TWh时代,锂电铜箔的狂欢

TWh时代,锂电铜箔的狂欢

首页角色扮演鬼斧倍攻版更新时间:2024-09-22

“新乡-飞利浦”品牌走向市场,人们简称新飞,也寓意新乡起飞。这台冰箱,标志着新飞第一条年产10万台电冰箱的生产线正式投产。

新飞冰箱快速崛起,走向全国,快速拉动了制冷铜管加工和冰箱元器件产业。中原大地,正孕育着一个产业带动一个产业集群的效应。

1987年,新乡市从芬兰引进无氧铜杆生产线,建立新乡无氧铜材总厂,也就是后来的金龙铜管。将冷却铜管制成冰箱的核心组件——蒸发器和冷凝器,再卖给新飞,形成了科隆电器。

大江大河三十年,新飞冰箱在中国制冷家电产业谱写了辉煌的产业篇章。

2017年,新飞冰箱*重整,金龙铜管被迫远走重庆。科隆电器也已烟消云散。

这一年,中国企业靠引进国外技术和生产线,让全国人民拉近与西方社会生活质量差距的时代已经过去。

这一年,中国企业靠本土锂电企业,实现汽车产业换道超车,策动新经济增长点的局面正在形成

2017年,福建宁德的时代新能源坐上了全球新能源电池第一供应商的“龙头椅”。也正是这一年,宁德时代开始与汽车整车厂合资,加快在动力电池领域攻城掠地。

铜,再次焕发生机。这次不是铜管,而是铜箔。三十年前,新飞用的是铜的导热特性,三十年后,宁德时代用的是铜的导电特性。

铜箔,被认为是电子行业的“神经网络”,用以传递电信号。在锂电池中,铜箔则被作为负极的集流体,收集电流并外送模组。

如果说2012年是中国电动汽车的元年,那2017年则一定是中国锂电铜箔的元年。

从2012年到2016年,应用于锂电池的电解铜箔产量从最初的1.59万吨平稳增长,达到了5.9万吨。即使如此,锂电铜箔在整个电解铜箔总产量占比仍然不高,为22.96%。

电解铜箔最大的应用场景仍然是印刷电路板(PCB)。中国在全球电子产品生产代工市场占据最大份额。富士康和比亚迪,是最好的例子。

当时还是锂电池市场的孕育期,其使用也主要作为消费电子、电动工具等的电源,汽车用动力电池比例也不高。大多锂电铜箔都是由电子铜箔厂家发展而来。专做锂电铜箔的厂家,有台资的建滔,大陆本土只有广东嘉元和东莞华威。前几家锂电铜箔厂家市场占比达91%。

2017年,宁德时代问鼎全球锂电池头把交椅,成为独角兽,并加速在动力电池攻城掠地,中国锂电步入快车道。就像新飞带动了金龙铜管和科隆电器,“宁王”也让电解铜箔厂商加速扩产,新的玩家跑步入局。

2017年,整个中国新增电解铜箔产能15.02万吨。其中,锂电铜箔产能10.97万吨,标准电子铜箔产能4.05万吨。

对于电解铜箔,这只是开始,一场盛宴即将开始。

1. TWh时代的来临

2012-2022年,十年匆匆,锂电池产业发展翻天覆地。

2021年,全球锂电池产能562GWh,是十年前的15倍;中国锂电池产能324GWh,是十年前的25倍。

十年前,锂电池是日韩的天下,三分天下有其二;十年后,中国已在锂电池领域三分天下独占其二。

TWh时代,即刻到来,不可阻挡。中国、欧美的企业界和产业研究机构,都对2025年和2030年两个时间节点锂电池的发展做了预测。对于2030年全球锂电池产能,保守的欧美预测结果是3TWh,迅猛的中国预测结果是6TWh。

按照20%的年均复合增长率测算,截至2030年全球产能将是2.9TWh;按照30%的年均复合增长率测算,截至2030年全球产能将是6.0TWh。

在前序文章《锂电池的太瓦时代啥概念 ,靠谱嘛?》中,鬼斧从两个角度分析了TWh时代的前景。

1. 根据国内外动力电池企业和车企的扩产计划看,到2030年,6TWh会更接近实际。

宁德时代、LG新能源、中航锂电、亿纬锂能、SKI、比亚迪等21家企业已公布的产能规划,已达到3.155TWh。

此外,还有大量电池企业,尚未公开其产能规划。比如国内的塔菲尔、鹏辉能源、多氟多、华鼎国联。大部分的国外企业,也缺乏统计数据,比如PEVE、法国ACC等企业未统计。

各大主机厂,也都在规划布局建设动力电池产能,比如包括特斯拉、大众、通用、丰田、吉利。

特别是传统车企,船大掉头慢,对新能源转型慢,但经过了全球过去10年锂电的高速发展,电动化已经形成的一致认知,它们势必加速介入。而传统车企,无论是在技术实力,资本积累,还是来自造车新势力的压力,都促使它们快速扩充。

2. 从中国能源结构看,水电、风电、光伏三项占比为41%,2020年年发电量为3127TWh。受限于自然条件下,水、风、光电的功率不可控造成的“弃电”现象是中国大力发展锂电池的底层基础

就中国,按五年的寿命周期计算,基于30%复合增长率,也就是按2030年产能达3.5TWh计算,届时中国锂电池总存量为10.9TWh。按年充电次数算,总消耗电能约为654TWh。仍按2020年核、水、光、风四大非化石能源总发电量3127TWh算,比例也仅有20.9%。

实际上,在碳达峰和碳中和概念下,2022-2030年,洁净的水、风、光电也在国家的鼓励下快速发展。如果再把可用于补充锂电池电力源头的核电考虑进去,基础将更加宽大。

实际上,在2030年6TWh的大前景下,锂电铜箔已然迎来狂欢。

在锂电池整体成本中,锂电铜箔占到5%-10%左右。作为负极集流体,铜箔对于电池性能影响较大,尤其是对能量密度等参数至关重要。

铜箔越薄,电池能量密度越高,比如,与8μm相比,6μm和4.5μm铜箔可分别可以提升5%和9%的电池能量密度。

按照专业人员对整车动力电池能量密度统计,鬼斧进行了整理,并针对2021年中国324GWh锂电池产能,分别按照不同厚度的铜箔,计算了对应的净铜箔消耗量。

实际上,锂电池极片制作过程中,锂电铜箔是有损耗的,利用率不可能达到100%,且当前实际状况下,存在8μm、6μm、4.5μm并存的局面。

按照报道,国内动力电池已经基本普及6μm铜箔,部分龙头例如宁德已经开始导入4.5μm,海外则依旧以8μm为主。

另据高工产业研究院(GGII)调研数据显示,2021年度中国电解铜箔出货量达65.6万吨。其中,国内锂电铜箔企业出货量达28.05万吨。

综合看,鬼斧这样的计算为我们分析问题,提供边界和参考。高工的调研数据,也作证了鬼斧上述的计算是靠谱的。

2. 狂欢的锂电铜箔

从锂电铜箔元年2017年开始,到2021年的五年间,锂电铜箔成了整个电解铜箔市场的主力军。

各种报道口径不一,存在偏差,综合分析,五年间中国电解铜箔年平均新增产能约15万吨/年,其中锂电产能约10万吨/年。

以2017年为例,实际新增电解铜箔产能15.02万吨,含锂电铜箔产能10.97万吨,标准电子铜箔产能4.05万吨。2021年,实际新增电解铜箔也近15万吨产能。如下表,是基于2021年国内主要电解铜箔的新增产能统计,共计11.6万吨。

根据中电材电子协会铜箔分会统计口径,2021年电解铜箔总产能为72.12万吨/年。

按照鬼斧简化模型,2021年累计总产能为104.93万吨。一方面,模型确实简化存在偏差,另一方面,锂电铜箔技术要求快速迭代,事实上存在产能淘汰和浪费。

为了更加全面、客观、准确地调查当前中国电解铜箔产能状况,鬼斧通过各铜箔生产企业研报、机构数据等,统计了各铜箔厂家产能数据。按照截至2021年底已有有效产能、在建产能、规划产能,分别搜集了数据,以期展示中国电解铜箔,特别是锂电铜箔全景。

按照中国锂电铜箔产能统计全景,

1. 2021年已有有效产能,71.4万吨/年,与中电材电子协会铜箔分会统计口径数据的72.12万吨/年高度接近。

2. 在建产能共计120万吨/年,且这些在建产能基本会在2023年底前投产。

3. 规划产能134.2万吨/年,有的已经正在进行可研,最早2022年底,或者2023年,也会逐步开工。

3. 狂欢下的隐忧

从统计数据上看,如果说2017年为中国锂电铜箔元年,那么五年的高速发展后,形成2021年有效产能71.4万吨。

而从2021年以来,锂电铜箔发展实际已近乎癫狂。两年内,释放120万吨的在建电解铜箔产能,对市场的冲击难以想象。

但,至少日本人的阴极辊已售罄!

电解铜箔主要包括四大工序:溶铜-生箔-后处理-分切。其中最关键同时难度最大的是生箔工序,也是各家企业的技术核心所在。生箔核心工序包括添加添加剂,利用低电压、大电流技术使溶液中的铜离子均匀的附着在高性能钛制阴极辊上,逐渐积累到需求的厚度,形成铜箔。

电解工序的核心设备是生箔机,技术的关键又在于阴极辊,主要由日韩企业生产。目前,国内设备商生产的阴极辊还无法达到海外设备的精度,尤其是6微米以下差距较大。

成熟的日本厂商并不愿意随着中国锂电铜箔的狂欢而癫狂,它们维持产能,以确保自己满意的价格赚中国厂商的钱。据统计,实际日本每年大约生产生箔机230-280台。所以,狂欢的中国厂商频出高价,抢夺日本生箔机和阴极辊,提前两年甚至更久锁定货期。

当今主流生箔机,一般采用2700mm直径的阴极辊,单机产能一般在300-400吨/年。也就是说,120吨产能对应2700mm直径的生箔机要近3000-4000台。考虑生产备件存储,已经现有产线备件更换,2022年和2023年阴极辊按2700mm直径计算则每年需求量规模可能达在2000-2500根。

当然,狂欢之下,也给国内厂商提供了发展机会,西安泰金工业电化学、西安航天动力、上海昭晟机电等也都和日韩厂商分享了这场盛宴。

没人知道,沉浸在锂电铜箔狂欢之下的这几家企业,是否有清醒的头脑?它们产品单一,铜箔的盛宴是好事,也可能盛宴之后无所事事。

另外,中国铜加工总量规模也难以接受两年内新增的120万吨产能,额外规划的134万吨产能。

如下是中国有色金属协会发布的2021年中国铜加工材统计。

2021年,中国全年铜加工总量1990万吨。其中,铜带228万吨,铜箔材62万吨(和高工统计接近)。而铜箔材中,电解铜箔为60.9万吨,含电子电路铜箔35.4万吨,锂电铜箔25.5万吨,压延铜箔只有1.1万吨。

无论是两年内新增120万吨,还是再累加五年内的额外134万吨,在中国铜加工的1990吨总量占比都不可小觑,甚至难以置信真要实现将是什么样的冲击。

而实际上,由于电解铜箔工艺相对简单,赚的也是辛苦钱。电解铜箔的定价模式遵循“原材料成本 加工费”模式,加工费的高低取决于环节的供需、产品技术以及企业自身的议价能力。

从上下两端来看,上游类似大宗商品,下游客户像宁德时代等话语权强,铜箔环节几乎不具备议价能力,想要通过原材料降本来提升盈利的道路基本堵死。

超额收益的来源主要还是来自于技术迭代带来的加工费上升,例如轻薄化。实际上,电解铜箔不像压延铜箔工序复杂,生产过程工艺操作简单。所以,你能发现电解铜箔的操作工大多像农村妇女,而压延铜箔操作工则需要大专毕业生。说白了,电解铜箔的技术迭代就是设备的迭代,或者说核心组件阴极辊的迭代。

鬼斧担心的是,中国锂电铜箔的狂欢会不会为成为日韩生箔机和阴极辊厂家做嫁衣?

压延铜箔作为高柔性、高强度的特性,在高端电子领域前景广阔,而狂热的电解锂电铜箔盛宴却让它们都黯然失色,无人问津!

关于压延铜箔,电解铜箔制备技术,可关注机联天下微信公众号。

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