复合铜箔行业分析.docx
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1、复合铜箔行业分析一、全面质量管理营销管理者应当将改进产品和服务质量视为头等大事。许多在全球获得成功的公司都是因其产品达到了预期的质量指标。大多数顾客已不再接受或容忍质量平平的产品。企业要想在竞争中立于不败之地,除了接受全面质量管理(TQM),别无选择。通用电气公司董事长杰克,韦尔奇说:“质量是我们维护顾客忠诚最好的保证,是我们对付外国竞争最有力的武器,是我们保持增长和盈利的唯一途径。”更高的产品和服务质量会带来更高的顾客满意、顾客忠诚,同时也能支撑较高的价格并因销量增加带来更低的成本。所以,质量改进方案(QIP)通常会提高企业盈利水平。美国质量管理协会认为,质量是一项产品或服务有能力满足明确的
2、或隐含的需求的各种属性和特征的总和。这是一个顾客导向的质量定义。顾客有一系列的需要和欲望,当所售的产品或服务符合或超越了顾客的欲望时,销售者就提供了质量。一个能在大多数场合满足大多数顾客需要与欲望的公司就是优质公司。区分适用性质量和适合性质量是很重要的。适用性质量是指产品达到某特定功能的质量。适合性质量是指达到没有缺陷且有稳定一致的性能。重要的是“市场驱动质量”,而不是“工程驱动质量”。全面质量管理要求一个组织对所有生产过程、产品和服务进行一种广泛有组织的管理,以便不断地改进质量工作。全面质量管理是创造顾客价值、顾客满意和保留顾客的关键,要求企业全员全程参与,正如营销是每个人的工作一样。在一个
3、以质量为导向的企业,营销经理有两项责任:第一,正确识别顾客需要和欲望,将顾客的要求正确地传达给产品设计者,参与制定旨在通过全面质量获胜的战略和政策。第二,在向目标顾客传递高质量产品和服务的同时传递高的营销质量,努力使每项营销活动一订单处理、推销员培训、广告、售后服务等一都达到更高的标准和水平。越来越多的公司已经任命一位“质量副总经理”专门负责全面质量管理。全面质量管理要求确认下面有关质量改进的诸条件。(1)质量必须为顾客所认知。质量工作必须以顾客的需要为起始点,以顾客的知觉为终点。(2)质量必须在公司每一项活动中体现出来。不能只考虑产品的质量,还应考虑广告、服务、产品介绍文献、送货、售后服务等
4、方面的质量。(3)质量要求全体员工的承诺。唯有当公司全体员工都承诺保证质量,以质量为动力,并得到良好培训时,质量才有保证。(4)质量要求高质量的合作伙伴。一个公司所提供的质量,只有当它的价值链上的伙伴都对质量作出承诺时,才有保证。(5)质量必须不断改进。最佳公司坚信“每个人应持续不断地改善每项工作”。改善质量的最好方法就是以“最佳等级”竞争者作为基准,努力赶上或者超越他们。(6)质量改进有时需要总体突破。尽管质量应持续不断地加以改进,但有时确定一个总体改进目标是必要的。小的改进通过努力工作就可以实现,而大的改进则要求新的思路和更高明的工作。(7)质量未必要求更高成本。质量实际上是通过学习掌握“
5、第一次就把事情做好”的方式得以改善的。质量不是检查出来的,质量必须是设计进去的。当事情在第一次就做得很完美时,诸如抢救、修理等许多成本,以及顾客不满意的损失都可以免除。(8)质量是必要的,但不是充分的。由于买方的要求越来越高,改进一个公司的产品或服务质量无疑是十分必要的。然而,高质量并不保证必胜,尤其是当竞争者也处于大致相同的质量水平时。二、关系营销的主要目标关系营销更为关注的是维系现有顾客,丧失老主顾无异于失去市场、失去利润的来源。关系营销的重要性就在于争取新顾客的成本大大高于保持老顾客的成本。有的企业推行“零顾客叛离”计划,目标是让顾客没有离去的机会。这就要求及时掌握顾客的信息,随时与顾客
6、保持联系,并追踪顾客动态。因此,仅仅维持较高的顾客满意度和忠诚度还不够,必须分析顾客产生满意感和忠诚度的根本原因。由于对企业行为绩效的感知和理解不同,表示满意的顾客,原因可能不同,只有找出顾客满意的真实原因,才能有针对性地采取措施来维系顾客。满意的顾客会对产品、品牌乃至公司保持忠诚,忠诚的顾客会重复购买某一产品或服务,不为其他品牌所动摇,不仅会重复购买已买过的产品,而且会购买企业的其他产品。同时顾客的口头宣传,有助于树立企业的良好形象。此外,满意的顾客还会高度参与和介入企业的营销活动过程,为企业提供广泛的信息、意见和建议。三、复合铜箔行业分析(-)复合铜箔概况集流体是锂电池中的关键材料,作用为
7、将电池活性物质产生的电流汇集起来,以产生更大的输出电流。锂电池电芯的主要构成部分包括正极、负极、电解液和隔膜四部分,电池在充放电过程中,电解液中的锂离子在正负极之间往返运动。集流体是锂电池电芯中正负极的重要组成部分,作为汇集电流的结构或零件,其作用为将电化学反应所产生的电子汇集起来导至外电路,从而实现化学能转化为电能的过程。由于放电原理的不同,目前正极采用铝箔,负极采用铜箔。铜箔是锂电池负极材料的重要组成部分,约占锂电池总成本和总质量的8%和11虬铜箔具备良好的导电性、抗氧化性、抗腐蚀性、质地柔软、便于粘结等优异属性,叠加其原料丰富、价格低廉、工艺成熟等特点,是锂电池负极材料载体和集流体的首选
8、材料。根据有色金属加工工业协会及YanoResearch数据,铜箔材料占锂电池总成本8%;根据车用锂离子动力电池热失控诱发与扩展机理、建模与防控,铜箔材料质量占三元锂离子动力电池总质量11%,因此铜箔是影响锂电池能量密度和成本的关键材料。锂电铜箔降本、减重趋势明确。双碳背景下,随着新能源汽车、储能等新兴行业景气高企,锂电池产量呈现爆发式增长,电池厂、整车厂对锂电池材料的高能量密度、高安全性及提质增效等提出更严苛要求。在相同体积的锂离子电池中,铜箔的厚度越薄,浆料涂敷厚度增厚,可增大活性材料的用量,其承载负极活性物质的能力越好,可直接提升电池的能量密度。因此,锂电集流体向极薄、超纯、高抗拉强度和
9、高延伸率方向发展成为大势所趋。顺应行业发展趋势,复合铜箔技术应运而生。负极铜箔按制备方法可分为电解铜箔,压延铜箔和复合铜箔。目前电解铜箔为主流工艺;压延铜箔主要用于柔性覆铜板、电子电路板等;复合铜箔作为一种新型有机材料,能够提升安全性及电芯能量密度,有望成为未来锂电负极集流体的主流材料。复合铜箔为铜-高分子材料-铜三明治结构,以高分子绝缘树脂PET/PP/PI等材料作为夹心层,上下两面沉积金属铝或金属铜。目前行业尚未形成标准化的复合铜箔技术指标参数,对于有机材料基膜的选择尚未明确。综合成本和性能要求,短期看PET基膜的工艺进展最快,长期看PET/PP或将并行发展。PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)
10、:化学性质为耐弱酸弱碱,高分子层表面附着力、材料耐高温性以及材料机械强度优于PP材料。PP(聚丙烯):化学性质为耐强酸强碱,耐腐蚀性优于PET材料;具有很好的光学性能,透明度好;在高温下不释放有毒物质。但铜层在高分子层面的附着力较差,且PP熔点较低,溅射工艺中基膜易被击穿,导致良品率较低;PI(聚酰亚胺):目前性能最好的薄膜绝缘材料,也是耐热性最好的品种,在机械强度、耐高温性能、耐化学腐蚀性能均优于前二者,但受制于工艺水平与制造生产成本,目前暂未成为主流路线。(二)复合铜箔趋势1、复合铜箔高安全性PET复合铜箔能显著提升锂电池安全性。普通集流体材料受压易断裂,产生大尺寸毛刺后易刺穿隔膜,造成内
11、短路从而引起热失控。而复合铜箔由于铜导电层厚度较薄,产生的毛刺尺寸小,且中间高分子不易断裂,即使断裂也无法达到刺穿隔膜的强度标准,有效防止锂枝晶穿透隔膜引发的热失控。此外,高分子材料为绝缘材料,受热会发生断路效应,因此短时间内可大大降低短路电流,电池安全性能得到大幅提升。2、复合铜箔高能量密度由于PET层质量较轻,且铜箔层厚度变薄,重量较传统铜箔显著降低。以6.5Um厚度的PET复合铜箔为例,其中4uni的铜被4.5Um高分子材料PET替代,铜的密度8.96gcm3,高分子材料PET的密度L38gcm3,粗略测算复合铜箔电池相较传统电解铜箔电池可减重约55%o随着重量占比降低,电池内活性物质占
12、比增加,能量密度可提升5%-10%o电池的能量密度为电池平均单位体积或质量所释放出的电能。根据比亚迪专利显示,若将负极片中6Um的铜箔替换成1Um铜箔+3mPP+lm铝箔,重量能量密度可提升33%;若将正极片中10m的铝箔同时替换成3m铝箔+4mPP+3in铝箔,重量能量密度可提升6.l%o3、复合铜箔长寿命高分子材料相比金属具有低弹性模量,围绕电池内活性物质层形成层状环形海绵结构,在电池充放电过程中,可吸收极片活性物质层锂离子嵌入脱出产生的膨胀和收缩应力,从而保持极片界面长期完整性,使电池循环寿命提升5吼4、复合铜箔低成本原材料成本方面,传统铜箔为纯铜构成,而PET复合铜箔中采用高分子材料替
13、代部分铜,按照目前铜价6.3万元/吨,PET切片价格为0.8万元/吨(截至2022年10月20日数据),结合密度可计算得6Um传统铜箔原材料成本为3.39元/m2;6.5UmPET复合铜箔原材料成本为L41元/m2,较传统铜箔节省约57%,材料成本优势明显。制造成本方面,当前受限技术发展,复合集流体尚未达到量产阶段,制造成本相较传统铜箔未具备明显优势。根据产业链调研,目前复合铜箔总生产成本约4-5元/m2。随着设备工艺不断优化,产品良率不断提高,叠加大规模量产后摊薄设备与厂房折旧成本,复合铜箔有望占据成本优势。5、复合铜箔应用广泛高安全性是复合铜箔的主打优势,高比能、长寿命是其实现产业化的必备
14、条件,中长期看,低成本将为复合铜箔带来更为广阔的应用前景。(三)复合铜箔主流技术路线复合集流体工艺的核心逻辑在于使高分子材料表面金属化。由于高分子材料的结晶度大、极性小、表面光滑等特性,会影响镀层与基材之间的黏合力,且高分子材料大多数为不导电的绝缘体,因此无法直接进行电镀,需要先对高分子材料进行表面处理、活化等,使其表面沉积一层导电的金属膜。与传统电解铜箔相比,复合铜箔的生产工艺流程缩短,工艺难度大大提升,核心为磁控溅射+水电镀工艺。复合铜箔生产工艺可分为两步法(磁控溅射-水电镀)和三步法(磁控溅射-蒸镀-水电镀),其中磁控溅射和水电镀是核心工艺,具体步骤为:通过真空磁控溅射镀膜工艺,在高分子
15、基膜上镀50nm厚度左右的超薄铜箔;采用水电镀的方式加厚铜层,直至铜层达到IUnl左右的厚度。三步法与两步法区别点在于在磁控溅射与水电镀之间加入了真空蒸镀环节作为过渡,减少后半段电镀工艺要求。结合产业链调研来看,经过测试,三步法良率较低,两步法(磁控溅射-水电镀)是目前最适合量产的工艺路线。水电镀环节的主要工艺难点包括:平整性:目前复合铜箔材料幅宽一般达到120Omm以上,幅宽越宽,材料张力控制越难。复合铜箔基膜需要在电镀槽液体中持续穿行几十米的距离,传输过程中若传动轮速不均匀,张力控制不当,更薄更宽的材料很容易出现膜拉伸变形现象;易穿孔:更薄的膜会更容易出现因发热熔穿和电击穿等穿孔现象;均匀
16、性;效率低:复合铜箔电镀设备速度至少需要达到7mmin以上,距规模化量产仍有较大提升空间。此外,在极耳焊接环节,复合铜箔新增一道采用超声波滚焊的极耳转印焊工序。由于高分子基材层的绝缘性能,复合集流体的极耳无法将集流体电芯中的电流输出至电极端子,为解决这一问题,需将极耳箔材(铝箔或铜箔)的两端分别与复合集流体的导电层焊接到一起,从而输送电芯中的电流。由于复合集流体极耳和箔材之间焊接难度大、焊接效率低下、易撕裂,传统的焊接方式无法实现符合要求的焊接强度,因此,锂电池在前段工序将多出一道采用超声波高速滚焊技术的极耳转印焊工序。四、复合铜箔商用市场(一)复合铜箔产业链上游原材料端:目前主要使用的基膜为
17、PET和PP。布局PET基膜的公司包括日本东丽、帝人、美国3M等,国内主要参与企业包括双星新材和乐凯胶片等;布局PP基膜的公司包括东材科技等。上游设备端:磁控溅射设备加速,电镀设备国内企业先发优势明显。1)磁控溅射设备:外资企业占据主导地位,主要参与企业包括美国应材、日本发那科、德国莱宝等,国内磁控溅射设备企业包括振华科技、腾胜科技、宏大真空、汇成真空、东威科技等。2)电镀设备:东威科技是国内电镀设备龙头,是目前国内唯一一家能实现PET镀铜设备量产的企业。订单方面,截至2022年11月,公司已先后公告与D客户、L客户签订合作框架,合计合同金额为15亿元,预计两年内实现交付;与宝明科技签订2.1
18、3亿元销售合同,向其销售双边夹卷式水平镀膜设备,预计2023年4月底前交货。产能方面,10月公司签订昆山东威新能源设备扩能项目,项目总投资10亿元,预计年产销300台/套卷式水平膜材电镀设备和150台/套磁控溅射卷绕镀膜设备。项目建设周期为2年,公司约定2年内每年综合销售额不低于30亿元,建成后年销售额达到50亿元以上。3)超声波滚焊设备。骄成超声是国内超声波焊接设备龙头,公司基于超声波高速滚动焊接系统技术,成功开发超声波滚焊机,能够实现复合集流体和箔材之间的高速滚焊,公司焊接机焊接速度可达80mmin以上,同行业未见其他能量产的竞品,目前已向宁德时代供货。中游生产端:各路企业加码布局,产业化
19、进程加快。1)膜材料厂商:金美新材料从2019年进入多功能复合集流体薄膜材料领域,2020年与宁德开始合作,目前PP基膜产品处于送样测试阶段,根据公司官网,重庆金美项目一期规划总投资15亿元,产能3.5亿平米,对应年产值17.5亿元,预计年内复合铝/铜箔有望实现率先量产,二期、三期项目预计于2025年前形成年产值IOO亿元;宝明科技2021年布局复合铜箔产品,目前已送样至多家电池厂商,7月公告投资60亿元在江西赣州建设复合铜箔产能,预计一期L5亿平米项目有望于年内投产;双星新材2020年着手PET复合铜箔立项,计划年内完成5000万平米项目建设,2025年完成5亿平米项目建设;2)传统电解铜箔
20、材料厂商:诺德股份PET铜箔处于实验验证阶段,在下游客户中批量试用;中一科技武汉子公司计划注册资本为3亿元,计划建设年产500万平方米生产线,进行工艺、技术、设备的验证优化和市场应用推广。下游电池端:积极推进复合集流体研发认证,产业趋势明朗。宁德时代、比亚迪、国轩高科以及海辰新能源等多家电池厂正积极布局复合集流体相关专利,其中,宁德时代通过参股金美布局PET复合铜箔,并已在复合集流体技术与产业化方面取得较大进展。复合铜箔产业化趋势明确,2023年有望成为量产元年:第一阶段:研发布局阶段(2017-2021):出于优化电池安全性的目的,电池厂对在集流体中加入有机夹层进行研究并设立研发专利。201
21、7年宁德时代率先提出了使用PPTC作为金属集流体内部的夹层,形成三明治结构降低电池短路热失控风险。复合集流体逐渐在动力电池、消费电池等领域替代传统的电解铜箔、铝箔投入试用,进入产业高度关注阶段;第二阶段:技术突破阶段(2022-2023H1):材料厂商以及电池厂商进行密集的技术验证,磁控溅射、电镀、超声焊等设备工艺持续迭代升级,当前国内多家膜材料厂商以及传统电解铜箔凭借工艺共通性积极布局复合箔材,且已与上游设备厂商签定批量订单,提前锁定优质产能。根据设备的交货节奏来看,复合铜箔的小批量产能有望于2023H1形成;第三阶段:规模量产阶段(2023H2后):随着焊接工艺、产品良率等难点逐渐解决,复
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