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复合集流体:复合集流体主要以绝缘性好、密度小、成本低的高分子材料作为基材。

复合集流体

时间:2023-12-27 热度:152 题材:501
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复合集流体主要以绝缘性好、密度小、成本低的高分子材料作为基材。

题材介绍:

一、复合铜箔发展趋势的确定性逻辑

1、主机厂在成本导向下,降本意愿强烈

1)行业层面:新能源汽车整体售价依旧高于燃油车,主流价格带下沉是大趋势;

目前国内新能源乘用车主流价格带在12-16万,根据乘联会数据,2023年1-5月该价格带的新能源乘用车销量占比27%,对比之下燃

油车主流价格带在8-12万,占比26%。

.时间维度来看,国内新能源车市场已开始8万以下车型(A00级车为主)的消费升级,但12-16万价格带占比由去年初16%提升至当前27%,尚未下沉到8-12万。

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2)公司层面:国内主机厂迟迟没有实现稳定盈利,降本意愿强烈

受制于较高的研发及营销费用,国内大部分新能源品牌尚未真正实现盈利。以理想、小鹏、蔚来、零跑为例,2022年归母净利润亏

损20、91、146、51亿元,对应单车亏损1.5、7.6、11.9、4.6万元。叠加特斯拉22Q4起依据供需调整售价,对其他车企形成压力。

动力电池占比电动车成本40%,是首要实现降本目标的核心部件,而复合铜箔由高分子材料部分替代纯铜,相对传统铜箔理论上具备更低的成本,有利于实现降本。

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3)复合铜箔降本明显,单车电池降本近千元

不考虑良率情况下,6μm传统铜箔单平成本3.94元,PET铜箔(两步法,假设车速15m/min)单平成本2.93元,下降空间26%;

考虑良率情况下,以传统铜箔良率90%、PET铜箔良率80%测算,对应单平成本分别为4.37、3.66元,下降空间16%;

以1GWh动力电池单耗传统铜箔600吨/复合铜箔1000万平、单车带电量60kwh,良率90%测算,对应单车电池成本下降979元。

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2、减轻行业对海外的依赖度

1)锂电池需求大幅提升对铜需求,但国内铜资源储量相对不高

全球铜资源分布集中在南美和非洲,国内储量占比相对其他矿物不高。以2022年全球铜矿产量来看,全球铜产量2192万吨,其中智利、秘鲁、刚果(金)合计占比46%,中国以194万吨占比9%位列第四。

2025、30年以及远期以全球电动车渗透率28%、46%测算,预计单动力电池领域对铜需求量将达78、143万吨,其中国45、64万蹲,叠加储能、消费等其他领域,预计2025、30年国内锂电对铜需求达108、203万吨,超过2022年中国产铜规模。

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2)以1+4.5+1结构的复合铜箔测算,相对于6μm的传统铜箔,1GWh动力电池用铜量可节省300-450吨

2025、30年以复合铜箔整体

渗透率23%、55%测算(包括动力、储能、消费),对应锂电需求量433、2162GWh,对应节省15.9、67.1万吨铜,其中国内7.9、

27.6万吨,占比22年中国铜产量的4%、14%,能够一定程度减轻国内铜行业对海外进口的依赖。

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3、提升电池能量密度及安全性

1)PET和PP的密度远小于铜金属,以高分子材料层替代中间铜层,能够大幅降低负极集流体的质量,进而提升电池质量能量密

度,我们测算PET铜箔和PP铜箔能够分别较6μm传统铜箔减重55%、62%。

产业实际测试结果也能够论证上述观点,根据重庆金美环评报告,以“1+4+1”结构的PET铜箔替换8μm传统锂电铜箔时,能够将负极集流体的质量降低67.13%,从而提高电池体系的能量密度;根据比亚迪专利,以“1+3+1”结构的PP铜箔替代6μm传统锂电铜箔时,电池质量能量密度能够提升3.3%。

2)若使用更薄的PP铜箔,则集流体厚度将相对6μm传统铜箔减少1-1.5μm,则电极中活性材料物质含量将增加,对应体积能量密度提升5%左右。

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3)使用复合集流体能够提升动力电池安全性

传统箔材穿刺时会产生大尺寸毛刺,造成内短路,引起热失控。而复合集流体(包括MA/MC):

穿刺时产生的毛刺尺寸相对更小且数量更少(尤其在复合铝箔上体现更为明显),不易刺穿隔膜;

金属导电层相对更薄、更易熔断,且中间高分子材料层熔点远低于铜/铝金属,也更易熔断,发生断路效应,切断或控制短路电流;

较传统箔的柔韧性更好,尤其对比同厚度的极薄铜箔,复合铜箔不易发生老化脆断。

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4、空间测算

1)行业空间测算

预计2023、25、30年全球复合铜箔需求0.8、42、206亿平,复合增速121%,对应市场空间6、190、721亿元,2023-2030年复

合铜箔市场空间复合增速达100%。

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2)设备增速

由于复合铜箔设备当前技术路线尚不确定,未来各路线份额难以预估,以磁控溅射+蒸镀一体机(一步法)、磁控溅射+水电镀

(两步法)、磁控溅射+蒸镀+水电镀(三步法)各自100%份额假设场景下,分别测算全量市场空间,预计2030年一步法、两步法

、三步法设备的全量空间分别为820、574、967亿元,2023-2030年间复合增速均在110%左右,其中磁控溅射、水电镀的空间为

246、328亿元(两步法和三步法相同),一体机、真空蒸镀在一步法、三步法中的空间为820、393亿元。

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