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前言:铜箔——电解锂电铜箔占比已扩张至近25%
(一)分类方式:按工艺可分为电解和压延铜箔,按应用可分为电子和锂电铜箔
铜箔,一般是指铜或铜合金,通过压延、电解等工艺加工而成、厚度在μm以下的铜带(片)。根据其生产工艺、应用领域、厚度、表面粗糙程度等不同,铜箔有多种分类方式:
根据生产工艺分:可分为电解铜箔(ElectrodePositedCopper,ED)和压延铜箔(RolledCopperFoil,RA)两大类。电解铜箔即用电解法生产的铜箔,是将铜料溶解制成硫酸铜溶液后,在专业电解设备中将溶液通过直流电电沉积而制成原箔,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,最后经分切、检测后以处理箔形态出售;压延铜箔即用压延法生产的铜箔,是将铜板经过多次重复辊轧而制成原箔,然后根据要求进行除油、粗化、耐热层处理及防氧化处理等表面处理以处理箔形态出售,或是不经处理以光箔形态出售。
根据应用领域分:铜箔可分为电子铜箔和锂电铜箔。其中,电子铜箔主要应用于覆铜箔层压板(CCL)和印制线路板(PCB)的制作;锂电铜箔则应用于锂电池负极的制作,包括动力电池用和非动力电池用锂电铜箔。
根据厚度分:可分为极薄铜箔(≤6μm)、超薄铜箔(6-12μm)、薄铜箔(12-18μm)、常规铜箔(18-70μm)和厚铜箔(70μm)等;
以上我们对铜箔行业及其发展趋势进行了简要分析。由上文可知,尽管目前电子铜箔市场份额仍然较高,但锂电铜箔份额随着下游需求的快速发展而不断扩张,年已近25%,较年以来提升18PCT。因此本文作为铜箔行业专题系列报告的第一篇,将重点对锂电铜箔行业、发展趋势以及供需情况进行分析和预测,以期对锂电铜箔行业的未来发展做出定性和定量的判断。
(二)工艺趋势:电解铜箔绝对主导,17年国内电解铜箔产量占比高达98%
压延铜箔性能较电解铜箔更优,但对设备、工艺要求也更高。压延铜箔使用物理锻造法制造的原箔通常具有更好的物理性能,在铜纯度、强度、韧性、延展性等指标上优于电解铜箔。但压延铜箔的薄度与宽度会受到轧辊尺寸的限制,对设备的要求较高、工艺复杂,生产成本高,且相关工艺专利被日美少数企业所垄断,如日本的日矿集团NipponMining、福田金属Fukuda、日立电线HitachiCable以及美国的奥林黄铜Olinbrass等。
电解法由于其成本、工艺等优势成为国内外铜箔生产的主流工艺,国内绝大多数铜箔生产企业也采用电解法。根据中国电子材料行业协会电子铜箔材料分会统计数据,年我国电解铜箔和压延铜箔产量分别为33.7万吨、0.7万吨,电解铜箔产量占比高达98%,国内电解铜箔产量占比绝对主导地位;同时,年全球电解铜箔产量达51.9万吨,我国电解铜箔产量占比达65%,较年占比提升10PCT,由此可见全球电解铜箔产能向国内集中趋势也较为明显。
(三)应用趋势:电子铜箔仍为主流,锂电铜箔份额不断扩张,年已近25%
电子铜箔仍为主流,锂电铜箔份额不断扩张,年已近25%。根据中国电子材料行业协会电子铜箔材料分会统计数据,年我国电子铜箔、锂电铜箔产量分别达30.1、9.5万吨,分别占当年全国电解铜箔总产量的76%、24%,其中锂电铜箔产量占比自年以来提升18PCT。由此可见,国内铜箔应用领域中,电子铜箔仍为主流,但新能源汽车的快速发展正在逐步拉动动力电池用锂电铜箔需求。
一、锂电铜箔:锂电池负极关键材料、6微米铜箔渗透率或将持续提升
(一)应用领域:为锂电池负极材料载体和集流体,约占锂电池质量和成本的13%和8%
铜箔在锂电池结构中充当负极活性材料的载体和负极集流体。典型锂离子电池结构主要包括正极、负极、电解液和隔膜四部分。锂电池充电时,加在电池两极的电势迫使正极的嵌锂化合物释放出锂离子,通过隔膜后嵌入片层结构的石墨负极中;放电时锂离子则从片层结构的石墨中析出,重新和正极的嵌锂化合物结合,锂离子实现移动,产生电流。铜箔由于具有良好的导电性、柔韧性和适中的电位,耐卷绕和辗压,制造技术成熟,且价格相对低廉,在此过程中便充当石墨等负极活性材料载体,同时作为负极集流体,将电池活性物质产生的电流汇集起来,以产生更大的输出电流。
锂电铜箔质量和成本分别约占典型锂电池总质量和总成本的13%和8%左右,是锂电池中的关键材料之一。根据QiangDai,JarodC.Kelly等人在《LifeCycleAnalysisofLithium-ionBatteriesforAutomotiveApplications》一文中对典型NCM锂电池的组件质量拆分,铜箔在典型锂电池中的质量占比达13%,质量占比仅次于正负极材料和电解液;而根据中国有色金属加工工业协会(CNFA)