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(shí)地推動(dòng)有色金屬行業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，綠色發(fā)展也成為這家企業(yè)的最大價(jià)值。

當(dāng)人們談?wù)撝悄苁謾C(jī)，會(huì)想到蘋果、華為，當(dāng)人們談?wù)撔履茉雌?，?huì)想到特斯拉、蔚來。而當(dāng)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(shí)，人們會(huì)想起誰(shuí)？

坐落于昆明滇池旁的昆明理工恒達(dá)科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)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(guó)內(nèi)極板市場(chǎng)占有率第一的企業(yè)，毫無疑問是這個(gè)電極世界的“隱形冠軍”。

2020年，昆工科技陽(yáng)極板生產(chǎn)量一年達(dá)到20萬片，陰極板達(dá)到10萬片，極板國(guó)內(nèi)市場(chǎng)穩(wěn)居第一。極板銷售金額達(dá)4億元，占全國(guó)市場(chǎng)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(jì)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(gè)細(xì)分領(lǐng)域，持續(xù)發(fā)展并成為市場(chǎng)頭部？

突破百年傳統(tǒng)冶金電極歷史

當(dāng)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(hù)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(diǎn)，在處理低品位礦、復(fù)雜礦方面極具優(yōu)勢(shì)。

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(gè)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(zhǎng)郭忠誠(chéng)教授告訴記者。“極板，承擔(dān)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(yáng)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(jī)械強(qiáng)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(jìn)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(chéng)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(jià)格不斷上漲和全社會(huì)對(duì)環(huán)保問題愈加重視，綠色發(fā)展深入人心的趨勢(shì)下，企業(yè)更需要一種新型的電極板。這讓他意識(shí)到，在有色金屬電化學(xué)冶煉這個(gè)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還可以在電極這個(gè)領(lǐng)域繼續(xù)深挖，并且未來一定會(huì)有爆發(fā)性的增長(zhǎng)。

“有色金屬行業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)最重要、最基礎(chǔ)的行業(yè)之一，對(duì)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(gè)非常重要的問題。”

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

從電極開始，是實(shí)現(xiàn)他理想的一個(gè)切入點(diǎn)。

2008年起，昆工科技從全面提升陽(yáng)極性能入手，開始自主研發(fā)核心替代產(chǎn)品。目標(biāo)只有一個(gè)，那就是與傳統(tǒng)鉛基合金陽(yáng)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(jìn)行創(chuàng)新突破。經(jīng)過不斷實(shí)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(duì)傳統(tǒng)板狀陽(yáng)極存在電解液流動(dòng)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(jìn)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(yáng)極板成功問世。

這項(xiàng)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(yáng)極相比，節(jié)能達(dá)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(shí)，銷售價(jià)格卻低于傳統(tǒng)鉛基合金陽(yáng)極，陽(yáng)極成本最高降低了10%。

“這改變了傳統(tǒng)鉛基合金陽(yáng)極在電化學(xué)冶煉行業(yè)使用了150多年的歷史，是一項(xiàng)重大的技術(shù)突破，具有極大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。”郭忠誠(chéng)表示。

卓越的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)得到了行業(yè)的高度認(rèn)可。2016年，中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)該技術(shù)評(píng)價(jià)稱：“對(duì)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(jìn)了有色金屬濕法冶金行業(yè)電極材料的升級(jí)改造和科技進(jìn)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(yáng)極——鋁基鉛合金復(fù)合材料陽(yáng)極產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的企業(yè)。

相關(guān)核心技術(shù)不斷實(shí)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(yáng)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(yáng)極板的生產(chǎn)基地。

“這些成果為實(shí)現(xiàn)我國(guó)有色金屬工業(yè)節(jié)能降耗提供了支撐，也為開展國(guó)際產(chǎn)能合作提供了新空間。”郭忠誠(chéng)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(yáng)極板使用報(bào)告讓昆工科技市場(chǎng)人員為之振奮。

報(bào)告中指出，該項(xiàng)目采用昆工科技生產(chǎn)的柵欄陽(yáng)極已經(jīng)使用時(shí)間兩年多。經(jīng)過長(zhǎng)期生產(chǎn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)采集對(duì)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(yáng)極提高了5%，直流電耗降低了5%，綜合使用經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。由于顯著的使用優(yōu)勢(shì)，項(xiàng)目陸續(xù)替換原有的傳統(tǒng)鉛合金陽(yáng)極板。

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

目前，國(guó)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(yán)重等突出問題，隨著市場(chǎng)環(huán)境不斷變化，傳統(tǒng)陰陽(yáng)極板利潤(rùn)逐步下降，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈。

面對(duì)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，郭忠誠(chéng)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(dòng)密集型，目前我們正在做自動(dòng)化、智能化改造，要通過自動(dòng)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(jìng)爭(zhēng)力。

公司創(chuàng)立以來，身為工學(xué)博士的郭忠誠(chéng)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(dòng)，并培養(yǎng)和組建了陣容強(qiáng)大的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。截至目前，公司已累計(jì)取得電極新材料和制備方法相關(guān)專利技術(shù) 87項(xiàng)。

同時(shí)，公司與昆明理工大學(xué)等行業(yè)重點(diǎn)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(yùn)作、人才交流和科技攻關(guān)等各個(gè)層面開展了廣泛的合作，進(jìn)一步增強(qiáng)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(guó)內(nèi)20多家行業(yè)龍頭企業(yè)與昆工科技達(dá)成長(zhǎng)期合作。

這背后是行業(yè)整體認(rèn)知悄然發(fā)生著變化。

今年“雙碳”目標(biāo)的提出，逐漸改變了能源產(chǎn)業(yè)格局，并重構(gòu)了整個(gè)制造業(yè)?！队猩饘傩袠I(yè)碳達(dá)峰實(shí)施方案》提出，到2025年力爭(zhēng)率先實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2040年力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)減碳40%，比全國(guó)的碳達(dá)峰至少提前5年。

目前碳達(dá)峰聚焦的方向是能源的生成端，使用風(fēng)能、太陽(yáng)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(dá)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(jià)格和成本問題?，F(xiàn)在，綠色發(fā)展成為主流趨勢(shì)。”郭忠誠(chéng)相信，有色行業(yè)已到了新的發(fā)展階段。“對(duì)于企業(yè)來說，他們?cè)敢饣ㄥX來購(gòu)買節(jié)能減排的產(chǎn)品。我們要更加主動(dòng)作為，進(jìn)一步開發(fā)和應(yīng)用綠色減碳的技術(shù)，助力國(guó)家‘雙碳’目標(biāo)的實(shí)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(hào)鋅品級(jí)率逐年提高，2020年達(dá)到98%，達(dá)到歷史最好水平。”他說。

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

“隨著國(guó)內(nèi)礦業(yè)、冶煉企業(yè)國(guó)際化布局的順利開展，我們也將不斷提升企業(yè)海外市場(chǎng)銷售占比，形成新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。”郭忠誠(chéng)說。未來公司將重點(diǎn)布局南美洲和中東等地區(qū)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的全球銷售。

加上公司“獨(dú)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(chǎng)需求到上游產(chǎn)品服務(wù)全鏈條進(jìn)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(jìn)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(gè)企業(yè)家，身份的轉(zhuǎn)變讓郭忠誠(chéng)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(bào)國(guó)情懷，他們創(chuàng)業(yè)的突破口，往往都是和經(jīng)濟(jì)息息相關(guān)的細(xì)分領(lǐng)域，公司發(fā)展和社會(huì)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(fēng)雨歷程，但有個(gè)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(shí)需要把它產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化，這個(gè)非常關(guān)鍵。”

由于地處云南這個(gè)西南省份，科研資源、高校資源相對(duì)東南沿海發(fā)達(dá)地區(qū)比較欠缺。郭忠誠(chéng)表示，從技術(shù)孵化做到產(chǎn)業(yè)化，是個(gè)漫長(zhǎng)的過程，在這個(gè)過程中很多企業(yè)會(huì)消亡。

堅(jiān)持，成為陪伴昆工科技面對(duì)逆境持續(xù)前進(jìn)的動(dòng)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(xiàng)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(yáng)極板市場(chǎng)受到嚴(yán)重影響。面對(duì)海外進(jìn)展放緩，公司及時(shí)調(diào)整營(yíng)銷方向，將國(guó)際國(guó)內(nèi)“兩手抓”的市場(chǎng)戰(zhàn)略調(diào)整為立足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，同時(shí)挖掘潛在客戶，保障主營(yíng)業(yè)務(wù)穩(wěn)定。

這樣的堅(jiān)守讓國(guó)內(nèi)大訂單穩(wěn)定增加，成為當(dāng)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(chǎng)布局，他們將在湖南水口山建設(shè)年產(chǎn) 40 萬片新型陽(yáng)極板項(xiàng)目。這不僅可有效減少運(yùn)輸費(fèi)用，更有利于中南部地區(qū)的市場(chǎng)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(diǎn)方向。按照陽(yáng)極材料的材質(zhì)，可將陽(yáng)極材料分為四代：第一代為鉛基合金陽(yáng)極，第二代為鋁基鉛合金復(fù)合材料陽(yáng)極，第三代為鈦基賤金屬氧化物涂層陽(yáng)極，第四代為碳纖維基復(fù)合材料陽(yáng)極和導(dǎo)電高分子聚合物陽(yáng)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(shí)現(xiàn)了第三代陽(yáng)極的小規(guī)模生產(chǎn)和銷售，并完成對(duì)第四代陽(yáng)極的技術(shù)儲(chǔ)備。

“隨著下游廠商生產(chǎn)線升級(jí)、傳統(tǒng)觀念改變，會(huì)逐步實(shí)現(xiàn)替換淘汰第一代陽(yáng)極，這樣就具備了可觀的市場(chǎng)空間。”郭忠誠(chéng)稱，“新一代綠色電極的進(jìn)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(shí)代逐步進(jìn)入高性能的高分子有機(jī)物、碳纖維時(shí)代，從而革新傳統(tǒng)行業(yè)。”

面對(duì)新能源產(chǎn)業(yè)的日益發(fā)展，在新項(xiàng)目?jī)?chǔ)備方面，他們積極探索和布局新能源產(chǎn)業(yè)鏈中儲(chǔ)能電池領(lǐng)域，加大先進(jìn)鉛炭?jī)?chǔ)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(jìn)入新三板創(chuàng)新層。

2019年，科創(chuàng)板的設(shè)立點(diǎn)燃了無數(shù)科創(chuàng)人的夢(mèng)想。

“每個(gè)工業(yè)強(qiáng)國(guó)的崛起，都需要雄厚的材料工業(yè)作為堅(jiān)強(qiáng)支柱，然而我國(guó)關(guān)鍵材料保障能力嚴(yán)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(yíng)和材料直接相關(guān)，新材料的重要性不言而喻。”郭忠誠(chéng)稱。

昆工科技決定沖刺科創(chuàng)板。“國(guó)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(shí)際上傳統(tǒng)行業(yè)的迭代升級(jí)，更需要科技的創(chuàng)新，更需要資本的支持。”他說。

對(duì)昆工科技而言，或?qū)⒃谫Y本市場(chǎng)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(jìn)一步改寫。“推動(dòng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化調(diào)整，以逐步實(shí)現(xiàn)整合和占領(lǐng)極板市場(chǎng)的戰(zhàn)略目標(biāo)，這樣才能跟上中國(guó)的發(fā)展步伐。”郭忠誠(chéng)表示。

電積銅產(chǎn)品

 
電積鋅產(chǎn)品