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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。
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 LiFSI
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LiFSI 22、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。
1、引言
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？
2、行业趋势：长续航、循环次数要求提升，DTD成新趋势
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
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
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、领克发布会，天风证券研究所
160万公里续航远超燃油车报废里程，提升全生命周期经济性
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，天风证券研究所
特斯拉电池新技术：极端气温下实现4000次充放电循环，添加1%DTD
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，使用的电解质溶剂混合物是 EC：EMC 3：7（按重量计）或EC：EMC：DMC 25：5：75（按体积计）或 EC：EMC：MA 3：5：2（按重量），溶质为6F，添加剂为2%VC和1%的DTD。
在40°C极端温度下：电池寿命仍可达到10年，循环3400次仍达到70%的电池包初始额定容量，预计总驱动距离为120万公里。
在正常20°C温度下：电池寿命可超过25年，循环3400次仅损失4%的容量，剩余96%的电池包初始额定容量，总驱动距离200万仍能有90%以上的电池包初始额定容量。
资料来源：《A Wide Range of Testing Results on an Excellent Lithium-Ion Cell Chemistry to be used as Benchmarks for New Battery Technologies》——Jeff Dahn，天风证券研究所
3、DTD:改善高低温、循环性能的新型添加剂
减少高温放置后电池膨胀，改善低温放电、循环性能的新型添加剂
DTD（硫酸乙烯酯）是一种SEI成膜添加剂，平均添加比例约在1%，其作用在于抑制电池初始容量下降、减少高温放置后电池膨胀、提高电池充放电性能及循环次数等。此外DTD还可用于医药中间体，可用于合成抗高血压药品、新型双表面活性剂的原料等。
作为电解液添加剂，DTD有主要有以下作用：
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；
2）抑制电池初始容量下降，增大初始放电容量；
3）提升石墨负极的稳定性，并提升电池循环性能。
DTD作用1：提高电池高温循环、低温放电性能
DTD能提高电池高温循环、高温储存和低温放电性能。
在电池高温循环性能测试下，对软包电池进行高温循环性能测试，添加DTD的B组循环800次，容量保持率83.6%；未添加DTD的 A组电解液循环600次，容量保持率已降至80%。添加DTD的电池有更多的循环次数、更高的容量保持率。
在电池低温放电性能测试下，添加DTD的B组电解液1C放电到2.0V，容量保持率33.1%，放电中值电压2.41V；未添加DTD的 A组电解液1C放电到2.0V，容量保持率28.1%，放电中值电压2.41V。添加DTD的电池有更高的容量保持率，改善电池的低温放电性能。
资料来源：《硫酸乙烯酯对 LiFePO4/ 石墨电池高低温性能的影响》——陈岩、天风证券研究所
DTD作用2：减少高温下电池膨胀，降低容量衰减及内阻
DTD能减少高温下电池膨胀，且能降低电池高温储存过程中不可逆的容量衰减，同时降低电池储存前后内阻增加。
在高温储存性能测试下，软包电池在60℃下储存7天。
从电荷保持和容量恢复情况看：添加DTD的A组荷电保持比例97.3%、容量恢复比例98.5%，高于未添加DTD的B组电解液荷电保持比例94.6%、容量恢复比例95.2%。
从电池内阻与厚度变化看：添加DTD的A组储存前后的内阻增加3.5%，厚度增加1.8%，而未添加DTD的B组内阻增加6.2%，厚度增加2.0%。添加DTD的A组内阻与厚度增加明显低于B组。
资料来源：《硫酸乙烯酯对 LiFePO4/ 石墨电池高低温性能的影响》——陈岩、天风证券研究所
DTD作用3：抑制电池初始容量下降，增大初始放电容量
DTD能抑制电池初始容量的下降，增大初始放电容量，且最佳添加比例为1%。
在电池首个循环测试下，在1mol/L 、添加LiPF6、EC+DMC+EMC (1:1:1)的电解液中分别加入添加比例0%、1%、2%、3%的DTD。对于没有添加DTD的电池，第一个循环的电荷容量仅为335.9mAhg。而对于添加1%、2%、3%的DTD的电池，第一个循环的电荷容量为分别为351.8 、340.0 mAh/g，而DTD添加比例为3%时电荷容量开始下降。
电池首个循环电荷容量提高，原因或为DTD可以优先占据石墨表面的活性位点，并更有效地保护石墨电极免受电解质的消耗。添加DTD能增加电池首个循环电荷容量，添加1%的DTD电池具有最高的首次循环电荷容量。
资料来源：《Ethylene sulfate as film formation additive to improve the compatibility of graphite electrode for lithium-ion battery》——Xuecheng Li，天风证券研究所
DTD作用4：增强SEI膜抑制石墨剥离，提升负极稳定性
DTD能提升石墨负极的稳定性，提升电池循环性能。添加DTD可增强SEI膜抑制石墨剥离。
在PC基电解液中使用DTD，SEI膜可在石墨表面形成（图b），且没有持续的电解液还原或石墨剥离（图c）。在没有DTD添加剂的新电池中，SEI包覆的石墨（图e）在0.94 V左右均观察到严重的电解液还原和石墨剥离现象，SEI膜无法稳定石墨以实现可逆的Li+脱嵌。
电解液成分是影响石墨性能的关键因素（例如：Li+脱嵌入或Li+-溶剂共嵌），添加DTD可让SEI膜抑制石墨剥离，提升石墨负极稳定性。
资料来源：《New Insight on the Role of Electrolyte Additives in Rechargeable Lithium Ion Batteries》——Jeff Dahn，天风证券研究所
4、DTD工艺流程&降本空间
工艺流程：氧化法为目前主流路径，成本、产品指标、废料情况等均存在难点
DTD有多种合成方法，包括酰化法、取代法、加成法、二氧六环合成法、氧化法等。各种反应方法都有优缺点，如酰化法的优点是原料廉价易得，缺点是反应收得率低，原料硫酰氯或硫酰氟是危化品，腐蚀性强。
氧化法是目前电解液添加剂企业主要的合成方法，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。
氧化法主要有五条反应路线，其中以次氯酸钠为氧化剂，在三氯化钌水溶液催化下得到硫酸乙烯酯（线路1）为目前较常用的方法。根据浙江天硕2020年6月环评书，我们认为天赐1000吨DTD的制备方法与线路1较为接近。
由于DTD发展时间较短，工艺还未成熟。从成本方面看，线路1使用的贵金属催化剂三氯化钌价格昂贵，难以回收利用；从产品指标看，产品种钠、氯离子指标易超出标准，影响产品应用效果；从废料情况看，使用过量次氯酸钠强氧化剂三废量大，产生大量含盐废水，对环境产生较大影响。
资料来源：《硫酸乙烯酯的合成方法综述》——韦伟，天风证券研究所
降本空间：制造成本与工艺改进是添加剂降本的重要途径
对比溶质6F、添加剂LiFSI，LiFSI成本结构中有更高的制造费用。6F工艺较为成熟，且添加量较大（添加比例约13%），而LiFSI是一种新型添加剂LiFSI，预计目前平均添加比例2-3%，目前LiFSI有更高的制造费用。天际股份2020年6F成本中直接材料占比74.8%，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%。
DTD是一种新型添加剂，工艺仍未成熟，由于产量较少，预计有较高制造费用。随着头部企业扩产，单个装置生产效率提升，预计有较强的规模效应。从工艺上看，产品纯度、连续化生产能力、污染物处理能力等都有望不断改进，提高生产效率并降低成本。
通过工艺改进，DTD环境污染、收率等问题也有望改善。2018年10月，苏州华一发布专利《一种硫酸乙烯酯制备方法》，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。
资料来源：天际股份公告、康鹏科技招股说明书，天风证券研究所
降本空间：氯化亚砜与乙二醇为DTD主要原材料，随需求提升价格上涨
目前制备DTD主要以氯化亚砜和乙二醇为原料。
氯化亚砜：一种有机合成反应的氯化剂，是重要的化工原料，可用于医药、农药、食品添加剂、染料、锂电池等领域。目前氯化亚砜需求较大的两个下游为：1）动力及锂原电池电解液添加剂 2）消费行业中的三氯蔗糖（新型非营养性甜味剂，目前占整个氯化亚砜表观消费量1/3以上，复合增长率超过15%）。
乙二醇：煤化工产品，下游应用广泛，主要用于制聚酯，涤纶，聚酯树脂、吸湿剂，增塑剂，表面活性剂，合成纤维、化妆品等。
在锂电池领域，氯化亚砜可作为DTD、LiFSI的原料，随需求提升价格不断提升。氯化亚砜定价主要锚定氯碱和氯气的价格，而氯气价格主要受电解铝、安全环保检查、限电等因素影响，价格波动较大。随着DTD、LiFSI需求量提升，而添加剂扩产周期较强（约2年）、环保壁垒较高，氯化亚砜价格不断上涨，从2021年8月10号价格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%+。
资料来源：凯盛新材招股书，生意社，天风证券研究所
降本空间：DTD头部企业向上游原材料布局，降低生产成本
2021年氯化亚砜需求旺盛，随着DTD、LiFSI需求提升，价格或继续提升。氯化亚砜整体行业格局较为集中，中国、印度、欧洲是核心生产区域，也是主要消费区域。根据QY Research预测，中国、印度、欧洲氯化亚砜市占率分别为55%、24%、18%。
目前全国有氯化亚砜产能48万吨，凯盛新材氯化亚砜产能为15万吨/年，是全球最大的氯化亚砜生产基地。其他国内企业有：理文化工8万吨、世龙实业5万吨、金禾实业4万吨、和合化工5万吨。
天赐正在布局部分氯化亚砜产能，可降低生产成本。天赐目前布局LiFSI项目，会同步布局部分氯化亚砜产能。
资料来源：凯盛新材招股书、理文化工环评书、世龙实业环评书、金禾实业环评书、和合化工环评书，天风证券研究所
5、行业空间&竞争格局
DTD2021年均价约在24万/吨，长期看预计价格高于6F
从江苏国泰采购添加剂单价看，2018-2020年DTD采购均价分别为34.8、36、27万/吨，2021H1均价23.8万/吨。2021年上半年，6F、DTD、LiFSI采购均价分别为13、23.8、34.7万元/吨，DTD价格低于LiFSI但高于6F。
随着DTD行业供给增多，平均采购单价下降，但在添加剂中价格仍处于较高水平。由于6F周期性较强，目前价格超50万/吨，但长期看，预计DTD价格高于6F。
资料来源：瑞泰新材招股书，天风证券研究所
行业空间：预计2022、2025年DTD市场空间20、66亿元，CAGR48%
三元电池能量密度更高，但缺点是热稳定性较差，而DTD可提升电池高温循环、高温储存性能，以及减少高温放置后电池膨胀等， 因此我们认为在三元电池中需要添加更高比例DTD。
假设2022年铁锂电池添加比例0.5%、三元电池添加比例1.2%，预计2022年DTD 需求量0.94万吨，平均添加比例0.9%。随着电池性能要求提升，预计DTD添加比例提升。假设2025年铁锂电池添加比例0.8%，三元电池添加比例2%，预计2025年DTD需求4.2万吨，22-25年CAGR65%。
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需求分别为0.94、4.2万吨，市场空间分别为20、66亿元，22-25年CAGR48%。
资料来源：Wind，天风证券研究所
竞争格局：天赐、石大胜华、研一DTD扩产较多，预计2023年天赐DTD产能达7000吨
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。
天赐材料：子公司天硕有1000吨DTD产能；2023年南通6000吨DTD预计投产 。
石大胜华：在2019年8月公告的5000吨动力电池添加剂项目、2021年12月公告的1.1万吨添加剂项目中都有扩产DTD。1）5000吨动力电池添加剂项目中：第一期20吨DTD，第二期400吨DTD；2）1.1万吨添加剂项目：含DTD 2000吨。
研一：DTD已于2021年12月底正式连续化量产，预计2022年6月产线产能完全释放后，产能可达到3000吨/年。
资料来源：各公司公告，鑫椤锂电公众号、浙江福纬环评书、天风证券研究所
6、DTD VS LiFSI
DTD改善高低温性能、提升循环次数；LiFSI热稳定性好、电导率高，主要用于高镍电池
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、工艺难度等角度对两种添加剂进行比较。
DTD、LiFSI在作用上有一定相似性。例如，两种添加剂都能改善电解液高低温性能、增强充放电效率、提升循环性能。但DTD是一种成膜添加剂，LiFSI可作为添加剂使用，也可代替一部分6F，在作用上也有不同之处：
DTD：1）改善高低温性能 2）抑制电池初始容量下降。主要用于改善循环次数。
LiFSI：1）热稳定性强，循环性能好 2）电导率高，充放电效率提升。随着镍含量提高，材料热稳定性降低，因此在高压、高镍趋势下，LiFSI添加量提升明显。
资料来源：康鹏科技招股说明书、《硫酸乙烯酯对 LiFePO4/ 石墨电池高低温性能的影响》——陈岩、《Ethylene sulfate as film formation additive to improve th compatibility of graphite electrode for lithium-ion battery》——Xuecheng Li、《New Insight on the Role of Electrolyte Additives in Rechargeable Lithium Ion Batteries》——Jeff Dahn，天风证券研究所
LiFSI远期看可替代部分6F，添加比例更高，预计2025年市场空间253亿元，系DTD的4倍
从添加量看，LiFSI可用作一部分主盐，添加比例更高。目前LiFSI作为电解液锂盐有两种应用方式：1）可作为添加剂使用；2）作为新型电解质替代 LiPF6。而DTD是一种成膜添加剂，与VC、FEC类似。我们预计铁锂添加比例不到1%。三元添加比例在3%以下。
LiFSI主要用于三元电池，我们预计2022、2025年在三元的添加比例分别为3.5%、7%，平均添加比例分别为2.1%、3.3%，需求量分别为2.1、10.1万吨。假设2022、2025年单价分别为34.4、25.1万/吨，对应市场空间分别为73、253亿元，CAGR51%。2025年LiFSI的行业规模是DTD的4倍。
资料来源：瑞泰新材招股书、天风证券研究所
从工艺难度看：LiFSI反应步骤更多，且合成难度更高
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。LiFSI 一般要经过双氯磺酰亚胺（HClSI）、双氟磺酰亚胺（HFSI）、成盐三个步骤。而DTD总体分为2步：1）乙二醇和氯化亚砜为原料合成亚硫酸乙烯酯；2）亚硫酸乙烯酯经过催化氧化得到DTD。LiFSI反应步骤更多，预计收率更低。
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。LiFSI 反应流程中将会产生水、HCl、HF、K+、Li+等副产物，前两个合成步骤所得中间物的纯度和收率对最终LiFSI性能的影响很大，控制酸、水、金属离子等杂质的含量是目前的技术难点。DTD的难点主要在于三废量大，产生大量含盐废水，对环境产生较大影响，且产品中钠、氯等离子指标易超出标准，影响产品应用效果。
资料来源：康鹏科技招股书、《硫酸乙烯酯的合成方法综述》——韦伟，天风证券研究所
7、投资建议
天赐材料：预计2022、2023年DTD贡献净利润1.6、2.8亿元
我们预计2021-2023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。价格方面，我们预计DTD每年价格下降约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2022、2023年LiFSI出货1、2.2万吨，贡献净利7.3、13.3亿元。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。
资料来源：天赐材料公告、瑞泰新材公告，天风证券研究所
工艺进步：从天赐新工艺看，DTD收率、成本、环境污染等问题都有望改善
2020年2月，九江天赐发布专利《硫酸乙烯酯的制备方法》，将乙二醇溶于非质子有机溶剂中，加入非质子有机碱，通入硫酰氟，边反应边搅拌，反应完成后过滤，滤液经蒸发浓缩、干燥、得到DTD。
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，水分含量≤20ppm，酸值≤10ppm，有效改变了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。
在成本及收率方面：天赐专利中的合成方法简单，不用催化剂即可实现，降低制备成本，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。
资料来源：《硫酸乙烯酯的制备方法（九江天赐材料有限公司）》，天风证券研究所
天赐材料：LiFSI、DTD在2023年有望接棒6F，提升天赐盈利水平
天赐的成长性来自市占率+成本最低+新型添加剂。从市占率看，预计天赐2021-2023年电解液出货14.4、35、55万吨，全球市占率有望在2023年达到35%以上。市占率大幅提升的背后是天赐有最低的成本曲线，低成本来自：1）在电解液企业中一体化布局最为全面，重点布局溶质、添加剂两个环节。2）看单个环节，如6F，天赐也最具成本优势（液体路线+硫磺、氢氟酸等物料循环进一步降本）。
6F具有较强的周期性，市场价从2020年8月低点8万/吨上涨至1月17日59万/吨，但天赐没有挣周期带来的暴利，与宁德、LG等大客户锁定长单。虽然我们认为6F供需会在2022年下半年反转，价格下降，但由于天赐大部分为长单，盈利的波动不会像纯做6F的企业那样明显。
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。我们预计23年LiFSI出货2万吨，贡献净利12亿，DTD出货5500吨，贡献净利2-3亿。看好公司市占率提升+原材料自供比例不断提升+LiFSI、DTD等添加剂有望进一步提升公司利润水平。
凯盛新材：氯化亚砜龙头，原料、技术、规模带来成本优势
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，是全球最大的氯化亚砜生产基地。凯盛新材2020年营收6.2亿，归母净利1.6亿，净利率为25.7%。
氯化亚砜产品壁垒来自：1）二氧化硫循环利用 2）产业链一体化 3）新能源产品质量要求苛刻。而凯盛新材的竞争优势为：1）公司位于山东，氯气原料丰富，原料供应稳定且采购成本低；2）公司氯化亚砜具技术、规模优势。
凯盛新材具有成本优势，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%。
资料来源：凯盛新材招股书、天风证券研究所
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