今日話題——鋰電銅箔
一、電解銅箔主力軍——鋰電銅箔
工業用銅箔可以分為壓延銅箔與電解銅箔兩大類，其中電解銅箔由於其成本低，效能可靠等優勢，是目前市場上的主流產品，份額達95%以上。
電解銅箔是電子製造行業的功能性關鍵基礎原材料，主要用於鋰離子電池和印製線路板（PCB）的製作。
其中，鋰電銅箔由於具有良好的導電性、抗氧化性、抗腐蝕性、質地柔軟、便於粘結等優異屬性，再加上其價格低廉、製造工藝成熟等特點，是鋰電池負極集流體的首選材料。
二、銅箔在鋰電池中起到作用
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，透過隔膜後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。
銅箔由於具有良好的導電性、柔韌性和適中的電位，耐卷繞和輾壓，製造技術成熟，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彙集起來，以產生更大的輸出電流。
注：集流體簡單來講，跟一般的導線是一個意思。
集流體兩個作用，一個就導電，另一個就是作為電極塗覆層的載體。電池兩級材料都是粉狀的顆粒狀的塗層。本身導電性就不好，如果不用一層導電性極佳的金屬很難做到電流的低電阻流出。
三、銅箔約佔鋰電池質量和成本的13%和8%
鋰電銅箔質量和成本分別約佔典型鋰電池總質量和總成本的13%和8%左右。根據中國有色金屬加工工業協會（CNFA）官網於2019年12月發表的《高階市場需求迫切鋰電銅箔超薄化程序加速》以及YanoResearch資料，銅箔是鋰電池負極關鍵材料，其成本約佔鋰電池總成本的8%左右，其成本佔比僅次於鋰電池正負極材料和隔膜；其質量在典型鋰電池中的質量佔比達13%，質量佔比僅次於正負極材料和電解液。
四、銅箔變薄是提高能量密度的必經之路
按照應用領域劃分，電解銅箔可以分為鋰電銅箔和標準銅箔。
鋰電銅箔厚度一般小於20μm，是製作鋰電池的重要原料，被廣泛應用於汽車動力鋰電池、3C數碼產品、儲能等多個領域。而標準銅箔則常用於印刷電路板（PCB）等電子資訊產業。
注：根據厚度的不同，銅箔又可以分為極薄銅箔（≤6μm）、超薄銅箔（≤12μm）、薄銅箔（12-18μm）、常規銅箔（18-90μm）、厚銅箔（＞70μm）。
根據《重點新材料首批次應用示範指導目錄（2019版）》的指引，厚度≤6μm且符合國家行業標準《SJ/T11483-2014鋰離子電池用電解銅箔》的銅箔為極薄銅箔。
極薄銅箔近兩年才真正實現國內規模化應用，目前僅有少數頭部專業生產廠商能實現厚度≤6μm極薄銅箔規模化量產。
不同厚度的銅箔對下游應用領域鋰離子電池的具體效能影響程度主要在於，鋰電銅箔越薄，對電池的能量密度提升作用越大。而在相同體積或重量下，電池能量密度越大，續航時間越長，電池效率也越大。
銅箔的薄厚為何對鋰電池的效能有影響？
這主要是因為，鋰電銅箔作為鋰離子電池負極集流體，其作用則是將電池活性物質產生的電流彙集起來產生輸出電流。高效能超薄和極薄鋰電銅箔可以在不影響容量的前提下減少鋰電銅箔用量，同時保持較低的內阻，從而提升鋰離子電池能量密度。
銅箔變薄後，對生產工藝和效能的要求更為嚴苛。受鋰離子電池往高能量密度、高安全性方向發展的影響，鋰電銅箔正向著更薄、微孔、高抗拉強度和高延伸率方向發展。
注：鋰離子電池提高能量密度的方式可分為兩種
一是提高活性物質的能量密度和用量，採用更高能量密度的材料體系；
二是降低非活性物質的用量。電芯中的非活性材料包括銅箔、鋁箔、隔膜、外殼等，其中銅箔的質量佔比最高。銅箔在電芯中佔比為10-15%，用量減少對鋰電能量密度的提高效用顯著。
根據《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。
計算可以得到銅箔使用量減少後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）。
可見，鋰電銅箔的薄化，能夠進一步提高電池效率，提升電池續航時間，這對於使用以鋰電池為動力的新能源汽車等有著重要的意義。因此銅箔的輕薄化將會是未來鋰電銅箔行業的重要發展方向。
五、技術迭代給生產企業帶來盈利新增長
1）加工費直接決定鋰電銅箔的盈利能力
根據嘉元科技招股說明書以及年報，2019年鋰電銅箔成本構成中，直接材料佔比79。97%、直接人工佔比3。93%、製造費用佔比16。10%；2016-2019年期間，直接材料成本佔比均在70%以上，上游原材料銅線價格波動對成本影響較大。因而，鋰電銅箔企業通常採用“原材料+加工費”的模式進行定價，以減小銅價波動帶來的盈利風險。
所以，加工費直接影響鋰電銅箔企業的盈利能力。根據嘉元科技招股說明書，鋰電銅箔產品的加工費與毛利率呈現較高的正相關性。
2）極薄銅箔存在技術溢價，加工費高於一般銅箔
以嘉元科技在招股說明書中披露的2018年加工費為例，鋰電銅箔加工費整體高於標準銅箔，6μm的極薄銅箔加工費高達5。14萬元/噸，顯著高於其他；7-8μm的3。28萬元/噸和8μm以上的3。41萬元/噸差異較小。
且銅價上漲，提高極薄銅箔的技術溢價空間
銅價越高，極薄銅箔帶來的降本效應愈加顯著，有助於極薄銅箔的切換。銅價越高，銅箔變薄帶來的降本效應愈加顯著。目前銅價呈上升趨勢，電池廠家切換更薄銅箔以實現降本將更加迫切。銅價每上漲1萬，由8μm切換至6μm和從6μm切換至4。5μm所能節省的銅原料成本將分別增加281和113萬/GWh。
注：由於極薄銅箔由於節省了大量的銅原料成本，即使加工費適當上漲電池廠使用成本也將顯著降低。假設8μm對應900噸/GWh的銅箔用量以及不同厚度下銅箔的使用面積不變，用單位面積質量推算出6μm和4。5μm下銅箔耗量分別為619噸/GWh和506噸/GWh。
假設銅價為6。7萬/噸，8/6/4。5μm的加工費分別為3/5/7萬/噸，對應的使用成本分別為8730/7239/6936萬元/GWh，相當於0。087/0。072/0。069元/Wh。即使是加工費顯著上漲，銅箔變薄後電池廠使用成本仍將顯著降低。
六、需求端驅動，助力輕薄化生產浪潮
目前國內鋰電銅箔6μm已經進入主流電池企業實現了規模化替代，2019年佔比為41%；正處於4。5μm的匯入前期。按照CCFA的統計口徑，2019年雙光面6μm銅箔的總產量為5。74萬噸，對應占比達到了41%，其他鋰電銅箔產量為8。11萬噸。
2018年以寧德時代為代表的鋰離子電池龍頭研發出了專門用於6μm極薄銅箔的塗布機和全球首臺6μm極薄銅箔高速卷繞機，成功克服了6μm極薄鋰電銅箔在動力電池領域應用難的問題，帶動了行業內技術的革新和產品的迭代。
眾多電池廠商也紛紛聞風而動，開始著手從8μm向6μm銅箔進行切換，成功引爆了6μm極薄鋰電銅箔的需求。2019年寧德時代鋰離子電池中6μm鋰電銅箔使用比例超過90%，並已經開始實驗性的使用4。5μm鋰電銅箔等更為輕薄的鋰電銅箔。未來6μm銅箔滲透率有望繼續提升。
而受需求端驅動，各銅箔龍頭企業也開始轉向，加大對於極薄鋰電銅箔的投入和研發。但是受限於技術壁壘等因素，目前國內只有少數廠家研發出並可以量產6μm高效能極薄鋰電銅箔，包括嘉元科技、諾德股份、超華科技等幾家龍頭企業。
同時，國內廠家也在積極推進4。5μm的極薄銅箔，但絕大部分銅箔企業都仍處於研發或者小試中試的階段，小批次供貨主要以送樣測試為主，真正實現規模化量產的供應的僅嘉元科技和諾德股份。
