2023年道森股份研究报告 深耕油气设备二十载,进军新能源设备制造

  • 来源:华安证券
  • 发布时间:2023/03/28
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道森股份(603800)研究报告:转型电解铜箔设备为基,布局复合铜箔设备为新增长极.pdf

道森股份(603800)研究报告:转型电解铜箔设备为基,布局复合铜箔设备为新增长极。洪田科技核心产品为电解铜箔阴极辊、生箔机、阳极板、高效熔铜罐、表面处理机等,年产能超过1000余台套,盈利能力较强;复合铜箔方面,公司加快研发布局,有望凭借磁控溅射一体机方案实现占位。下游需求旺盛铜箔高增长,千亿铜箔产业轻薄化趋势带来超百亿设备空间受益锂电池需求增长,2022年全球锂电铜箔出货量为52万吨,同比+35.7%预计2025年锂电铜箔市场达1101亿元,复合增速达31%。近年来,锂电铜箔轻薄化趋势明显,6μm铜箔逐步成为主流,4.5μm铜箔加速渗透,增厚上游设备空间,预计2025年锂电铜箔...

1、总论

道森油气设备业务承压,收购洪田科技转型锂电铜箔设备领域。道森股份成立于 2001 年,是国内老牌油气开发设备制造商,业务遍及海内外主要石油产区。近年来受宏 观因素影响公司传统业务承压,逐步剥离低效资产,积极谋求转型。2022 年在实控人转 为赵伟斌先生后,收购洪田科技成为其控股股东,切入新能源电解铜箔设备赛道,并前 瞻布局复合铜箔设备的生产和研发。下游锂电铜箔需求旺盛背景下,公司有望率先受益。 洪田科技专精电解铜箔设备,前瞻布局复合铜箔设备。

洪田科技成立于 2012 年,专注研发各种高精密机电设备领域的高端制造装备及自动化系统的开发集成, 公司的核心产品电解铜箔阴极辊、生箔机、阳极板、高效熔铜罐、表面处理机等, 年产能超过 1000 余台套。复合铜箔方面,公司加快研发布局,有望凭借磁控溅射一 体机方案实现占位。公告显示,2021 年洪田科技营业收入为 3.83 亿元,同比增长 97%,2018-2021CAGR 达 69%,实现归母净利润 0.77 亿元,同比增长 86%,公 司盈利能力较为可观。

受益于下游新能源车、储能等需求提升,锂电池规模不断扩大,锂电铜箔需求 旺盛。锂电铜箔是锂电池制造的重要组成部分,是负极材料载体和集流体的首选材 料,约占锂电池材料成本的 5-10%。近年来,受益于下游新能源汽车、储能、3C 数 码、小动力、电动工具等领域需求的增长,锂电池规模不断扩大,带动锂电铜箔市 场需求提升。2022 年中国国内锂离子电池的出货量为 655GWh,同比增长 102.4%。 下游需求的增长带动锂电铜箔的出货量高增,全球市场上锂电铜箔出货量为 52 万吨, 同比增速为 35.7%。随着铜箔轻薄化趋势、渗透率提升规模效应以及铜价承压,各 尺寸铜箔单价未来趋于下降,预计 2025 全球锂电池需求量达到 2227GWh,锂电铜 箔市场规模达 1101 亿元,2022-2025CAGR 达 31%。

生箔机和阴极辊是电解铜箔制造的核心设备,其进口依赖较高,国产设备厂商 加速布局。电解铜箔的制造主要有溶铜,生箔,后处理和分切四大工序,其中生箔 工序是铜箔制备的核心工序,需在生箔机电解槽中于阴极辊表面电沉积而制成原箔, 故阴极辊是生箔机的关键部件。日韩企业进军铜箔行业更早,技术较国内更为成熟。 以核心组件阴极辊为例,日本采用焊接法可制得晶粒度达 8 级的钛圈,能匹配极薄 铜箔的生产需求。且阴极辊在全球也只有少数供应商可生产,日企占据半数以上市 场,且产能扩产进度较慢,海外相关订单排产已排至 2026 年。随着市场对铜箔设备 的需求加大而供给不足,国产厂商如洪田科技、西安泰金、航天四院等加速布局。

铜箔上游扩产提振设备需求,轻薄化趋势增厚设备空间。2022 年,各铜箔生产 企业产能扩张项目纷纷上马,加速铜箔产能布局。铜箔产能的快速扩张有望增加上 游铜箔生产设备的需求量,提振生箔机、阴极辊、阳极板等核心设备需求。相同体 积的锂离子电池,越薄的铜箔承载活性物质能力越强,电池容量越大,电池能量密 度提升越大。近年来锂电铜箔轻薄化的趋势有效迎合动力电池高能量密度和降本的 需求,6μm 铜箔逐步成为主流,4.5μm 铜箔加速渗透,增厚上游设备空间。根据 公司公告及调研显示,每万吨锂电铜箔对应配备的生箔系统约 42 套(其中阳极板每 年换 3 套),搭配 5 套表面处理机与 17 台熔铜罐。我们预估 2025 年锂电铜箔的设 备市场增量空间可达 140 亿元。

洪田科技电解铜箔设备技术领先,自主研发加速国产替代,核心产品包括电解 铜箔阴极辊、生箔机、阳极板、高效熔铜罐、表面处理机、锂电分切机等,为国内 少数提供整线设备厂商之一,能够为电解铜箔企业提供一站式规划设计方案。阴极 辊为电解铜箔核心设备,大直径阴极辊曾长期为海外厂商垄断。公司以松田光也带 领的技术团队为核心,在引进日本技术的基础上不断自主研发,加速电解铜箔设备 国产替代:1)公司已成功研制出直径 3 米,幅宽 1.82 米的超大规格电解铜箔阴极辊 且正投入 3.6m 直径的阴极辊的研发,对比 2.7m 直径相同条件下可增加 35%左右的 生产效率。2)在钛圈的制作技术上,相比较于日本厂商采用的焊接法达到 8 级水平, 公司采取冷旋压技术可以提高钛圈的(晶粒度)精密度,达到 12 级的水平。公司生 产钛圈粒径仅有 10μm,大小、硬度、纯度均优于国外钛圈粒 3)公司研发的钛阳极表 面和断面组织均匀,表面粒径 11μm,断面粒径 13μm,在硬度和纯度方面均有着业 内领先的水平。

复合铜箔可提升电池能量密度,同时兼具安全性与成本优势。传统 6μm 铜箔替 代为中间 4μm 厚 PET 加两侧各 1μm 厚复合铜箔,由于 PET 膜材密度远小于铜密 度,将部分铜换成 PET,能有效减少箔材的重量,可提升动力电池能量密度 6.61%, 每平方米原材料成本约为传统铜箔的 34.47%。同时,复合铜箔材料在收受穿刺时产 生毛刺尺寸小,且高分子基材熔点低有阻燃特性,安全性更高。

复合铜箔三种工艺齐头并进,产业化提速有望带来新设备增量空间: 1)复合铜箔 的制备工艺有三种:一步法采用化学沉积或是磁控溅射一步成型;两步法采用磁控 溅射打底,再用水电镀完成剩余部分;三步法采用磁控溅射打底,真空蒸镀为补充, 最后用水电镀完成剩余部分。三种复合铜箔制备方法各有优劣,从效率上来看:三 步法 > 两步法 > 一步法;从良品率上来看:一步法 > 两步法 > 三步法。2)随着 复合铜箔技术进步及应用场景增加,复合铜箔的市占率及良品率将不断提升,带来 上游设备新增量。假设 2025 年复合铜箔 10%渗透率测算,预期 2025 年复合铜箔设 备新增空间达 82 亿元;若渗透率增加 2%,设备新增空间高达 160 亿元。

洪田科技采用磁控溅射一体机方案,一次性完成基膜双面镀 1um 铜箔。 1)公司在复合铜箔设备方案上采取磁控溅射一体机,通过模块化设计完成对 PET 铜 箔生产过程中的精密控制,可以一次性完成基膜双面镀 1um 铜箔,无需水电镀环节; 2)公司的真空磁控溅射一体机完全在真空环境下运行,不仅可以提升磁控溅射的效 率,而且由于在真空下无需改变作业环境也不需要收卷,产品运作能够保持更好的一致 性,可以实现一次性出箔并达到较高运行速度; 3)公司的一体机设备设计不挑基膜,PET 或 PP 膜均适用,从品质、良率等指标上 更加具有优势。除了真空磁控溅射设备,公司的真空蒸镀设备也在加快研发。目前洪田 科技复合铜箔设备研发项目进展较为顺利,预计今年一季度完成设备组装调试。

2、深耕油气设备二十载,进军新能源设备制造

2.1、多年聚焦油气设备,传统业务有所承压

道森股份成立于 2001 年,是国内老牌油气开发设备制造商;2015 年,成功在 上交所公开发行股票,挂牌上市。公司自成立以来一直聚焦发展油气钻采设备的研 发、生产及销售,陆续取得 API 6D、API 6A 认证,并成为中海油、中石油、中石 化的物资供应商,业务也遍及海外主要产油区。

道森为国内优质钻采设备供应商,主营油气钻采和油气加工设备业务。公司在 油气设备领域的主要产品有井口装置及采油(气)树、井控设备、管线阀门等设备, 产品广泛应用于页岩油气及致密油气开采、陆地石油开采、海洋石油开采及油气管 线输送,深受行业认可。1)井口装置及采油(气)树:油气井最上部控制和调节油 气生产的关键设备,基本作用是通过调节生产井口的压力和油(气)井口流量进行 控制性采油、采气,保证各项施工安全,便于日常的生产管理。2)井控设备:可以 在钻井过程中引导与控制钻井内高压油气流,防止发生溢流、井涌、井喷,是确保 钻井作业安全的必备装备。3)管线阀门:主要包括闸阀、球阀、止回阀等,作用是 控制管道中介质的接通与截断,调节流量、控制温度、防止回流、调节和排泄压力。

公司主要客户为海外大型油气设备及技术服务公司,海外客户分布于美国、加 拿大、澳大利亚、南美、中东、东南亚等,国内客户包括中石油、中海油等,业务 遍及世界主要产油区。

传统业务营收有所承压,成本端压力仍在。2020 年受全球新冠疫情蔓延、中美 贸易争端加剧、行业景气度下降等因素影响,公司营收同比下降 35.28%。2021 年 全球经济增速整体趋缓,各国宽松的货币政策及俄乌冲突等多种因素导致油价虚高, 同时传统油气与页岩油气市场博弈以及各国新能源政策影响,国际原油需求恢复缓 慢,海外油服设备行业复苏承压。北美活跃钻机数量虽然自 2021 年初 410 台至年 底逐步增加到 676 台,但总数仍然远低于疫情前的水平,疫情前约为 1200 台左右; 这也侧面显示出本轮油价上升并非完全由油气需求驱动,油气价格和油气设备市场 的直接相关性在下降。公司对国际油气设备行业持续复苏,尤其北美页岩气市场的 复苏持谨慎态度。但国内疫情得到控制后油气开采活动恢复加速,使公司营收有所 恢复,实现营收 11.75 亿元,同比增长 38.58%。但由于原材料成本、人工成本的上 升,公司的盈利能力进一步恶化,2021 年公司利润出现大幅亏损。

2.2、实控人变动,收购洪田转型且瘦身聚焦新能源设备制造

科云新材入股,实控人发生变动。近年来,公司传统业务业绩承压,开始谋求 转型。2021 年前,道森股份的控股股东为宝业机械公司、江苏道森投资有限公司及 苏州科创投资咨询有限公司(道森投资全资子公司),三家公司分别持有道森股份 26.10%、39.15%、0.98%股权,共计持股 66.23%。舒志高先生通过分别持有宝业 机械、道森投资各 59.16%股权成为道森股份的实际控制人。2021 年 10 月,舒志高 先生签署股权转让协议,通过道森投资和宝业机械以 15.84 元/股的价格分别向科云 新材料有限公司、华昇晖与铭鹰发展转让道森股份 28%、12%及 10%股份。2022 年 4 月公司股权转让完成后,科云新材以 28%的持股比例成为实际控制方,赵伟斌 先生通过深圳市科源产业控股有限公司 100%控股科云新材,成为道森股份的实际 控制人,另两大股东华昇晖与铭鹰发展均为财务投资者。

道森股份控股洪田科技,进行战略转型。2022 年 6 月 14 日,道森股份以现金 收购深圳首泰信息产业中心和深圳腾希信息企业(有限合伙)合计持有的洪田科技 有限公司 51%股权,交易对价款合计为 4.25 亿元,收购完成后,道森股份成为洪田 科技的控股股东。道森股份凭借其设备制造和管理优势,具备实现由传统石油能源 设备制造商向新能源智能设备制造商战略转型的基础,通过控股洪田科技,公司快 速切入行业前景良好的新能源智能设备制造行业,迅速实现战略转型。

新团队成员经验较为丰富,为公司发展注入新动能。公司实控人发生变更后, 高管团队成员逐步换血,总经理兼财务总监由邹利明变更为刘安来,陈贤生任公司 副董事长。此外,公司聘任陈铭为监事会主席,朱开星为董事会秘书、副总经理。 董事长赵伟斌拥有 10 余年实体经济管理经验,曾在中船重工物资贸易集团,深圳市 前海秋叶原供应链有限公司,前海东兴资产管理有限公司,广州中色物联网有限公 司,科云新材料有限公司等企业担任管理人员,履历丰富。总经理刘安来曾在比亚 迪,海洋王照明科技股份有限公司,英吉斯国际融资租赁有限公司,深圳市联合保 理有限公司等企业担任高级管理人员。整体管理团队在保证年轻化的同时,产业工 作经验和管理经验也十分丰富,为公司未来的发展注入了新的势能。

抛售亏损控股子公司,加快企业“瘦身”谋转型。道森股份子公司由于传统行 业原因出现亏损,公司为了优化自身资产结构,聚焦新能源设备业务,逐步注销或 出售子公司。2019 年,由于马斯特阀门子公司经营团队市场开拓缓慢,经营成本管 理不善,经营业绩持续亏损,未能达到公司投资预期,道森股份申请清算了该子公 司并在 2021 年完成了清算及注销手续。2020 年至 2021 年期间,由于受到国际贸 易环境和疫情的影响,美国道森和道森新加坡两家子公司均出现大幅亏损的情况, 并有亏损增加的趋势。2022 年道森股份为剥离低效资产,提高公司未来盈利能力, 向外延世控股有限公司出售了这两家全资子公司。此外,公司还计划将道森阀门和 成都道森两家子公司出售。通过抛售低效资产,道森股份能够缓解自身利润端的压 力,加快自身业务转型的步伐。

转型后道森业绩扭亏为盈,费用呈下降趋势。2022年公司前三季度实现营业 收入 14.6 亿元,归母净利润扭亏为盈,这主要与收购洪田科技、道森自身经营状况 好转有关。2022 年道森股份持续抛售亏损子公司,得益于资产结构的优化,公司的 费用水平开始下降,2022 前三季度财务费用为负,综合费用率为8.98%,综合毛利率为18.1%,盈利能力逐步修复。

2.3、洪田科技为知名铜箔设备商,盈利能力较为可观

洪田科技主营电解铜箔设备,为业内知名设备制造商。洪田科技成立于 2012 年 4 月 25 日,目前已成长为国内知名的新能源智能装备制造商,在锂电铜箔设备领 域知名度较高。公司以松田光也先生带领的技术团队为核心,专注研发各种高精密 机电设备领域的高端制造装备及自动化系统的开发集成。公司在充分引进日本先进 技术的基础上不断加大自主研发,已实现电解铜箔高精密设备的国产化,打破了进 口设备对国内高端电解铜箔市场的垄断。

凭借先进的生产技术优势,洪田科技先后 荣获“高工金球奖 2020 年度创新技术”、“高工金球奖 2020 年度快速成长企业” 等荣誉。目前,公司已成功研制出超大规格电解铜箔阴极辊、生箔机以及配套设备, 能稳定生产高端极薄 3.5um 的锂电铜箔产品以及 5G 高频高速电子信息产品用的 9um 超薄标准铜箔,刷新了全球电解铜箔设备行业的新纪录。公司的核心产品电解 铜箔阴极辊、生箔机、阳极板、高效熔铜罐、表面处理机等年产能超过 1000 余台套。

深度绑定下游,强化市场优势。2022 年 7 月 8 日,诺德股份入股道森股份,双 方签订战略合作协议。协议显示,洪田科技约定以其锂电铜箔一体化生产设备制造 的技术和市场优势与诺德股份在锂电铜箔领域进行合作研发,同时优先供应诺德股 份生产基地建设所需要的锂电铜箔生产设备。此外,公司主要客户还包括众多锂电 池材料头部企业:韩国日进、中国台湾南亚、长春集团、嘉元科技、中一科技、新疆亿 日、广东盈华、江西铜博、超华科技、金川集团、豫光金铅、江铜耶兹等国内外知 名企业,公司市场占有率超 30%以上。

收入增速可观,降费提效强化盈利能力。公告显示,2021 年洪田科技营业收入 为 3.8 亿元,同比增长 98%,2018-2021CAGR 达 69%,实现归母净利润 0.78 亿元, 同比增长 86%,公司盈利能力较为可观。成本方面,公司营业成本逐年递增,主因 洪田科技生产所用贵金属钛材、大宗商品钢铁与铜材等原材料成本在生产成本中占 比达 90%左右,而近几年原材料价格不断上涨,导致公司大量出货的同时推高成本 水平。费用方面,由于公司逐步成长及以技术创新为发展理念,管理费用和研发费 用近四年持续上涨,但得益于整体运营效率的提升,公司费用率水平持续下降。

3、传统铜箔设备空间可观,公司加速国产替代

3.1、下游需求旺盛铜箔高增长,25年超千亿市场,复合增速超30%

铜箔下游应用广泛,电解制备为主流工艺。铜箔是锂电、电子领域重要的基础 材料,主要用于集成电路板、锂电池电极等产品的生产,下游应用领域广泛。按照 应用领域的不同,铜箔主要分为两大类,锂电铜箔和标准铜箔,标准铜箔主要应用 于覆铜板(CCL)和电路板印制(PCB)领域,锂电铜箔则是主要应用于锂离子电 池的制造。根据制备工艺的不同,铜箔可分为压延铜箔与电解铜箔两大类,其中压 延铜箔具有较好的延展性,是早期软板制程所用的铜箔,可以应用于柔性覆铜板领 域;电解铜箔应用领域更为广泛,而且电解法制备铜箔具有成本低的优势,是目前 市场上的主流铜箔产品,国内绝大多数铜箔生产企业也采用电解法。因此,电解铜 箔在我国铜箔中占比最高,在压延铜箔和电解铜箔的总产量中占比达 98%以上,近 几年来,电解铜箔的产能也在不断扩大,2021 年我国电解铜箔产能 72.12 万吨,同 比增长 19.2%。

国内 PCB 铜箔产量不断上升,全球 PCB 铜箔出货量逐年增加。铜箔是印制电 路板(PCB)的重要材料,近年来,我国电子信息产业发展迅速,PCB 产业规模随 之不断扩大,对于铜箔的需求量逐年增加,推动了国内 PCB 铜箔产量的上升。2021 年国内 PCB 铜箔产量达 35.2 万吨,同比上升 4.9%。从全球市场来看,PCB 铜箔 的出货量仍处于上行通道,2021 年全球市场 PCB 铜箔出货量达 55.2 万吨,同比上 升 8.24%。

锂电需求快速增长,锂电铜箔景气高增。锂电铜箔是锂电池制造的重要组成部 分,是锂电池负极材料载体和集流体的首选材料,约占锂电池材料成本的 5-10%。 近年来,受益于下游新能源汽车、储能、3C 数码、小动力、电动工具等领域需求的 增长,锂电池规模不断扩大,带动锂电铜箔市场需求提升。2022 年中国国内锂离子 电池的出货量为 655GWh,同比增长 102.2%。下游需求的增长带动锂电铜箔的出 货量高增,全球市场上锂电铜箔出货量为 52 万吨,同比增速为 35.7%。其中,中国 市场锂电铜箔的出货量 34 万吨,同比增速为 21.2%。我们认为,随锂电下游需求的 进一步增长,锂电铜箔行业的产销量有望保持高速增长态势。

电池需求加速增长,锂电铜箔空间逐步释放。动力电池需求持续快速增长,推 动锂电铜箔空间持续增大。我们预测 2025 全球锂电池出货量达到 2227GWh,结合 铜冠铜箔招股说明书披露的各厚度尺寸锂电铜箔铜耗量,基于以下假设我们进行测 算: 1)根据德福科技招股说明书披露的各厚度尺寸的锂电铜箔单价,我们认为随着 铜箔轻薄化趋势、渗透率提升规模效应以及铜价承压,各尺寸铜箔单价未来几年趋 于下降; 2)根据中国电子铜箔资讯网披露的各厚度尺寸的渗透率信息,4.5μm 锂电铜箔 市场渗透率不断提升,假设 4.5μm 和 6μm 市占率 2025 年分别达到 19%和 64%, 其余尺寸渗透率逐年下降。

3)假设锂电铜箔单 GWh 铜耗量,4.5μm/6μm/8μm/8μm 以上各不同厚度 的锂电铜箔铜耗量分别为 450/600/750/1000 吨 我们预计锂电铜箔市场规模2025年达1101亿元,2022-2025年CAGR达31%。

3.2、传统铜箔:电解铜箔仍为主流,轻薄化趋势打开设备空间

3.2.1、电解铜箔制备分四大工序,生箔机和阴极辊是核心装备

电解铜箔的制造主要有四大工序,分别为溶铜,生箔,后处理和分切工序: (1)溶铜工序。溶铜工序即将合格的铜料、以及水和硫酸加入溶铜罐中,进行 鼓风加热以加快罐中的固液,固气,液气反应,制得电解液;然后利用硅藻土过滤 器等过滤设备将电解液中除2+、 +以及4 2−外其他影响铜箔生成质量的离子进 行过滤净化,提高电解液纯度,为生箔工序提供符合标准的电解液。 (2)生箔工序。生箔工序是铜箔制备的核心工序,生箔机在此工序中起到核心 作用。在生箔机的阳极槽中,在直流电的作用下,电解液中的阳离子2+向阴极移 动,获得两个电子后在阴极辊的钛筒表面电沉积生成原箔,随着阴极辊的不断旋转 生成目标厚度的铜箔并被收卷剥离。

(3)后处理工序。获得原箔后需对其进行表面处理使其产品质量技术指标符合 客户要求;原箔经过酸洗,水洗,防氧化等表面处理后可以提升铜箔自身各项性能。 (4)分切工序。对铜箔进行分切、检验、包装,使其符合客户对于铜箔的品质、 幅宽、重量等要求。

生箔机是生产铜箔的核心设备,阴极辊是生箔机的关键部件。目前,随技术发 展及生产的需要,阴极辊直径不断提高,由原来的 1m,1.5m 提高至目前的 3m,幅 宽也可达 1.82m。阴极辊表面使用钛筒,更耐腐蚀,其作为生箔工序中的阴极,使 得铜离子在直流电的作用下沉积在钛筒表面,因此钛筒的表面质量也直接影响到原 箔的质量,韧性,厚度等性质。钛筒表面的精密度等级越高,生成的铜箔各方面性 质也就越好。

阳极板为电解铜箔设备核心耗材。阳极通常使用不溶性阳极,主要有两种,分 别是铅银合金和钛阳极。铅银合金随着使用时间增长,通常会受到腐蚀,导致阴阳 极间距增大,槽电压上升,增加能耗,腐蚀的不均匀也会影响生成铜箔厚度的均匀 性。而钛阳极表面有铱 60%和钽 44%混合物涂层,更耐腐蚀,生箔均匀性也好,但 一次性成本较大。对于高端产品制造业中苛刻工况条件下的钛阳极产品,如电解铜 箔用阳极,由于使用介质以及电解工况苛刻,其使用周期相对较短,因此每年的消 耗量巨大。

3.2.2、铜箔上游扩产提振设备需求,轻薄化趋势增厚设备空间

铜箔国内市场集中度较低,竞争较为激烈。PCB 铜箔方面,2021 年国内 PCB 铜箔销量在 1 万吨以上的企业有 14 家,总计市场占比 89%。销量在 2 万吨以上的 企业有 5 家,分别是建滔铜箔、南亚铜箔、铜冠铜箔、龙电华鑫、长春化工,这 5 家企业的 PCB 铜箔销量占比达到 54.5%。锂电铜箔方面,2021 年国内锂电铜箔销 量在五千吨以上的企业共有 11 家,其市场占比总计达的 89%。其中,龙电华鑫、 诺德股份、嘉元科技、德福科技四家企业销量在 2 万吨以上,锂电铜箔箔销量占比 总计达 55.8%。龙电华鑫锂电铜箔销量最多,占整个市场的 23%。整体来看,在新 能源以及电子产业景气依旧且下游需求增大的背景下,国内铜箔企业竞争仍然较为 激烈。

铜箔企业加速扩产,铜箔设备需求上升。2022 年,各铜箔生产企业产能扩张项 目纷纷上马,加速铜箔生产产能布局。据统计,国内铜箔厂商规划扩产规模达 113 万吨/年,扩产规划顺利推进下规模可观。铜箔产能的快速扩张有望增加上游铜箔生 产设备的需求量,提振生箔机、阴极辊、阳极板等核心设备需求。

锂电铜箔轻薄化趋势明显,6μm 产品成为主流。相同体积的锂离子电池,越薄 的铜箔承载活性物质能力越强,电池容量越大,电池能量密度提升越大。近年来, 锂电铜箔轻薄化的趋势有效迎合动力电池高能量密度和降本的需求,我国锂电铜箔 领域 6μm 产品逐步成为下游应用市场主流,且轻薄化趋势仍处于加速进程。为满足 进一步提升锂电池能量密度的需求,国内头部锂电铜箔企业布局的重心逐步转移至 更薄的 4.5μm 铜箔。

据 CCFA 统计结果显示,2021 年 6μm 锂电箔的产量占比大幅 增加到 58%,成为第一主力品种;4.5μm 锂电箔的产量达到 1.34 万吨,占比提升到 6%,锂电池铜箔厚度薄型化的市场趋势继续演进。由于 4.5μm 铜箔较为轻薄,应用 中很容易出现影响电池生产良率的问题,如断带、打皱等。因此,不仅是铜箔产品 本身性能和品质,电池厂商自身的生产工艺、设备产线的适配同样决定了 4.5μm 铜 箔的批量使用进度。但 4.5μm 产品的应用仍处于初期阶段,对 6μm 产品的替代进程 相对缓慢。

锂电铜箔设备空间测算:参照市场生箔系统及产线设备的产能配备和市场价格, 参考道森股份公司公告及行业调研,每万吨锂电铜箔对应配备的生箔系统约 42 套 (其中阳极板每年换 3 套),搭配 5 套表面处理机与 17 台熔铜罐。假设如下:1) 假设 21 年产能利用率为 70%,随着产能释放,产能利用率有望逐步提升;2)假设 各板块设备随着下游需求增加,产能改善,边际成本下降,各设备价格逐年下降。 我们预估 2025 年锂电铜箔的设备市场增量空间将达到 140 亿元。

3.2.3、核心设备进口依赖较高,国内厂商加速布局

核心设备进口依赖较高,国产设备厂商加速布局。日韩企业进军铜箔行业更早, 技术较国内更为成熟。以核心组件阴极辊为例,日本采用焊接法可制得晶粒度达 8 级的钛圈,能匹配极薄铜箔的生产需求。同时,阴极辊在全球也只有少数供应商可 生产,日企占据半数以上市场,且产能扩产进度较慢,海外相关订单排产已排至 2026 年。随着市场对铜箔设备的需求加大,而供给不足,国产厂商主动布局。

目前,国 产厂商洪田科技已突破阴极辊冷旋压技术,已成功研制出直径 3 米,幅宽 1.82 米的 超大规格电解铜箔阴极辊、生箔机以及配套设备;能稳定生产高端极薄的锂电铜箔 3.5um 产品以及 5G 高频高速电子信息产品用的 9um 超薄标准铜箔。航天科技四院 7414 厂依托航天固体火箭发动机金属壳体旋压设备和金属圆筒无缝旋压成形工艺 等技术优势,采用无缝旋压成形钛筒技术及特殊工艺制造的阴极辊,相较于国外企 业采用卷焊成形钛筒技术制造的阴极辊,钛筒厚度大、寿命长,生产出的箔面无压 痕、无亮带,铜箔品相更好。

3.3、公司整线供应技术领先行业,战略合作诺德股份助推转型

洪田科技是国内少数能提供整线的设备商。铜箔生产主要包括溶铜、生箔、后 处理和分切四道工序。溶铜工序所需核心设备为溶铜罐,生箔工序所需核心设备为 生箔机,后处理工序所需核心设备为表面处理机,分切工序所需核心设备为分切机。 洪田科技是国内少数能提供整线的设备商,公司核心产品包括电解铜箔阴极辊、生 箔机、阳极板、高效熔铜罐、表面处理机、锂电分切机等,能够为电解铜箔企业提 供一站式规划设计方案、全厂机电智能装备、软硬件系统及自动化装备定制服务。 目前,国内主要铜箔设备生产厂商主要有洪田科技、西安泰金、航天四院 7414 厂 和上海昭晟,洪田科技的设备丰富度和技术储备仍有一定优势,公司电解铜箔设备 市占率约为 30%。

突破国外技术垄断,冷旋压阴极辊性能均匀稳定。阴极辊是生产电解铜箔的核 心装备,但大直径阴极辊之前长期被国外垄断。洪田科技坚持创新为核心发展理念, 不断加大自主研发投入,实现了阴极辊的国产化。公司已成功研制出直径 3 米,幅 宽 1.82 米的超大规格电解铜箔阴极辊,为进一步提高市场竞争力,洪田科技目前正 投入 3.6m 直径的阴极辊的研发,对比 2.7m 直径的阴极辊,在相同的生箔电流和阴 极辊转速的情况下,可增加 35%左右的生产效率。对比国外钛圈产品,洪田科技研 发的新型钛圈也有着较大优势。

洪田科技的钛圈粒径仅有 10μm,不仅小于国外钛 圈粒径,而且相对硬度值更高,纯度也更胜一筹。此外,公司研发的钛阳极表面和 断面组织均匀,表面粒径 11μm,断面粒径 13μm,在硬度和纯度方面均有着业内领 先的水平。在钛圈的制作技术上,洪田科技研发出了冷旋压技术,从海绵钛的原材 料开始控制材质质量,经过多次的工序加工成为钛胚,最后到旋压形成钛圈。相比 较于日本厂商采用的焊接方式,冷旋压技术可以提高钛圈的(晶粒度)精密度,达 到 12 级的水平。同时,公司使用旋压工艺制造的无缝钛阴极辊表面晶粒度均匀,生 产的铜箔无亮带、色差等缺陷,且容易加工,导电均匀稳定,能够批量稳定的生产 3.5μm 至 6μm 的锂电铜箔。

高效溶铜罐使用气液混流喷射导流技术,大幅减少对铜料的使用。洪田科技的 新型高效溶铜罐利用气液混流喷射导流技术,而非利用传统天然气加热技术。气液 混流喷射导流技术能够让空气中的氧气泡充分与铜线结合产生化学氧化反应,加快 铜线的氧化速度。当铜线量保持在 40 吨时,溶铜速率常温下接近传统喷淋式溶铜速 率的 2 倍,每台可达到 200kg/h。混流喷射导流技术不仅进一步提高溶铜反应效率, 同时大幅度减少传统溶铜罐需求铜料的保底量。以新建 1 万吨铜箔年产量为例,铜 原料的占用资金可以减少 5000 万元左右,并且不用蒸汽加热,可以大幅节省采购铜 原料的流动资金及节省能源。

阳极板使用钛阳极,更耐损耗。洪田科技生产的阳极板为钛阳极。电解铜箔行 业采用过电位低,稳定的极间距,更高的能量转换效率等优点的贵金属涂层钛阳极 作为阳极,不仅可降低槽电压、减少电耗,还可避免使用铅电极时发生的铜箔制造 液中胺类等有机物的电解氧化分解,相较于传统的普遍采用的铅阳极具有延长了电 解液的寿命,提高了生产率的优势。

合作达成,深度绑定诺德股份。根据道森股份 2022 年 7 月 8 日发布的公告, 公司和诺德股份达成了战略合作,诺德科技通过协议转让方式分别受让道森投资持 有的上市公司 937 万股股份,占上市公司总股本的 4.505%;受让科创投资持有的 上市公司 103 万股股份,占上市公司总股本的 0.495%,最终持有道森股份总股本 的 5%。两家公司达成战略合作,有望共同提升公司持续经营能力和盈利能力。

研发和供应双重合作,加速铜箔领域业务布局。诺德股份有着行业内先进的锂 电铜箔研究院,锂电铜箔生产技术积累雄厚,同时还在筹建新增 20 万吨锂电铜箔生 产基地。1)在研发方面,双方将会在锂电铜箔产品和生产设备方向上共同合作研发 锂电铜箔一体化生产设备、3 微米等极薄铜箔产品及复合铜箔产品,储备下一代铜 箔技术,共同推进产业发展。2)在供应方面,道森股份会向诺德股份优先供应其生 产基地建设所需要的锂电铜箔生产设备,保障诺德股份在项目扩建计划中的设备需 求。

双方达成合作有望实现产业链协同,合作效果初步体现。根据 2022 年 9 月 23 日公司发布的公告,洪田科技拟与湖北诺德铜箔新材料有限公司、湖北诺德锂电材 料有限公司签署《设备采购协议》,合同金额分别为 35,150.00 万元、71,635.00 万 元,采购的设备为多种型号的生箔机、阴极辊。诺德股份作为铜箔行业下游企业, 有着丰富的技术储备和设备需求,双方达成合作不仅能为公司带来可观的业务收入, 还将有利于实现新能源产业格局下打造锂电铜箔领域的优势互补、产业技术协同、 共同发展的长期战略合作伙伴关系。

4、复合铜箔未来可期,公司布局抢占先机

4.1、复合铜箔可提升电池能量密度,兼具安全性与成本优势

复合铜箔相较于传统铜箔可提升电池能量密度。由于铜密度分别为 8.96 g/cm³, 而 PET 膜材的 1.38g /cm³,因此将部分铜换成 PET 材料,能有效减少箔材的重量。 以 1 平方米的箔材为例,厚度 6μm 传统铜箔质量为 53.76g,若以 6μm 的复合铜箔 来替代,其中PET层厚度为4μm,金属层厚度为1μm*2的复合铜箔,其质量为23.44g, 仅为传统铜箔质量的 43.6%。按照铜箔占动力电池 11%测算,以复合铜箔替换传统 铜箔可提升动力电池能量密度 6.61%。

复合铜箔相较于传统铜箔在原材料成本方面具有优势。铜箔成本对电池成本影 响很大。6μm 的传统铜箔主要由铜组成,6μm 复合铜箔主要由 4μm PET 材料和 1μm*2 的铜层组成。截止 2023 年 2 月 10 日数据,市场上电解铜价为 68275 元/吨, PET 材料参考价为 7550 元/吨,两者价格相差巨大。复合铜箔相较于传统铜箔大幅 减少铜的使用量,原材料成本降低效果明显,以 2023 年 3 月 20 日市场价测算,复 合铜箔每平方米原材料成本约为传统铜箔的 34.47%。

复合铜箔相较于传统铜箔具有更高的安全性。传统集流体材料受到穿刺时会产 生大尺寸毛刺,刺穿隔膜导致内短路引起热失控,其仅能以牺牲电池能量密度为代 价延缓内短路。而复合铜箔材料在收受穿刺时产生毛刺尺寸小,且高分子基材熔点 低,具有阻燃特性,其金属导电层较薄,短路时会如保险丝般熔断,在热失控前快 速融化,电池损坏仅局限于刺穿位点形成“点断路”,控制短路电流不增大,可有效 控制电池热失控。此外,复合集流体能够有效防止锂枝晶导致的电池安全性问题: 电池中电离迁移的锂离子数量超过负极石墨可嵌入的数量,锂离子将在负极表面结 晶称为锂枝晶。若锂枝晶继续增大,出现穿透隔膜使正负极短路,电池将出现热失 效等安全问题。复合集流体毛刺小且其受热断路效应可有效防止锂枝晶导致的热失 效问题,可大幅提升电池寿命和安全性。

4.2、复合铜箔结构特殊发展初期,三种工艺路线齐头并进

复合铜箔与传统铜箔在工艺及结构方面有着显著差异。在结构上,传统铜箔由 99.5%的纯铜组成;而复合铜箔是一种新型的动力电池集流体材料,主要由 3 部分 组成,中间一层为 PET、PP、PI 等材质的基层薄膜,薄膜两侧为厚度 1μm 左右的 铜,是一种夹层式的结构。在工艺上,传统铜箔主要由溶铜电解+电镀制备;而复合 铜箔的制备工艺主要有三种。分别是:一步法、两步法和三步法。一步法采用化学 沉积或是磁控溅射一步成型;两步法采用磁控溅射打底,再用水电镀完成剩余部分; 三步法采用磁控溅射打底,真空蒸镀为补充,最后用水电镀完成剩余部分。

三种主流复合铜箔制备方法各有优劣。 一步法通过化学沉积或是磁控溅射一体机一步成型,其主要优点是:工序简单, 均匀性好且良品率高,存在技术壁垒难以被模仿,缺点是效率较低,需要额外设备 投资,是否能在效率与良品率的权衡下优于目前主流的两步法尚不明朗;两步法采用磁控溅射法打底,再由高效的水电镀法完成绝大部分工作,其主要 优点是:在使用磁控溅射保证打底铜层的附着性的基础上,大大提高效率。其主要 缺点是:相比一步法,均匀性略差; 而三步法则是在两步法的基础上增加了真空蒸镀工艺,其主要优点是:是三种 方法中效率最高的。主要缺点是:工序繁多,且真空蒸镀工艺的高温环境容易使 PET 基底穿孔,良品率低。 综合效率与良品率考虑,两步法在行业内进展较快。

4.3、复合铜箔产业化加速,带来新设备增量

复合铜箔设备:随着复合铜箔技术进步及应用场景增加,复合铜箔的渗透率及 良品率将不断提升,带来相关设备增量空间。假设:1)复合铜箔市场渗透率不断提 高,预期 2025 年达到 10%;2)由于一步法良率较高,成膜均匀性较强。可有效迎 合电池厂提高性能参数的需求;且成箔工序较为简单,在设备调试和产线应用上具 备优势,我们假设一步法的渗透率逐步提升;3)伴随着产能扩展与工艺优化,良品 率不断提高与设备成本逐年下降。根据我们的中性情景测算,预期 2025 市场新增设 备空间达到 82 亿元。

乐观情形下,2025 年复合铜箔新增设备空间有望突破 160 亿。以一体机设备为 例,影响一体机设备空间的两个核心变量为复合铜箔渗透率和一步法工艺的渗透率: 中性情形为按照上述表格中的假设测算所得的一体机设备新增空间,即 2025 年新增 38.8 亿元;乐观情形则为复合铜箔渗透率在中性假设的基础上增加 2%,同时一步法 设备的渗透率增加 5%,悲观情形则反之。可得 2025 年乐观情况下,复合铜箔一体 机设备和两步法设备新增空间分别为 80 亿和 85 亿元。

4.4、公司聚焦技术研发,前瞻布局复合铜箔

设立高端装备研究院,加大新技术研发力度。2022 年 12 月,公司公告设立全 资子公司—苏州洪田高端装备研究院有限公司,进行内部技术人才和研发资源整合, 加快推进公司在电解铜箔设备、真空磁控溅射设备、复合铜箔设备、新材料、涂布 设备等新能源高端装备关键技术及关键生产工艺上的研发。成立高端装备研究院后, 公司将加速构建复合铜箔领域的业务布局,企业核心竞争力得到进一步提升。同时, 公司亦联手铜箔行业下游龙头诺德股份进行铜箔产品研发,共同研发 3 微米等极薄 铜箔产品及复合铜箔产品,储备下一代铜箔技术。

采用磁控溅射一体机方案,一次性完成基膜双面镀 1um 铜箔。目前市场上复合 铜箔主流制造方法为二步法,而公司采用的产品方案是做磁控溅射一体机,通过模 块化设计完成对 PET 铜箔生产过程中的精密控制,可以一次性完成基膜双面镀 1um 铜箔,无需水电镀环节;其次,公司的真空磁控溅射一体机完全在真空环境下运行, 不仅可以提升磁控溅射的效率,而且由于在真空下无需改变作业环境也不需要收卷, 产品运作能够保持更好的一致性,可以实现一次性出箔并达到满意的设计运行速度; 此外,公司的一体机设备设计不挑基膜,PET 或 PP 膜均适用,从品质、良率等指 标上更加具有优势。除了真空磁控溅射设备,公司的真空蒸镀设备也在加快研发。 目前洪田科技复合铜箔设备研发项目进展较为顺利,预计今年一季度完成设备组装 调试。

公司复合铜箔设备供应体系成熟,产能规划充足。在电解铜箔供应商体系之外, 公司已经在国内外搭建起成熟的复合铜箔设备供应商体系。当前公司设计的真空磁 控溅射一体机在实验测试中各项指标表现优良,设计生产速度为 10 米/min,在产品 品质、良品率、生产速度等多方面有着显著的优势,降本空间巨大。目前,23 年公 司规划的复合铜箔一体机设备产能充足,未来公司将加快把产品推向市场,不断跟 踪市场行情,确保产能与订单匹配。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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