复合集流体优势、产业化进度及制造厂商有哪些？

试验线走向量产，设备先行.

1.复合集流体具有安全性高、能量密度高、成本低等优势

复合集流体为新型锂电池正负极材料，包括支撑层和设置于支撑层至少一个表面上 的导电层：（1）有机支撑层：厚度为1μm≤≤30μm，更优选为2μm≤≤8μm， 材料为高分子材料及高分子基复合材料中的一种或多种，包括PET（聚对苯二甲酸 乙二醇酯）、PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）等；（2）导电层：厚度为30nm≤≤ 3μm，更优选为800nm≤≤1.2μm，材料为金属材料、碳基导电材料及导电高分 子材料的一种或多种。部分设计还包括位于导电层两个表面中的任意一者或两者的 保护层。

与传统金属箔材相比，复合集流体安全性更高、能量密度更高，未来渗透率有望持 续提升。 （1） 安全性能更高：锂电池热失控是由各种诱因引发的链式反应，发热量可使电 池温度升高上千度，主要诱因包含挤压针刺、过度充放电致枝晶生长以及热滥用。 除燃烧产生的热能以外，热失控的能量释放主要来源于：①化学反应释放的化学能。 锂离子电池由高活性的正极材料和有机电解液组成，二者在受热条件下非常容易发 生剧烈的化学副反应，产生的放热量较大，大多数情况下是造成电池爆炸的主要原 因。②内短路释放的电能，包括两个集流体之间的短路、铜箔和正极活性物质之间 的短路、铝箔和负极活性物质之间的短路和正负极活性物质之间的短路。根据美国 国家可再生能源实验室（NREL）Santhanagopalan教授团队研究，铝箔和负极活性 物质之间的短路发热量最大，危险性最高。

复合集流体可有效控制电池内短路及热失控问题。例如，受到穿刺时，复合铝箔在 产生的金属毛刺尺寸比传统箔材更小，而且短路引起的过度发热可使PET等高分子 材料熔断，抑制短路电流进一步增大，从根本上解决电池热失控问题，提高电池寿 命和安全性能。

（2）能量密度更高：由于金属铜或者铝的用量降低，复合集流体重量更轻，将提升 电池的重量能量密度。根据宁德时代专利，与采用8μm常规负极集流体的负极极片 相比，采用9μm负极复合集流体（支撑层6μm，导电层1.5μm）的负极极片的重量减 少51.5%。根据比亚迪专利，与采用6μm铜箔的负极极片相比，采用5μm负极复合 集流体（支撑层3μm，导电层1μm）的负极极片的重量能量密度增加3.3%。

此外，未来复合铜箔的成本有望实现更低水平。复合集流体的支撑层采用PET等材料，金属铜价格较贵，若用量减少，将中间部分替换成价格较低的有机高分子材料， 复合铜箔成本有望随工艺和设备成熟而下降，而电解铜箔成本下降空间有限。

2.产业化加速，下游多家材料厂商走向量产

目前国内多数厂商已开展样品生产及验证工作，23年预计将有部分量产产能落地， 部分厂商处于研发布局或设备调试阶段。具体进度包括：（1）已实现量产：重庆金 美。根据高工锂电新闻，22年金美新材料实现复合铝箔产品量产，达成从0到1的突 破，正在推进复合铜箔量产。（2）试验线转量产：宝明科技、胜利精密等。根据宝 明科技披露的投资者调研纪要，宝明科技赣州复合铜箔项目一期计划23Q2实现量产， 达产后年产能1.5亿平，配套的电池为14-15GWh左右；根据胜利精密调研活动信息 20221128（补充更正后），胜利精密首条两步法全制程产线（1台磁控溅射+1条水 电镀）完成调试，每条产线月设计产能约40万平方米，规划23年底月产能可达4500 万平。（3）设备调试及试生产：元琛科技、英联股份、阿石创等，其中，根据元琛 科技2022年11月8日投资者关系活动记录表，首条产线预计将于11月完成安装调试； （4）研发布局阶段：斯迪克、方邦股份等。

3.复合铜箔核心为磁控溅射和水电镀，设备市场空间广阔

目前复合铜箔主要采用磁控溅射（一种真空镀膜的方式）+水电镀（离子置换）的两 步法进行生产。以重庆金美的方案为例，首先采用4.5μmPET原膜作为基材，然后 通过真空蒸馏/磁控溅射设备在高分子材料PET膜（或PP膜）上下表面进行金属化处 理，形成15-60nm的金属层，并通过电镀设备在金属化后的PET膜上下表面镀铜， 使金属层增厚至1μm，最终形成6.5μm导电薄膜。

当前复合铜箔两步法制造工艺，前道设备玩家相对较多，后道水电镀环节目前仅有 东威科技具备大量量产的能力。 前道磁控溅射市场上主流的厂商包括： （1）广东腾胜，专业从事真空镀膜设备研发生产的企业，其中卷绕真空镀膜设备一 直是公司的主要产品。根据公司官网，经过多年的研发积累，广东腾胜已经申请了 数十项有关真空卷绕镀膜技术的国家专利，有多项产品是国产的首创，更有多项产 品填补了国内的空白，比如：2005年研发出了首套国产化的感应蒸发镀膜卷绕机、2006年国内首台国产化电子束蒸镀卷绕真空镀膜机、2017年国内第一台量产型复合 铜箔卷绕镀膜机、2018年国内首台国产化的四室双辊光学卷绕镀膜机、2021年第2 代复合铜箔卷绕真空镀膜机实现了首次出口日本等。

（2）汇成真空，国内极少数实现复合铜箔高产能批量化生产的设备企业之一。通过 独家研发的高能量低密度氩离子+低能量高电离度金属离子技术，及多电机恒速度恒 张力走膜卷绕传动系统，广东汇成真空攻克了困扰铜箔行业已久的多个难点，有力 促进了复合集流体产业化进程。根据高工锂电，目前，广东汇成真空研发的复合铜 箔PVD RTR镀膜设备，实现在厚度3.0～4.5μm、幅宽600～1650mm PET/PP塑料 薄膜表面一次完成双面镀铜膜，设备工艺走速0.5-30m/min。 （3）广东振华，广东振华科技始于1992年，是一家综合型真空镀膜设备厂家，广 东振华复合铜箔卷绕镀膜设备生产速度高达30m/min，一次走膜可实现双面镀膜， 高速走膜解决行业痛点，量产经济性大幅提升；可装载基膜最大直径为Φ500，若基 膜厚为4.5μm时，膜长可达1-2万米。

（4）海格锐特，一家以真空应用技术及高水准电子自动化控制技术相结合的高新技 术企业，四川海格锐特的JM1700高真空双面磁控卷绕镀膜机，主要用于在 PET、 PI、BOPP，OPP等带材上双面连续沉积金属材料，广泛应用于新能源复合集流体 材料。 （5）无锡光润，团队具有20多年从事真空技术应用设备研制、工艺开发的深厚资历， 在与国内外一流研发机构合作的基础上，公司开发的硬质镀膜设备、卷绕镀膜设备 以及光学镀膜设备等在国内处于领先水平。公司的真空磁控溅射设备可用于锂电行 业4.5微米薄膜双面磁控镀膜。

（6）东威科技，东威科技是PCB电镀设备龙头，围绕电镀铜工艺，拓展锂电和光伏 镀铜设备。22年12月真空磁控溅射设备出货，设备可实现膜材双面一次镀铜，单面 厚度20~40nm，薄膜厚度4.5μm，薄膜宽幅1290mm-1350mm。 后道水电镀当前仅有东威科技具备大量量产的能力，根据其22年11月披露的投资者 关系记录以及12月披露的战略合作协议公告，目前东威科技已经获得300台以上的 后道水电镀设备订单。以及根据其披露的投资者关系活动记录表（2023.1.17 --2023.2.16），公司订单量超预期，且在不断的增加中，以前零星购买公司设备并 完成验证的客户已陆续开始批量采购公司设备，预计23年产量不低于130台左右， 不排除超预期增长。

此外，复合铜箔生产“一步法”工艺当前主要有两种方案，一种为道森股份所研发 的磁控溅射一体机，另一种为三孚新科的化学沉铜一步法。 在复合铜箔电池制造环节，核心的增量工艺为复合铜箔电池的极耳焊接环节，骄成 超声为国内锂电池极耳超声焊接设备龙头，自主研发的动力电池超声波滚动焊接设 备，创造性地解决了锂电池复合集流体和箔材之间焊接难度大、焊接效率低下的痛 点问题。