鋰電池復(fù)合集流體行業(yè)市場分析

復(fù)合集流體是什么？對于鋰離子電池來說，通常使用的正極集流體是

鋁箔，負(fù)極集流體是銅箔。復(fù)合集流體采用“金屬-高分子材料■金屬”

三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，通過真空蒸鍍、磁控濺射等方式在高分子PET/PP膜

表面形成納米級金屬，再通過水電鍍將金屬層沉積增厚到1pm以上。

復(fù)合集流體替代傳統(tǒng)集流體為什么是產(chǎn)業(yè)趨勢？降本+高安全是核心,

此外有高比能，強(qiáng)壽命，強(qiáng)兼容等優(yōu)點(diǎn)。降本：根據(jù)金美新材料官網(wǎng)，

成本比傳統(tǒng)箔材降低50%以上（箔材占儲能電池成本約10%）。高

安全：針刺實(shí)驗(yàn)過程中，傳統(tǒng)銅/鋁箔會產(chǎn)生大尺寸毛刺，造成內(nèi)短

路，引起熱失控。而復(fù)合集流體產(chǎn)生的毛刺尺寸小，疊加高分子材料

層受熱發(fā)生的斷路效應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)可大大降低短路電流，也有效防止

鋰枝晶穿透隔膜引發(fā)的熱失控。高比能：由于大幅降低了銅、鋁等金

屬材料用量可實(shí)現(xiàn)大幅減重，從而提升能量密度。鋰電復(fù)合銅箔相比

傳統(tǒng)鋰電電解銅箔面密度下降70%以上，能量密度提升5%以上。

復(fù)合銅箔主降本，復(fù)合鋁箔主安全+輕薄化，我們預(yù)計(jì)25年合計(jì)市

場空間有望接近300億元。復(fù)合銅箔：復(fù)合銅箔降本效應(yīng)明顯（理

論可降本50%）,若未來量產(chǎn)問題解決，我們預(yù)計(jì)可大規(guī)模替代傳

統(tǒng)銅箔。我們預(yù)計(jì)25年復(fù)合銅箔滲透率達(dá)20%,全球需求量達(dá)45

億平，單價(jià)按4.6元/平，市場空間達(dá)206億元。復(fù)合鋁箔：復(fù)合鋁

箔降本效應(yīng)一般，但量產(chǎn)進(jìn)展領(lǐng)先（金美22年11月已經(jīng)量產(chǎn)）+安

全性+輕薄化（鋁箔厚度從12下降至2微米），我們預(yù)計(jì)可在消費(fèi)、

高端動力領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)一定程度替代，預(yù)計(jì)25年滲透率達(dá)10%,全球需

求量達(dá)21億平，單價(jià)按4.1元/平，市場空間達(dá)86億元。

復(fù)合集流體賽道呈現(xiàn)出（行業(yè)+公司）、技術(shù)路線眾多且尚處于

優(yōu)化中、暫時(shí)僅有理論經(jīng)濟(jì)性尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)。復(fù)

合集流體生產(chǎn)顛覆傳統(tǒng)集流體生產(chǎn)工藝，是不可多得的0?1細(xì)分賽道。

傳統(tǒng)銅箔采用電解工藝，傳統(tǒng)鋁箔采用壓延工藝，復(fù)合銅/鋁箔生產(chǎn)

工藝主要為物理氣相沉積（PVD）+化學(xué)電鍍。實(shí)際生產(chǎn)過程中問題

較多。磁控濺射過程中容易出現(xiàn)箔材穿孔、銅膜結(jié)合力差、產(chǎn)線效率

低等問題，水電鍍階段幅寬、車速、鍍銅均勻性離規(guī)?；慨a(chǎn)尚有提

升空間。復(fù)合銅箔按照目前設(shè)備效率，考慮一定良品率，理論計(jì)算已

有經(jīng)濟(jì)性，復(fù)合鋁箔暫無。復(fù)合銅箔理論計(jì)算成本低于電解銅箔，但

由于產(chǎn)業(yè)尚無大規(guī)模量產(chǎn)交付產(chǎn)線，實(shí)際運(yùn)行效率、成本未知。

1、從趨勢看，復(fù)合集流體兼具降本+高安全，有望替代傳統(tǒng)集流體，

我們預(yù)計(jì)25年市場空間接近300億元

什么是復(fù)合集流體？金屬導(dǎo)電層?高分子材料支撐層■金屬導(dǎo)電層”三

明治結(jié)構(gòu)的新型材料

對于鋰離子電池來說，通常使用的正極集流體是鋁箔，負(fù)極集流體是

銅箔。復(fù)合集流體采用“金屬■高分子材料■金屬”三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，通過

真空蒸鍍、磁控濺射等方式在高分子PET/PP膜表面形成納米級金屬,

再通過水電鍍將金屬層沉積增厚到1Pm以上。復(fù)合銅箔：在塑料薄

膜PET、PP、PI等材質(zhì)表面上先采用真空濺射的方式，制作?層金

屬導(dǎo)電層，然后采用離子置換或其它的方式，將銅層加厚到1微米或

以上厚度，而制作而成的一種新型材料。復(fù)合鋁箔：是一種以聚對苯

二甲酸乙二酯(PET)等材質(zhì)作為基礎(chǔ)材料，并在其正反兩面上采用先

進(jìn)的真空鍍膜工藝沉積金屬鋁層而制成的一種新型復(fù)合材料。

復(fù)合集流體兼具高安全、高比能、低成本、長壽命、強(qiáng)兼容等優(yōu)點(diǎn)

以復(fù)合銅箔為例，其優(yōu)點(diǎn)如下：減輕重量：鋰電復(fù)合銅箔的高分子材

料比銅的密度低，同等厚度的鋰電復(fù)合銅箔比傳統(tǒng)鋰電電解銅箔重量

更輕,6um厚度可以減重60%以上,4.5um厚度可以減重50%以上。

能量密度高：鋰電復(fù)合銅箔相比傳統(tǒng)鋰電電解銅箔面密度下降70%

以上，能量密度提升5%以上。壽命更長：在電池充放電過程中，鋰

電復(fù)合銅箔可以吸收鋰離子嵌入和脫出產(chǎn)生的膨脹和收縮應(yīng)力，保持

極片界面長期完整性，電池的循環(huán)壽命可以提升5%。安全性高：鋰

電復(fù)合銅箔的高分子材料在1500c以上高溫下會發(fā)生熔縮，在電池?zé)?/p>

失控前切斷電流回路，不會因短路產(chǎn)生高溫燃爆，電池的安全性能得

到大幅提升。

高安全：高分子材料毛刺小+發(fā)生斷路效應(yīng)，可有效控制電池?zé)崾Э?/p>

電池的安全隱患：電池在使用過程中可能因?yàn)槭艿脚鲎布皵D壓、電器

元件故障、溫度管理不當(dāng)?shù)纫蛩?，?dǎo)致電池隔膜失效，電流增大并產(chǎn)

生熱量，即發(fā)生內(nèi)短路現(xiàn)象。針刺實(shí)驗(yàn)過程中，傳統(tǒng)銅/鋁箔會產(chǎn)生

大尺寸毛刺，造成內(nèi)短路，引起熱失控。而復(fù)合集流體產(chǎn)生的毛刺尺

寸小，疊加高分子材料層受熱發(fā)生的斷路效應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)可大大降低

短路電流，也有效防止鋰枝晶穿透隔膜引發(fā)的熱失控。

高比能：相同條件下，能量密度有望提升5%以上

復(fù)合集流體特別是復(fù)合銅箔可實(shí)現(xiàn)大幅減重。根據(jù)高工鋰電數(shù)據(jù)，傳

統(tǒng)銅箔占鋰電池總重量比例約13%,是影響電池質(zhì)量能量密度的關(guān)

鍵材料。復(fù)合銅箔中銅厚度相比6Pm銅箔減少66.67%,復(fù)合鋁箔中

鋁厚度相比10pm鋁箔減少80%o金屬用量的節(jié)省部分用PET等材

料進(jìn)行替代后，保障安全性的同時(shí)重量更輕，產(chǎn)品綜合性能更優(yōu),根

據(jù)金美新材料官網(wǎng)，其復(fù)合銅箔面密度較傳統(tǒng)銅箔降低77%,能量

密度提高5%以上。在更輕的重量下，下游電池廠商有機(jī)會在電池單

體中注入更多電解液或正負(fù)極活性物質(zhì)以增加電池容量及延長電池

壽命。

低成本：根據(jù)高工鋰電，我們預(yù)計(jì)理論上復(fù)合銅箔較傳統(tǒng)銅箔降本

40%+

根據(jù)高工鋰電數(shù)據(jù)，復(fù)合銅箔單材料成本低于傳統(tǒng)銅箔65%o以6pm

銅箔為例，其單位材料成本為3.73元/平方米；而6.5微米PET銅箔

的銅箔厚度為2pm,單位材料成本為1.3元/平方米，低于銅箔的單

位成本，材料成本優(yōu)勢明顯。我們預(yù)計(jì)復(fù)合銅箔理論成本低于傳統(tǒng)銅

箔40%+。傳統(tǒng)銅箔材料成本為3.73元/平，按照材料成本占比83%

推導(dǎo)出全生產(chǎn)成本在4.5元/平，而復(fù)合銅箔材料成本在1.3元/平，

按照材料成本占比在50%推導(dǎo)出全生產(chǎn)成本在2.6元/平。

復(fù)合銅箔主降本，復(fù)合鋁箔主安全，我們預(yù)計(jì)25年合計(jì)市場空間有

望接近300億元

復(fù)合銅箔降本效應(yīng)明顯，若未來量產(chǎn)問題解決，我們預(yù)計(jì)可大規(guī)模替

代傳統(tǒng)銅箔。我們預(yù)計(jì)25年復(fù)合銅箔滲透率達(dá)20%,全球需求量達(dá)

45億平，單價(jià)按4.6元/平，市場空間達(dá)206億元。復(fù)合鋁箔降本效

應(yīng)一般，但量產(chǎn)進(jìn)展領(lǐng)先（金美22年11月已經(jīng)量產(chǎn)）+可提升安全

性+輕薄化（鋁箔厚度從12微米下降至2微米），我們預(yù)計(jì)可在消

費(fèi)、高端動力領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)一定程度替代。我們預(yù)計(jì)25年復(fù)合鋁箔滲透

率達(dá)10%,全球需求量達(dá)21億平，單價(jià)按4.1元/平，市場空間達(dá)

86億元。

2、從實(shí)際看，大規(guī)模量產(chǎn)尚有難度，技術(shù)路線眾多，呈現(xiàn)百花齊放

狀態(tài)

傳統(tǒng)銅箔采用電解工藝，傳統(tǒng)鋁箔采用壓延工藝

傳統(tǒng)銅箔又叫電解銅箔，核心工序包括電解溶銅、電解、表面處理、

分切。主要生產(chǎn)流程是將銅材溶解后制成硫酸銅電解液，然后在專用

電解設(shè)備中將硫酸銅電解液通過直流電電沉積而制成箔，再對其進(jìn)行

表面粗化、防氧化等處理，最后經(jīng)分切、檢測后制成成品并包裝，共

包括溶銅造液工序、生箔工序、后處理工序和分切工序四個(gè)生產(chǎn)工序。

傳統(tǒng)鋁箔上游是電解鋁，核心工序包括熔煉、軋制、鑄軋、切邊、退

火等。熔煉是指將鋁錠通過加熱的方式，使其達(dá)到熔化溫度并進(jìn)行熔

體的成分配比、凈化處理的過程；軋制是指軋輻與軋件相互作用時(shí)，

軋件被軋輻拉進(jìn)旋轉(zhuǎn)的軋輪之間，受到壓縮發(fā)生塑性變形的過程；鑄

軋是指鋁熔體通過內(nèi)部有循環(huán)水冷卻的旋轉(zhuǎn)著的兩輯之間的縫隙而

得到凝固，并在通過輻縫時(shí)受到軋輻軋制的工藝。

復(fù)合銅/鋁箔生產(chǎn)工藝完全顛覆傳統(tǒng)銅/鋁箔，核心在物理氣相沉積

（PVD）+化學(xué)電鍍

高分子薄膜基材為不導(dǎo)電的絕緣體無法直接進(jìn)行電鍍。復(fù)合銅/鋁

箔鍍膜大致可分為兩步：1）磁控濺射/蒸鍍形成具備特殊性能的金屬

薄膜；2）化學(xué)電鍍加厚金屬膜層。磁控濺射（復(fù)合銅箔）：屬于物

理氣相沉積的一種，電子在電場的作用下與氧氣碰撞后，高能量的氧

原子電離后撞擊靶材表面，使得靶材發(fā)生濺射，濺射粒子在基片上沉

積形成薄膜。它的優(yōu)點(diǎn)有鍍膜穩(wěn)定性好、重復(fù)性好、均勻度好，適合

連續(xù)大面積鍍膜，但是這種技術(shù)也存在不足，效率比較低，鍍膜技術(shù)

比較慢，另外設(shè)備投資比較高。

蒸發(fā)鍍膜（復(fù)合鋁箔）：屬于物理氣相沉積的一種，為在真空條件下，

采用一定的加熱蒸發(fā)方式使得鍍膜材料氣化，粒子在基材表面沉積凝

聚為膜的工藝方式。優(yōu)勢是成膜速度快，適合高速的膜層的生長，但

是不足點(diǎn)在于膜層比較疏松，結(jié)合力、結(jié)合強(qiáng)度偏弱，另外它靠熱量

溶化材料，所以整體的溫升會比較高。基膜一般都不耐溫，容易產(chǎn)生

變形。化學(xué)電鍍（共同的工序，一般為水電鍍）：為傳統(tǒng)電鍍工藝,

PET/PP等基材在經(jīng)過磁控濺射后，基材表面沉積一層薄金屬層，通

過電化學(xué)方式實(shí)現(xiàn)在濺射金屬層-PET基材-濺射金屬層復(fù)合材料兩

側(cè)進(jìn)行金屬沉積，增加金屬層厚度，降低電阻。

磁控濺射：量產(chǎn)痛點(diǎn)，具體表現(xiàn)為箔材穿孔、銅膜結(jié)合力差、產(chǎn)線效

率低

磁控濺射原理為用高能等離子體轟擊靶材，并使表面組分以原子團(tuán)或

離子形式被濺射出來，并沉積在基片表面，經(jīng)歷成膜過程，最終形成

薄膜。常規(guī)鍍膜技術(shù)存在三大難關(guān)，主要在磁控濺射工序造成：箔材

穿孔：濺射銅種子層的過程中，高溫的金屬熔融物飛濺熔穿箔材，形

成穿孔；其次因常規(guī)磁控濺射一般為原子沉積，銅種子層致密度差,

也增加了后續(xù)電鍍加厚環(huán)節(jié)中的針孔出現(xiàn)率。銅膜結(jié)合力差：常規(guī)磁

控濺射技術(shù)的粒子密度低，無法對PET/PP聚合物基體表面進(jìn)行有效

活化，導(dǎo)致銅膜與聚合物基體的結(jié)合力差，增加電池安全風(fēng)險(xiǎn)。產(chǎn)線

效率低：受常規(guī)磁控濺射技術(shù)節(jié)拍限制，銅金屬沉積速度20?

30nm/min,厚銅箔沉積時(shí)間長，難以實(shí)現(xiàn)卷對卷生產(chǎn)，阻礙高效率

交付。

水電鍍：幅寬、車速、鍍銅均勻性里規(guī)?；慨a(chǎn)尚有提升空間

電鍍過程為氧化還原過程，利用電流電解作用將金屬沉積于電鍍件表

面，形成金屬涂層。具體來說，將待加工的鍍件接通陰極放入電解質(zhì)

溶液（例如硫酸銅）中，將金屬板接通陽極（例如銅球），在外界直

流電的作用下，金屬銅以二價(jià)銅離子的形式進(jìn)入鍍液，并不斷遷移到

陰極表面發(fā)生還原反應(yīng)，在陰極上得到電了還原成金屬銅，逐步在鍍

件上形成金屬銅鍍層。目前大多是PCB電鍍設(shè)備企業(yè)進(jìn)軍復(fù)合銅箔

水電鍍領(lǐng)域，但由PCB電鍍遷移至復(fù)合銅箔電鍍，基材的厚度降低、

幅寬增加，在更薄且更易變形的膜上鍍銅，需要更高難度的工藝改進(jìn)。

目前復(fù)合銅箔材料幅寬一般達(dá)到1200mm以上，幅寬越寬，材料張

力控制越難。復(fù)合銅箔基膜需要在電鍍槽液體中持續(xù)穿行幾十米的距

離，傳輸過程中若傳動輪速不均勻，張力控制不當(dāng)，更薄更寬的材料

很容易出現(xiàn)膜拉伸變形現(xiàn)象。止匕外，更薄的膜會更容易出現(xiàn)因發(fā)熱熔

穿和電擊穿等穿孔現(xiàn)象。復(fù)合銅箔鍍銅均勻性需要至少達(dá)到

1|im±0.1|jm,當(dāng)前復(fù)合銅箔電鍍設(shè)備速度至少需要達(dá)到7m/min以上,

且距離規(guī)?；慨a(chǎn)仍有提升空間。

復(fù)合鋁箔制作工藝難度低于銅箔，已率先量產(chǎn)，但沒有經(jīng)濟(jì)性

與復(fù)合銅箔材料的制程不同，復(fù)合鋁箔不需要使用水鍍增厚的工序，

流程更簡單，生產(chǎn)過程無污染，沒有環(huán)保資質(zhì)的要求。2022年11

月11日，金美新材料宣布量產(chǎn)8微米復(fù)合鋁箔。公司第一代產(chǎn)品2018

年已經(jīng)在歐洲某車型搭載使用，公司8微米復(fù)合鋁箔量產(chǎn)產(chǎn)線己經(jīng)完

成安裝調(diào)試和試產(chǎn)驗(yàn)證，于22年10月正式進(jìn)入量產(chǎn)爬坡階段。復(fù)

合鋁箔材料成本下降效應(yīng)不明顯（鋁價(jià)明顯低于銅），考慮設(shè)備成本

后，難以實(shí)現(xiàn)降本效應(yīng)。材料成本：以12Pm鋁箔為例，復(fù)合鋁箔鋁

厚度降至我們按照鋁單價(jià)1.7萬元/噸（不含稅），厚度降低

10^m可帶來降本0.45元/平，而目前傳統(tǒng)鋁箔價(jià)格在3-4萬元/噸（合

1-1.3元/平）。設(shè)備成本：傳統(tǒng)鋁箔1萬噸設(shè)備投資額在1億元左右，

轉(zhuǎn)化為單平投資在0.3元/平，而復(fù)合鋁箔設(shè)備成本我們預(yù)計(jì)大幅增

加。

基膜：PET耐溫性、結(jié)合力好，產(chǎn)業(yè)進(jìn)展領(lǐng)先，PP在電池端性能表

現(xiàn)更好，更受電池廠青睞

目前復(fù)合集流體對膜基材的選擇有PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）、

PP（聚丙烯）、PI（聚酰亞胺），PET最為主流。目前PET、PP、

PI都在用于制作復(fù)合集流體，正極集流體基本上用PET,負(fù)極集流

體有用PET,也有用PP的，PI成本較高目前應(yīng)用較少。PET和PP

性能各有千秋，PP膜應(yīng)用在電池端性能表現(xiàn)更好。PET比PP有更

好的耐溫特性、更好的粘結(jié)強(qiáng)度，但是PP有更好的耐腐蝕性，在電

池電解液里面耐腐性更有優(yōu)勢。無極性的PP基材耐酸堿性強(qiáng)，最終

運(yùn)用在電