覆盖一层均匀的金属铜层。全干法指使用纯磁控溅射工艺或开发磁控溅射和真空蒸镀一体机镀铜,通过多靶材、多腔体提高效率。

优势:1)通过化学反应沉积/纯真空镀铜,不通电,省去水电镀环节,可以解决边缘效应,从而提升均匀性,使得幅宽做得更宽;2)不需要夹杂有机添加剂,沉积的是纯铜,纯度更高;3)自动化程度高,提升良品率。

难点:1)速度较慢,成本较高;2)研发企业较少,尚处于理论阶段,目前以道森股份为代表。


璞泰来采用粘结法。根据公司专利显示,粘结法为将基膜的其中一面先通过粘结剂将铝/铜箔进行覆盖,兼具支撑和散热能力,从而使得另一面在蒸镀时减少热损伤,并便于后续加工或组装。目前已经通过了穿钉测试、撞击测试、挤压测试,用1C/1C充放电、测试温度为25℃、测试1000循环后容量保持率为84%;且焊接面变性小、金属扩散性较好。

根据公司公告,公司复合集流体项目的1.6万吨复合铜箔产能折合约6.6亿平米,单亿平投资额约3亿元,相较于目前主流的二步镀膜法,投资额7-8亿元/亿平米,大幅下降,若能成功量产并维持较高良率水平,公司的复合集流体产品将拥有较大的成本优势,后续仍需持续关注相关量产进展。

优势:1)结合力强,容量保持率高;2)导电性更好,金属扩散性好;3)设备投入少、投资成本低。

难点:1)需要对表面进行二次处理,工艺略繁琐;2)尚处于实验室阶段。


投资建议

复合集流体产业经过多年的摸索和迭代,其工艺、装备、流程都得到显著优化并逐步具备放大量生产的能力,在近几年出现了一批新的参与者,而下游电池企业也纷纷加大投入,在其制备工艺、关键装备方面也得到了较显著的突破。2023复合集流体产业加速,有望较快进入量产阶段,以金美新材为代表的头部企业可能在今年下半年继复合铝箔之后实现复合铜箔量产;同时,众多新进入者也取得了进展,普遍处于产品验证阶段,部分也开始获得客户订单。在技术路线的选择上,复合集流体仍在迭代,在基膜选择上,PP基膜路线因为其性能优势开始被更多企业采纳。而工艺路线方面目前呈现百花齐放态势,相关设备供应商也在加速迭代

重点推荐:璞泰来,骄成超声,宝明科技,东威科技,道森股份,东材科技。英联股份,元琛科技等。


风险提示

1、下游需求不及预期:如果受到原材料价格大幅波动、产业政策变化、客户认可度等因素影响,可能导致新能源汽车市场需求出现较大波动。

2、复合集流体技术进步不及预期:复合集流体仍处于产业化初期,如果技术迭代不及预期,可能导致推广不及预期。


相关报告

系列报告(102):欧美充电桩市场快速增长叠加直流快充技术普及,充电桩产业发展加快

系列报告(101):海外市场快速增长,中国锂电产业链全球化加快

系列报告(100):复合集流体进入量产前夕

系列报告(九十九):三元前驱体投资价值分析

系列报告(九十八):复合集流体有望逐步开始产业化应用

系列报告(九十七):正极材料的新一轮技术迭代正在展开快充将带动负极材料体系升级:硅基负极、PAA、CNT

系列报告(九十六):正极材料的新一轮技术迭代正在展开

系列报告(九十五):新能源车充电系统趋势:高电压、大功率和液冷

系列报告(九十四):金属价格继续下跌,三元电池盈利加快修复

系列报告(九十三):快充将推动电池材料体系升级,并带来充电系统大功率与高电压趋势

系列报告(九十二):电芯结构件盈利有望修复,电池结构变化可能带来机会

系列报告(九十一):原材料价格开始下降,三元行业景气度修复

系列报告(九十):成本优势凸显,钠电池产业化加快


分析师承诺

负责本研究报告的每一位证券分析师,在此申明,本报告清晰、准确地反映了分析师本人的研究观点。本人薪酬的任何部分过去不曾与、现在不与,未来也将不会与本报告中的具体推荐或观点直接或间接相关。


评级说明

报告中所涉及的投资评级采用相对评级体系,基于报告发布日后6-12个月内公司股价(或行业指数)相对同期当地市场基准指数的市场表现预期。其中,A股市场以沪深300指数为基准;香港市场以恒生指数为基准;美国市场以标普500指数为基准。具体标准如下:


◾股票评级

强烈推荐:预期公司股价涨幅超基准指数20%以上  

增持:预期公司股价涨幅超基准指数5-20%之间 

中性:预期公司股价变动幅度相对基准指数介于±5%之间  

减持:预期公司股价表现弱于基准指数5%以上



◾行业评级

推荐:行业基本面向好,预期行业指数将跑赢基准指数 

中性:行业基本面稳定,预期行业指数跟随基准指数

回避:行业基本面向淡,预期行业指数将跑输基准指数


特别声明

本公众号不是招商证券股份有限公司(下称“招商证券”)研究报告的发布平台。本公众号只是转发招商证券已发布研究报告的部分观点,订阅者若使用本公众号所载资料,有可能会因缺乏对完整报告的了解或缺乏相关的解读而对资料中的关键假设、评级、目标价等内容产生理解上的歧义。

本公众号所载信息、意见不构成所述证券或金融工具买卖的出价或征价,评级、目标价、估值、盈利预测等分析判断亦不构成对具体证券或金融工具在具体价位、具体时点、具体市场表现的投资建议。该等信息、意见在任何时候均不构成对任何人的具有针对性、指导具体投资的操作意见,订阅者应当对本公众号中的信息和意见进行评估,根据自身情况自主做出投资决策并自行承担投资风险。

招商证券对本公众号所载资料的准确性、可靠性、时效性及完整性不作任何明示或暗示的保证。对依据或者使用本公众号所载资料所造成的任何后果,招商证券均不承担任何形式的责任。

本公众号所载内容仅供招商证券股份客户中的专业投资者参考,其他的任何读者在订阅本公众号前,请自行评估接收相关内容的适当性,招商证券不会因订阅本公众号的行为或者收到、阅读本公众号所载资料而视相关人员为专业投资者客户。


一般声明

本公众号仅是转发招商证券已发布报告的部分观点,所载盈利预测、目标价格、评级、估值等观点的给予是基于一系列的假设和前提条件,订阅者只有在了解相关报告中的全部信息基础上,才可能对相关观点形成比较全面的认识。如欲了解完整观点,应参见招商证券网站(http://www.cmschina.com/yf.html)所载完整报告。

本公众号所载资料较之招商证券正式发布的报告存在延时转发的情况,并有可能因报告发布日之后的情势或其他因素的变更而不再准确或失效。本资料所载意见、评估及预测仅为报告出具日的观点和判断。该等意见、评估及预测无需通知即可随时更改。

本公众号所载资料涉及的证券或金融工具的价格走势可能受各种因素影响,过往的表现不应作为日后表现的预示和担保。在不同时期,招商证券可能会发出与本资料所载意见、评估及预测不一致的研究报告。招商证券的销售人员、交易人员以及其他专业人士可能会依据不同的假设和标准,采用不同的分析方法而口头或书面发表与本资料意见不一致的市场评论或交易观点。

本公众号及其推送内容的版权归招商证券所有,招商证券对本公众号及其推送内容保留一切法律权利。未经招商证券事先书面许可,任何机构或个人不得以任何形式翻版、复制、刊登、转载和引用,否则由此造成的一切不良后果及法律责任由私自翻版、复制、刊登、转载和引用者承担。

扫描二维码,持续关注

公众号ID:jiaxun-you

【领域】电力设备、自动化、新能源汽车、新能源发电

【业务】研究、证券化、投融资


【声明】内容源于网络
0
0
电新产业研究
【领域】新能源汽车、光伏、工业自动化与信息化、电力设备电力改革; 【业务】研究、证券化、投融。
内容 1079
粉丝 0
电新产业研究 【领域】新能源汽车、光伏、工业自动化与信息化、电力设备电力改革; 【业务】研究、证券化、投融。
总阅读593
粉丝0
内容1.1k