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2021年我国锂电铜箔产能分析:下游市场需求迅速扩张 我国已成最大生产国

一、锂电铜箔生产工艺情况

1、生产工序

根据观研报告网发布的《2022年中国锂电铜箔产能市场分析报告-市场发展格局与投资潜力研究》显示,锂电铜箔生产难度较大,对工艺控制、设备精度和自控精度等要求较高,且厚度越薄难度越高。此外锂电铜箔还存在投资强度大、核心设备生箔机供给受限和建设及客户认证周期较长的特点,有较高的进入门槛。

锂电铜箔生产工序可分为溶铜、生箔、后处理和分切四大工序,四大工序起到作用各有不同,其中生箔是最重要的工序,决定成品铜箔大部分的性能。

生产工序 主要步骤
溶铜工序 将原料铜(铜板、铜线等)与热稀硫酸反应,生产硫酸铜溶液,再经过滤、调节温度,调节电解液成分,制备出纯度高、满足工艺条件的电解液。
生箔工序 添加添加剂,利用低电压、大电流技术,通过电化学反应,使电解液铜离子获电子后,附着在连续转动的高性能钛质阴极辊上,随着持续的电解沉积,形成一定厚度的铜箔。随后生产的铜箔通过阴极辊的连续转动、酸洗、水洗、烘干、剥离等工序剥离卷绕成铜箔卷(又称为生箔、原箔或者未处理铜箔)。
后处理工序 对原箔进行酸洗、有机防氧化等表面处理工序,使其指标符合客户要求。
分切工序 根据客户对于铜箔的品质、幅宽、重量等要求,对铜箔进行分切、检验、包装等。
溶铜工序 将原料铜(铜板、铜线等)与热稀硫酸反应,生产硫酸铜溶液,再经过滤、调节温度,调节电解液成分,制备出纯度高、满足工艺条件的电解液。

资料来源:观研天下整理

2、生产难点

锂电铜箔生产难度随着厚度的减少增加。随着产品厚度变薄,其工艺稳定控制要求、设备精度要求、自控精度控制要求越来越高,生产难度增加。具体来看,随着产品厚度变薄,必须适度降低生箔电流负荷生产;产品单位宽度抗张强度与箔面抗压变形能力降低,成品率下降;检修频次相应增加,开工率降低;且添加剂品质要求更高,用量更大,所需设备品质提升,成本上升。

在生产过程中,代表性技术难点包括对硫酸铜溶液及添加剂的选型、工艺配方、操作方法、生产设备及生产过程控制等,难以通过简单复制被新进生产厂商掌握。

锂电铜箔生产代表技术难点

项目 难点
电解液及添加剂控制 电流密度、电解液温度、电解液的PH值、电解液的洁净度和添加剂的选型、配方,添加剂是最主要的控制因素之一。添加剂种类繁多,各种添加剂在电沉积过程中发挥不同的作用,相辅相成又相互制约。生产不同规格型号的电解铜箔产品需要不同的添加剂
生箔设备 生箔设备中阳极板、阴极辊的材质、设备加工精度及一致性有着较高要求
生产控制 电解液中铜、酸浓度处于动态变化,生产过程中需要及时监测电解液中铜、酸浓度并进行实时调整,从而保证控制在最佳浓度范围内。电解铜箔的后处理工序中,为保障产品质量,需要对进入表面处理工序的原箔进行不同功能特性处理及全面检测

资料来源:观研天下整理

电解工序的核心设备是生箔机,而生箔机的核心部件又在于阴极辊。目前全球主要的电解铜箔阴极辊由新日铁、三船、韩国PNT等日韩企业提供。在国内尽管以上海默钛铌、西安泰金在生箔机取得了较大进步,但在6微米及以下的生箔机和日韩企业相比仍存在较大的差距。由于阴极辊和生箔机相对有限的供给,锂电铜箔的扩产受到制约,目前海外生箔机厂商订单饱满,未来几年的产量已被预订。

2021年全球主要的锂电铜箔厂商及产能

区域

公司名称

产地分布

产能(吨)

港台

南亚

中国台湾/昆山

11500

长春

中国台湾/常熟/盘锦

48000

建滔

中国香港

4000

日韩

日进

韩国

15000

古河

中国台湾

6000

SKN

韩国

30000

中国大陆

龙电华鑫

河南/山东/陕西、江苏

50000

铜冠铜箔

安徽

20000

诺德股份

青海/惠州

33000

江铜耶兹

江西

15000

嘉元股份

广东

18000

铭丰电子

江苏

2000

华威铜箔

广东/安徽

12000

江东电子

江苏

2000

超华科技

广东

600

中一科技

湖北

6000

浙江花园

浙江

5000

德福科技

江西/甘肃

10500

鑫铂瑞

江西

10000

其他

28400

欧洲

卢森堡

卢森堡

10000

数据来源:观研天下整理

3、产能投资

由于包括生箔机在内的设备投资较大,锂电铜箔具有重资产的特征,根据代表性上市公司诺德股份和嘉元科技披露的项目投资情况,锂电铜箔的单位投资强度较高,1万吨锂电铜箔产能所需投入的资金约为7亿元,甚至更高。具体构成看,设备购置的占比最高,超过50%。

锂电铜箔代表公司投资额及投资强度情况

公司名称 项目 投资金额(亿元) 投资强度(亿元/万吨)
诺德股份 青海1.5万吨高性能极薄锂离子电池用铜箔 12.52 8.33
惠州1.2万吨动力电池铜箔 10.26 8.55
嘉元科技 梅州1.5万吨高性能铜箔 10.08 6.72

资料来源:观研天下整理

资料来源:观研天下整理

资料来源:观研天下整理

同时锂电铜箔项目包括设备预订、安装、土建等过程耗时较长,建设周期约为2年。另外客户认证方面,考虑到铜箔对锂电池综合性能影响较大,认证较为严格,周期也较长,通常在半年以上,如果是新产品及新供应商从认证到大规模下单周期会更长。

二、我国锂电铜箔主要产能及产量

锂电铜箔生产技术要求较高,且在后续根据客户定制要求裁剪过程中也有一定的损耗,因此实际产量很难达到名义产能,如考虑到部分无法量产的无效产能,目前锂电铜箔行业整体的产能利用率约80%。

由于下游储能领域和新能源汽车市场的快速发展,推动锂电池市场需求持续扩张的背景下,我国锂电铜箔市场规模快速扩大。中国锂电铜箔发展处于全球领先的地位,已成为了全球最大的锂电铜箔生产国,产品涵盖薄铜箔、超薄铜箔和极薄铜箔。据估算2020年我国锂电铜箔产能已达22.9万吨,预计在全球锂电铜箔产能市场份额约为65%。

由于下游储能领域和新能源汽车市场的快速发展,推动锂电池市场需求持续扩张的背景下,我国锂电铜箔市场规模快速扩大。中国锂电铜箔发展处于全球领先的地位,已成为了全球最大的锂电铜箔生产国,产品涵盖薄铜箔、超薄铜箔和极薄铜箔。据估算2020年我国锂电铜箔产能已达22.9万吨,预计在全球锂电铜箔产能市场份额约为65%。

数据来源:观研天下整理

据数据显示,我国锂电铜箔(不包括港澳台和合资企业)出货量保持较快增长,出货量由2015年4.1万吨提高到2019年的9.3万吨,约占全球锂电铜箔产量的54.7%,年复合增速约23%。未来我国锂电铜箔需求将继续保持增长,据预估2020~2025年我国锂电铜箔市场将以35%复合增速增长,并于2025年达到47万吨左右。

据数据显示,我国锂电铜箔(不包括港澳台和合资企业)出货量保持较快增长,出货量由2015年4.1万吨提高到2019年的9.3万吨,约占全球锂电铜箔产量的54.7%,年复合增速约23%。未来我国锂电铜箔需求将继续保持增长,据预估2020~2025年我国锂电铜箔市场将以35%复合增速增长,并于2025年达到47万吨左右。

数据来源:观研天下整理

目前我国锂电铜箔行业总体的集中度不高,但马太效应已日益彰显,行业进一步集中。龙头企业凭借资金、技术等方面的优势已经逐步稳固地位,其中龙电华鑫、诺德股份和嘉元科技三家公司在我国2020年锂电铜箔产量占比约50%。

目前我国锂电铜箔行业总体的集中度不高,但马太效应已日益彰显,行业进一步集中。龙头企业凭借资金、技术等方面的优势已经逐步稳固地位,其中龙电华鑫、诺德股份和嘉元科技三家公司在我国2020年锂电铜箔产量占比约50%。

数据来源:观研天下整理

据统计,2021-2022年中国约18万吨锂电铜箔产能建成。从主要铜箔公司新建产能看,尽管规划的项目较多,尤其是龙头公司扩张力度较大,但由于锂电铜箔设备预订及建设周期较长,能在2021年发挥产能并不多,2022年下半年到年底则可能出现投产高峰,考虑到达产需要一定时间,预计认为2021-2022年供给维持偏紧态势,在2023年才能较为充分释放产能。

2021年国内主要锂电铜箔产能规划以及进度

公司名称 规划及在建项目 进度
龙电华鑫 南京龙鑫电子一期3万吨锂电铜箔 2021年5月开工,计划2022年9月底分段投产
江西铜业 上饶10万吨锂电铜箔,一期5万吨 一期第一阶段2.5万吨计划2023年底建成,一期其余产能在2024 年底投产
华威铜箔 安徽宣城8万吨高端柔性锂电铜箔 3万吨产能预计2023 年达产
中一科技 湖北安陆1万吨高性能铜箔项目 拟上市募投项目,取得环评批复
德福科技 江西九江三期和甘肃德福共3万吨 九江三期2020年4月开工,甘肃德福二期2019年10月开工
鑫铂瑞 2025年将现有产能从1万吨提高到2万吨
嘉元科技 梅州可转债1.5万吨,宁德1.5万吨,赣州龙南2万吨锂电铜箔 梅州可转债1.5万吨,预计2022年底建成投产
诺德股份 青海西宁1.5万吨和广东惠州1.2万吨锂电铜箔 预计2022年投产
超华科技 梅州2万吨和广西玉林一期2万吨锂电铜箔 梅州项目2020年底开工,广西一期2021年2月开工

资料来源:观研天下整理

三、我国超薄和极薄锂电铜箔产能情况

锂电池工艺中,能量密度是主要难点,对锂电铜箔的轻薄化是主要的技术突破口。在其他体系不变前提下,锂电池中使用的铜箔越薄重量越轻,质量能量密度越高。

一般来说动力电池对材料密度的要求更高,8微米铜箔动力电池主流能量密度为228.8Wh/Kg,如采用6微米和4.5微米铜箔,锂电池能量密度提升5%和9%。此外铜箔厚度越薄,单位电池铜的用量减少,也有利于电池成本降低。

目前8微米铜箔锂电单位铜用量为800吨/GWh,6微米和4.5微米铜箔单位电量铜的用量降低为620吨/GWh和450吨/GWh,无论是成本上,还是提高电池性能方面,采用薄铜箔的益处显而易见。为此,我国锂电铜箔尤其是动力锂电铜箔向轻薄化方向发展。

不同厚度锂电铜箔的铜用量以及能量密度比较

厚度 单位电量铜用量(吨/GWh) 能量密度(Wh/Kg)
8微米 800 228.8
6微米 620 240.2
4.5微米 450 249.6

资料来源:观研天下整理

但随着铜箔厚度的变薄,生产的良品率也有所下降,如6微米及以下锂电铜箔现阶段的产能利用率仅约70%,低于行业平均水平10个百分点左右。目前8微米锂电铜箔的生产已相对成熟,但具备量产6微米及以下铜箔生产能力的公司较少,目前国外锂电铜箔厚度多为8微米。

在电池企业和铜箔生产企业共同努力下,我国锂电铜箔的轻薄化走在世界前列。我国6微米铜箔份额由2017年的14%提高到2020年34%,而4.5微米铜箔2020年份额从无发展到3%。未来锂电铜箔的轻薄化大势所趋,超薄和极薄锂电铜箔面临良好的市场机遇。(xlx)

行业分析报告是决策者了解行业信息、掌握行业现状、判断行业趋势的重要参考依据。随着国内外经济形势调整,未来我国各行业的发展都将进入新阶段,决策和判断也需要更加谨慎。在信息时代中谁掌握更多的行业信息,谁将在未来竞争和发展中处于更有利的位置。

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