1.鋰電銅箔概述
1.1鋰電銅箔定義及分類
鋰電銅箔是鋰離子電池銅箔的簡稱,它充當鋰電池負極集流體的材料,屬于電解銅箔的重要品類,是銅原料用電解法生產并經過表面處理的金屬銅箔。
厚度是鋰電銅箔最常用的分類方法。根據厚度不同,鋰電銅箔可分為薄銅箔(12~18微米)、超薄銅箔(6~12微米)和極薄銅箔(6微米及以下)。由于新能源汽車對能量密度的要求較高,動力電池傾向于采用厚度較薄的超薄及極薄銅箔。從銅箔表面情況看,鋰電銅箔一般為雙面光銅箔。
1.2鋰電銅箔處于產業鏈中游,采用原材料+加工費模式定價
鋰電銅箔產業鏈的上游是包括陰極銅、硫酸等在內的金屬及化工原材料,產業鏈的下游是鋰離子電池,終端是鋰離子電池在消費電子、儲能、電動汽車等領域的運用場景。
作為產業鏈中游的鋰電銅箔,行業發展受上游原材料和下游鋰電池的影響,其中上游原材料銅料、硫酸等屬于大宗商品,供給較為充足,但價格波動頻繁。下游鋰電池目前受新能源汽車和儲能發展影響較大,市場增長可期。
面對原材料價格的頻繁波動,鋰電銅箔常用的定價方式為原材料銅價格+加工費的模式,對原材料價格的波動具備一定的傳導能力,而加工費的高低則與鋰電銅箔自身的供需關系有較大關系。
1.3成本占比不高,但對鋰電池性能具有重要影響
鋰電銅箔作為鋰離子電池負極集流體,充當負極活性材料的載體;同時又充當負極電子收集與傳導體,其作用則是將電池活性物質產生的電流匯集起來,以產生更大的輸出電流。盡管鋰電池銅箔在鋰電池成本占比不高,大概在5~10%左右,但對電池綜合性能具有重要影響。因此,鋰電銅箔是鋰電池不容忽視的重要部件。
2.需求快速增長,輕薄化大勢所趨
2.1動力和儲能鋰電池快速發展,鋰電銅箔市場基礎堅實
鋰電銅箔需求取決于下游鋰離子電池。近年來,我國鋰離子電池快速發展,根據高工鋰電(GGII),我國鋰電池出貨量由2015年的46.4GWh大幅提高到2020年的143GWh,年復合增速為25%。其中動力電池和儲能電池的增長尤其突出,2020年分別占中國鋰電池出貨量的56%和11%。高工鋰電預計,未來我國鋰電池需求將繼續保持較快增長,到2025年出貨量將進一步提升到611GWh。考慮到3C數碼鋰電池市場相對平穩,我們重點分析增長潛力大的動力和儲能電池。
動力電池主要用于新能源汽車領域。盡管受補貼滑坡及疫情的影響,2019年和2020年我國新能源汽車發展短暫放緩,但新能源汽車技術進步、成本下降,性價比持續提升,市場接受度不斷提高,2021年恢復較快增長,前9個月,我國新能源汽車產量217萬輛,同比增長93%。未來新能源汽車受益國家碳中和戰略,性價比仍將提升,滲透率有望繼續大幅提升,動力鋰離子電池需求將快速增長。根據高工鋰電,2020年中國動力鋰電池的出貨量為80GWh,2025年將達到470GWh,年復合增速為43%。
儲能市場用鋰電池主要應用領域包括電網側儲能、家庭儲能以及通訊基站(后備電源)儲能領域。目前主要的電化學儲能包括鋰電池、鉛酸電池和鈉硫電池,憑借容量、循環壽命、安全性等方面優勢,鋰離子電池成為電化學儲能市場的主角,2020年份額高達89%。近年來,我國化學儲能發展迅速,2020年累計裝機規模約3.3GW,預計未來隨著風電、光伏等行業發展,我國電化學儲能高速增長,預計2021~2025年電化學儲能累計的裝機規模復合增速為57.4%,并于2025年達到35.5GW。
鋰電池作為電化學儲能的主導產品,受益儲能行業的高速發展。根據高工鋰電,2020年我國儲能領域鋰電池出貨量為16.2GWh,預計未來5年將以超60%復合增速增長,2025年我國儲能鋰電池出貨量將大幅增加至180GWh。
2.2鋰電銅箔持續走向輕薄化,超薄和極薄銅箔滲透率不斷提升
鋰電池尤其是動力鋰電池對能量密度的要求高,而鋰電銅箔也成為了突破口之一。在其他體系不變前提下,鋰電池中使用的銅箔越薄,重量就越輕,質量能量密度越高。8微米銅箔動力電池主流能量密度為228.8Wh/Kg,如采用6微米和4.5微米銅箔,鋰電池能量密度提升5%和9%。此外銅箔厚度越薄,單位電池銅的用量減少,也有利于電池成本降低.。目前8微米銅箔鋰電單位銅用量為800噸/GWh,6微米和4.5微米銅箔單位電量銅的用量降低為620噸/GWh和450噸/GWh,無論是成本上,還是提高電池性能方面,采用薄銅箔的益處顯而易見。
在電池企業和銅箔生產企業共同努力下,我國鋰電銅箔的輕薄化走在世界前列。目前國外鋰電銅箔厚度多為8微米。在中國,2018年龍頭企業寧德時代鋰電池率先實現了8微米銅箔向6微米切換。2020年寧德時代開始導入4.5微米銅箔,促進鋰電銅箔往輕薄化方向發展。根據CCFA(中國電子材料行業協會電子銅箔材料分會),在我國鋰電銅箔的結構中,6微米銅箔份額由2017年的14%提高到2020年34%,而4.5微米銅箔從無到有,2020年份額為3%。我們認為未來鋰電銅箔的輕薄化大勢所趨,極薄和超薄鋰電銅箔面臨良好的市場機遇。

2.3預計未來我國鋰電銅箔市場規模快速擴大
在鋰電池較快發展推動下,我國鋰電銅箔的市場規模快速擴大。根據高工鋰電預計,除2019年受新能源汽車補貼政策變化影響外,我國鋰電銅箔(不包括港澳臺和合資企業)出貨量保持較快增長,市場規模由2015年的4.1萬噸提高到2019年的9.3萬噸,約占全球鋰電銅箔產量的54.7%,年復合增速約23%。
3.龍頭公司積極擴產,供給偏緊或延續至2022年
3.1鋰電銅箔生產具有較高的壁壘
鋰電銅箔生產工序可分為溶銅、生箔、后處理和分切四大工序,四大工序起到作用各有不同,其中生箔是最重要的工序,決定成品銅箔大部分的性能。
溶銅工序:將原料銅(銅板、銅線等)與熱稀硫酸反應,生產硫酸銅溶液,再經過濾、調節溫度,調節電解液成分,制備出純度高、滿足工藝條件的電解液。
生箔工序:添加添加劑,利用低電壓、大電流技術,通過電化學反應,使電解液銅離子獲電子后,附著在連續轉動的高性能鈦質陰極輥上,隨著持續的電解沉積,形成一定厚度的銅箔。隨后生產的銅箔通過陰極輥的連續轉動、酸洗、水洗、烘干、剝離等工序剝離卷繞成銅箔卷(又稱為生箔、原箔或者未處理銅箔)。
后處理工序:對原箔進行酸洗、有機防氧化等表面處理工序,使其指標符合客戶要求。
分切工序:根據客戶對于銅箔的品質、幅寬、重量等要求,對銅箔進行分切、檢驗、包裝等。(報告來源:未來智庫)
鋰電銅箔生產難度隨著厚度的減少增加。隨著產品厚度變薄,其工藝穩定控制要求、設備精度要求、自控精度控制要求越來越高,生產難度增加。具體來看,隨著產品厚度變薄,必須適度降低生箔電流負荷生產;產品單位寬度抗張強度與箔面抗壓變形能力降低,成品率下降;檢修頻次相應增加,開工率降低;且添加劑品質要求更高,用量更大,所需設備品質提升,成本上升。
在生產過程中,代表性技術難點包括對硫酸銅溶液及添加劑的選型、工藝配方、操作方法、生產設備及生產過程控制等,難以通過簡單復制被新進生產廠商掌握。
電解工序的核心設備是生箔機,而生箔機的核心部件又在于陰極輥。目前全球主要的電解銅箔陰極輥由新日鐵、三船、韓國PNT等日韓企業提供。在國內盡管以上海默鈦鈮、西安泰金在生箔機取得了較大進步,但在6微米及以下的生箔機和日韓企業相比仍存在較大的差距。由于陰極輥和生箔機相對有限的供給,鋰電銅箔的擴產受到制約,目前海外生箔機廠商訂單飽滿,未來幾年的產量已被預訂。
3.2鋰電銅箔項目投資強度高,建設及客戶認證周期較長
由于包括生箔機在內的設備投資較大,鋰電銅箔具有重資產的特征,根據代表性上市公司諾德股份和嘉元科技披露的項目投資情況,鋰電銅箔的單位投資強度較高,1萬噸鋰電銅箔產能所需投入的資金約為7億元,甚至更高。具體構成看,設備購置的占比最高,超過50%。
同時鋰電銅箔項目包括設備預訂、安裝、土建等過程耗時較長,建設周期約為2年。另外客戶認證方面,考慮到銅箔對鋰電池綜合性能影響較大,認證較為嚴格,周期也較長,通常在半年以上,如果是新產品及新供應商從認證到大規模下單周期會更長。
3.3極薄鋰電銅箔生產難度高,擁有較強盈利水平
鋰電銅箔生產技術要求較高,且在后續根據客戶定制要求裁剪過程中也有一定的損耗,因此實際產量很難達到名義產能,如考慮到部分無法量產的無效產能,目前鋰電銅箔行業整體的產能利用率約80%。且隨著銅箔厚度的變薄,良品率將有所下降,如6微米及以下鋰電銅箔現階段的產能利用率僅約70%,低于行業平均水平10個百分點左右。目前8微米鋰電銅箔的生產已相對成熟,但具備量產6微米及以下銅箔生產能力的公司較少,其中實現.4.5微米厚度銅箔量產廠家則更少,主要是諾德股份和嘉元科技等少數企業。
6微米以下銅箔由于生產難度較大,享受較高議價,盈利能力較強。根據鑫欏鋰電,2021年11月8日,8微米6微米鋰電銅箔的含稅價格為10.5~10.9萬元/噸、12.2~12.5萬元/噸。考慮到鋰電銅箔普遍采用銅價+加工費的定價模式,我們用銅箔價格扣除同日陰極銅價格測算加工費,則8微米鋰電銅箔加工費為約為3.5萬元/噸(含稅),而6微米銅箔加工費為5.2萬元/噸(含稅),比8微米銅箔加工費高約47%。
3.4中國是全球最大的鋰電銅箔生產國,龍頭公司擁有較強市場地位
受益中國新能源汽車以及鋰電池行業較快發展,中國鋰電銅箔發展處于全球領先的地位,產品涵蓋薄銅箔、超薄銅箔和極薄銅箔。目前中國已成為了全球最大的鋰電銅箔生產國,根據CCFA,2020年中國鋰電銅箔的產能22.9萬噸,我們估算,中國在全球鋰電銅箔產能市場份額約為65%。
3.5預計供給偏緊延續至2022年,鋰電銅箔加工費有望保持較高水平
根據CCFA,我國2020年鋰電銅箔產能22.9萬噸,由于2019年新能源汽車補貼滑坡以及2020年疫情,我國新能源汽車發展減速,鋰電銅箔尤其是8微米銅箔供給較為寬松。2021年疫情影響減弱,我國新能源汽車重新步入快速增長,儲能市場快速增長,使得鋰電銅箔需求大增,我們預計2021年鋰電銅箔的需求約19萬噸。按照80%開工率測算,2020年存量產能產出已經略低于市場需求,銅箔市場呈現供給偏緊的態勢。根據主要公司銅箔項目投產以及產能發揮進度,我們判斷2022年在需求較快增長下,銅箔供給偏緊的格局或將延續,鋰電銅箔的加工費有望維持較高水平。2023年供給端將有較大改善,行業逐步重新走向平衡。
4.重點公司分析
4.1龍電華鑫:鋰電銅箔規模領先,南京項目添動力
公司銅箔生產子公司包括華鑫銅箔、寶鑫電子、合盛銅業、漢和科技、龍鑫電子,制造基地分布于河南靈寶、山東東營、陜西寶雞、江蘇南京,其中寶鑫電子是公司目前主要的鋰電銅箔生產基地,擁有鋰電銅箔產能4萬噸。此外,南京龍鑫電子一期3萬噸鋰電銅箔處于建設階段,預計2022年9月分段投產,屆時公司鋰電銅箔產能將有較大提高。根據CCFA,2020年龍電華鑫鋰電銅箔的產量43477噸,位居行業第一。
4.2諾德股份:鋰電銅箔龍頭重啟增長
諾德投資股份有限公司(簡稱“諾德股份”)主要從事鋰離子電池用電解銅箔的研發、生產和銷售,主要電解銅箔產品包括4~6微米極薄鋰電銅箔、8~10微米超薄鋰電銅箔、9~70微米高性能電子電路銅箔、105~500微米超厚電解銅箔等,在國內率先實現了4.5微米和4微米極薄型鋰電銅箔量產。
4.3嘉元科技:深耕鋰電銅箔,未來產能持續增長
廣東嘉元科技股份有限公司(簡稱“嘉元科技”)主要從事鋰離子電池用4.5~12μm各類高性能電解銅箔生產和銷售,主要用于鋰離子電池,也有少量應用于PCB。公司是國內高性能鋰電銅箔行業領先企業之一,已與國內主要鋰離子電池制造廠商建立了長期合作關系,并成為其鋰電銅箔的核心供應商,多次獲得寧德時代鋰電銅箔優秀供應商稱號。公司深耕鋰電銅箔,產品研發領先,目前4.5微米極薄鋰電銅箔已批量向客戶供貨。
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