锂电铜箔：锂电池负极集流体的首选材料，你了解多少？

锂电铜箔：锂电池负极集流体的首选材料，你了解多少？

锂电池铜箔是锂电池负极集流体的首选材料

什么是铜箔？铜箔是锂电池、电子领域的重要基础材料，工业铜箔可分为压延铜箔和电解铜箔两大类，其中压延铜箔延展性好，是早期柔性电路板制程使用的铜箔，而电解铜箔具有成本低廉的优势，是目前市场上主流的铜箔产品。

电解铜箔主要分为锂电池铜箔和标准铜箔。根据应用领域的不同，铜箔主要分为锂电池铜箔和标准铜箔。根据厚度不同，可分为超薄铜箔（≤6μm）、极薄铜箔（≤12μm）、薄铜箔（12-18μm）、常规铜箔（18-90μm）、厚铜箔（>70μm）。锂电池铜箔厚度一般为6-20μm厚双玻铜箔，用于动力、消费、储能等领域锂电池。标准铜箔主要应用于电子信息行业，如功率较低的印刷电路板（PCB）。据中国电子铜箔信息网统计，2019年，国内锂电池铜箔和标准铜箔销量占比分别为31.3%和68.7%。

锂电池铜箔是锂电池负极集流体的首选材料。集流体是电极材料与外电路之间的电子导体，对负极材料集流体主要有以下要求：1）导电性高；2）质地柔软，便于锂电池的卷绕工艺；3）化学和电化学稳定性高，抗氧化、耐腐蚀性能好；4）成本低，制备工艺简单；5）与负极材料层的附着力高，表面能均匀包覆负极材料活性物质不脱落。综合以上要求，锂电池最适用的集流体为铜箔和铝箔。另外，正极电位高于负极电位，铜箔在高电位下易氧化，在低电位下结构稳定性和电化学稳定性更高，因此适合作为低电位负极材料集流体。目前，铜箔是锂电池负极材料集流体的首选材料，被替代的可能性较小。

锂电池铜箔的技术性能要求较高。1）抗拉强度、伸长率要求较高；2）表面粗糙度要求较高；3）表面质量、厚度均匀性要求较高；4）抗氧化、抗腐蚀性能要求较高。

技术进步引发锂电池铜箔体系内的产品迭代。从锂电池铜箔生产工艺发展历史来看，曾出现过一次技术迭代，即电解工艺取代压延工艺。锂电池发展初期，负极集流体多采用生产工序复杂、成本较高的压延铜箔。随着技术的发展，电解工艺生产效率高、成本低等优势逐渐显现，成为锂电池铜箔的主流工艺路线。未来在电解铜箔技术路线中，轻量化、薄型化有望成为下一代产品的技术方向，即从目前主流的8μm超薄锂电池铜箔向6μm，甚至是4-4.5μm超薄锂电池铜箔发展。

锂电池铜箔长期市场空间较大，轻量化、薄化是未来主流趋势

未来五年锂电池铜箔市场预计复合增速30%以上

锂电池铜箔需求预测假设：

1）锂电池需求主要分为动力电池、储能电池、消费电池和其他类型电池（包括电动工具、移动电源等中低端锂电池产品）进行测算。

2）单GWh电池铜箔需求量假设：根据《中国有色金属报》报道，8μm铜箔单耗为830-1000吨/GWh，6μm铜箔单位面积质量较低，相同面积下质量消耗较少。我们假设1GWh三元电池、磷酸铁锂电池8μm铜箔需求量分别为850吨、950吨，6μm铜箔需求量分别为650吨、750吨。

3）6μm铜箔渗透率假设：主要需求端为国内动力电池企业，海外企业仍以8μm铜箔为主，预计2020-2022年渗透率分别为5%、10%、20%，2025年渗透率可达50%；国内动力电池领域，预计2020-2022年渗透率分别为60%、80%、90%，2025年渗透率可达100%；储能及消费电池领域仍以8μm铜箔为主，预估渗透率为0%。

4）我们预计2020-2022年国内新能源汽车销量分别为110万辆、177万辆、229.5万辆，动力电池需求量分别为60.43GWh、102.73GWh、140.14GWh，全球动力电池需求量分别为130.45GWh、212.88GWh、305.63GWh。预计到2025年国内、全球动力电池需求量分别为329.41GWh、771.07GWh，2020-2025年年均复合增长率分别为40.4%、42.7%。

预计2025年全球锂电池铜箔需求量为76.82万吨。据测算，2020-2022年全球锂电池铜箔需求量预计分别为21.27万吨、29.65万吨、38.75万吨，2025年全球锂电池铜箔需求量为76.82万吨，2020-2025年年均复合增长率为29.3%。

预计2025年全球6μm锂电池铜箔需求量为36.64万吨。据测算，2020-2022年全球6μm锂电池铜箔需求量预计分别为2.7万吨、6.28万吨、10.63万吨，预计2025年将达到36.64万吨，占全球锂电池铜箔总需求量的48%，2020年至2025年年均复合增长率为68.5%。

锂电池铜箔价格假设：

1）铜线价格：2020年受疫情影响，铜价下跌，预计2020年在43000元/吨（不含税），预计2021年至2025年稳定在46000元/吨（不含税）。

2）加工费预测：预计2020-2022年6μm铜箔加工费分别为4.9万元/吨、4.5万元/吨、4.3万元/吨，2025年为3.7万元/吨；预计2020-2022年8μm铜箔加工费分别为2.59万元/吨、2.48万元/吨、2.41万元/吨，2025年为2.27万元/吨。

预计2025年全球锂电池铜箔市场规模将达到580亿元，2020年至2025年年均复合增长率为30.6%。根据我们测算，2020-2022年全球锂电池铜箔市场规模将分别达到152亿元、223亿元、292亿元，预计2025年将达到580亿元，2020年至2025年年均复合增长率为30.6%。其中，6μm锂电池铜箔市场空间预计2025年将达到304亿元，占全球锂电池铜箔市场空间的52%，2020年至2025年年均复合增长率高达64.9%。

锂电池铜箔轻量化、薄化是未来主流趋势

锂电池铜箔减薄是未来的主流趋势，锂电池铜箔越薄，对提高电池能量密度的作用越大，目前的主流趋势是将铜箔厚度由8μm降低至6μm。在电池单元体积不变的情况下，可以增加活性物质的用量，浆料涂覆厚度也会增加，从而直接推动电池单元能量密度的提升。据CCFA数据显示，2016年，国内仅有少数几家厂商能生产6μm锂电池铜箔，年产量占国内锂电池铜箔总量的3.6%；2019年，6μm锂电池铜箔产量达5.74万吨，占国内总产量的41.4%。 根据以上测算，预计2020-2025年期间，全球6μm锂电池铜箔需求量年均复合增长率为68.5%，对应市场空间年均复合增长率为64.9%，大幅高于锂电池铜箔整体增速。

锂电池铜箔存在四大壁垒，6微米超薄铜箔技术壁垒高

技术壁垒：配方、工艺构建技术壁垒

电解铜箔有溶铜、生箔、后处理、分切四个工序。电解铜箔是以铜为主要原料，通过电解生产的金属铜箔。1）溶铜工序：电解液配制，在专门的制液槽中，用硫酸、去离子水将铜料配制成硫酸铜溶液，为生箔工序提供符合工艺标准的电解液；2）生箔工序：在生箔机电解槽中，硫酸铜电解液在直流电作用下，铜离子获得电子，电沉积在阴极辊表面形成生箔。经过阴极辊的不断旋转、酸洗、水洗、烘干、剥皮等工序，铜箔被不断剥下、卷取，形成成卷的生箔；3）后处理工序：生箔经过酸洗、有机抗氧化等表面处理工序后，产品质量技术指标满足客户要求。 4）分切工序：根据客户对铜箔的质量、宽度、重量等要求，对铜箔进行分切、检验、包装。锂电池铜箔的溶铜、制箔工序与标准铜箔相同，主要区别在于后处理工序，由于电解液具有腐蚀性，需进行表面有机抗氧化处理。

配方是电解铜箔的核心技术之一。添加剂决定着铜箔的产品性能和用途，不同用途的铜箔需要不同的添加剂。添加剂的种类很多，在电沉积过程中起着不同的作用，相互补充，相互制约。掌握和开发混合添加剂是一项投入大、周期长、产出低的科研工作。此外，其他配方条件还包括电流密度、电解液温度、电解液pH值、电解液清洁度等。配方的作用是得到组织致密、粗糙表面上的晶粒大小基本均匀、排列紧密、杂质含量极少的铜箔。

铜箔生产过程控制难度大，在湿法工艺中，电解液中铜和酸的浓度处于动态变化，生产过程中需要及时监测电解液中铜和酸的浓度，并实时调整，确保控制在最佳浓度范围内。在电解铜箔的后处理过程中，为保证产品质量，进入表面处理工序的原箔需要针对不同的功能特性进行加工，并进行充分的检测。

6μm铜箔规模化应用的壁垒来自于铜箔企业的技术升级和电池厂商的工艺配套。从应用技术来看，6μm超薄锂电铜箔制造动力电池最难攻克的工序是涂布和卷绕环节。产品质量控制上的难点包括：起皱、胶带断裂、高温氧化、切片时易掉粉等。以CATL为代表的全球领先电池厂商在2018年率先研发设计了专门针对6μm超薄铜箔的涂布机和全球首台6μm超薄铜箔高速卷绕机，解决了上述难题。

针对6μm铜箔在大规模应用中存在的问题，其生产技术壁垒较高。在生产6μm铜箔过程中，要求具有较高的抗拉强度、延伸率、耐热性、耐腐蚀性等，解决电池厂使用6μm铜箔时出现的起皱、断带、高温氧化等缺陷。因此对电镀液、添加剂的选择要求更高，对阴极辊的要求也更高。钛晶粒大小的均匀性、几何形状、晶粒结晶方向、晶粒晶轴排列的一致性、晶粒分布密度的一致性、电场能量的均匀性等都会影响最终产品的技术性能、力学性能、加工性能、使用性能等。

6μm锂电池铜箔加工费及利润水平较高。参考嘉源科技招股说明书，嘉源科技6μm锂电池铜箔已逐步实现量产，2018年加工费5.14万元/吨，较传统锂电池铜箔产品高出50%以上。双光6μm锂电池铜箔毛利率为39.14%，远高于双光7-8μm锂电池铜箔毛利率25.01%。根据诺德2019年年报问询函回复公告，2019年诺德9μm以上、7-8μm、6μm、4-4.5μm锂电池铜箔毛利率分别为24%、20%、31%、49%。 可以看出≤6μm的锂电池铜箔具有较高的加工费和利润水平，验证了其规模化生产具有较高的技术壁垒。

设备壁垒：阴极辊构建设备壁垒

阴极辊是箔机的主要部件，铜离子沉积在辊阴极表面生成电解铜箔，同时辊不断作圆周运动旋转，使铜箔在其上不断生成和剥离，最后卷成箔。阴极辊的关键技术在于钛辊，钛辊的钛晶格主要在宏观上为铜离子沉积、成核、生长成铜晶体、成箔提供动力。钛辊表面粗糙度越高，晶粒越细，电解沉积的铜层越容易形成晶粒细小、超薄韧性好的箔。

由于阴极辊长期处于强腐蚀工作环境中，加速腐蚀，制备优质钛筒生产工艺难度大。目前国内制备的阴极辊大多还停留在7-8晶粒级水平，科研界最好的阴极辊可以做到9-10晶粒级，与国外生产的12晶粒级生产技术相比仍有较大差距。以日本为代表的国外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“色差、亮点”等问题。因此，能绑定日本阴极辊厂家的国内铜箔企业，可以构建一定的设备壁垒。

据超华科技2020年5月13日投资者关系活动记录表显示，国产阴极辊与进口设备相比还存在差距，国内铜箔企业扩产意愿强烈，但海外阴极辊设备企业并未扩产，目前从下订单到收到阴极辊的时间已延长至2.5-3年，同时设备采购价格大幅上涨，资金投入加大，也在一定程度上限制了行业产能的释放，增加了行业壁垒。

资格障碍：环境限制造成资格障碍

锂电池铜箔产能涉及硫酸等环保限制。锂电池铜箔在生产过程中会产生废水、废气、噪声及固体废弃物，具体生产过程中需要用到硫酸、硫酸铜溶液，在溶铜、箔生产过程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、酸雾喷淋废水及生活废水等。除了加大环保设备投入外，严格的环评审批也是锂电池铜箔新增产能的壁垒之一。

资金壁垒：固定资产投资较高造成一定的资金壁垒

锂电池铜箔整体供需宽松，6微米供需格局有望逐步改善

全球锂电池铜箔产能进入扩张周期，整体供需趋缓

2019年底全球锂电池铜箔产能为29万吨，未来2-3年产能扩张幅度较大。根据EV Tank发布的《中国铜箔行业发展白皮书（2020年）》显示，2019年底全球锂电池铜箔产能为29万吨。全球锂电池铜箔产能主要集中在中国、日本、韩国，未来2-3年产能扩张幅度较大。根据EV Tank的预测数据，2020-2022年期间，全球锂电池铜箔产能分别为35万吨、44.3万吨、48.8万吨； 未来全球锂电池铜箔产能增量主要来自于中国和韩国，其中韩国锂电池铜箔扩产的主要厂商有韩国一进、韩国KCFT等。

2019年国内锂电池铜箔产能20万吨，未来3-5年的扩产计划较为激进。我们统计了国内各大锂电池铜箔的扩产计划，假设未来3-5年国内各大锂电池铜箔厂产能计划全部满产，则中国锂电池铜箔产能将达到62.3万吨。假设2019-2025年期间海外锂电池铜箔产能增长1倍，则2025年全球锂电池铜箔产能将达到80万吨以上。当然，上述产能计划全部实现的概率较小。

2019年全球锂电池铜箔产量为20.7万吨，其中国内产量占比65.6%。根据EV Tank和CEMIA数据，2019年全球锂电池铜箔产量为20.7万吨，同比增长29.2%；其中国内产量为13.85万吨，同比增长50.7%。2013年至2019年期间，国内锂电池铜箔产量持续增加，全球市场份额持续提升，从2013年的46%上升至2019年的66.9%。

预计未来三年锂电池铜箔产能利用率仍将维持低位。高工锂电数据显示，2015-2019年国内锂电池铜箔产能利用率持续下滑，2019年达到54.2%，预计2020年将进一步下滑至42.1%。据EV Tank预测，未来三年国内锂电池铜箔新增产能将进入集中释放期，灵宝华新、韩国一进、韩国KCFT、嘉源科技、铜冠铜箔、裕祥铜箔等企业未来三年均有扩产计划。预计锂电池铜箔整体产能利用率仍将维持低位。

2019年国内锂电池铜箔集中度较高，根据CEMIA数据显示，2019年排名前5位的锂电池铜箔企业市占率为67%，整体集中度较高。其中，灵宝华新、诺德控股、嘉源科技2019年产量占比分别为22%、19%、13%。

2020-2022年全球锂电池铜箔整体供需宽松。根据上述测算，2020-2022年期间，国内锂电池铜箔将进入新增产能快速释放期，行业整体处于供应过剩状态。

6微米铜箔产能较少，供需格局逐步改善。

全球6μm铜箔扩张主要集中在中国。日本早在2005年就实现了3μm、5μm铜箔的量产。多家日本铜箔公司在中国设立子公司，如古河电工（上海）、东莞日矿富士电子、三井铜箔（苏州）等，主要布局高端铜箔领域。由于海外主流电池企业在动力领域均采用8μm铜箔，因此上述铜箔厂目前仍以8μm铜箔生产为主。全球主要6μm企业集中在中国，主要有灵宝华新、嘉源科技、诺德股份等，其他厂商产能相对较小。

预计2020年中国6μm铜箔有效产能为5.2万吨。结合国内主流6μm铜箔扩产进度，同时考虑到6μm铜箔新增产能爬坡较慢、下游动力电池客户认证周期较长，不考虑尚未大规模出货企业的产能，主要对诺德、嘉源科技、灵宝华芯、华为铜箔等企业6μm铜箔产能进行预测。预计2020-2022年中国6μm锂电池铜箔实际有效产能分别为5.2万吨、6.9万吨、9万吨。

6μm锂电池铜箔供需格局逐步改善，根据上述测算，2020-2022年6μm锂电池铜箔供需缺口分别为-2.5万吨、-6200吨、1.63万吨，供需格局有望明显改善。

转产产能充分释放，锂电池铜箔产能增量来自新增产能

理论上，标准铜箔和锂电池铜箔是可以折算成产能的。当锂电池铜箔需求爆发式增长，导致供需错配时，部分企业积极调整产品结构，利用产能的灵活性，利用原有PCB标准铜箔产线扩大锂电池铜箔产量。由于国内新能源汽车爆发式增长带动锂电池铜箔需求增长，2013-2015年期间电解铜箔产品结构发生明显变化，锂电池铜箔产能占比不断提升，迎来一波PCB标准铜箔转产锂电池铜箔的产能高峰。 据中国电子铜箔信息网显示，2013-2015年期间，国内电解铜箔总产能增速呈下降趋势，其中2015年总产能同比增速为-0.3%，而锂电池铜箔占比由2013年的10%提升至2015年的20%。

未来产能转产弹性有限，锂电池铜箔增量产能来自新增产能。标准铜箔产能转产至锂电池铜箔并非“一蹴而就”，根据SMM数据，标准铜箔开工率约在80%-90%，而锂电池铜箔因技术指标更为严格，开工率一般在70%左右，因此产能转产会损失部分名义产能。另外，标准铜箔与锂电池铜箔在生产设备和工艺上存在较大差异，如厚度、表面处理要求不同、溶解过程中添加剂配方工艺不同、尾端表面处理设备也不同等。在经历上一轮产能转产高峰后，现有标准铜箔产能转产空间已充分释放，未来锂电池铜箔增量产能主要来自新增产能。

加工费直接决定锂电池铜箔盈利能力

直接材料占锂电池铜箔成本70%以上。据嘉远科技招股说明书及年报显示，2019年，直接材料占锂电池铜箔成本79.97%，直接人工占3.93%，制造费用占16.10%；2016-2019年期间，直接材料成本占比均在70%以上，且上游原材料铜线价格波动对成本影响较大。锂电池铜箔企业通常采用“原材料+加工费”的方式降低铜价波动带来的盈利风险。

加工费直接影响锂电池铜箔企业的盈利能力，据嘉远科技招股书显示，锂电池铜箔产品加工费与毛利率呈现较高的正相关性。

规模效应摊薄折旧、电费下降是铜箔企业降低成本的主要手段。锂电池铜箔加工成本相对稳定，剔除铜线价格波动影响后，嘉源科技2016-2018年加工成本变动主要由于制造费用下降，具体为电费和折旧摊销下降。1）销量大幅增加及产能利用率提升导致吨产固定资产折旧大幅减少，由2018年的4600元/吨下降至2019年的3100元/吨。2）吨电耗持续下降，预计与产品品种有关。 自2017年以来，双光7-8μm产品的比例逐渐增加，每吨（/吨）的功耗低于传统的单面羊毛，双面羊毛和双面粗铜箔（高于/吨）的比例。

投资建议

锂电池铜箔是当前的锂电池负电极材料的首选材料；全球新能量车辆的生产和销售，全球锂电池铜箔市场空间预计在2025年将达到580亿英里锂电池铜箔预计将来会逐渐增加，并且从2020年到2025年的平均每年化合物增长率将超过60％。 -3岁，总体供求模式将松散； 其中，6μm锂电池铜箔的供求方式将逐渐改善，预计处理费将保持相对较高的水平，并且预计盈利能力将保持高水平，这是高水平的技术，这是6μm锂电池铜铜的领先企业。

（本报告中的意见属于原始作者，仅供参考。作者：BOC证券，Shen Cheng，Zhu Kai）