如何看待方邦股份的未来空间?

如何看待方邦股份的未来空间?

最佳答案 匿名用户编辑于2023/11/14 09:31

复合集流体量产前夕,公司未来空间可期。

1、复合集流体性价双优,产业升级趋势开启

集流体是用于汇集电流的结构,在锂电中用于汇集正极与负极产生的电流。铜 铝箔导电性好、质地软、价格便宜,因此被选做集流体材料。因为正极电位高, 铜箔在正极容易被氧化,而铝氧化电位高,表层有致密的氧化层可以起到保护作 用,因此锂电池集流体负极采用铜箔,正极采用铝箔。集流体材料在锂电中成本质量占比高,同时是影响电池成本性能的关键材料。 以传统集流体铜箔铝箔为例,其质量在整个电池中占比 18%,成本占比 13%, 仅次于四大主材中正极材料和负极材料,与电解液相当,对电池的成本与能量密 度起着关键影响。高电导率、高稳定性、结合性强、成本低廉及柔韧轻薄是电池 厂商对集流体的核心诉求,因此集流体材料的厚度、纯度、表面致密程度、韧性 等方面要求较高。

锂电中常见的复合集流体包括复合铜箔/铝箔,是极具潜力的新型锂电集流体材 料。铜/铝箔的机械强度与厚度要求存在天然矛盾,同时减薄加工环节会进一步 增加其成本,因此复合铜/铝箔成为集流体轻薄化的新方案。复合集流体中间层 的高分子材料两面镀上金属箔组成,呈现出“金属箔-基材(如 PET/PP 树脂)- 金属箔”的三明治结构,具有高安全、低成本、长寿命、强兼容等突出优势,终端锂电厂商正在积极尝试引入复合集流体替代传统集流体,产业链各环节也在就 大规模量产方案进行积极尝试。

相比传统铜箔/铝箔,复合铜/铝箔的主要优势在于成本、安全性、能量密度等方 面。 成本:由于复合集流体采用 PET 树脂等价格更低密度更小的材料作为夹层,因 此整体材料成本有所下降。我们以 6um 传统铜箔为例,1+4.5+1um 的铜-PET-铜 复合结构可实现等效替换,整体材料成本折合 1.23 元/m2,较传统铜箔下降 65%,同理复合铝箔比等效传统铝箔成本下降 65%,材料端成本下降显著。

设备降本空间大,复合集流体成本优势有望逐步体现。当前由于规模受限、工艺 成熟度尚未达到理想水平,因此复合集流体成本仍较高。相比于传统铜箔而言, 当前复合铜箔设备成本占比达到 50%,材料成本占比仅 31%。后续随着下游终端积极认证、技术路线成熟、上游设备厂积极布局,复合集流体成本优势有望得 到充分体现。

安全性:复合集流体相比传统集流体穿刺影响更小,可避免内短路。传统集流 体相对较厚,意外穿刺后毛刺明显,刺穿隔膜等会导致正负极直连短路,引发热 失控进一步引发新能源电池爆炸起火风险。复合集流体金属层更薄,穿刺后毛刺 尺寸较小,且高分子材料层会发生断路效应,不易刺破隔膜短路,规避了穿刺损 伤下电池潜在的热失控风险。锂离子过载在负极表面生成锂枝晶导致的穿刺问题 也能够能到有效防控。

能量密度:高分子材料密度小,替换金属箔降低整体质量。根据 GGII 数据,集 流体在锂电中质量占比约 18%,仅次于四大主材中的正负极材料,在使用复合集 流体材料后,由于夹层高分子材料相比铜铝等金属密度更小,因此等效厚度下单 平米质量更小。在前文成本测算过程中所采用的假设前提下,复合铜/铝箔相比 传统铜铝箔单位面积质量分别下降 53%/43%,间接影响能量密度提升 7%/2%。此外,复合集流体还可将电池寿命提升 5%,并广泛地兼容锂电池、固态电池、 钠离子电池等不同的电池体系。 复合集流体当前在性能与生产上存在一定挑战。从性能角度来看,复合集流体金 属层更薄,内阻更大,会降低电池的充放电效率;从生产角度来看,复合集流体 生产工艺更为复杂,镀层更容易有缺陷,良率较低,且当前尚未大规模量产,实 际成本仍较高。

2、复合集流体工艺要求高,两步/三步法是主流

复合集流体的制造过程主要是在高分子材料层上镀上一层薄薄的金属层,其工 艺可以分为两步法(磁控溅射+水电镀)与三步法(磁控溅射+蒸镀+水电镀)。 传统铜/铝箔往往采用电解法与压延法进行生产,其中铜箔生产的电解法主要是 通过电解铜离子在阴极表面生成薄铜,再经过剥离后得到铜箔,而复合集流体相 较于传统集流体工艺难度有所增加。

两步法:磁控溅射+水电镀 磁控溅射:以金美的环评报告披露复合铜箔工艺流程为例,磁控溅射又可细分 为磁控溅射激活和磁控溅射镀铜两个工艺流程。

磁控溅射激活:采用 4.5um 厚度的 PET 作为基膜,在真空磁控溅射设备中进行 镀膜。通过 PVD 方式,在真空中通入纯净的氩气。电子在真空条件下,在飞跃 过程中与氲原子发生碰撞,使其电离产生出 Ar 正离子和新的电子;受磁控溅射靶 材背部磁场的约束,大多数电子被约束在磁场周围,Ar 离子在电场作用下加速 飞向阴极靶,并以高能量轰击 Cu 合金靶表面,使靶材发生溅射,在溅射粒子 中,中性的靶原子或部分离子沉积在基膜上形成薄膜,厚度一般为 5-20nm,这 样在膜面上形成的铜堆积层的导电性一般为 1000-3000Ω左右。 磁控溅射镀膜:以激活工艺后的材料作为基膜,在真空磁控溅射设备中进行镀 膜。剩余流程和前述激活工艺相同,经过磁控溅射镀膜工艺后,铜薄膜厚度一般 为 10-40nm,这样在膜面上形成的铜镀层的导电性一般为 10-20Ω。

水电镀:以金美的环评报告披露复合铜箔工艺流程为例,绝大部分产品要先后 经过碱性离子置换与酸性离子置换两道工艺。 碱性离子置换:以磁控溅射工艺过后的物料作为基膜,此时膜面的导电性一般为 10-20Ω,满足进行离子置换的条件。置换药剂主要为焦磷酸铜 (60~70g/L)、焦 磷酸钾(280~300g/L)、柠檬酸(20~23g/L),药剂呈碱性。采用无氧铜作为阳极, 放置于钛蓝制作的阳极袋中,然后整个阳极袋都浸入药剂槽中(用于补充铜离 子),膜面金属层为阴极,膜面在穿过药剂槽液下辊之间穿行,膜面侵入在药剂中,发生反应。在膜面上得到电子后,在膜面上形成铜层,膜面上形成的铜堆积 层厚度为 100nm,此时的膜面导电性一般为 500mΩ。

酸性离子置换:以碱性离子置换后的物料作为基膜,以酸性溶液作为药剂,最终 在膜面上形成的铜堆积层厚度为 900nm,此时的膜面导电性一般为 20mΩ。磁控溅射镀膜与水电镀两道工艺均是为了在高分子材料表面镀上薄铜层,出于 效率与成本考虑采用了两步法。磁控溅射真空镀膜的优势在于稳定性好、均匀度 好、膜层致密、结合力好。但磁控溅射对金属材料纯度要求较高,加工过程需要 高纯氩气等特种气体,单位面积加工成本高于电镀。另外,磁控溅射单次镀膜厚 度为纳米级,若要达到微米级铜厚则需要多次溅射,相对效率低于电镀工艺。而 PET 等高分子材料与镀层结合力差且不导电,因此无法直接电镀,需要先进行活 化,沉积一层薄金属层,才能进行化学电镀。

三步法:在两步法的磁控溅射与水电镀工艺中间增加真空蒸镀工艺.真空蒸镀:使用前一步工艺得到的物料为基膜,使用物理气相沉积方式。真空设 备中将金属高温加热气化,气态金属原子沉积到基体表面,形成具备特殊性能的 金属薄膜,厚度和导电性都有较大提升。 真空蒸镀主要是为了提升磁控溅射后高分子层表面金属薄膜的厚度与均匀性,对 后续水电镀工艺有提升效率的作用,若第一道磁控溅射工序已可较好地满足水电 镀的前置准备需求,则蒸镀工艺并非必须。

3、潜在市场释放前夕,产业链各环节积极布局

当前复合集流体仍处于量产前夕,PET 铜箔是主流产品,产业链各环节均有玩 家积极布局。 上游主要是设备原材料厂商。包括原有的 PET 树脂等厂商以及关键核心工艺所 需的磁控溅射、水电镀设备,以及用于细分环节如超声波焊接设备等。 中游是复合集流体制造厂。重庆金美布局早,工艺良率相对领先,与宁德时代深 度绑定,产能可充分消纳。其余厂商或为铜/铝箔制造商基于原有能力向复合集 流体布局,或为具有类似技术能力公司跨界延伸,或为具有上游原材料、设备能 力厂商向下游纵向一体化拓展。整体看重庆金美当前属于第一梯队,在量产与认 证进度上居行业前列。

下游包括动力电池、储能电池、消费电池厂商。由于复合集流体在性能、安全 性、成本上相比传统集流体均有改善且技术兼容性较好,因此各类电池厂商均有 尝试意愿,对中游复合集流体的认证也持相对开放态度。

根据我们测算,2025 年全球锂电 PET 铜箔市场规模约 227 亿元,完全替代传统 铜箔则可达千亿级别。随着全球锂电(动力+储能+消费)出货量快速增长,带 动负极集流体需求同步上升,PET 铜箔凭借其在安全、成本、性能三维度优势渗 透率有望持续提升,逐步实现从 0-1,从 1-10 的市场规模增长。当前负极集流体 单位价值量约为 1200 万平/GWh,单价约 7 元/平,未来降本后有望达到 5 元/ 平。我们假设至 2025 年 PET 铜箔渗透率达到 20%,则对应全球市场规模约 227 亿元。长期看,随着 PET 铜箔设备工艺逐步成熟、规模化效应体现,未来若实 现对传统铜箔的替代,全球市场规模有望达到千亿级别。

4、立足设备工艺优势,跨界集流体空间可期

复合集流体在工艺与结构上与公司已有技术相契合。从结构上看,PET 铜箔铜树脂-铜的结构与两层 FCCL 铜-树脂的结构最为类似;从工艺上看,PET 铜箔的 两步法工艺主要使用测控溅射与水电镀流程,与电磁屏蔽膜的核心工艺较为契合。公司在 FCCL 产品上已进行了长期研发,在复合结构实现上拥有较深的技术 积累,自研的磁控溅射与水电镀设备也可以助力公司进一步降低 PET 铜箔的生 产成本。公司目前在持续优化工艺、参数以进一步提升产品剥离强度、延伸率等 关键性能指标,同时与相关下游客户进行技术对接,未来有望伴随复合集流体行 业整体产业化进程加速享有更广阔的的市场空间。

参考报告REPORT

方邦股份(688020)研究报告:电磁屏蔽膜专家,多元成长打造高端材料平台.pdf

方邦股份(688020)研究报告:电磁屏蔽膜专家,多元成长打造高端材料平台。深耕电磁屏蔽膜,打造高端电子材料平台:公司深耕电子材料十余年,在电磁屏蔽膜市场具有重要地位。基于电磁屏蔽膜核心工艺,公司逐步向FPC用极薄FCCL、载板用可剥离超薄铜箔、锂电用复合铜箔等领域拓展,高端电子材料平台正逐步成型。电磁屏蔽膜地位稳固,极薄FCCL破局海外垄断:公司电磁屏蔽膜产品主要用于FPC,下游需求短期承压,长期有望复苏企稳;该产品壁垒高,公司市场份额全球第二。公司基于电磁屏蔽膜技术、客户及自有材料优势,进一步拓展FPC上游材料极薄FCCL,有望打破海外厂商垄断。可剥离铜箔突破在即,载板材料国产元年开启:芯...

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