$道森股份(SH603800)$ 漢嵙新材料技術有限公司(簡稱“漢嵙新材”)是國內早期從事復合集流體產品研發的廠商之一。公司已申報相關發明專利20余項,其中針對提升復合銅箔關鍵性能的2項發明專利已獲授權。公司自主設計的卷繞式多腔體超低溫磁控濺鍍膜設備,是目前國內領先的復合銅箔產品线。
創始人王榮福從事蒸發、磁控濺射行業近30年,是國內早期接觸蒸發、磁控濺射技術的極少數人員之一。自1994年开始,在台資廠管理蒸發、磁控濺射部門,到2006年,創立深圳市厚澤真空技術有限公司,積累了大量的復合材料濺射金屬的技術與經驗。
如今,復合銅箔迎來了良好的發展機遇。
新能源車在中國的發展態勢可用“如日中天”4個字形容。數據顯示,2021年全年,中國新能源乘用車零售銷量達到298.9萬輛,同比增長169.1%。
美中不足的是,續航裏程及安全性能的問題,仍是消費者顧慮點。
滿足動力電池高能量密度、高安全性的訴求,除了調整電池正負極材料配比、制備工藝外,約佔電池質量13%的一大關鍵材料——銅箔被視爲解決上述問題的另一道突破口。
銅箔通過極薄化處理後,可提高電池能量密度,節約成本,被業界視爲未來的發展方向。而極薄化的理想路徑,就是“金屬導電層-高分子支撐層-金屬導電層”三明治結構。
據中航證券的相關報告稱,採用PET作爲基材的復合銅箔,厚度可以做到小於主流的6m的電解銅箔,電池能量密度可提升5%-10%、循環壽命可提升5%。在成本方面,傳統銅箔原材料成本佔比83%,PET銅箔的原材料成本佔比降至31%。
銅箔技術迭代的方向,愈發顯得清晰,作爲動力電池行業龍頭企業,寧德時代正積極推動PET復合銅箔創新應用。
“漢嵙新材與廣東騰勝合作設計制造3m的PET載體膜設備,可以試產4.5m-5m的復合銅箔,在國內處於領先地位,預計生產良率可達到90%以上,設計產能是行業同類設備的2.5倍。”漢嵙新材董事長王榮福對《大國之材》表示,漢嵙新材已經是2.5代线,設備性能上要優於市面上現有的1代、2代线。
漢嵙新材展廳(圖片來源:漢嵙新材)
01
“去金屬化”的優勢明顯
PET復合銅箔,未來不僅可應用於動力電池,在儲能、消費電池上也將廣泛應用。與傳統電解銅箔相比,PET復合銅箔在重量、成本、能量密度、安全性等方面均佔有優勢。
復合銅箔擁有上述優勢的關鍵在於“去金屬化”。數據顯示,電解銅箔的成分99.5%爲純銅,而復合銅箔則是由PET/PP等高分子基膜與濺射銅構成。在同等厚度(9m左右)下,復合銅箔比電解銅箔輕80%。
從成本角度來看,銅箔本身佔動力電池成本的8%,是控成本的重要環節之一。據中金公司證券研究報告顯示,電解銅箔的原材料成本約佔80%,而PET復合銅箔原材料成本佔比約降至40%~50%。
王榮福表示,復合銅箔還可以做到極薄化。據介紹,漢嵙新材以聚合物有機薄膜基材作爲載體,通過輝光放電電離化氣體,並在磁場作用下產生穩定的放電,帶電粒子轟擊靶材濺材料原子而形成膜層,再經過離子置換產出復合銅箔成品。
在相同體積的鋰離子電池中,銅箔的厚度越薄,其承載活性物質的能力越好,電池的容量越大,對電池的能量密度提升作用越大。中金公司證券研究報告顯示,相比8m的銅箔,4.5m的銅箔將使鋰電池能量密度提升9%。
復合銅箔帶來的驚喜遠不止於此。由於復合銅箔基材採用高分子材料,相比金屬具有低彈性模量,電池的循環壽命可實現提升5%。復合銅箔亦不影響電池內部電化學反應,能夠直接運用於各種規格、不同體系的動力電池。
02
行業人才稀缺堪比“大熊貓”
復合銅箔優異的性能,引起了業界的注意。中金公司預計,2022-2025年復合銅箔工藝滲透率分別有望達到3%-30%,對應新增復合銅箔需求合計約1190GWh。
據公开資料顯示,目前只有重慶X美、漢嵙新材、廈門X辰等擁有較爲成熟的制備技術和人才儲備。
“實際上,這個行業的門檻很高。”王榮福對《大國之材》介紹道,雖然近期有多家上市公司准備進入PET復合銅箔行業,但因爲濺射設備是非標的,需要一定的設備使用、磨合積累,對設備不斷地改良……這就需要時間的沉澱與專業人才的培養。
漢嵙新材自成立开始,就秉持“全球極薄聚合物復合金屬材料”的創立者這一理念。介入復合銅箔行業的底氣來自於王榮福近30年的蒸發、濺射技術沉澱。1994年,王榮福便從業於台資企業,任NCVM及注塑事業部負責人。2006年,王榮福創建深圳市厚澤真空技術有限公司,一度成爲當時NCVM行業的標杆企業。
2019年,漢嵙新材依托磁控濺射技術,發明了新型的卷對卷散熱、屏蔽石墨鍍銅復合膜。並嘗試在極薄PET、PP、PEEK等聚合物材料上面濺射金屬及介質層。公司开發的部分復合功能金屬膜產品已供應特斯拉-SpaceX和A公司產品中。
“在這期間,我們發現復合銅箔在鋰電池方面有很好的前景應用,並了解到寧德時代已投資了同行業標的公司,成爲國內復合銅箔开發應用的拓荒者。”
漢嵙新材當時的設備只能做單面鍍,而且面臨張力控制、溫度改進等系列問題,爲了解決上述問題,通過設備的使用積累和研發,漢嵙新材申報並獲得了三項磁控濺射設備設計技術專利。
王榮福表示,設備廠的設備都是通用型的,各個環節的參數需要漫長的磨合才能投入生產。“良率是靠設備的不斷改進與強大的技術團隊支撐提升起來的,我們定制的設備,95%是設備廠家制造的,但另外5%的關鍵技術是需要我們自己改進。”
“設備的改良,高度依賴專業的技術人才,如果缺乏經驗,將導致設計出來的設備出現結構性缺陷,甚至報廢。”王榮福對《大國之材》表示,這一行業的技術人才比大熊貓還稀缺。
王榮福躊躇滿志地表示,基於聚合物鍍金屬的技術,漢嵙新材很早已經布局PET極薄銅(鋁)箔(集流體)、金屬復合石墨烯散熱屏蔽膜等產品。並已在深圳光明、深圳寶安兩地建設生產和研發基地,現有廠房面積15000多平米。
2020年5月,漢嵙新材獲得了深圳中航新材料天使投資,2021年5月獲得深圳市高新投A輪注資,2022年4月完成廣東博中A+輪融資。“漢嵙新材前期出於保密的考量,並沒有向外界(包括投資者)展示漢嵙新材在PET復合集流體方面獨有的研發技術,只展示了卷對卷石墨鍍銅金屬膜,並據此獲得了光創賽材料行業一等獎。過於保密的措施,導致漢嵙新材前期的投資估值過低,但細心的投資者不難發現,在公开資料可以查到我們擁有‘一種柔性磁控濺射金屬納米復合材料的制備方法’、‘一種超薄輕柔韌性高的銅箔及其制備方法和應用’等業內領先的發明專利。”
“漢嵙新材現已成爲PET極薄復合集流體材料的引領企業。”王榮福對《大國之材》表示,未來極薄復合集流體材料的市場應用前景巨大,但由於行業技術人才的稀缺性及設備的非標專業性,使得沒有一定技術積累與人才儲備的廠商將面臨設備改進周期長,良品率過低,無法規模化量產或長時間無法交付產品等問題。
“目前部分想進入復合銅箔的廠商,有些是採用別人的片狀式或不規則的樣品送樣測試,並持觀望態度,並沒有儲備人才,以及規劃、定制設備。個人認爲這是一種比較理性的狀態。
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