（报告出品方：长江证券）

锂电铜箔：降本减重需求迎来技术变革

电解铜箔：主要用于锂离子电池和印制电路板的制作

电解铜箔是指以铜材为主要原料，采用电解法生产的金属铜箔。电解铜箔作为电子制造行业的功能性基础原材料，被称为电子产品信号与电力传输、沟通的“神经网络”，主要用于锂离子电池和印制电路板的制作。根据应用领域不同，可以分为锂电铜箔、标准铜箔；根据铜箔厚度不同，可以分为极薄铜箔、超薄铜箔、薄铜箔、常规铜箔和厚铜箔；根据表面状况不同，可以分为双面光铜箔、双面毛铜箔、双面粗铜箔、单面毛铜箔和超低轮廓铜箔。

电解铜箔：主要制造工序为溶铜、生箔、后处理、分切

电解铜箔的制造过程主要有四大工序：溶铜工序：电解液制备，在特种造液槽罐内，用硫酸、去离子水将铜料制成硫酸铜溶液，为生箔工序提供符合工艺标准的电解液。生箔工序：在生箔机电解槽中，硫酸铜电解液在直流电的作用下，铜离子获得电子于阴极辊表面电沉积而制成原箔，经过阴极辊的连续转动、酸洗、水洗、烘干、剥离等工序，并将铜箔连续剥离、收卷而形成卷状原箔。后处理工序：对原箔进行酸洗、有机防氧化等表面处理工序后，使产品质量技术指标符合客户要求。分切工序：根据客户对于铜箔的品质、幅宽、重量等要求，对铜箔进行分切、检验、包装。

电解铜箔：阴极辊为铜箔生产的核心设备

阴极辊工作原理：电解铜箔的生成实质是铜离子在阴极辊表面的电沉积结晶结果。电流从整流器部件的正极到阳极，从阳极经过电解液到阴极钛桶表面，从钛筒经银层到铜衬套，从铜衬套通过导电铜环到轴上的铜排，再从铜排到镀银铜头，从铜头经过导电液到整流器负极的导电铜排，完成电流的回路循环。电流在阴极辊表面的平稳均匀分布是铜箔能够正常生产的前提。阴极辊的导电可分为两步：首先是保证有足够的电流导向阴极辊的钛筒上，其次是确保电流在钛筒表面的均匀分布。高性能铜箔对阴极辊的材质、设备加工精度及一致性有较高要求，日韩企业在铜箔设备生产领域具有较为显著的技术与产品优势，如日本三船、日本新日铁、等，该等公司的生产能力一定程度上限制了铜箔企业生产线的新建及扩建能力。全球70%以上的阴极辊来自日本新日铁等日企。以4.5μm为代表的极薄锂电铜箔属于高性能铜箔，其对核心设备阴极辊要求更高，需要阴极辊表面粗糙度进一步降低。

锂电铜箔：铜箔主要作为锂电池的负极集流体

锂电铜箔是锂电池关键材料之一，常被用作石墨、硅、锡以及钴锡合金等负极活性物质的集流体。锂电铜箔作为负极集流体应用于锂电池中，集流体可以承载电极活性物质，并将其产生的电流汇集并输出。

锂电铜箔：发展趋势在于减重、降本

作为锂电池核心原材料之一，铜箔在电芯中的质量和成本占比都相对较高。根据估算，铜箔在锂电池电芯中的质量占比超过10%，仅次于正负极材料与电解液；成本占比约10%，与其他部分主材相近。随着电动车行业的高速发展，铜箔行业具备较大的市场空间和较快的成长速度。

锂电铜箔：轻薄化趋势明显

锂电铜箔轻薄化趋势较明确，行业主流锂电铜箔厚度从8μm变为 6μm，并且头部锂电池企业宁德时代等已经批量化应用4.5μm铜箔；我们认为背后核心逻辑在于铜箔变薄后，相应的重量、使用成本都能够得到改善（以6μm为例，由于单位用量下降25%- 30%，虽然单价较8μm提升，但整体6μm铜箔的使用成本有所减少），对于锂电池能量密度、生产成本都有积极的作用。

复合铜箔：目前正处产业链化前期阶段

复合铜箔：锂电铜箔发展的重要方向之一

锂电铜箔研发的方向和目的是轻薄化、低成本， PET铜箔是重要的研发方向之一，其结构类似于“三明治”，主要由“铜-高分子-铜”复合而成。具体来看，是以PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯，非金属树脂材料）基膜为基材，随后在两侧镀上金属铜，以实现降重的目标。同时，目前部分企业在PET基础上进行一些额外功能膜研究，例如添加阻燃剂增加阻燃功能等。

复合铜箔：具备高安全、高比容、长寿命、高兼容优点

复合型铜膜使集流体在安全性等方面实现显著提升：高安全、高比容、长寿命、高兼容。高安全：消费端对锂电池的最大顾虑是其不够安全，电池自燃是由于发热失控导致的内短路。PET复合铜膜对这一问题的解决方法就是高分子不容易断裂，即便断裂，1微米的镀铜的强度无法达到刺穿隔膜的标准，可以实现不刺穿，把内短路的风险规避掉。高比容：PET复合铜箔重量更轻，目前集流体占电池重量的比重是15%，PET技术可以提升5%-10%的电芯能量密度，实现高比容。长寿命：PET表面更为均匀，且金融结晶体更容易热胀冷缩，高分子材料的膨胀率更低，更容易空置，保持表面完整性，提升程度在5%。高兼容：很多性能可以更高的去进行匹配，比如铝箔和铜箔都可以应用PET技术。

复合铜箔：当前优势在于减重和安全性

当前时点看，PET铜箔的优势主要在于重量较轻和安全性一定程度较高。重量方面，由于PET铜箔一般包括4.5μm的PET和上下各1μm的铜层，相比于4.5μm或6μm的锂电铜箔重量下降明显；根据金美新材等披露数据来看，我们预计单GWh电池中PET铜箔的质量比常规铜箔减少60%-70%左右。安全性方面，电池燃烧一般因短路等因素导致内部温度上升，引起电解液燃烧；PET材料理论上能够在温度上升时出现熔断，及时阻止电流的继续流通和温度的上升；并且在极片断裂时PET材料较少产生毛刺，不易刺穿隔膜。

复合铜箔：生产工艺与常规铜箔完全不同

常规铜箔生产主要采用电解铜工艺，将铜离子从溶液中电离析出后形成原箔，主要包括“溶铜-生箔-后处理-分切”，核心在于铜箔的厚度、均匀度的控制； PET铜箔生产主要包括“真空磁控溅射-电镀-清洗-烘干-分切”，核心在于使得金属铜层与非金属 PET基材不会发生脱落。

复合铜箔：目前推广难点在于成本、工艺

生产成本方面，目前PET铜箔尚未表现出优势，主要原因在于工艺不成熟导致良率、生产效率较低。对于产业、市场比较关心的成本维度，虽然从理论上看，PET铜箔相比常规铜箔节约了铜的用量，可能会使得中长期工艺成熟后的成本具备优势。但是，当前 PET铜箔成本较高，背后主要原因在于良品率不足：1）磁控溅射良率较低，包括铜利用率低和存在漏镀现象，并且铜靶材的价格高于铜价；2）电镀过程车速较慢，金美的离子置换过程车速约3m/min，而电解铜车速可达15m/min以上；3）电池厂在生产电池过程中，发生产品不一致或者次品风险提升。此外，由于PET铜箔铜层厚度约2μm，小于常规铜箔，有可能会影响快充性能方面。

复合铜箔：当前正处于产业量产化前期阶段

金美新材：股东包括CATL参股的长江晨道等，设立全资子公司重庆金美进行复合铜箔/铝箔生产，20年年末开始进入小批量生产阶段。公司近几年一直在推动设备改造升级、成本下降，目前PET铝箔进展相对较快。 Soteria：致力于锂电池安全性方向的研究，拥有复合膜集流体、耐高温的芳纶隔膜等技术。

产业发展：设备端有望充分受益

生产工艺：两步法步骤为磁控溅射+水电镀

两步法生产复合铜箔的步骤为磁控溅射+电镀。1）采用磁控溅射工艺，制备基础层首先采用 PVD（物理气相沉积）方法以纯铜为靶材，在PET基膜上进行真空纳米级涂层，通过溅射轰击铜靶材，使其沉积在PET基膜上，形成厚度30-70nm的金属铜膜；2）在磁控溅射初步形成底层铜膜后，通过水介质电镀增厚的方式将铜层增厚至1μm左右，实现集流体的导电需求。

生产工艺：三步法步骤磁控溅射+真空镀膜+水电镀

三步法生产复合铜箔的步骤为磁控溅射、真空镀膜和水电镀。1）磁控溅射技术：以铜为靶材，在PET膜上进行涂层，使其表面沉积铜，由于三步法相较于两步法可操作次数更多，因此该环节对铜膜的厚度要求较低，可进行产线提速；2）利用蒸镀机在高真空条件下加热金属，将蒸发的金属冷凝在PET膜表面； 3）利用电镀的方法将铜层厚度增加至1μm左右，实现集流体导电。

磁控溅射原理为靶材粒子在聚合物表面形成金属层

复合铜/铝箔镀膜所使用的磁控溅射设备原理为：将靶材在真空下通过磁控溅射原理将靶材粒子轰击出来，气/固态靶材粒子在真空中扩散至聚合物薄膜表面形成金属层。磁控溅射发展已有几十年历史，在半导体、太阳能电池生产中已有成熟应用。原有单面镀膜工艺中膜卷需要移出真空仓，暴露在大气中翻面，一是容易污染膜卷，二是需要两次抽真空，制造成本高；金美新材料开发的卷绕式双面磁控溅射真空镀膜设备一次成型，节约制造成本，避免膜卷污染。

生产工艺：与传统铜箔工艺流程对比优势明显

复合铜箔工艺优点：1）工艺流程大大缩短，采用真空镀膜工艺形成膜面作为阴极，可直接在离子置换设备中反应，且真空工序无污染，铜箔的溶铜电解工艺同样有污染物排放；2）采用新型的药剂体系，规避了氰化物等剧毒物质，使生产过程的排污量更好，污染物也更容易处理；3）抗氧化采用有机抗氧化液，抗氧化直接进行烘干工艺，药剂进行循环使用。避免了金属污染物的排放。

电镀设备：东威科技率先实现电镀设备量产

东威科技率先实现电镀设备量产：东威科技通过拓展现有卷对卷垂直连续电镀技术体系在镀膜材料行业的应用，首先实现了该种设备能够量产生产镀膜材料，达到和满足技术指标的要求。东威科技预计下半年量产磁控溅射设备：东威科技通过引进大批专业人才的方式，专门从事磁控溅射设备的研发和制造，预计下半年会量产。

电镀设备：东威科技技术来源于PCB电镀技术横向迁移

东威科技垂直连续电镀设备稳定高效、性价比高，具备较高的市场竞争力。2017年，东威科技与宁德时代的供应商金美新材料合作研发，成功研发出样机并进行了批量生产，完全满足连续性、不变形、无穿孔及均匀性的要求，是从PCB专有技术向新领域的拓展应用。

电镀设备：东威科技卷式水平膜材电镀设备实现营收

东威科技营收利润保持增长，盈利能力提升。22H1营收4.12 亿元，同比+17.9%；归母净利润9312万元，同比+34.4%；扣非净利润8607万元，同比+29.4%。PCB电镀设备是PCB湿制程工艺中的关键设备，公司五金连续镀设备处于国内外领先地位，下游PCB行业需求增长，驱动公司营收业绩高增。锂电复合铜箔设备方面，公司卷式水平膜材电镀设备为国际首创，应用于动力电池、储能电池、柔性电路板、3C电池、导电玻璃、新材料等领域。2021年生产5台卷式水平膜材电镀设备，确认收入1台，实现营收966万元，毛利率达31.2%。

市场空间：预计到2025年设备投资额达170亿元

根据市场需求测算，2021-2025年全球锂电池出货量达522、826、1164、1593、2068 GWh，假设2026年出货量增速为25%，出货量达2585GWh；假设复合铜箔渗透率将逐步提升，2021-2026年渗透率分别为0.5%、1%、5%、10%、15%、20%；假设2021年磁控溅射设备、镀膜设备单台价格分别为1100万元/台、1200万元/台，价格年降10%；根据东威科技公司公告，1GWh一般需要2台真空镀设备（磁控溅射是其中一种）和3台镀膜设备，随着设备效率/良率提升，单GWh需求量年降5%；预计到2025年设备累计投资额达到170亿元，2022-2024年新增设备投资额将达到110亿元，年均新增设备投资额37亿元。