1证券研究报告作者：行业评级：上次评级：行业报告| 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明电气设备强于大市强于大市维持2022年01月26日（评级）分析师孙潇雅SAC执业证书编号：S1110520080009新型添加剂2—DTD：提升电池循环次数和使用寿命的新贵行业深度研究 摘要2请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明近期天赐、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Jeff Dahn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。 摘要3请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明行业空间&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。DTD VS LiFSILiFSI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DTD 22、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，DTD 2021-2023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。 引言4请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 5天赐、石大胜华均扩产DTD，有望成为新趋势近期天赐、石大胜华均宣布扩产DTD。DTD是一种成膜添加剂，由于添加比例较多（约1%）且价格较高（预计目前20-25万/吨），有望成为类似于LiFSI的新型添加剂，增厚相关公司业绩。✓石大胜华：2021年12月28日，石大胜华宣布扩产1.1万吨添加剂（含2000吨DTD，建设期24个月)，在5000吨添加剂项目中，也有DTD 400吨（2020年4月公告）。✓天赐材料：2021年12月11日，天赐材料发布公告，拟收购浙江天硕氟硅新材料全部权益，收购完成后天赐持有天硕100%股权。根据环评书，天硕有VC产能1000吨、FEC产能2000吨、二氟磷酸锂500吨、LiBOB 100吨、LiODFB 600吨、DTD 1000吨。天硕有1000吨的DTD产能，此外2023年南通6000吨DTD产能预计建成。从行业趋势看，电池长续航、循环次数要求提升，特斯拉、宁德等企业纷纷布局长寿命电池。Tesla和合作伙伴开发的新电池使用里程超过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，且添加了1%DTD。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？资料来源：Wind，天风证券研究所 行业趋势：长续航、循环次数要求提升，DTD成新趋势6请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 7行业痛点：循环次数低、电池衰减，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。以特斯拉Model 3为例，标准版续航里程468km，假设电池充循环次数800次，电池使用寿命37.4万公里；若采用磷酸铁锂电池，假设循环次数2500次，电池寿命117万公里。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。特斯拉在2020年更新了Model S/X 车型的电池损耗数据，称在行驶20万英里后（32万km)，两款车的电池容量仍能保持约90%。在《上海市2021年6月新能源车型里程可信度分析》中，累计驾驶6-9万公里的A级车车型里程可信度(实际可驾驶的总里程与标称续航里程的比值)前三分别是荣威Ei5（420km）、荣威Ei5（301km）以及北汽EU5,可信度分别为0.82、0.8、0.78。多数车经过9万公里里程后，电池包额定容量下降至初始值的80%以下。资料来源：特斯拉官网、NDANEV，天风证券研究所图：Tesla Model S/X 电池衰减情况图：累计行驶里程6-9万公里的A级车里程可信度排名0.820.80.780.730.70.640.660.680.70.720.740.760.780.80.820.84荣威Ei5（420km）荣威Ei5（301km）北汽EU5车型4车型5 8以目前的质保情况看，特斯拉Model 3 的高压电池与驱动总成质保期为8年或16万公里（以先到者为准），且质保期内保有最低70%电池容量。国内比亚迪汉、智己、广汽埃安等品牌对电池也分别有终身、8年内24万公里、终身（每年≤3万公里）的质保服务。但车企、电池企业并不止步于此，特斯拉、宁德时代等纷纷布局超长寿命电池。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，新电池的成本将高出约10%。资料来源：Twitter、高工锂电、澎湃新闻、领克发布会，天风证券研究所特斯拉、宁德等企业并不止步于8年或16万公里，纷纷布局长寿命电池表：长寿命电池布局情况时间公司长寿命电池布局2019年4月TeslaElon Musk在推特上宣称Model 3的驱动和车身是为160万公里续航寿命设计。2020年5月TeslaTesla提交一项专利，该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月宁德时代曾毓群表示：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，新电池的成本将高出约10%。2020年秋吉利汽车宣布吉利汽车浩瀚平台产品搭载了NEDC工况下20万公里无衰减，200万公里长寿命的电池包。2021年初智己汽车智己汽车也宣称其产品搭载的动力电池可实现NEDC工况下20万公里无衰减。 9在美国，一辆燃油车在使用约20万英里（32万公里）后报废；在欧洲，燃油车使用约15万英里（24万公里）后报废；在中国，根据商务部发布的《机动车强制报废标准规定》规定：小、微型非营运载客汽车和大型非营运轿车行驶60万公里强制报废。特斯拉车身已为160万公里准备，等待电池寿命提升。2019年，Tesla 的CEO Elon Musk在推特上宣称Model 3的驱动和车身是为100万英里（160万公里）的续航寿命设计的，但当时电池续航寿命为30万英里（48万公里）到50万英里（80万公里），未来替换能支持100万英里的电池模块需要5000-7000美元。若电动车使用寿命达到160万公里，将远超目前燃油车寿命，提升电动车全生命周期经济性。资料来源：《特斯拉2020年影响报告》、《机动车强制报废标准规定》、Twitter