锂电网讯:资本市场对锂电池细分材料的探索永不停歇,一则项目投建消息,再次把复合铜箔送上舞台中心。
7月6日盘后,宝明科技宣布,拟60亿元投建锂电池复合铜箔生产基地。中金公司表示,这意味着复合铜箔将迎来首个规模化量产项目,产业化进入第三阶段。
有潜力的新型锂电负极集流体材料
铜箔是锂电池负极集流体的关键材料,复合铜箔是指在塑料薄膜PET、PP、PI等材质表面上制作一层金属导电层,而制作而成的一种新型材料。其造型类似三明治式,中间是厚度为3.6-6μm的绝缘树脂层,外面两层为厚度1μm的铜箔。
相比传统电解铜箔,PET复合铜箔作为负极集流体的锂电池具有低成本、高安全、长寿命和高能量密度等优势,能解决电池因内短路引发热失控的行业难题。
(1)高安全:铜箔、铝箔受到应力之后很容易断裂,断裂之后容易刺穿隔膜,造成内短路引起发热失控。而PET膜在金属断裂后不容易被刺穿,可在热失控源头及时熔断,起到“保险丝”的作用;
(2)提升能量密度:PET材料较轻,因此PET铜箔可大幅降低集流体的重量,进而减轻电池的重量,提升了电池的重量能量密度,据了解能够提升5-10%;
(3)长寿命:PET复合铜箔可形成膨状海绵体,吸收膨胀时的应力,有5%寿命的提升;
(4)强兼容:PET复合铜箔可以适用不同规格、不同系统的电池;
(5)低成本:复合铜箔对铜材价格敏感度更低,原材料成本占比约40%-50%,明显低于传统电解铜箔的78%,随着设备环节的技术进步,成本仍有较大下降空间。
【复合集流体情况介绍】
第一,复合集流体目前由于比传统铜箔/铝箔要更轻更高,所以在能量密度方面对电池有很大的提升,尤其是在消费电池,比如说手机、无人机、或者机械专业方面机器人、3C消费,消费电池。其次在动力电池方面。
第二,由于它有中间加了一层隔膜,阻燃性较传统铜箔而言,有非常大的隔绝效果,起火时候就因为这一层隔膜有阻绝的作用,电压和电流瞬间给隔绝下来。
第三,由于我们金属用量更少,所以对传统铜箔的冲击,对原材料方面滴需求比传统的要小得多。
总体来说,优势比传统的要好,再加上他有传统铜箔的延伸率,相对于我们复合铜箔延伸率相对来说要大得多,所以在电子缠绕过程之中,延伸率效果会更好。总的来说,对传统电池的优势较为明显,这是复合集流体最大的优势。其余的,在制造工艺上面,复合集流体的工艺比传统的要相对来说麻烦一点点,成本上按现目前良率不是特别高,但现目前已经能达到初步的平衡。
【交流内容】
Q:现在行业的一些在积极做这块的企业麻烦您帮忙介绍一下
A:有特别多,是目前市面上做的比较大的,我们算一个。还有厦门海辰,他们现在在重庆成立了新的公司,厦门海辰投资注册18个亿,总体投资应该是在60个亿以上,他们目前已经定了有两条线做复合铜箔。除此之外,江西宝明科技,也正式宣布在做复合集流体,除此之外,ATL、北方华创,浙江晨宇等等企业都在研发复合集流体,远不止这五六家,据我目前所知的,应该不低于十家。
Q:感觉今年行业里面有一些新面孔,投入也很大。为什么有越来越多的公司在开始做这块的这样的布局,是不是说行业有比较明显的一些变化,我们怎么去衡量这就这些变化?
A:从去年,悬浮在海面上的应该厦门海辰,和浙江晨宇有一条样本线,其余的都是在组织和筹建之中,到了今年就发展起了到10家,包括还有基膜厂家。就比如说创新科技,还有以前的南洋科技,都在往这方面进发。为什么说他们这一块儿大大胆积极的投入,我猜测最大的可能宁德时代在布局,因为宁德时代也预计在福建那边成立一家公司,专门从事复合集流体的生产制造。现在还有专门的基膜厂商,本身集流体厂商跟基膜厂商是分开来的。
Q:现在复合铜箔这块铜的这样的厚度,大概是怎么样的情况?我们怎么去衡量产品的这样的成本,比方说定价,成本是按照每平米来看,同样的厚度的成本大概是在什么样的水平?
A:我们现目前的基材最普遍的薄膜,用的是4.5微米的,再加上单边一微米左右的同城。但实际上由于可能电池厂商不同,它要求的镀层厚度可能也有少许不同,一般的镀层厚度一般是在0.8到1.3微米之间,即铜层镀层厚度。单独来看现目前的技术水平,想做到4.5微米基膜以下的,相对来说较难,除非改变基材,就比如说刚刚的4.5,基于的材质是4.5微米的PP,如果改成同材质的PET,那我们可以做到3.5甚至3.2一下。你们市面上所了解到的PET铜箔和PP铜箔,实际上是PP铜箔,而非PET铜箔。所以成本,如果按照70%,80%的良品率来看,结合目前的一代设备来看,差不多和传统铜箔持平。
Q:按照一平米来看,良率100%的情况下,1平米的成本大概是怎么样的?考虑基膜还有铜片,其他添加剂等等,谈一下成本结构和目前的成本水平。
A:成本分析里面很复杂,涉及到用一代设备,二代设备。第二个涉及到的用的是原材料,用国外的还是用国内的,如果把这两个因素确定之后,才能给相对来说比较精确的报价。以原材料为例,如果你用国外的PET,比如东丽。目前原材料涨得很厉害,基膜每天批价格在六到八毛每平方,是我们用国内的,每平米的价格大概在2到3毛,可能更便宜了1毛多每平方。
Q:那按照这种情况,用一代设备的国内跟用二代设备的国内跟海外,对能不能就请您分情况讲解。
A:这样我把一代和二代和国内国外的设备和物料价格大概透露给你们。
一代国内的设备成本,磁控估计在800到1000万左右,他的平均线速度是在五米每分钟。每小时用电量三百千瓦。这是国内磁控设备。一代水电镀设备应该在 500万左右,线速度在3米每分钟。然后再加上光亮剂的成本,光亮剂的成本里面的水分特别大,如果用国内的成本应该能控制到每平方3毛,国外的要投资的 5毛左右。基膜方面,国内的2到3毛,国外的六到八毛。
然后我再说国外的。国外的设备应该好一点的,磁控设备应该在1500到2000万左右,更贵的比如说用电子束或者其他设备,可能高达5000万左右。然后二电镀设备应该是900到1200万左右。这样速度能提到5-8米分钟你可以推算出大致成本,这是两步法。
Q:两步法目前比较常规吗?
A:现目前走的应该都是两部,但后期不排除用三部分,因为两步法的生产效率还是太慢了。后期三步法可能性非常大。
Q:目前有厂商会交流他在单位成本这块的情况,披露在2.3-2.3块左右,你怎么看?
A:如果我给你选择参数,原料用国外东丽的。然后一代磁控设备,再加上一代水电镀设备,成本大概在六元每平米。良率80%-90%,发动机用的是进口的。用二代的话肯定就只有四块或者四块左右,前提是两步法。他们披露的是在三块二三块三左右,因为用三步法效率会提高。
Q:如果说用到三步法,那个线速度大概能做到多少。
A:电镀应该能保证到7到10M/分钟。两步法,目前的极限速度应该在六米左右
Q:我们的设备折旧算的是几年?
A:我们基本上都是一代设备,所以算出来成本相对来说是很高的。
Q:我们的那个报价可能要比市场稍微高一点,是不是主要因为我们用的一代设备?这个设备和幅宽的概念有关系吗?
A:跟幅宽没关系,我们卖的贵一点,因为我们有宁德时代的性能指标卡在这,就比如说同样的产品,我们的指标和是比较高于外面做的,虽然说我们卖比较贵一点。其他厂家也能做,但是工艺做出来的效果,没有我们工艺做出来效果好,所以他相对来说卖的便宜。
Q:金美八月份的时候开始做一期3600万平量产的项目,MA和MC各自生产线上主要的目前的设备和人员配备是怎样的?
A:MA和MC分别代表镀铝和镀铜。然后设备不同,都是用的一代设备。MC镀铜一台磁控设备配三个工人,一条水电镀线平均配置是三到四个人,最少三个人,如果前期要配置四个人才能正常运行。如果是电镀设备正常运行,那肯定是24小时不间断运行,所以可能需要倒班。但是真空设备,就依据线速和你做的米数来决定你到底要做多久,但是肯定也是要倒班了。因为设备做起来成本这么高,如果不倒班做,设备的固定支出太高了。
Q:MA镀铝生产线配备呢?
A;铝它是用真镀设备,一台设备最少三个人。因为线速度特别快,线速度能达到 300米每分钟以上,所以它换卷次数,比如说出真空、放真空,把膜做完要从新换卷,频次相对来说比磁控要高很多,所以他最少三个人,如果人员不熟的情况下要四个人,因为长期换卷和下卷很耗人力和物力。
Q:这两条线上目前在量产的良率怎么样?
A:良率有很大的出入,在于客户的接收标准是多少,就比如说如果宁德时代接收标准,标准卡的非常严格,良品率可能只有百分之四五十,但是如果是其他厂家,可能就能提高到百分之八十九十。因为各个电子厂家关心的重点不一样。
Q:两条生产线加工费大概怎样?
A:我把设备成本和物料成本都说了一下,一代设备大致算出来6元左右,二代设备可能能将就到四块左右,4块多,如果用三步法,可能能把成本能更一步的下单到3块多。如果国内的基膜再加上在进步,那肯定大幅度的把成本给缩小。
Q:关于铝箔,了解到铝箔他是不需要水电镀的环节,只有真镀环节,工艺和铜箔是有点不太一样的,那这成本相对于同来说应该是要小很多,这和它线速度高有关系吗?
A:成本是要低很多。但线速度高并不是好事,你可能想了解铝里的成本,镀铝成本第一个是设备的折旧,第二个基膜PET,国内的厂家购买都是东丽的基膜,每平方的价格报到6到8毛一平方以上,如果用国产的能降到2到3。第二个线速度比,线速度越快,就代表单遍蒸发的镀层厚度也就越低,就比如说我们铝箔的产品,所要求的工艺是35到38遍真镀才能完成一次的铝箔生产。如果我前把300米的限速度降至100米,那我分发效率就会提升两到三倍,以前38遍完成的,我现目前就可能提升到10几遍就能把它完成,所以成本就和我的设备,工艺直接挂钩。如果按照38遍的工艺来算,我每平方米的成本大致在两块五左右,而且良品率还是按照80%以上算。如果你把镀铝的蒸发遍数给降下来,把基膜换成国产的,那成本显著降低至一块左右。具体的可能我没有具体去细算,但因为蒸发也是非常耗费电能的过程,因为蒸镀机,每小时的功率也是非常大,30几遍降至10几遍,电费和效率都有巨大提升,因为每蒸发一定就要开仓做一次清洁,不管是从能耗上面来说,还要从功能成本上来说,他都是很大程度的提升的。所以铝的成本就看你做多少遍,用的是一代是二代的设备。
Q:基膜方面,铝现在还是用的PET,铜已经开始用PP,PVC这些便宜一点的?
A:镀铝都用的PET。镀铜用PET都是三年以前的技术,现目前都是用的PP。
Q:铜箔的成本不管两步法还是三步法,耗材这方面这有没有哪个环节的用量是比较突出的?
A:镀铝有,镀铜没有。镀铝有非常严重的耗材,镀铝有个蒸发灯,是铝丝的一个加热容具。耗材用量特别大,一台镀铝机有40几个蒸发灯,一台40几个蒸发灯要生产十几万的膜才更换一次。十几万的膜并不是代表十几万平,就比如说做 38遍,你膜如果每遍做1万米,那你38遍代表38万米。
Q:之前我们调研说三步法的线速度它是非常快的,三步法它大概在中间多出了真空蒸镀的环节,这个多出的环节是怎么对全环节的提速造成联动影响的?
A:如果全靠磁控,上水电镀之前,给基膜上足够的铜,让电阻降低。但是单纯靠磁控把铜给镀上去,这是相较于蒸镀而言是较难的。磁控的难度相对来说要比蒸镀的形式难很多,比如你要镀到10nm或者20nm的铜,用磁控方式,线速度不可能很快,因为线速度越快,单位时间沉积的铜越少。所以只能降低线速度,以求在单位时间内所沉积的铜就越多。蒸镀的原因在于蒸发的形式,它蒸发的铜量特别大,而且它磁控的原理相对蒸镀而言要难太多,它需要的能量很大,所以效率相对来说就比蒸发要低很多。
Q:蒸镀环节联动前段工艺的磁控的环节线速度提高了,那工艺后段还有电镀,电镀这线速度又得到提高吗?
A:如果我前工段做的做的厚度越厚,那我后工段的线速度就可以提升。如果前工段做的厚度比较小,那我相对来说需要电镀去补足那一段儿,相对来说效率就会大大降低。还有一个,两步法,在电费上也会高出很多,磁控比蒸镀更加耗电。
Q:三步法全环节匀下来线速度多少?
A:可能电镀这方面可能提升两米每分钟的限速度,总体而言。这是第一步,第二步磁控这一方面的产能相应的提升。我刚才说的磁控和水电镀,线速度可能只能达到五米或者是六米每分钟,如果用三法,我可能上十米每分钟。
Q:今年设备更新,下游验证之后,复合铜箔铝箔的渗透率未来渗透率达到 20%,大概需要多久。
A:看宁德时代放开这个市场多久,专利被他管控了,多久能大规模量产,要看宁德时代把局布置的有多快。第二个就要看有没有其他电子厂出来碰一碰,打专利战把标准放低。现在知道的厦门海辰已经加快投资在做这个了。
Q:新能源车方面有没有通过验证,PET集流体适合做高压的环境,快充快放情境?
A:有的。因为19年的时候我们已经在欧洲市场通过30万平铜箔。外国市场已经预习过了,但是现目前为什么后面没有一直延续下来,考虑到虽然能量密度更 高,但是充电效率其实相对来说要慢一点,不过耐压要高一点点。充电效率方 面,目前复合集流体相当于铜的厚度减少了很多,所以整个电池的内阻是加大 的,在充放电的数据上他会降低。但是耐压程度他会提高,因为以前的很容易发生起火短路,但是现在因为加了阻膜在里面,所以耐压程度会高一点。
Q:去年你们签订一期项目之后,感觉整个下游的积极积极性怎么样,这方面订单还有在签的吗?
A:由于我们这两年的无能,宁德时代现在也放了很多鸡蛋在其他篮子里。以前是把所有鸡蛋放到我们这儿,现在不是了,现在是分了很多出去。但是能告诉你的是,我们能生产出多少良品,他就会接受多少。
Q:您刚才提到国产的用国产的设备和基膜会会成本低很多?国产设备和基膜的厂商主要是哪些,然后他们水平如何?
A:如果PET,现目前主要用的是东丽的,但东丽它分为几个板块,日本东丽,韩国东丽,仪化东丽。日本东丽是最好的,但主供日本。韩国动力我们现目前在用的也是国内目前厂商大致都能买到的。然后仪化东丽是国内外综合合资成立的公司,也能买,但是性能相对要差一点点,物理性能指标最大的体现度在拉伸强 度,MD方向的拉伸强度能达到320兆帕。现目前国内的PET厂家主要是双星新材,还有恒力石化。恒力石化下面的子公司应该叫康汇新材。目前主流玩家应该做PET的,就这两家。双星相对来说他设备要比康辉新材料多一点。双星我记得好像在18年左右,由于他才介入,所以前期做的不是特别好,后期好像经过一点改良之后做到能做到有很大的提升了,但是距离东丽的还是有一点差距。我预计,如果要用心研究,应该一到两年应该就能模仿到东丽的水平。然后康辉新 材,得益于恒力石化的加持,因为他们也是做原材料的这一块儿,可能他们做比较有实力,但是距离仪化、东丽几个相对来说还是有一点差距,但是只要他们能用心去研究,估计一到两年也能研发成功。但现目前受限于设备产能比较紧张,拉膜设备的产能不足。PP方面,我们一直用的是泉州家得利。家得利现目前产能也不是特别足够,它的重要的指标也是看拉伸强度和延伸率,也是主要是集中在MD方向。但是国内也有做PP做了很多的厂家,但是在我看来,做的比较好像就只有南洋科技。因为他也是在19年就和我们开展过合作,所以他在这方面也做了一定的功夫,但还是有一定差距。
Q:因为在现在终端这块儿的确有比较多的厂商开始做,而且布局都还不小。了解一下水电镀设备这块除了就我们了解的向东威,其他在做这块的多不多?
A:相对来说这一块儿比较少,西安航天算算,但是二代设备他从来没有涉足过。然后可能。华创可没有意义上研发,当时签不签?我也不确定。那就挺有意思的。
Q:为什么下游如火如荼,设备这块的反而不多?
A:不是做的不多,而是做不出来。也有可能下游没有找东威买,现目前市面上这么多厂家,不见得全是找东威买的,也有可能通过其他方式。
Q:终端会自研设备吗?
A: 有可能。设备它不难,就比如说我们公司的,我们董事长的母公司也在生产设备,但生产和做的精益是两码事。夹边镀说实话,现目前只有东威做的好一 点,等一段时间市面上模仿它设备一大堆,那我现在先了解到信息来看,也有很多设备厂家对(54:20)边镀性特别感兴趣,也用心的模仿。虽然核心也不是特别难,但难就难在以前没有做过,东威最大的优势跟着我们背书了六七年,所以人家想一时半会超越他不太可能。虽然下游现普通玩家也在玩,但生产厂家不可能说买不保险的,所以他们现阶段肯定都是找东威买,等到他有足够的产品研发出来的,他才会投入自己的精力和其他设备厂家搞共同研发。
Q:三步法的线速度能够提升很快,为什么现在还不是主流,现在很多还是用二步法?
A:三步法有优势,也有劣势,三步法你要用到蒸镀设备,温度特别高,因为我们膜材使用的PET,特别容易把膜给烫伤,特别容易出现孔洞。孔洞多会影响良 率,虽然说你用三步法可以提升效率,但是在蒸镀这一段,它也有不可避免的一些问题存在,如果能把问题给解决了,那肯定是用三步法。
Q:三步法投资额有差异吗?
A:相对来说,蒸镀设备和磁控设备,成本都很接近的,只不过稍微多一台而已。但总体来说,设备数量是在下降的。
Q:如果是两步法跟三步法的工作温度大概差别是多少?
A:磁控溅射温度是相对来说较低的温度,蒸镀相对来说要高很多。但具体的温度而言,说实话,现目前行业之中没有谁能把准确的温度给拿出来,因为是在真空环境之中,谁也没办法测出膜的准确温度。但是对于热损伤来说,蒸镀明显大于磁控。
Q:渗透度能够到什么样的水平,预计的时间需要多久,以及当前我们现在看水电镀设备基本上是一台两台这种下单的节奏,现阶段还没有大规模普及的最核心的障碍是什么?
A:这两年之前只有我们一家,所以我们动作很慢。现在是市场推着我们前进,尤其是前一段时间,国家科技部把复合集流体录入重点的审查项目,这方面国家也在大力支持。第二,新能源市场的安全隐患不容小觑,这方面肯定也对我们有越来越大的帮助。光从数量做铜箔的数量和铝箔的数量来看,去年以前可能就市面上就三到四家,今年就十几家,很明显的区别,其实当玩家数量一定达到度的时候,那最迟能大规模量产可能也就两三年,也就刚才所说的电镀设备,现目前各大厂商都是指示的做样品阶段,让谁攻破了,那设备就是供不应求了。
Q:现阶段的这行业还存在的一些问题,有些什么?
A:基膜抗拉强度如何提升,如果基膜抗拉伸有很大程度的提升,对我们产品有非常大的帮助。目前卡脖子不是卡在水电镀,而是基膜拉伸。
Q:基膜方面刚刚说那个韩国东丽是最主要的采购对象,如果国内要实现差距的缩小,大概需要多久的这样的时间?现在基膜这块,主要是靠什么在推动在改善,是终端?还是说基膜厂本身。
A:基膜等方面,你主要有两个方面,第一配方,第二个拉膜设备。设备配方,现目前传统的各大厂家可能配方都一样,但东丽的配方可能和传统的极个别的添加剂他不一样,这是东丽最强势的地方。然后第二个稍微设备现目前已经被别人给垄断了量产,一直到2024年都都没有外放的可能。差距的缩小需要两年左右时间,如果是基膜,国内的PET其实做的也不差。但是如果是PET铝箔,可能就不行。第一批铝箔线目前还在用国外的,那如果铜箔用PET做,今年国内的其实已经够用了。
Q:现在市面上像万盛,宝明,海辰还有宁德等等这些厂商他一般是采购采用的是一代还是二代?
A:电镀而言,除了金美和宁德以外,他们采购的都是1代机。目前真空设备的二代机只有金美和某家设备厂商共同开发。宁德可能和海外的冯阿登纳有电子束设备的共同开发,其余的厂家没有。冯阿登纳做磁控溅射,也做电子束蒸发,电子束全球最出名。
Q:在生产过程当中是不是也用到电化学的药水,这块国内和海外的主要的供应商是哪些,我们后续会不会国产化。
A:我可以明确的告诉你,国内的和海外的都能用,国外的比较出名的,像那个叫阿美特特别出名,做光亮剂的,但是他在行业没有经验,但是国内厂家因为在电镀添加剂这一方面也有很多厂家在搞,所以这方面完全不用担心,国产的完全可以代替进口的。
Q:市场传闻我们的良率水平比较一般,然后比较其他厂商做到就比较高,能达到良率80%,真实性到底怎么样?
A:良率取决于你的客户用什么标准。我们的良品率低,是因为我们现目前面对的是宁德时代的标准。不是说我们的良品率会低,因为我们没成功开发出宁德时代的产品的时候,他就会把标准给拔高,我们达到产品,他就又拔高,所以这就导致我们的产品标准的产品良率一直提不提升不起来,但其他设备厂家说的自己的良品率很高,我可以100%明确告诉你那是假的。如果面对的是二线电池厂家。不是像您的时代这种80%完全能达到。
Q:宁德对于哪些方面要求特别高。
A:物理性能就比如说镀膜的延伸率、抗拉强度、孔洞、连结力。
Q:行业过去一年良率大概提升情况是怎么样。未来一年,预计能不能再有进一步的这样提升。
A:镀铜,今后一到两年来看,肯定能提升到90%以上。镀铝要看设备这方面的进展以及客户的标准,镀层次数30几遍和10几遍是不同的,一卷膜的摩擦次数越多,那它产生孔洞的概率也就越大,把它遍数降低之后,会大大降低孔洞的概 率。所以如果二代机研发成功,那良品率会显著提升起来,至少达到80%以上。
据梳理,下列公司正积极布局,宁德时代也通过间接参股核心公司切入该领域: