鋰電銅箔行業(yè)研究

鋰電銅箔行業(yè)研究一、行業(yè)：鋰電銅箔向極薄化發(fā)展1.1應用領域：銅箔約占鋰電池質量和成本的13%和8%銅箔在鋰電池結構中充當負極活性材料的載體和負極集流體。典型鋰離子電池結構主要包括正極、負極、電解液和隔膜四部分。鋰電池充電時，加在電池兩極的電勢迫使正極的嵌鋰化合物釋放出鋰離子，通過隔膜后嵌入片層結構的石墨負極中;放電時鋰離子則從片層結構的石墨中析出，重新和正極的嵌鋰化合物結合，鋰離子實現移動，產生電流。銅箔由于具有良好的導電性、柔韌性和適中的電位，耐卷繞和輾壓，制造技術成熟，且價格相對低廉，在此過程中便充當石墨等負極活性材料載體，同時作為負極集流體，將電池活性物質產生的電流匯集起來，以產生更大的輸出電流。鋰電銅箔質量和成本分別約占典型鋰電池總質量和總成本的13%和8%左右，是鋰電池中的關鍵材料之一。根據QiangDai,JarodC.Kelly等人在LifeCycleAnalysisofLithium-ionBatteriesforAutomotiveApplications一文中對典型NCM111鋰電池的組件質量拆分，銅箔在典型鋰電池中的質量占比達13%，質量占比僅次于正負極材料和電解液；而根據中國有色金屬加工工業(yè)協(xié)會

（CNFA）官網于2019年12月發(fā)表的高端市場需求迫切鋰電銅箔超薄化進程加速以及YanoResearch數據，銅箔是鋰電池負極關鍵材料，其成本約占鋰電池總成本的8%左右，其成本占比僅次于鋰電池正負極材料和隔膜。1.2極致輕?。?.5微米銅箔可提升鋰電池9%的能量密度鋰電池負極目前多采用8μm以下厚度的鋰電銅箔。根據應用領域的不同，電解銅箔可以分為應用于印制電路板的電子電路銅箔，以及應用于鋰電池的鋰電銅箔；根據銅箔厚度不同，按照通行標準可以分為極薄銅箔（≤6μm）、超薄銅箔（6-12μm）、薄銅箔（12-18μm）、常規(guī)銅箔（18-70μm）和厚銅箔（＞70μm）。鋰電銅箔目前多采用8μm以下的銅箔產品，而電子電路銅箔一般較鋰電銅箔更厚，大多在12-70μm。相較8微米鋰電銅箔，采用6微米和4.5微米鋰電銅箔可提升鋰電池5%、9%的能量密度。根據鋰電池能量密度計算公式：質量能量密度=電池容量/電池質量，即可通過電池容量恒定時減少電池質量，或保持電池質量不變而提升電池容量兩種方式來提升能量密度。我們使用電動汽車觀察家2019年6月根據整車出廠合格證數計算整理出新能源汽車動力電池單體能量密度TOP20的平均能量密度為228.8Wh/kg，若把目前新能源汽車電池普遍使用的8μm銅箔換成6μm或4.5μm銅箔，結合上文中8um鋰電銅箔消耗量0.83kg/kwh，則可得到單位能量所需銅箔分別減少為0.62kg/kwh（6μm銅箔）、0.47kg/kwh（4.5μm銅箔），進一步計算可以得到銅箔使用量減少后的新能量密度分別為：240.2Wh/kg（6μm銅箔），249.6Wh/kg（4.5μm銅箔），較之使用8μm銅箔的鋰電池，銅箔輕薄化使電池能量密度分別顯著提升5%（6μm銅箔）和9.1%（4.5μm銅箔）。二、需求：下游景氣延續(xù)，需求結構調整2.1鋰電量增：全球鋰電產量或將維持較高增速2021年中國鋰電池出貨量同比增長114%，第一大應用領域動力電池的占比擴大至72%。2021年至今，國內新能源汽車市場出現爆發(fā)式增長的趨勢，數碼產品市場的增長穩(wěn)定，鋰電池儲能應用廣泛。根據高工鋰電（GGII）統(tǒng)計數據，2021年中國動力電池出貨量為220GWh，同比增幅達175%，終端占比由2020年的56%擴大至72%；儲能電池和小動力電池的出貨量分別為37.0GWh和10.0GWh，分別占比12%和3%。近年來中國3C數碼電池出貨量增速相對穩(wěn)定，預計2021年中國3C數碼電池出貨量約為39.5GWh，占比為13%。綜上，受益于國內新能源汽車動力電池的爆發(fā)式增長，2021年中國鋰電池出貨量合計達306.5GWh，同比增長114%。GGII預測2020-2025年全球鋰電池出貨量CAGR達37.8%。自2020年起，受全球新能源汽車市場增速上升特別是歐洲市場大爆發(fā)推動，全球鋰電池出貨量為306GWh，同比增長34.8%。其中，動力電池全年出貨量為186GWh，成為全球最大的鋰電池消費端，終端消費占比為60.8%；

數碼鋰電池出貨量為77GWh，主要系受電動工具、不停車電子收費系統(tǒng)（ETC）、移動機器人

（AGV）、可穿戴設備等應用終端快速興起帶動；儲能鋰電池及小動力電池進入快速發(fā)展期，全年出貨量分別為27GWh和16GWh。疊加2021年以來，中國鋰電需求的爆發(fā)式增長，GGII預測未來幾年全球鋰電池市場仍然將保持中高速增長態(tài)勢，預計到2025年，全球鋰電池出貨量有望達到1,523GWh，2020-2025年CAGR達37.8%。根據前文所述，鋰電池應用場景分為動力、3C數碼和儲能等三個應用領域。根據我們在2021年12月3日發(fā)布的鋰鎳先鋒，銅鋁后繼——有色行業(yè)2022年度策略：（1）動力電池。2020年全球新能源汽車銷量為315萬輛，同比增長42.5%。預計2021-2023年動力電池裝機量分別為290、475、655GWh，同比增速分別為113.0%、63.8%、37.7%。（2）3C數碼。2021-2023年消費電池裝機量預計分別為90、95、100GWh，同比增速為5.9%、5.6%、5.3%。（3）儲能及其他。預計2021-2023年儲能及其他電池裝機量分別為94、139、187GWh，同比增速分別為81%、48%、34%。綜上所述，我們預計2021-2023年全球鋰電需求量或將分別達474.3、709.5和941.5GWh，年均復合增速為51%。預計鋰電池未來兩年的裝機產量比仍維持低位，全球鋰電產量保持高增速。根據Wind數據統(tǒng)計，中國動力電池2019-2021年鋰電裝機量僅占當年產量約71%、78%、70%，產量裝機之間的差距系電池以及下游行業(yè)的庫存周期所致，考慮2021年年底以來正極材料和電池廠商大規(guī)模擴產計劃，預計裝機產量比未來兩年仍維持低位，假設2022-2023年動力電池裝機產量比為74%、76%。國內和國外分開來看，我們預計2021-2023年國內鋰電產量將分別為351.6、509.0、601.6GWh，同比增速分別為111.8%、44.8%、18.2%；預計海外鋰電產量將分別為326.0、449.8、637.2GWh，同比增速分別為76.8%、38.0%、41.7%。2.2結構調整：極致能量密度需求推升極薄鋰電銅箔應用動力鋰電向高能量密度方向發(fā)展的趨勢已定，對鋰電銅箔極薄化提出了高要求。寧德時代、比亞迪等動力鋰電池龍頭企業(yè)6μm鋰電銅箔已應用成熟并快速切換，其他動力鋰電池企業(yè)也在加速6μm鋰電銅箔的應用，≤6μm極薄鋰電銅箔產品已逐步在龍頭企業(yè)中開展應用。據GGII統(tǒng)計，2020年≤6μm鋰電銅箔滲透率為50.4%，2021年上半年，滲透率已經達到55.6%。在電池廠商高能量密度及降低成本的要求下，繼6μm鋰電銅箔之后，4.5μm鋰電銅箔未來有望成為主流產品之一，據高工鋰電獲悉，寧德時代2021年上半年每月的4.5μm鋰電銅箔用量為600-700噸左右，2021年下半年寧德時代對4.5μm鋰電銅箔的月需求量或繼續(xù)增加。鋰電銅箔產品迭代加速，4.5μm鋰電池銅箔的應用前景廣闊。下游應用企業(yè)的技術要求升級驅動上游銅箔技術迭代加速。前期鋰電銅箔由12μm向8μm過渡經歷了一個較長的周期，而短短幾年中國已經大范圍實現了7-8μm銅箔到6μm鋰電池銅箔的升級，并且已經出現了5μm、4.5μm、4μm等更薄規(guī)格的鋰電銅箔。隨著4.5μm銅箔的產業(yè)化技術逐漸成熟及電池企業(yè)應用技術逐步提高，4.5μm鋰電池銅箔的應用將逐漸增多。中國鋰電池銅箔技術實力處于國際領先水平，而海外電池制造商尚未大規(guī)模使用6μm鋰電池銅箔。2.3需求預測：預計2021-2023年全球鋰電池銅箔需求的復合增速將達29%2018年以來，中國動力電池≤6μm鋰電銅箔的出貨量增長迅速。2016年以前，國內僅有少數廠商可以生產6μm鋰電銅箔，全年產量占國內鋰電銅箔總重量的3.6%。在寧德時代于2018年實現6μm鋰電池銅箔切換后，中國動力電池6μm鋰電銅箔的需求開始快速上升，至2020年中國≤6μm鋰電銅箔的出貨量達6.3萬噸。根據前文所述，新能源汽車≤6μm極薄鋰電池銅箔的需求最為迫切，可以假設≤6μm鋰電池銅箔全部應用于新能源汽車的動力電池。2020年中國動力電池的鋰電銅箔合計7.4萬噸，其中≤6μm鋰電池銅箔的占比達85%。中國動力電池≤6μm鋰電銅箔的滲透率提高，預計2023年將接近100%。隨著越來越多≤6μm鋰電銅箔應用到動力電池，中國動力電池≤6μm鋰電銅箔的滲透率逐漸提高。假設4.5um、6um、8um鋰電銅箔的單耗分別為0.47、0.62、0.83kg/kWh，則中國2020年中國動力電池≤6μm鋰電銅箔的滲透率已達到88%（按鋰電產量占比），預計2023年將接近100%。回顧2015年以來中國動力電池≤6μm鋰電銅箔的滲透率，可以擬合成一條S型增長曲線。隨著全球新能源汽車需求的進一步增強，以及鋰電銅箔更新迭代加速，未來海內外動力電池4.5μm鋰電銅箔或將經歷類似的滲透率提升過程。2021-2023年國內動力電池4.5μm鋰電銅箔的滲透率將提升，6μm滲透率下降；海外動力電池6μm和4.5μm鋰電銅箔的滲透率都將提升。將動力電池≤6μm鋰電銅箔分為6μm和4.5μm兩部分來看。我們預計2021-2023年，國內動力電池4.5μm鋰電銅箔的滲透率將從12%提升至47%，在一定程度上擠壓6μm鋰電銅箔的空間，國內動力電池6μm鋰電銅箔的滲透率將從80%降至52%。海外動力電池鋰電銅箔正在逐漸向6μm切換的過程中，而且4.5μm鋰電銅箔仍將處于起步階段，假設海外動力電池鋰電銅箔的迭代滯后于國內2年，則2021-2023年海外動力電池6μm鋰電銅箔滲透率將從23%提升至53%，而4.5μm的滲透率將從0%提升至12%。綜合鋰電池各終端需求，國內、海外鋰電銅箔整體的滲透率也將表現出以上變化。除動力電池外，全球大部分傳統(tǒng)數碼、儲能、小動力、電動工具領域仍主要應用8μm及以上鋰電銅箔。綜合鋰電池各終端需求整體來看：我們預計2021-2023年，4.5μm鋰電銅箔整體的滲透率將從9%提升至35%，在一定程度上擠壓6μm鋰電銅箔的空間，6μm鋰電銅箔整體的滲透率將從57%降至39%；

海外6μm鋰電銅箔整體的滲透率預計將從11%提升至34%，而4.5μm整體的滲透率將從0%提升至8%。國內、海外其余市場份額均采用8μm鋰電銅箔。根據以上假設條件測算，預計2021-2023年全球鋰電銅箔需求量將分別達50.14、67.82、83.96萬噸，年復合增速將達到29%。三、供給：國內鋰電銅箔產能擴充，龍頭效應加劇3.1設備國產：推動行業(yè)產能擴張2016年之前，國內鈦陰極輥等電解銅箔裝備的核心部件大量依賴進口，設備供應緊張拉長擴產周期。電解法生產銅箔是近幾十年發(fā)展起來的一種較為普遍的銅箔生產技術，鈦陰極輥是電解銅箔裝備的核心部件。由于技術原因，多年來國內陰極輥制造一直滯留在2000mm直徑以內，2700mm直徑鈦陰極輥技術和市場長期被國外企業(yè)壟斷。2016年之前，國內銅箔企業(yè)所用大直徑陰極輥全部依賴進口。據銅冠銅箔招股說明書稱，全球70%以上的陰極輥來自日本新日鐵、三船等企業(yè)，需提前進行下單排期，設備的供給緊張導致銅箔的擴產周期增加。陰極輥實現國產自主制造，質優(yōu)價廉助力國內鋰電銅箔產能擴充。2016年5月，西安航天動力機械有限公司（航天四院7414廠）自主制造了國內首臺2700mm陰極輥并投入使用，其生產的銅箔品質達到了高檔鋰電箔的級別，完全可替代進口。上海洪田通過引進日本核心技術和自主研發(fā)相結合，實現了鋰電銅箔設備的國產化。由于近幾年國產陰極輥的技術和產品性能已經得到大幅提升，國產化率正快速提升，大部分鋰電銅箔的龍頭企業(yè)都開始采用國產設備，據GGII報導上海洪田在國內的市場占有率超過50%。而且國產設備的價格低、售后維護方便，在當前新一輪的鋰電銅箔產能擴充中起推動作用。3.2壁壘分明：有效產能釋放較緩高端銅箔產能Know-How（技術訣竅）要求高，形成重要的競爭壁壘。銅箔生產對工藝技術要求極高，Know-How（技術訣竅）需要長期經驗的積累，高端銅箔產能是行業(yè)內企業(yè)的重要競爭壁壘。當前鋰電銅箔主要采用輥式陰極、不溶性陽極以連續(xù)法生產電解銅箔，生產工序共三道：前段熔銅系統(tǒng)、中段生箔系統(tǒng)、后段表面處理和產品分切。其生產核心環(huán)節(jié)在于中段的生箔，生箔過程存在磨輥工藝、添加劑選型、設備調試與參數設置等顯著突出的技術壁壘。新建高端銅箔產線良品率低，或將拖累有效產能釋放。以湖北中一科技招股書中披露的募投項目的產能建設和達產時間表為例，產能建設時間長達21個月，而從投產到產能爬升至100%還需要15個月。湖北中一科技曾于2018年和2019年分別建成投產極薄鋰電銅箔產線，新產線試生產期間所生產的鋰電銅箔產品良品率較低，導致產品生產成本較高。同時，新產線試生產期間的產品質量也受到影響，湖北中一科技2018-2019年鋰電銅箔產品的產銷率也有一定幅度的下降。因此，高端銅箔產能能否快速有效釋放仍具有較大的不確定性。下游認證壁壘高，工藝不成熟的企業(yè)產品銷售受影響。下游鋰電池生產企業(yè)為保證生產的穩(wěn)定和連續(xù)性，在引入新供應商時通常采用供應商認證模式，取得供應商認證通常需要6-12個月左右，并需安排一定時間的小批量供貨階段。以2020年為例，中國鋰電池銅箔總產能為22.9萬噸，市場產量為15.3萬噸，產能利用率為67%，但市場出貨量僅為12.5萬噸，產銷率為81.5%，主要系部分鋰電池銅箔新進入企業(yè)產品性能較差，無法進入下游龍頭鋰電池生產企業(yè)核心供應商系統(tǒng)，所獲生產訂單較少，新增產能、產量無法得到有效消化所致。3.3供給預測：預計2021-2023年全球鋰電池銅箔供給的復合增速將達28%2021年底全球鋰電銅箔總產能約為51萬噸，預計2021-2023年全球鋰電銅箔總產能的年復合增速將達28%。根據各公司官網、各CCFA、中國有色金屬工業(yè)加工協(xié)會等相關數據，我們統(tǒng)計了全球鋰電銅箔分國家/地區(qū)、分企業(yè)的鋰電銅箔2021-2023年產能情況。據我們統(tǒng)計，截止至2021年底，全球鋰電銅箔總產能預計約為51.33萬噸/年，2022和2023年底，全球鋰電銅箔總產能還將分別增加至69.66和89.41萬噸/年，2021-2023年全球鋰電銅箔總產能年復合增速約為28%。2021年底中國大陸、韓國鋰電銅箔產能的合計占比高達90%，2022-2023年鋰電銅箔新增產能也主要來自這兩個地區(qū)。截至2021年底，中國大陸、韓國、日本、中國香港/中國臺灣鋰電銅箔產能占比分別達75%、15%、6%和4%，中國大陸和韓國是鋰電銅箔主要產區(qū)。從鋰電銅箔產能增量看，2022-2023年的主要增量也來自中國大陸地區(qū)和韓國，2022年的鋰電銅箔產能增量為18.34萬噸，其中中國大陸地區(qū)占比88%；2023年的鋰電銅箔產能增量為19.75萬噸，全部來自中國大陸地區(qū)。截至2021年底，國內龍電華鑫、諾德股份、德?？萍?、嘉元科技以及韓國日進的鋰電銅箔產能排名全球前列。從全球看，截至2021年底，大陸地區(qū)龍電華鑫、諾德股份以及韓國的ILJIN產能排名前三位，合計占比達27%；大陸地區(qū)的德?？萍己图卧萍挤至械谒奈缓偷谖逦唬嫌嬚急?1%。從國內看，截至2021年底，龍電華鑫、諾德股份、德?？萍嫉漠a能占比均在9%以上，為第一梯隊；嘉元科技、銅冠銅箔、禹象銅箔、江銅耶茲銅箔產能占比均在4%以上，為第二梯隊。2021-2023年，全球鋰電銅箔產能擴張競爭激烈，大陸的諾德股份、德?？萍己图卧萍蓟驗樽畲笞兞俊Ｎ覀冇^察了2021-2023年底，全球鋰電產能分企業(yè)的變化趨勢?？梢钥吹剑箨懙闹Z德股份、德?？萍己图卧萍蓟驗樽畲笞兞俊＝刂?021年底，諾德股份的鋰電池銅箔產能為4.3萬噸/年，而至2023年底則將達到7.3萬噸/年。截至2021年底，德?？萍嫉匿囯姵劂~箔產能為3.6萬噸/年，而至2023年底則將達到11.0萬噸/年。嘉元科技的鋰電池銅箔產能將從2021年底的2.1萬噸/年，提升至8.7萬噸/年。海外方面，韓國ILJIN鋰電銅箔產能從2021年底的4.0萬噸/年，擴張至2023年的5.2萬噸/年。除此之外，韓國的KCFT以及國內的華威銅箔、海亮股份等也在紛紛擴張產能。2021-2023年全球及國內鋰電銅箔的行業(yè)集中度先增后降，競爭格局總體優(yōu)化。根據上文中產能計算，國內的諾德股份、德?？萍肌⒓卧萍嫉蠕囯娿~箔龍頭企業(yè)預計在2022年將有較多產能投放，因此行業(yè)集中度大幅上升。至2023年，預計非頭部鋰電銅箔企業(yè)的大量產能將陸續(xù)投產，行業(yè)集中度在一定程度上被稀釋。總體來看，預計2021-2023年，全球鋰電銅箔行業(yè)CR4由34%提升至60%左右，CR8則由50%提升至60%左右；國內市場行業(yè)CR4由40%提升至46%左右，CR8則由60%提升至69%左右。隨著全球鋰電池銅箔的供給總量擴大，2021-2023年全球及國內鋰電銅箔的競爭格局總體或將優(yōu)化。四、供需平衡：4.5μm銅箔供需改善尤為突出以下我們將綜合分析、預測鋰電銅箔行業(yè)的需求和供給，對2021-2023年全球鋰電銅箔市場、≥6μm鋰電銅箔市場以及4.5μm鋰電銅箔市場供需的年度邊際變化進行分析。即，我們比較的是年度新增供給和新增需求的匹配情況，并將其差值和年度總需求的比值，定義為當年市場供需的邊際變化。如若該比值為負，則表示當年鋰電銅箔市場供需格局較上年更好；如若該比值為正，則表示當年供需格局較上年惡化。4.1整體：產能擴張下鋰電銅箔整體供給持續(xù)小幅改善據前文分析，預計2021-2023年全球鋰電銅箔總需求量分別為50.1、67.8、84.0萬噸/年，則年度新增鋰電銅箔需求量或將分別為23.0、17.7、16.1萬噸/年。另根據前文統(tǒng)計，預計2021-2023年全球鋰電銅箔新增有效產能分別為8.6、12.0和19.0萬噸/年。我們認為新產線所生產的鋰電銅箔良品率相對較低，因此中性假設下新增產能的產能利用率為70%，則預計2021-2023年全球新增鋰電銅箔供給過剩幅度分別為-34.0%、-13.7%和-3.3%。由此可見，2021-2023年行業(yè)整體的供給格局將小幅改善。4.2結構：4.5微米銅箔的供需格局優(yōu)于整體未來兩年4.5μm極薄銅箔的產量或將主要來自于12家銅箔廠商。由于鋰電銅箔正處于逐步向4.5μm轉換的過程之中，因此我們需進一步分析和預測4.5μm鋰電銅箔的供需格局變化。結合前文，目前嘉元科技、諾德股份等12家銅箔廠商掌握了4.5μm極薄銅箔的生產技術，其中領先企業(yè)已經具備批量供貨的能力。這些銅箔廠商未來的新增產聚焦在≤6μm極薄鋰電銅箔，新建項目基本都規(guī)劃了4.5μm極薄銅箔產能，新建的生產線具備6μm向4.5μm銅箔轉產的能力。預計2022-2023年這12家銅箔廠商≤6μm極薄鋰電銅箔的產能合計將達到27.23萬噸/年、42.18萬噸/年，較前一年分別增加11.78萬噸/年和14.95萬噸/年，分別占當年全球鋰電銅箔產能增量的73%和76%。我們將從這12家銅箔廠商的新增產能入手，預測未來兩年4.5μm鋰電銅箔的產量。在12家廠商新增產能中4.5μm鋰電銅箔占比30%-50%的情況下，2022-2023年4.5μm鋰電銅箔的供需格局持續(xù)改善。嘉元科技已經向國內頭部鋰電廠商供應4.5μm銅箔產品，未來的長期目標是將4.5μm鋰電銅箔的產能設置高于50%。考慮到嘉元科技4.5μm銅箔的出貨量行業(yè)領先，因此預計12家廠商新增產能中4.5μm鋰電銅箔的占比不會超過50%。在產能利用率為70