
鋰電網訊:資本市場對鋰電池細分材料的探索永不停歇,一則項目投建消息,再次把復合銅箔送上舞臺中心。
7月6日盤后,寶明科技宣布,擬60億元投建鋰電池復合銅箔生產基地。中金公司表示,這意味著復合銅箔將迎來首個規模化量產項目,產業化進入第三階段。
有潛力的新型鋰電負極集流體材料
銅箔是鋰電池負極集流體的關鍵材料,復合銅箔是指在塑料薄膜PET、PP、PI等材質表面上制作一層金屬導電層,而制作而成的一種新型材料。其造型類似三明治式,中間是厚度為3.6-6μm的絕緣樹脂層,外面兩層為厚度1μm的銅箔。
相比傳統電解銅箔,PET復合銅箔作為負極集流體的鋰電池具有低成本、高安全、長壽命和高能量密度等優勢,能解決電池因內短路引發熱失控的行業難題。
(1)高安全:銅箔、鋁箔受到應力之后很容易斷裂,斷裂之后容易刺穿隔膜,造成內短路引起發熱失控。而PET膜在金屬斷裂后不容易被刺穿,可在熱失控源頭及時熔斷,起到“保險絲”的作用;
(2)提升能量密度:PET材料較輕,因此PET銅箔可大幅降低集流體的重量,進而減輕電池的重量,提升了電池的重量能量密度,據了解能夠提升5-10%;
(3)長壽命:PET復合銅箔可形成膨狀海綿體,吸收膨脹時的應力,有5%壽命的提升;
(4)強兼容:PET復合銅箔可以適用不同規格、不同系統的電池;
(5)低成本:復合銅箔對銅材價格敏感度更低,原材料成本占比約40%-50%,明顯低于傳統電解銅箔的78%,隨著設備環節的技術進步,成本仍有較大下降空間。
【復合集流體情況介紹】
第一,復合集流體目前由于比傳統銅箔/鋁箔要更輕更高,所以在能量密度方面對電池有很大的提升,尤其是在消費電池,比如說手機、無人機、或者機械專業方面機器人、3C消費,消費電池。其次在動力電池方面。
第二,由于它有中間加了一層隔膜,阻燃性較傳統銅箔而言,有非常大的隔絕效果,起火時候就因為這一層隔膜有阻絕的作用,電壓和電流瞬間給隔絕下來。
第三,由于我們金屬用量更少,所以對傳統銅箔的沖擊,對原材料方面滴需求比傳統的要小得多。
總體來說,優勢比傳統的要好,再加上他有傳統銅箔的延伸率,相對于我們復合銅箔延伸率相對來說要大得多,所以在電子纏繞過程之中,延伸率效果會更好。總的來說,對傳統電池的優勢較為明顯,這是復合集流體最大的優勢。其余的,在制造工藝上面,復合集流體的工藝比傳統的要相對來說麻煩一點點,成本上按現目前良率不是特別高,但現目前已經能達到初步的平衡。
【交流內容】
Q:現在行業的一些在積極做這塊的企業麻煩您幫忙介紹一下
A:有特別多,是目前市面上做的比較大的,我們算一個。還有廈門海辰,他們現在在重慶成立了新的公司,廈門海辰投資注冊18個億,總體投資應該是在60個億以上,他們目前已經定了有兩條線做復合銅箔。除此之外,江西寶明科技,也正式宣布在做復合集流體,除此之外,ATL、北方華創,浙江晨宇等等企業都在研發復合集流體,遠不止這五六家,據我目前所知的,應該不低于十家。
Q:感覺今年行業里面有一些新面孔,投入也很大。為什么有越來越多的公司在開始做這塊的這樣的布局,是不是說行業有比較明顯的一些變化,我們怎么去衡量這就這些變化?
A:從去年,懸浮在海面上的應該廈門海辰,和浙江晨宇有一條樣本線,其余的都是在組織和籌建之中,到了今年就發展起了到10家,包括還有基膜廠家。就比如說創新科技,還有以前的南洋科技,都在往這方面進發。為什么說他們這一塊兒大大膽積極的投入,我猜測最大的可能寧德時代在布局,因為寧德時代也預計在福建那邊成立一家公司,專門從事復合集流體的生產制造。現在還有專門的基膜廠商,本身集流體廠商跟基膜廠商是分開來的。
Q:現在復合銅箔這塊銅的這樣的厚度,大概是怎么樣的情況?我們怎么去衡量產品的這樣的成本,比方說定價,成本是按照每平米來看,同樣的厚度的成本大概是在什么樣的水平?
A:我們現目前的基材最普遍的薄膜,用的是4.5微米的,再加上單邊一微米左右的同城。但實際上由于可能電池廠商不同,它要求的鍍層厚度可能也有少許不同,一般的鍍層厚度一般是在0.8到1.3微米之間,即銅層鍍層厚度。單獨來看現目前的技術水平,想做到4.5微米基膜以下的,相對來說較難,除非改變基材,就比如說剛剛的4.5,基于的材質是4.5微米的PP,如果改成同材質的PET,那我們可以做到3.5甚至3.2一下。你們市面上所了解到的PET銅箔和PP銅箔,實際上是PP銅箔,而非PET銅箔。所以成本,如果按照70%,80%的良品率來看,結合目前的一代設備來看,差不多和傳統銅箔持平。
Q:按照一平米來看,良率100%的情況下,1平米的成本大概是怎么樣的?考慮基膜還有銅片,其他添加劑等等,談一下成本結構和目前的成本水平。
A:成本分析里面很復雜,涉及到用一代設備,二代設備。第二個涉及到的用的是原材料,用國外的還是用國內的,如果把這兩個因素確定之后,才能給相對來說比較精確的報價。以原材料為例,如果你用國外的PET,比如東麗。目前原材料漲得很厲害,基膜每天批價格在六到八毛每平方,是我們用國內的,每平米的價格大概在2到3毛,可能更便宜了1毛多每平方。
Q:那按照這種情況,用一代設備的國內跟用二代設備的國內跟海外,對能不能就請您分情況講解。
A:這樣我把一代和二代和國內國外的設備和物料價格大概透露給你們。
一代國內的設備成本,磁控估計在800到1000萬左右,他的平均線速度是在五米每分鐘。每小時用電量三百千瓦。這是國內磁控設備。一代水電鍍設備應該在 500萬左右,線速度在3米每分鐘。然后再加上光亮劑的成本,光亮劑的成本里面的水分特別大,如果用國內的成本應該能控制到每平方3毛,國外的要投資的 5毛左右。基膜方面,國內的2到3毛,國外的六到八毛。
然后我再說國外的。國外的設備應該好一點的,磁控設備應該在1500到2000萬左右,更貴的比如說用電子束或者其他設備,可能高達5000萬左右。然后二電鍍設備應該是900到1200萬左右。這樣速度能提到5-8米分鐘你可以推算出大致成本,這是兩步法。
Q:兩步法目前比較常規嗎?
A:現目前走的應該都是兩部,但后期不排除用三部分,因為兩步法的生產效率還是太慢了。后期三步法可能性非常大。
Q:目前有廠商會交流他在單位成本這塊的情況,披露在2.3-2.3塊左右,你怎么看?
A:如果我給你選擇參數,原料用國外東麗的。然后一代磁控設備,再加上一代水電鍍設備,成本大概在六元每平米。良率80%-90%,發動機用的是進口的。用二代的話肯定就只有四塊或者四塊左右,前提是兩步法。他們披露的是在三塊二三塊三左右,因為用三步法效率會提高。
Q:如果說用到三步法,那個線速度大概能做到多少。
A:電鍍應該能保證到7到10M/分鐘。兩步法,目前的極限速度應該在六米左右
Q:我們的設備折舊算的是幾年?
A:我們基本上都是一代設備,所以算出來成本相對來說是很高的。
Q:我們的那個報價可能要比市場稍微高一點,是不是主要因為我們用的一代設備?這個設備和幅寬的概念有關系嗎?
A:跟幅寬沒關系,我們賣的貴一點,因為我們有寧德時代的性能指標卡在這,就比如說同樣的產品,我們的指標和是比較高于外面做的,雖然說我們賣比較貴一點。其他廠家也能做,但是工藝做出來的效果,沒有我們工藝做出來效果好,所以他相對來說賣的便宜。
Q:金美八月份的時候開始做一期3600萬平量產的項目,MA和MC各自生產線上主要的目前的設備和人員配備是怎樣的?
A:MA和MC分別代表鍍鋁和鍍銅。然后設備不同,都是用的一代設備。MC鍍銅一臺磁控設備配三個工人,一條水電鍍線平均配置是三到四個人,最少三個人,如果前期要配置四個人才能正常運行。如果是電鍍設備正常運行,那肯定是24小時不間斷運行,所以可能需要倒班。但是真空設備,就依據線速和你做的米數來決定你到底要做多久,但是肯定也是要倒班了。因為設備做起來成本這么高,如果不倒班做,設備的固定支出太高了。
Q:MA鍍鋁生產線配備呢?
A;鋁它是用真鍍設備,一臺設備最少三個人。因為線速度特別快,線速度能達到 300米每分鐘以上,所以它換卷次數,比如說出真空、放真空,把膜做完要從新換卷,頻次相對來說比磁控要高很多,所以他最少三個人,如果人員不熟的情況下要四個人,因為長期換卷和下卷很耗人力和物力。
Q:這兩條線上目前在量產的良率怎么樣?
A:良率有很大的出入,在于客戶的接收標準是多少,就比如說如果寧德時代接收標準,標準卡的非常嚴格,良品率可能只有百分之四五十,但是如果是其他廠家,可能就能提高到百分之八十九十。因為各個電子廠家關心的重點不一樣。
Q:兩條生產線加工費大概怎樣?
A:我把設備成本和物料成本都說了一下,一代設備大致算出來6元左右,二代設備可能能將就到四塊左右,4塊多,如果用三步法,可能能把成本能更一步的下單到3塊多。如果國內的基膜再加上在進步,那肯定大幅度的把成本給縮小。
Q:關于鋁箔,了解到鋁箔他是不需要水電鍍的環節,只有真鍍環節,工藝和銅箔是有點不太一樣的,那這成本相對于同來說應該是要小很多,這和它線速度高有關系嗎?
A:成本是要低很多。但線速度高并不是好事,你可能想了解鋁里的成本,鍍鋁成本第一個是設備的折舊,第二個基膜PET,國內的廠家購買都是東麗的基膜,每平方的價格報到6到8毛一平方以上,如果用國產的能降到2到3。第二個線速度比,線速度越快,就代表單遍蒸發的鍍層厚度也就越低,就比如說我們鋁箔的產品,所要求的工藝是35到38遍真鍍才能完成一次的鋁箔生產。如果我前把300米的限速度降至100米,那我分發效率就會提升兩到三倍,以前38遍完成的,我現目前就可能提升到10幾遍就能把它完成,所以成本就和我的設備,工藝直接掛鉤。如果按照38遍的工藝來算,我每平方米的成本大致在兩塊五左右,而且良品率還是按照80%以上算。如果你把鍍鋁的蒸發遍數給降下來,把基膜換成國產的,那成本顯著降低至一塊左右。具體的可能我沒有具體去細算,但因為蒸發也是非常耗費電能的過程,因為蒸鍍機,每小時的功率也是非常大,30幾遍降至10幾遍,電費和效率都有巨大提升,因為每蒸發一定就要開倉做一次清潔,不管是從能耗上面來說,還要從功能成本上來說,他都是很大程度的提升的。所以鋁的成本就看你做多少遍,用的是一代是二代的設備。
Q:基膜方面,鋁現在還是用的PET,銅已經開始用PP,PVC這些便宜一點的?
A:鍍鋁都用的PET。鍍銅用PET都是三年以前的技術,現目前都是用的PP。
Q:銅箔的成本不管兩步法還是三步法,耗材這方面這有沒有哪個環節的用量是比較突出的?
A:鍍鋁有,鍍銅沒有。鍍鋁有非常嚴重的耗材,鍍鋁有個蒸發燈,是鋁絲的一個加熱容具。耗材用量特別大,一臺鍍鋁機有40幾個蒸發燈,一臺40幾個蒸發燈要生產十幾萬的膜才更換一次。十幾萬的膜并不是代表十幾萬平,就比如說做 38遍,你膜如果每遍做1萬米,那你38遍代表38萬米。
Q:之前我們調研說三步法的線速度它是非常快的,三步法它大概在中間多出了真空蒸鍍的環節,這個多出的環節是怎么對全環節的提速造成聯動影響的?
A:如果全靠磁控,上水電鍍之前,給基膜上足夠的銅,讓電阻降低。但是單純靠磁控把銅給鍍上去,這是相較于蒸鍍而言是較難的。磁控的難度相對來說要比蒸鍍的形式難很多,比如你要鍍到10nm或者20nm的銅,用磁控方式,線速度不可能很快,因為線速度越快,單位時間沉積的銅越少。所以只能降低線速度,以求在單位時間內所沉積的銅就越多。蒸鍍的原因在于蒸發的形式,它蒸發的銅量特別大,而且它磁控的原理相對蒸鍍而言要難太多,它需要的能量很大,所以效率相對來說就比蒸發要低很多。
Q:蒸鍍環節聯動前段工藝的磁控的環節線速度提高了,那工藝后段還有電鍍,電鍍這線速度又得到提高嗎?
A:如果我前工段做的做的厚度越厚,那我后工段的線速度就可以提升。如果前工段做的厚度比較小,那我相對來說需要電鍍去補足那一段兒,相對來說效率就會大大降低。還有一個,兩步法,在電費上也會高出很多,磁控比蒸鍍更加耗電。
Q:三步法全環節勻下來線速度多少?
A:可能電鍍這方面可能提升兩米每分鐘的限速度,總體而言。這是第一步,第二步磁控這一方面的產能相應的提升。我剛才說的磁控和水電鍍,線速度可能只能達到五米或者是六米每分鐘,如果用三法,我可能上十米每分鐘。
Q:今年設備更新,下游驗證之后,復合銅箔鋁箔的滲透率未來滲透率達到 20%,大概需要多久。
A:看寧德時代放開這個市場多久,專利被他管控了,多久能大規模量產,要看寧德時代把局布置的有多快。第二個就要看有沒有其他電子廠出來碰一碰,打專利戰把標準放低。現在知道的廈門海辰已經加快投資在做這個了。
Q:新能源車方面有沒有通過驗證,PET集流體適合做高壓的環境,快充快放情境?
A:有的。因為19年的時候我們已經在歐洲市場通過30萬平銅箔。外國市場已經預習過了,但是現目前為什么后面沒有一直延續下來,考慮到雖然能量密度更 高,但是充電效率其實相對來說要慢一點,不過耐壓要高一點點。充電效率方 面,目前復合集流體相當于銅的厚度減少了很多,所以整個電池的內阻是加大 的,在充放電的數據上他會降低。但是耐壓程度他會提高,因為以前的很容易發生起火短路,但是現在因為加了阻膜在里面,所以耐壓程度會高一點。
Q:去年你們簽訂一期項目之后,感覺整個下游的積極積極性怎么樣,這方面訂單還有在簽的嗎?
A:由于我們這兩年的無能,寧德時代現在也放了很多雞蛋在其他籃子里。以前是把所有雞蛋放到我們這兒,現在不是了,現在是分了很多出去。但是能告訴你的是,我們能生產出多少良品,他就會接受多少。
Q:您剛才提到國產的用國產的設備和基膜會會成本低很多?國產設備和基膜的廠商主要是哪些,然后他們水平如何?
A:如果PET,現目前主要用的是東麗的,但東麗它分為幾個板塊,日本東麗,韓國東麗,儀化東麗。日本東麗是最好的,但主供日本。韓國動力我們現目前在用的也是國內目前廠商大致都能買到的。然后儀化東麗是國內外綜合合資成立的公司,也能買,但是性能相對要差一點點,物理性能指標最大的體現度在拉伸強 度,MD方向的拉伸強度能達到320兆帕。現目前國內的PET廠家主要是雙星新材,還有恒力石化。恒力石化下面的子公司應該叫康匯新材。目前主流玩家應該做PET的,就這兩家。雙星相對來說他設備要比康輝新材料多一點。雙星我記得好像在18年左右,由于他才介入,所以前期做的不是特別好,后期好像經過一點改良之后做到能做到有很大的提升了,但是距離東麗的還是有一點差距。我預計,如果要用心研究,應該一到兩年應該就能模仿到東麗的水平。然后康輝新 材,得益于恒力石化的加持,因為他們也是做原材料的這一塊兒,可能他們做比較有實力,但是距離儀化、東麗幾個相對來說還是有一點差距,但是只要他們能用心去研究,估計一到兩年也能研發成功。但現目前受限于設備產能比較緊張,拉膜設備的產能不足。PP方面,我們一直用的是泉州家得利。家得利現目前產能也不是特別足夠,它的重要的指標也是看拉伸強度和延伸率,也是主要是集中在MD方向。但是國內也有做PP做了很多的廠家,但是在我看來,做的比較好像就只有南洋科技。因為他也是在19年就和我們開展過合作,所以他在這方面也做了一定的功夫,但還是有一定差距。
Q:因為在現在終端這塊兒的確有比較多的廠商開始做,而且布局都還不小。了解一下水電鍍設備這塊除了就我們了解的向東威,其他在做這塊的多不多?
A:相對來說這一塊兒比較少,西安航天算算,但是二代設備他從來沒有涉足過。然后可能。華創可沒有意義上研發,當時簽不簽?我也不確定。那就挺有意思的。
Q:為什么下游如火如荼,設備這塊的反而不多?
A:不是做的不多,而是做不出來。也有可能下游沒有找東威買,現目前市面上這么多廠家,不見得全是找東威買的,也有可能通過其他方式。
Q:終端會自研設備嗎?
A: 有可能。設備它不難,就比如說我們公司的,我們董事長的母公司也在生產設備,但生產和做的精益是兩碼事。夾邊鍍說實話,現目前只有東威做的好一 點,等一段時間市面上模仿它設備一大堆,那我現在先了解到信息來看,也有很多設備廠家對(54:20)邊鍍性特別感興趣,也用心的模仿。雖然核心也不是特別難,但難就難在以前沒有做過,東威最大的優勢跟著我們背書了六七年,所以人家想一時半會超越他不太可能。雖然下游現普通玩家也在玩,但生產廠家不可能說買不保險的,所以他們現階段肯定都是找東威買,等到他有足夠的產品研發出來的,他才會投入自己的精力和其他設備廠家搞共同研發。
Q:三步法的線速度能夠提升很快,為什么現在還不是主流,現在很多還是用二步法?
A:三步法有優勢,也有劣勢,三步法你要用到蒸鍍設備,溫度特別高,因為我們膜材使用的PET,特別容易把膜給燙傷,特別容易出現孔洞。孔洞多會影響良 率,雖然說你用三步法可以提升效率,但是在蒸鍍這一段,它也有不可避免的一些問題存在,如果能把問題給解決了,那肯定是用三步法。
Q:三步法投資額有差異嗎?
A:相對來說,蒸鍍設備和磁控設備,成本都很接近的,只不過稍微多一臺而已。但總體來說,設備數量是在下降的。
Q:如果是兩步法跟三步法的工作溫度大概差別是多少?
A:磁控濺射溫度是相對來說較低的溫度,蒸鍍相對來說要高很多。但具體的溫度而言,說實話,現目前行業之中沒有誰能把準確的溫度給拿出來,因為是在真空環境之中,誰也沒辦法測出膜的準確溫度。但是對于熱損傷來說,蒸鍍明顯大于磁控。
Q:滲透度能夠到什么樣的水平,預計的時間需要多久,以及當前我們現在看水電鍍設備基本上是一臺兩臺這種下單的節奏,現階段還沒有大規模普及的最核心的障礙是什么?
A:這兩年之前只有我們一家,所以我們動作很慢。現在是市場推著我們前進,尤其是前一段時間,國家科技部把復合集流體錄入重點的審查項目,這方面國家也在大力支持。第二,新能源市場的安全隱患不容小覷,這方面肯定也對我們有越來越大的幫助。光從數量做銅箔的數量和鋁箔的數量來看,去年以前可能就市面上就三到四家,今年就十幾家,很明顯的區別,其實當玩家數量一定達到度的時候,那最遲能大規模量產可能也就兩三年,也就剛才所說的電鍍設備,現目前各大廠商都是指示的做樣品階段,讓誰攻破了,那設備就是供不應求了。
Q:現階段的這行業還存在的一些問題,有些什么?
A:基膜抗拉強度如何提升,如果基膜抗拉伸有很大程度的提升,對我們產品有非常大的幫助。目前卡脖子不是卡在水電鍍,而是基膜拉伸。
Q:基膜方面剛剛說那個韓國東麗是最主要的采購對象,如果國內要實現差距的縮小,大概需要多久的這樣的時間?現在基膜這塊,主要是靠什么在推動在改善,是終端?還是說基膜廠本身。
A:基膜等方面,你主要有兩個方面,第一配方,第二個拉膜設備。設備配方,現目前傳統的各大廠家可能配方都一樣,但東麗的配方可能和傳統的極個別的添加劑他不一樣,這是東麗最強勢的地方。然后第二個稍微設備現目前已經被別人給壟斷了量產,一直到2024年都都沒有外放的可能。差距的縮小需要兩年左右時間,如果是基膜,國內的PET其實做的也不差。但是如果是PET鋁箔,可能就不行。第一批鋁箔線目前還在用國外的,那如果銅箔用PET做,今年國內的其實已經夠用了。
Q:現在市面上像萬盛,寶明,海辰還有寧德等等這些廠商他一般是采購采用的是一代還是二代?
A:電鍍而言,除了金美和寧德以外,他們采購的都是1代機。目前真空設備的二代機只有金美和某家設備廠商共同開發。寧德可能和海外的馮阿登納有電子束設備的共同開發,其余的廠家沒有。馮阿登納做磁控濺射,也做電子束蒸發,電子束全球最出名。
Q:在生產過程當中是不是也用到電化學的藥水,這塊國內和海外的主要的供應商是哪些,我們后續會不會國產化。
A:我可以明確的告訴你,國內的和海外的都能用,國外的比較出名的,像那個叫阿美特特別出名,做光亮劑的,但是他在行業沒有經驗,但是國內廠家因為在電鍍添加劑這一方面也有很多廠家在搞,所以這方面完全不用擔心,國產的完全可以代替進口的。
Q:市場傳聞我們的良率水平比較一般,然后比較其他廠商做到就比較高,能達到良率80%,真實性到底怎么樣?
A:良率取決于你的客戶用什么標準。我們的良品率低,是因為我們現目前面對的是寧德時代的標準。不是說我們的良品率會低,因為我們沒成功開發出寧德時代的產品的時候,他就會把標準給拔高,我們達到產品,他就又拔高,所以這就導致我們的產品標準的產品良率一直提不提升不起來,但其他設備廠家說的自己的良品率很高,我可以100%明確告訴你那是假的。如果面對的是二線電池廠家。不是像您的時代這種80%完全能達到。
Q:寧德對于哪些方面要求特別高。
A:物理性能就比如說鍍膜的延伸率、抗拉強度、孔洞、連結力。
Q:行業過去一年良率大概提升情況是怎么樣。未來一年,預計能不能再有進一步的這樣提升。
A:鍍銅,今后一到兩年來看,肯定能提升到90%以上。鍍鋁要看設備這方面的進展以及客戶的標準,鍍層次數30幾遍和10幾遍是不同的,一卷膜的摩擦次數越多,那它產生孔洞的概率也就越大,把它遍數降低之后,會大大降低孔洞的概 率。所以如果二代機研發成功,那良品率會顯著提升起來,至少達到80%以上。
據梳理,下列公司正積極布局,寧德時代也通過間接參股核心公司切入該領域:
