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從突破百年冶金電極使用歷史的鉛基合金電極到鋁基鉛合金復(fù)合材料電極，從鈦基賤金屬氧化物涂層電極再到碳基復(fù)合材料電極，昆工科技正在腳踏實地推動有色金屬行業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排，綠色發(fā)展也成為這家企業(yè)的最大價值。

當人們談?wù)撝悄苁謾C，會想到蘋果、華為，當人們談?wù)撔履茉雌?，會想到特斯拉、蔚來。而當人們談到電化學(xué)冶金行業(yè)電積過程的核心部件——電極時，人們會想起誰？

坐落于昆明滇池旁的昆明理工恒達科技股份有限公司（以下簡稱昆工科技），已經(jīng)在表面工程、特種功能材料、復(fù)合材料、電極材料等領(lǐng)域默默耕耘了21年，作為有色金屬電化學(xué)冶金國內(nèi)極板市場占有率第一的企業(yè)，毫無疑問是這個電極世界的“隱形冠軍”。

2020年，昆工科技陽極板生產(chǎn)量一年達到20萬片，陰極板達到10萬片，極板國內(nèi)市場穩(wěn)居第一。極板銷售金額達4億元，占全國市場極板銷售總額4%，占全球2%左右。

作為一家以電極新材料及電極產(chǎn)品為主業(yè)的企業(yè)，自2000年成立以來深耕于電極材料領(lǐng)域，始終專注于有色金屬冶金電極材料的產(chǎn)品研究設(shè)計和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

昆工科技如何在有色金屬冶煉行業(yè)電極這個細分領(lǐng)域，持續(xù)發(fā)展并成為市場頭部？

突破百年傳統(tǒng)冶金電極歷史

當前，多種有色金屬冶煉以電化學(xué)冶金（俗稱“濕法冶金”）技術(shù)為主，如鋅、銅、鎳、錳、鈷等。全球范圍內(nèi)90%的鋅和30%的銅采用濕法治金技術(shù)提取。

隨著高品位金屬礦資源日益減少和環(huán)境保護受到重視，該技術(shù)因其反應(yīng)速度快、浸出率高、利用率高、環(huán)境友好等特點，在處理低品位礦、復(fù)雜礦方面極具優(yōu)勢。

作為有色金屬電化學(xué)冶金中的核心關(guān)鍵部件，鉛合金電極已有近150多年的發(fā)展歷史，被稱為電化學(xué)冶金技術(shù)的心臟。

“電極板作為核心部件，決定了整個生產(chǎn)過程中的能源消耗、產(chǎn)品品質(zhì)以及生產(chǎn)效率。”昆工科技董事長郭忠誠教授告訴記者。“極板，承擔著提高有色金屬產(chǎn)量和降低能耗的重任，而高性能電極，是企業(yè)收獲更好效益的關(guān)鍵。”

目前，傳統(tǒng)鉛合金陽極仍在有色金屬電化學(xué)冶金工業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位。雖然應(yīng)用廣泛，但其耗能高、機械強度低、鉛溶解及污染金屬產(chǎn)品等關(guān)鍵技術(shù)難題成為制約產(chǎn)業(yè)進一步提高的瓶頸。

金鼎鋅業(yè)

作為畢業(yè)于有色金屬冶金專業(yè)、工作后又從事過材料表面工程、功能材料、復(fù)合材料等領(lǐng)域的專家，郭忠誠發(fā)現(xiàn)，雖然鉛合金極板仍是鋅、銅、錳等電化學(xué)冶金的主要電極板，需求量多年來平穩(wěn)發(fā)展，但在能源價格不斷上漲和全社會對環(huán)保問題愈加重視，綠色發(fā)展深入人心的趨勢下，企業(yè)更需要一種新型的電極板。這讓他意識到，在有色金屬電化學(xué)冶煉這個傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還可以在電極這個領(lǐng)域繼續(xù)深挖，并且未來一定會有爆發(fā)性的增長。

“有色金屬行業(yè)作為國民經(jīng)濟最重要、最基礎(chǔ)的行業(yè)之一，對于其他行業(yè)發(fā)展不可或缺，特別是一些高科技領(lǐng)域，比如說航空航天、電子等行業(yè)，但高能耗、高污染卻成為人們的印象。如何去改變它是一個非常重要的問題。”

由此，研發(fā)耐腐蝕、高導(dǎo)電、長壽命、低成本的新型節(jié)能電極材料成為郭忠誠課題組致力追求的目標。用新技術(shù)改變傳統(tǒng)行業(yè)，這成為他的一個信念。

從電極開始，是實現(xiàn)他理想的一個切入點。

2008年起，昆工科技從全面提升陽極性能入手，開始自主研發(fā)核心替代產(chǎn)品。目標只有一個，那就是與傳統(tǒng)鉛基合金陽極板相比更為節(jié)能高效、生產(chǎn)成本更低。

他們從電極材料和電極結(jié)構(gòu)形式兩方面進行創(chuàng)新突破。經(jīng)過不斷實踐，成功研發(fā)了高導(dǎo)電鋁基鉛合金復(fù)合材料及其連續(xù)制備技術(shù)，與傳統(tǒng)鉛基合金材料相比，導(dǎo)電性能提高了5倍，鉛合金用量減少35%。

在此基礎(chǔ)上，針對傳統(tǒng)板狀陽極存在電解液流動差、陰極金屬產(chǎn)量低、重量大等問題，創(chuàng)造性地提出了“柵欄型結(jié)構(gòu)電極”概念，進一步突破傳統(tǒng)電極外形結(jié)構(gòu)，發(fā)明柵欄型結(jié)構(gòu)電極技術(shù)，新型柵欄型鋁基鉛合金復(fù)合材料陽極板成功問世。

這項技術(shù)成功應(yīng)用于鋅、銅等有色金屬電積領(lǐng)域。與傳統(tǒng)陽極相比，節(jié)能達到5%以上，鋅和錳產(chǎn)量最高提高了2%~6%，銅產(chǎn)量提高了3%~10%。同時，銷售價格卻低于傳統(tǒng)鉛基合金陽極，陽極成本最高降低了10%。

“這改變了傳統(tǒng)鉛基合金陽極在電化學(xué)冶煉行業(yè)使用了150多年的歷史，是一項重大的技術(shù)突破，具有極大的市場競爭優(yōu)勢。”郭忠誠表示。

卓越的技術(shù)經(jīng)濟指標得到了行業(yè)的高度認可。2016年，中國有色金屬工業(yè)協(xié)會對該技術(shù)評價稱：“對濕法冶金工業(yè)的節(jié)能降耗，陰極產(chǎn)品質(zhì)量的提高提供了技術(shù)支撐，促進了有色金屬濕法冶金行業(yè)電極材料的升級改造和科技進步。”

繼鋁基鉛合金復(fù)合材料、柵欄型結(jié)構(gòu)電極之后，他們又研發(fā)了鉛合金表面陶瓷化成膜技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化配套裝備，形成了一系列集成創(chuàng)新技術(shù)體系。

昆工科技也憑此成為目前行業(yè)內(nèi)唯一完成第二代陽極——鋁基鉛合金復(fù)合材料陽極產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的企業(yè)。

相關(guān)核心技術(shù)不斷實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。2014年，昆工科技在晉寧工業(yè)園區(qū)建成全球首條柵欄型鋁基鉛合金復(fù)合材料陽極板生產(chǎn)線，年生產(chǎn)能力超過10萬片。至今，他們已經(jīng)建成年產(chǎn)35萬片陰、陽極板的生產(chǎn)基地。

“這些成果為實現(xiàn)我國有色金屬工業(yè)節(jié)能降耗提供了支撐，也為開展國際產(chǎn)能合作提供了新空間。”郭忠誠表示。

打造新材料“小巨人”

2019年4月，一份來自剛果（金）中色華鑫濕法冶煉有限公司的柵欄型陽極板使用報告讓昆工科技市場人員為之振奮。

報告中指出，該項目采用昆工科技生產(chǎn)的柵欄陽極已經(jīng)使用時間兩年多。經(jīng)過長期生產(chǎn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)采集對比表明，在相同工況條件下，陰極銅產(chǎn)量比傳統(tǒng)鉛合金陽極提高了5%，直流電耗降低了5%，綜合使用經(jīng)濟效益十分明顯。由于顯著的使用優(yōu)勢，項目陸續(xù)替換原有的傳統(tǒng)鉛合金陽極板。

中色華鑫濕法冶煉有限公司項目的成功應(yīng)用，堅定了昆工科技創(chuàng)新的決心。

目前，國內(nèi)電極材料企業(yè)存在生產(chǎn)規(guī)模小、產(chǎn)品傳統(tǒng)化、同質(zhì)化現(xiàn)象嚴重等突出問題，隨著市場環(huán)境不斷變化，傳統(tǒng)陰陽極板利潤逐步下降，市場競爭十分激烈。

面對行業(yè)競爭，郭忠誠直言，只有技術(shù)創(chuàng)新一條路可走。“極板這塊大部分還屬于勞動密集型，目前我們正在做自動化、智能化改造，要通過自動化迅速把生產(chǎn)規(guī)模提上去。”

只有激發(fā)出創(chuàng)新性、顛覆性和殺手锏的技術(shù)，才能贏得競爭力。

公司創(chuàng)立以來，身為工學(xué)博士的郭忠誠一直作為公司的科技領(lǐng)軍人物主持、參與公司的研發(fā)活動，并培養(yǎng)和組建了陣容強大的研發(fā)團隊。截至目前，公司已累計取得電極新材料和制備方法相關(guān)專利技術(shù) 87項。

同時，公司與昆明理工大學(xué)等行業(yè)重點高校和研究院所形成了緊密的戰(zhàn)略伙伴關(guān)系，從資本運作、人才交流和科技攻關(guān)等各個層面開展了廣泛的合作，進一步增強了公司持續(xù)創(chuàng)新能力。

昆工科技的“朋友圈”也越來越廣。中色礦業(yè)、紫金礦業(yè)、江西銅業(yè)、西部礦業(yè)、中金嶺南、華友鈷業(yè)、株冶、漢中鋅業(yè)、華聯(lián)鋅銦等國內(nèi)20多家行業(yè)龍頭企業(yè)與昆工科技達成長期合作。

這背后是行業(yè)整體認知悄然發(fā)生著變化。

今年“雙碳”目標的提出，逐漸改變了能源產(chǎn)業(yè)格局，并重構(gòu)了整個制造業(yè)?！队猩饘傩袠I(yè)碳達峰實施方案》提出，到2025年力爭率先實現(xiàn)碳達峰，2040年力爭實現(xiàn)減碳40%，比全國的碳達峰至少提前5年。

目前碳達峰聚焦的方向是能源的生成端，使用風能、太陽能作為清潔能源，而產(chǎn)生大量電能之后，如何才能有效利用？這成為節(jié)能減排的關(guān)鍵因素。

碳中和、碳達峰開始受到更多冶煉企業(yè)的關(guān)注。“企業(yè)之前更多考慮的是效率、價格和成本問題?，F(xiàn)在，綠色發(fā)展成為主流趨勢。”郭忠誠相信，有色行業(yè)已到了新的發(fā)展階段。“對于企業(yè)來說，他們愿意花錢來購買節(jié)能減排的產(chǎn)品。我們要更加主動作為，進一步開發(fā)和應(yīng)用綠色減碳的技術(shù)，助力國家‘雙碳’目標的實現(xiàn)。”

“比如在云南金鼎鋅業(yè)有限公司的應(yīng)用，2018年至2020年期間電耗逐年降低，零號鋅品級率逐年提高，2020年達到98%，達到歷史最好水平。”他說。

與此同時，紫金礦業(yè)穆索諾伊項目、中色贊比亞謙比希濕法銅項目，隨著一個個海外項目成功應(yīng)用，昆工科技不斷拓展海外市場，贊比亞、伊朗、俄羅斯、印度、緬甸和越南等國家也踏上了他們的足跡。

“隨著國內(nèi)礦業(yè)、冶煉企業(yè)國際化布局的順利開展，我們也將不斷提升企業(yè)海外市場銷售占比，形成新的利潤增長點。”郭忠誠說。未來公司將重點布局南美洲和中東等地區(qū)，實現(xiàn)產(chǎn)品的全球銷售。

加上公司“獨門絕技”主打產(chǎn)品銷售額占總收入的比重逐年提高，昆工科技借助外部資源整合，謀求從終端市場需求到上游產(chǎn)品服務(wù)全鏈條進行拉通，這不僅提高了公司技術(shù)壁壘，使產(chǎn)品更加高端化與智能化，還進一步鞏固行業(yè)龍頭地位。

站在科技型賽道潮頭

下一站在哪兒？

從昆明理工大學(xué)冶金工程專業(yè)教授到昆工科技創(chuàng)始人，從一名老師到一個企業(yè)家，身份的轉(zhuǎn)變讓郭忠誠感慨這20年來走得并不容易。在外人看來，他們這代企業(yè)家有著濃烈的產(chǎn)業(yè)報國情懷，他們創(chuàng)業(yè)的突破口，往往都是和經(jīng)濟息息相關(guān)的細分領(lǐng)域，公司發(fā)展和社會發(fā)展一開始就在同一軌道上。

“做企業(yè)和教學(xué)完全不一樣，做科研的思路拿來做企業(yè)是行不通的。”

二十年來一路風雨歷程，但有個信念一直在他心里。

“做科技企業(yè)一定要把技術(shù)放在第一位，同時需要把它產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化，這個非常關(guān)鍵。”

由于地處云南這個西南省份，科研資源、高校資源相對東南沿海發(fā)達地區(qū)比較欠缺。郭忠誠表示，從技術(shù)孵化做到產(chǎn)業(yè)化，是個漫長的過程，在這個過程中很多企業(yè)會消亡。

堅持，成為陪伴昆工科技面對逆境持續(xù)前進的動力。

2020年，受疫情影響，全球供應(yīng)鏈一度斷裂，海外濕法冶煉項目基本暫停或延期，加上海外銅冶煉企業(yè)開工不足，公司海外銷售推廣的陽極板市場受到嚴重影響。面對海外進展放緩，公司及時調(diào)整營銷方向，將國際國內(nèi)“兩手抓”的市場戰(zhàn)略調(diào)整為立足國內(nèi)市場，同時挖掘潛在客戶，保障主營業(yè)務(wù)穩(wěn)定。

這樣的堅守讓國內(nèi)大訂單穩(wěn)定增加，成為當之無愧的行業(yè)老大。

下一步，為在有色資源聚集地做好市場布局，他們將在湖南水口山建設(shè)年產(chǎn) 40 萬片新型陽極板項目。這不僅可有效減少運輸費用，更有利于中南部地區(qū)的市場開發(fā)和業(yè)務(wù)拓展。

作為新材料領(lǐng)軍企業(yè)，電極材料始終是研究的重點方向。按照陽極材料的材質(zhì)，可將陽極材料分為四代：第一代為鉛基合金陽極，第二代為鋁基鉛合金復(fù)合材料陽極，第三代為鈦基賤金屬氧化物涂層陽極，第四代為碳纖維基復(fù)合材料陽極和導(dǎo)電高分子聚合物陽極，綠色、節(jié)能、耐久特性逐漸提升，技術(shù)難度依次加大。

昆工科技已于2020年實現(xiàn)了第三代陽極的小規(guī)模生產(chǎn)和銷售，并完成對第四代陽極的技術(shù)儲備。

“隨著下游廠商生產(chǎn)線升級、傳統(tǒng)觀念改變，會逐步實現(xiàn)替換淘汰第一代陽極，這樣就具備了可觀的市場空間。”郭忠誠稱，“新一代綠色電極的進一步推廣和成熟，將引導(dǎo)電極材料行業(yè)由低性能的重金屬時代逐步進入高性能的高分子有機物、碳纖維時代，從而革新傳統(tǒng)行業(yè)。”

面對新能源產(chǎn)業(yè)的日益發(fā)展，在新項目儲備方面，他們積極探索和布局新能源產(chǎn)業(yè)鏈中儲能電池領(lǐng)域，加大先進鉛炭儲能電池研發(fā)投入，提升公司業(yè)務(wù)邊界。

在科技賽道上奔跑，資本的重要性不言而喻。2014年9月，昆工科技在新三板掛牌，并于2018年5月進入新三板創(chuàng)新層。

2019年，科創(chuàng)板的設(shè)立點燃了無數(shù)科創(chuàng)人的夢想。

“每個工業(yè)強國的崛起，都需要雄厚的材料工業(yè)作為堅強支柱，然而我國關(guān)鍵材料保障能力嚴重缺失。值得注意的是，首批25家科創(chuàng)板企業(yè)中，有7家主營和材料直接相關(guān)，新材料的重要性不言而喻。”郭忠誠稱。

昆工科技決定沖刺科創(chuàng)板。“國家科技創(chuàng)新和發(fā)展不僅僅只聚焦于芯片、生物醫(yī)藥這些‘高大上’的企業(yè)，實際上傳統(tǒng)行業(yè)的迭代升級，更需要科技的創(chuàng)新，更需要資本的支持。”他說。

對昆工科技而言，或?qū)⒃谫Y本市場力量支持下，加快行業(yè)格局洗牌，電極世界小規(guī)模、零散化、同質(zhì)化的發(fā)展模式有望被進一步改寫。“推動產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化調(diào)整，以逐步實現(xiàn)整合和占領(lǐng)極板市場的戰(zhàn)略目標，這樣才能跟上中國的發(fā)展步伐。”郭忠誠表示。

電積銅產(chǎn)品

 
電積鋅產(chǎn)品