天风证券-电气设备：新型添加剂2—DTD：提升电池循环次数和使用寿命的新贵-220126

　　摘要
　　近期天赐、石大胜华等多家企业宣布扩产DTD，我们思考DTD作为一种成膜添加剂，未来产业趋势如何？添加比例、技术改进和降本空间如何？对相关上市公司弹性如何？
　　行业趋势：长续航、循环次数要求提升，DTD成添加剂新贵
　　循环次数低、电池衰减为电动车行业痛点之一，影响使用体验感。目前许多车型三元电池充放电次数约800次，磷酸铁锂电池在2500次左右。但多数电池无法实现800/2500次循环后仍保持初始状态下的续航里程，原因为电池会衰减，续航里程随循环次数增加而下降。
　　特斯拉、宁德等企业纷纷布局长寿命电池。2020年5月，特斯拉提交一项关于“镍钴铝（NCA）电极合成方法”的专利，该项专利将支持电动汽车电池的使用寿命延长到160万公里，并且实现4000次充放电循环。2020年6月，宁德时代董事长曾毓群也表示：公司准备生产寿命达16年或行驶里程超200万公里的超长寿命动力电池。
　　Tesla电池研究合作伙伴JeffDahn团队在19年发表论文，公布正在和特斯拉合作开发的电池使用里程超过160万公里，新电池在40度的极端气温下也能进行4000次充放电循环。实验电池采用单晶NMC532软包电池，其中电解液溶质为6F，添加剂为2%VC和1%的DTD。
　　DTD：改善高低温和循环性能
　　DTD（硫酸乙烯酯）是一种SEI成膜添加剂，平均添加比例约1%。此外DTD还可用于医药中间体，可用于合成抗高血压药品的原料等。作为电解液添加剂，DTD有主要作用有：1）提高电池高温循环、高温储存和低温放电性能；2）减少高温放置后电池膨胀，降低容量衰减及内阻；3）抑制电池初始容量下降，增大初始放电容量；4）提升石墨负极的稳定性，并提升电池循环性能。
　　DTD工艺流程&降本空间
　　从工艺路径看，氧化法为目前主流路径，起始原料为乙二醇，与二氯亚砜反应生成中间体亚硫酸乙烯酯，再经过氧化形成DTD。目前成本、产品指标、废料情况等均存在难点。DTD是一种新型添加剂，工艺仍未成熟。我们认为降本可通过：
　　制造费用：DTD与溶质6F、添加剂LiFSI类似，都为电解液上游材料。DTD目前需求量较少，预计有较高制造费用。天际股份2020年6F成本制造费用占比20.6%，康鹏科技2019年LiFSI成本结构中制造费用占比46.6%。随着头部企业扩产，DTD预计有较强的规模效应。
　　工艺改进：2018年10月，苏州华一发布专利，使乙二醇和硫酸二乙酯在碱性催化剂下反应，生成DTD。此方法能够降低环境污染，更环保，且具有操作简单、安全、收率较理想等优点。
　　一体化布局：氯化亚砜与乙二醇为DTD主要原材料，随需求提升价格上涨，氯化亚砜价格从2021年8月10日价格2600元/吨，上涨至10月5500元/吨，2022年1月约4500元/吨，相比2021年8月涨幅70%+。天赐正在布局部分氯化亚砜产能，可降低生产成本。
　　行业空间&竞争格局
　　我们预计2021年DTD价格约24万/吨，假设年降10%，2022、2025年价格分别为21.6、15.7万/吨，DTD需求预计分别为0.94、4.2万吨，市场空间分别为20、66亿元，22-25年CAGR48%。2018年以来，DTD市场供给有所增加，逐步实现国产替代。目前扩产DTD的企业有天赐材料、石大胜华、新宙邦、研一、浙江福纬等。其中天赐、石大胜华、研一扩产幅度较大，预计2023年天赐DTD产能达到7000吨。
　　DTDVSLiFSI
　　LiFSI与DTD都为新型添加剂，且合成路径中都有氯化亚砜，因此我们从作用、添加比例、市场空间、工艺难度等角度进行比较。
　　作用：DTD主要改善高低温性能，提升电池循环次数；LiFSI热稳定性强、电导率高，充放电效率提升，主要用于三元高镍电池。
　　添加比例&市场空间：我们预计DTD22、25年添加比例分别为0.9%、1.4%，需求量0.94、4.2万吨，市场空间20、66亿元；LiFSI可用作一部分主盐，添加比例更高。我们预计LiFSI22、25年添加比例分别为2.1%、3.3%，需求量2.1、10.1万吨，市场空间73、253亿元。
　　工艺难度：从反应步骤看，LiFSI的合成过程较为复杂，反应步骤更多，收率预计更低；从反应过程看，LiFSI纯度要求较高，控制杂质含量为技术难点，DTD主要是三废量大、产品中钠离子等超标影响产品应用效果。
　　投资建议
　　天赐材料：我们预计21-23年天赐电解液出货14.4、35、55万吨，假设DTD添加比例0.9%、1%、1.1%，DTD需求量为1292、3500、6050吨。假设DTD价格年降10%，21-23年分别为24、21.6、19.4万，预计单吨净利分别为5.8、5.2、4.7万元，DTD2021-2023年贡献净利润0.8、1.8、2.8亿元。对比LiFSI，我们预计天赐2021-2023年LiFSI出货0.2、1、2.2万吨，贡献净利2.6、7.3、13.3亿元。
　　从专利布局看，天赐DTD或采取新工艺，将乙二醇溶于非质子有机溶剂中，通入硫酰氟，而非采用氯化亚砜。在纯度方面，天赐专利中的制备方法得到DTD纯度达99.9％以上，改变电解液中水分和酸值对电池循环性能和储存稳定性的影响；成本及收率方面，天赐专利中的合成方法简单，且收率高达到95%以上；在污染方面，用乙二醇和硫酰氟作为反应原料，无环境污染，适合大规模工业化生产。
　　虽然DTD在出货量、单价、利润贡献上都比LiFSI更低，但DTD作为添加趋势逐渐明确的添加剂，也能给天赐带来一定弹性，我们预计23年DTD利润占比超过5%。即使23年6F盈利有较大幅度下降，LiFSI、DTD等新型添加剂也有望提升电解液盈利水平。
　　凯盛新材：氯化亚砜为DTD、LiFSI常用合成路径中的重要的原材料。凯盛新材氯化亚砜产能目前已达15万吨/年，为全球龙头。公司在原料、技术、规模方面都具有优势，毛利率高于同行水平，2020年凯盛新材、世龙实业氯化亚砜毛利率分别为43.3%、-5.9%。
　　风险提示：DTD大幅扩产、原材料紧缺影响出货、新能源汽车需求不及预期、新型添加剂替代DTD、测算具有一定主观性。