小猪天上飞
2021.09.05 07:36

铜箔行业分析

portai
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新能源汽车产业的持续火热,产业链景气度持续攀升。作为锂电、电子领域的基础材料,铜箔如今也成为 “抢手货”,今天我们讲一下铜箔行业。

1 行业发展现状

铜箔是通过电解、压延或溅射等方法加工而成的厚度在 200μm 以下的极薄铜带或铜片,在电子电路、锂电池等相关领域应用广泛。根据加工方法差异,铜箔可分为电解铜箔和压延铜箔。

电解铜箔是指以铜料为主要原料,采用电解法生产的金属铜箔。将铜料经溶解制成硫酸铜溶液,然后在专用电解设备中将硫酸铜液通过直流电电沉积制成原箔,再对其进行粗化、固化、耐热层、耐腐蚀层、防氧化层等表面处理,锂电铜箔主要进行表面有机防氧化处理,最后经分切、检测后制成成品。压延铜箔是通过物理手段将铜原料反复辊压加工而成。

电解铜箔作为电子制造行业的功能性关键基础原材料,主要用于锂离子电池和印制线路板(PCB)的制作。其中,锂电铜箔由于具有良好的导电性、良好的机械加工性能,质地较软、制造技术较成熟、成本优势突出等特点,因而成为锂离子电池负极集流体的首选。压延铜箔生产成本高、技术门槛高,应用规模较小,主要用于柔性覆铜板。

电解铜箔主要分为锂电铜箔和标准铜箔。电解铜箔可以根据应用领域、表面状况、铜箔厚度等不同进行分类(如下图)。锂电铜箔的厚度为一般为 6-20μm,用于动力、消费类、储能等领域的锂电池。标准铜箔主要用于电子信息产业,如较低功率的印刷电路板(PCB)。根据中国电子铜箔资讯网数据,2019 年国内锂电铜箔与标准铜箔的销量占比分别为 31.3%、68.7%。

不同厚度的铜箔会影响下游应用领域锂离子电池的具体性能,铜箔越薄越有助于提高锂电能量密度。根据 GGII 数据,采用 6μm 铜箔相较于 8μm 铜箔可将锂电池能量密度提升约 5%;而采用 4μm 铜箔相较于 6μm 铜箔可将锂电池能量密度再提升 5% 左右。铜箔变薄后,对生产工艺和性能的要求更为严苛,批量化生产难度越大。受锂离子电池往高能量密度、高安全性方向发展的影响,锂电铜箔正向着更薄、微孔、高抗拉强度和高延伸率方向发展。

锂电铜箔轻薄化大势所趋

1) 性能端:极薄锂电铜箔能量密度更高。未来新能源汽车对动力电池性能要求不断提高,锂电铜箔的需求趋势朝高密度、低轮廓、超轻薄化、高抗拉强度等方向发展,使用薄型铜箔可以提升电芯能源密度,从而降低单位锂电铜箔用量。当锂电铜箔厚度由 8μm 降为 4.5μm 时,能量密度可提高 9.1%。

2)技术端:下游设备技术突破。2017 年宁德时代出研发出适合极薄铜箔的涂布机及全球首台卷绕机,推动极薄锂电铜箔的应用及发展。

3)需求端:2018 年宁德时代开启 6μm 切换潮,2019 年渗透率达 90% 以上。目前动力电池厂商龙头如宁德时代、比亚迪等实现 8μm 及以上向 6μm 及以下锂电铜箔产品的切换。

4)供给端:6μm 锂电铜箔产量占比不断提升。2017-2019 年全国 6μm 锂电铜箔产量由 1.0 万吨增至 5.7 万吨,占总锂电铜箔产量比重由 14.2% 提升至 41.3%,薄化趋势显著。目前中国锂电铜箔以 6-8µm 为主,4.5µm 铜箔因批量化生产难度较大,国内仅有少数几家企业能实现其批量化生产。目前国内仅嘉元科技、诺德股份、超华科技等技术先进公司研发并量产 6μm 高性能锂电铜箔,诺德股份可规模化供应 4.5µm 及 4µm 锂电铜箔,嘉元科技已实现 4.5μm 极薄锂电铜箔小批量生产。

全球及国内市场规模

根据 GGII 数据,2019 年全球锂电铜箔出货量为 17.0 万吨,国内锂电铜箔出货量为 9.3 万吨;未来五年全球和国内年均增速分别为 25.2% 和 30.2%。在以上假设下,预计 2020 年全球锂电铜箔出货量为 23.6 万吨,2025 年将达到 72.6 万吨,五年年均增速 25.2%。2020 年受疫情等因素影响,下游需求受到抑制,预计 2020 年国内锂电铜箔出货量为 9.9 万吨,2025 年将 44 万吨,超过标准铜箔成为最大的需求来源,未来五年 CAGR 达到 35%。

行业全球产能和出货量分布

产能分布

受益于新能源车销售的快速增长和单车带电的提升,动力锂电出货始终保持较快增速,中国锂电铜箔总产能快速增长。由于锂电铜箔的量价齐升带来了未来长期增长的市场预期,大量标准铜箔生产厂商纷纷转产锂电铜箔,而本身是锂电铜箔的厂商也开始投资扩张。大量的转产和项目的投建推动国内锂电铜箔产能出现爆发式增长,2019 年中国锂电铜箔产能 28.23 万吨,国内锂电铜箔产能占铜箔总产能的比例从 2015 年的 16% 提升至 2019 年的 48%。

全球产能排名前十的锂电铜箔企业中有 6 家在中国大陆。截止至 2019 年底,中国大陆与韩国锂电铜箔产能占比分别达 69% 和 15%。全球市占率排名前十的企业均位于中国和日韩,从全球来看,诺德股份、九江德福、嘉元科技、韩国日进、韩国 KCFT(原 LSMtron)以及中国台湾长春集团的锂电铜箔产能排名前列。其中,大陆地区诺德股份、九江福德、嘉元科技、铜冠铜箔、华威铜箔、灵宝华鑫产能占比分别为 11%、8%、5%、5%、5%、5%,合计占比近 40%。韩国日进和 KCFT 则分别排名第三和第五位,合计占比达 13%。中国台湾地区长春集团锂电铜箔产能排名全球第四,占比达 7%。

从国内看,截止至 2019 年底,诺德股份、九江德福、嘉元科技、铜冠铜箔产能占比均在 8% 以上,为第一梯队;华威铜箔、灵宝华鑫和湖北中一科技产能占比均在 4% 以上,为第二梯队。从 2020-2023 年锂电铜箔产能增量看,主要增量也来自中国大陆地区。其中,诺德股份青海电子产线技改于 2020 年 8 月完成投产,产能为 2.5 万吨/年;青海西宁 1.5 万吨/年新建产线预计 2023 年全部达产。嘉元科技 IPO 募资扩产 5000 吨/年产能 2020 年底调试生产;拟使用超募资金投资建设 1.5 万吨高性能铜箔项目,整体建设周期不低于 36 个月。灵宝华鑫 2020 年底预计有 2 万吨/年的产能投产。

截至 2020 年底,中国大陆产能 36 万吨,其中 CR5 达 46.8%,竞争格局较集中。预计到 2021-2023 年底中国大陆锂电铜箔产能分别为 38.6/ 50.1/57.8 万吨,全球锂电铜箔产能分别为 52.9/64.4/72.1 万吨。

我国锂电铜箔出货量持续增长,2020 年同比增长 17.7% 至 14.6 万吨。行业集中度上,按出货量计我国锂电铜箔出货量持续增长,2020 年同比增长 17.7% 至 14.6 万吨。我国锂电铜箔行业 CR5 达 51.7%,集中度较高,其中灵宝华鑫、诺德股份、嘉元科技占比分别为 16.0%、13.0%、10.1%。

2 市场驱动分析

电解铜箔根据应用领域的不同,可分为锂电铜箔、标准铜箔;标准铜箔主要用于电子信息产业,如较低功率的印刷电路板(PCB)。标准铜箔是覆铜板(CCL)、印制电路板(PCB)的重要基础材料之一,终端应用于通信、计算机、消费电子和汽车电子等领域。而锂电铜箔则主要应用于新能源汽车领域。

2.1 PCB 铜箔需求

全球来看,PCB 行业市场规模近年来整体保持稳定增长,2020 年全球产值约为 625 亿美元,预计到 2025 年在通信和消费电子领域的带动下,将保持 5% 左右的复合增速。中国凭借上游完整的配套带来的成本优势,进入 21 世纪以来全球 PCB 产业持续向国内转移,目前中国 PCB 产值占全球比例超过 50%,在经历了前期产业转移带来的高速增长红利后,国内 PCB 产业增速近年来也逐渐趋于稳健,PCB 行业未来五年 CAGR 在 5% 左右。2019 年全球 PCB 铜箔出货量为 48.0 万吨,国内 PCB 铜箔出货量为 29.2 万吨,需求相对稳定,年均增速在 4-5% 之间。预计

2020 年 PCB 铜箔全球需求为 50.4 万吨,国内为 31.2 万吨,仍然占到了铜箔整体需求的七成左右;2025 年 PCB 铜箔全球需求为 61.6 万吨,国内为 38.8 万吨,届时锂电铜箔需求将反超。

2.2 锂电铜箔需求

锂离子电池产业链情况

经过十多年的发展,中国锂离子电池行业已经建立了包含锂矿采选、材料供应、电芯及 PACK、电池回收、材料循环利用等各个环节的完整产业链。锂离子电池的上游主要为正负极材料、电解液、隔膜、铜箔、铝箔等其他锂离子电池材料、金属矿产资源等,代表性企业主要有湖南杉杉、贝特瑞、新宙邦、星源材质、诺德股份、嘉元科技、天齐锂业等;中游主要为锂离子电池及 PACK 组装环节,代表企业有 CATL、ATL、比亚迪、国轩高科、普莱德等;下游应用市场主要为新能源汽车、3C 数码产品、储能系统领域,代表企业有比亚迪、宇通客车、北汽新能源、华为、国家电网等企业单位;最后是电池报废后进入到电池回收环节,代表企业有格林美、湖南邦普等。

全球锂电铜箔需求

根据 GGII 数据,2019 年全球锂电池出货量 220GWh,同比增长 16.4%。2019 年全球锂电池出货量较前几年增长有所放缓,主要是中国动力电池发展短暂降速,导致整体增速有所放缓。2020 年在全球疫情影响下,锂电池出货量仍达到 294.5GWh,同比增长 34%。据 GGII 预测,未来几年全球锂电池市场仍然将保持中高速增长态势,2020-2025 年 CAGR 有望超 30%。锂离子电池根据使用的领域不同,可以分为动力电池、数码(3C)电池和储能电池。

从细分应用领域来看,传统 3C 数码市场增速逐渐放缓,过去 5 年 CAGR 为 6.05%;储能市场增速较快,过去 5 年 CAGR 为 31.57%;动力电池领域受新能源汽车市场的快速发展带动,成为增长最为强劲的细分领域,过去 5 年 CAGR 达 66.87%。GGII 分析认为,未来 5 年动力电池仍将是锂离子电池行业增长最快的板块。

锂电铜箔是锂电池的重要组成材料,受全球锂离子电池市场规模快速增长带动,锂电铜箔需求亦保持着稳步增长的趋势。根据 GGII 数据,2019 年全球锂电铜箔出货量达 17.0 万吨,同比增长 16.4%,增速与同期锂离子电池的增速相当。2020H1,铜箔行业受新冠疫情影响较大,但随着疫情防控逐步进入常态化,受需求增长带动的锂电铜箔出货量得到恢复并增长。据 GGII 预计,未来五年受全球锂电池市场增长带动,锂电铜箔需求 CAGR 也将达到 30% 以上。

国内锂电铜箔需求

2019 年中国锂电铜箔产量为 11.62 万吨,同比增长 26.44%。其中,动力锂电铜箔产量 8.35 万吨,同比增长 35.77%,产量占比 71.9%;3C 锂电铜箔产量 2.73 万吨,同比增长 4.20%,产量占比 23.5%;储能锂电铜箔产量 0.53 万吨,同比增长 26.19%,产量占比 4.6%。智研咨询预测 2020 年中国锂电铜箔产量达 14.85 万吨,同比增长 27.8%。其中动力锂电铜箔产量预计为 11.23 万吨,同比增长 34.5%,占锂电铜箔总产量比例 75.6%,同比增长 3.7pct。

在国内新能源车消费需求爆发和海外政策推动的共振下,我们预计 2021 年全球新能源车销量将超过 500 万辆,到 2025 年全球新能源车销量将达到 1800 万辆以上,对应的全球动力锂电需求将超过 1100GWh,CAGR 超过 50%,叠加消费和储能需求,合计将超过 1400GWh。而 GGII 预计,2020 年中国新能源汽车产量预计突破 279.5 万辆,未来两年 CAGR 达 51.36%,锂电需求持续爆发,动力电池产量 2020 年预计突破 158.8GWh,动力电池用锂电铜箔产量突破 11 万吨,成为中国锂电铜箔市场的主要增长点。

目前铜箔在锂电池电芯中的成本占比在 10-15% 之间,是锂电池成本的重要组成部分。受益于新能源车销售的快速增长和单车带电的提升,动力锂电出货始终保持较快增速,成为了目前锂电池市场最重要的增量来源,预计到 2025 年中国锂电池铜箔市场需求将达 44 万吨。

未来几年,锂离子电池成本将加速下滑,对铅酸电池的替代加速,带动储能电池市场重回高增长态势。此外,国家支持政策持续出台,促进锂电储能行业发展。锂电储能作为储能的主要技术路线之一受到国家政策的大力支持,如 2017 年 9 月国家发改委发布的《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》,其中就将 100MW 级锂离子电池储能系统等锂电储能技术列入其中,受政策支持。

3 行业未来发展趋势

未来动力电池是锂离子电池领域增长最大的引擎,其往高能量密度、高安全方向发展的趋势已定,动力电池及高端数码锂离子电池将成为锂离子电池市场主要增长点,6μm 以内的锂电铜箔将作为锂离子电池的关键原材料之一,成主流企业布局重心。

(1)高能量密度成未来发展趋势

动力电池是未来锂离子电池领域增长最大的引擎,其往高能量密度、高安全方向发展的趋势已定,主要原因有:

①高能量密度动力电池补贴标准更高。新能源汽车补贴标准和新能源汽车积分计算均与其动力电池系统能量密度挂钩,装载更高能量密度动力电池的新能源汽车能获得更高标准的补贴,车企、动力电池企业及电池材料企业均将提升动力电池能量密度作为其未来发展方向之一。

②高能量密度动力电池促进新能源汽车市场化。随着补贴的退坡,新能源汽车市场需要完成由政策驱动向市场驱动的转化,提升其续航里程为其市场化过程中最为关键的因素之一,因此高能量密度的动力电池成为企业研究的热点。

③满足国家对动力电池能量密度的要求。国家对动力电池能量密度作出相应的要求,到 2020 年动力电池单体能量密度需要达到 300Wh/Kg。在数码电池领域,数码终端产品往轻薄化方向发展,数码电池需要提升其能量密度来降低体积和提升续航能力,因此未来高电压体系钴酸锂软包电池和高镍三元体系圆柱电池的应用将逐渐增多。

(2)6μm 极薄锂电铜箔成主流企业布局重心

高能量密度锂离子电池成为企业布局的重心,企业可以通过使用高镍三元材料、硅基负极材料、超薄锂电铜箔、碳纳米管等新型导电剂等新型锂离子电池材料替代常规电池材料来提升其能量密度。目前中国锂电铜箔以 8µm 为主,为了提高锂离子电池能量密度,更薄的 6µm 铜箔成为国内主流锂电铜箔生产企业布局的重心,但 6µm 铜箔因批量化生产难度大,国内仅有少数几家企业能实现其批量化生产。随着 6µm 铜箔的产业化技术逐渐成熟及电池企业应用技术逐步提高,6µm 锂电铜箔的应用将逐渐增多。

(3)动力电池企业产能大幅扩张

报告期内,新能源汽车市场爆发,动力电池供不应求,动力电池企业纷纷扩大产能以满足高速增长的市场需求。2016 年,工信部装备司发布了《汽车动力电池行业规范条件(2017 年)》(征求意见稿),对进入动力电池目录的企业提出了产能方面的要求,对于动力电池单体企业年生产能力要求不低于 8GWh,

动力电池企业纷纷择机扩大产能。且未来几年,新能源汽车市场将逐渐由政策驱动转变为市场驱动,动力电池企业的成本需要进一步降低,企业通过扩大产能规模,提高规模化效应,降低产品成本,提高企业的市场竞争力。

(4)动力电池及高端数码电池成为锂离子电池市场主要增长点

动力电池受高速增长的新能源汽车市场带动,近年来增长迅猛。接下来 3-5 年,国家对新能源汽车产业的支持将持续,越来越多的传统燃油车企开始布局新能源汽车领域,且随着国外车企如宝马、现代等开始逐渐采购中国大陆产动力电池,中国动力电池出口量将逐渐增多,动力电池将成为中国未来锂离子电池市场的主要增长动力。

传统 3C 数码市场经过多年的发展逐渐趋于饱和,市场增速放缓,而新型 3C 数码市场如无人机、可穿戴设备等近年来发展迅速,对锂离子电池的需求增多,但市场体量仍然相对较小,未来增长主要集中在高容量型的高端数码电池领域。

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