焦作多氟多实业集团有限公司
焦作多氟多实业集团有限公司(以下简称“多氟多”)是在氟、锂、硅三个元素细分领域进行化学和能源研究、从氟化工向新能源汽车转型发展的国家高新技术企业,产品布局无机氟化物、电子化学品、锂电池及材料、新能源汽车四大产业板块。拥有26家控股子公司和我国无机氟化工行业唯一一家上市企业,员工6000余人。主导产品冰晶石、氟化铝、氢氟酸、六氟磷酸锂等产销量持续多年全球第一,三元叠片软包电池技术领先。2010年成立多氟多新能源(焦作)科技有限公司。荣获“全国先进基层党组织”、“国家科技进步二等奖”。
一、民营化工企业依托氟技术优势的新能源业务培育发展背景
(一)突破氟化盐产业“天花板”的发展需求
多年来,多氟多在不断实施科技创新的推动下,氟化盐产品质量和产量同步提升,年产量从5万吨提升到30万吨。全球氟化盐产品需求总量为50万吨,按照诺维格定律,“当公司的市场占有率>50%,市场占有率就无法再翻番了”。显然,多氟多在氟化盐产业的发展上遇到了“天花板”,已经没有再提升的空间了。
2010年,在全球金融危机冲击下,氟化盐市场出现波动,市场供过于求,价格急剧下滑,利润空间严重萎缩。提高生存能力、寻求更大的发展空间,探索新的发展领域,成为多氟多当务之急。在综合分析氟化盐市场布局、供求关系、发展潜力等方面因素之后,多氟多结合自身优势,把科技创新和科学转型作为企业发展的头等大事,决定实施氟化盐产业科学转移和依托优势转型发展“同步走”战略。一方面把位于中原的氟化盐项目转移到我国西部地区,借助西部的原料和市场双重优势,与全国大型氟化盐企业合作,走混合所有制改革之路,实现低成本经营,扩大市场占有率;另一方面借助企业本身的氟技术科研优势,力争在新材料领域尽快突破,把氟化盐项目转移腾出的空间,用于研发当时国内急需的高新技术材料六氟磷酸锂产品,实现弯道超车,适应我国锂电池新材料发展的需要。
(二)利用氟技术优势弥补我国新材料短板的需要
六氟磷酸锂作为典型化工新材料,是锂离子电池核心材料之一,在锂离子电池工作过程中起到传输锂离子的作用,其品质优劣决定了锂离子电池充放电性能、使用寿命和安全性。其技术壁垒很高,2010年之前,六氟磷酸锂生产技术主要掌握在日本森田化学、关东电化、瑞星化工三家企业手中,为确保市场垄断地位和高额利润,他们对六氟磷酸锂技术严密封锁。中国是全球锂离子电池最大的生产国,国内锂电池生产所需的六氟磷酸锂依赖进口,严重制约了我国锂电池及相关产业的发展和技术进步。多年来,国内科研院所、高等院校、大型企业做了大量研究和开发工作,但受制于高纯基础原材料研究投入不足、品质等级低、高精尖装备技术水平落后、高纯产品工艺控制水平低等问题,高纯晶体六氟磷酸锂产业化困难重重。
多氟多了解到这一情况后,在民族责任和社会担当的双重激励下,下决心自主研发我国锂电池产业急需的新材料六氟磷酸锂,打破国内六氟磷酸锂受制于国外垄断的被动局面,弥补我国锂电池产业新材料的短板。
(三)顺应国家能源战略转型发展锂电池的需要
发展新能源汽车是国家新能源战略的重要组成部分,是我国从汽车工业大国迈向汽车工业强国的必由之路。我国从2009年开始正式启动新能源汽车发展战略,在“节能减排”日益紧迫的背景下,新能源汽车已成为全球性的发展趋势。发展新能源汽车的关键在于掌握新能源动力电池的核心技术。国务院要求政府、企业和科研机构共同加大研发力度,认真研究市场,用好用活政策,开发适应各种社会需求的新能源产品,特别强调以新能源电池推动新能源汽车成为国民经济一个强劲的增长点。
基于上述原因,从2010年起,多氟多依托氟技术优势,通过对“氟”和“锂”两个元素的研究,掌握六氟磷酸锂核心技术,实现产业化,进而研发车用锂电池,在车用锂电池的正极材料、负极材料、隔膜和电解质等技术方面,取得关键性突破,并且研发以锂电池为基础的新能源汽车动力总成,开始布局实施新能源转型发展战略。
二、民营化工企业依托氟技术优势的新能源业务培育发展内涵及主要做法
多氟多依托氟技术优势从氟化工向新能源转型发展的内涵是,为了顺应国家新能源汽车战略需要,突破单纯氟化工企业发展的瓶颈,加快企业科学转型,拓展企业长远发展空间。通过持续技术创新,提升氟化物工艺水平,发挥集团总部氟技术整体优势,以并购重组方式,巩固氟化盐行业龙头地位;利用氟技术优势吸引资本市场,拓宽融资渠道,研发并生产高新技术材料六氟磷酸锂;以新材料为突破口,积极开发锂电池,搭建汽车动力总成平台,重组红星汽车公司,多方合作,布局发展新能源汽车。实现了企业在氟化盐行业的龙头地位更加稳固,形成以打造“智慧企业、智能工厂、智才集聚”为载体的新能源转型稳健发展,拓展了企业未来发展空间,开辟新的经济增长点,企业可持续发展。主要做法如下:
(一)持续技术创新,提升氟化物工艺水平,利用核心技术并购重组,巩固氟化盐行业龙头地位
氟化盐系列产品是多氟多积累的优势产业,产品技术含量高,工艺水平高,市场占有率高。多氟多打破传统的人造粉状冰晶石技术,开发出黏土盐卤法工艺生产的砂状冰晶石,填补了国内空白,技术领先于同行业领先水平。
在生产实践中,多氟多不断探索和提升氟化盐新工艺,追求超低排放。通过持续技术创新,淘汰污染严重的湿法氟化盐工艺,开发具有行业领先的无水工艺,氟化盐产品质量稳步提高,达到国际领先水平。
多氟多通过分析氟化盐产品的目标成本、实际成本、财务成本和考核成本四个内在成本构成,在技术进步、装备升级、梯级利用和余热利用多方面加大技术研发投入,大幅度提升设备运行效率、劳动生产效率、能量利用效率和智能控制效率,实现水资源综合利用、热风尾气利用、氟资源平衡、氟化铝热平衡等关键技术在行业内的突破,各项性能指标处于行业领先地位。多氟多充分发挥积累的氟技术整体核心优势,走出去,与氟化盐企业并购重组、优势互补,稳固行业龙头地位。
2012年,多氟多与“中核集团”旗下濒临破产的甘肃白银中天公司并购重组。多氟多投资2.34亿元,新建高性能无水氟化铝配套无水氟化氢项目和5万吨/年无水氟化氢项目。2013年12月、2014年8月两条生产线相继建成,一次性达产达标,当年建成当年见效益。白银中天在短短2年内,高纯冰晶石、高性能无水氟化铝、无水氢氟酸实现量产,产能扩大到年产13.5万吨的规模,产值翻5倍。依托多氟多总部技术、资源、人才、市场平台优势,实现氟化盐系列产品项目建成投产见效,使白银中天重新焕发生机,开辟国企和民企混合所有制改革成功的先河,稳定多氟多氟化盐在西部的战略布局。
2013年,多氟多瞄准氟化盐产能和市场位居国内第二的宁夏金和公司。宁夏金和公司具有年产10万吨干法氟化铝生产规模,是“中色集团”旗下的“国”字号企业,由于多种原因,经营出现困难,企业举步维艰。多氟多考虑到双方的互补优势,经过5年艰难谈判,2017年6月7日,重组成立宁夏盈氟金和科技有限公司。这是继白银中天后,开创的由国企、民企和地方政府共同出资组建的多体制混合所有制企业。多氟多利用并购重组成熟的经验进行复制,在最短时间内,发挥盈氟金和的专业特长,主动融入多氟多总部管理经验和运营模式,实现当月并购、当月投产、当月扭亏为盈。中国有色集团把这次成功合作树立为行业典范,在《中国有色金属报》专题报道,总结推广,号召全行业学习这次在供给侧改革中,开创合作共赢的混合所有制管理新模式。稳固多氟多在全球氟化盐行业的龙头地位。
多氟多在探索氟化盐高端领域中不断突破。研发的新产品“超净高纯电子级氢氟酸”项目承担并完成“2013年国家产业振兴与技术改造专项”、“2014年河南省重大科技专项”。项目突破精馏提纯、环境控制、设备优化等关键技术,产品指标优于国内行业标准(HG/T4059—2013)UP-SS级和国际半导体标准SEMI-C12,成功应用于德州仪器、重庆超硅、上海新昇等国内半导体厂商并批量生产,完全可以替代进口产品,已达到UP-SS/SEMI-C12级水平,在8寸、12寸半导体行业占有一定地位,标志着多氟多在我国半导体行业成为重要供应商。2017年4月,与浙江中宁硅业宁波电子信息集团共同出资1.5亿元对中宁硅业进行破产重组,利用中宁硅业电子级多晶硅、电子级硅烷和四氟化硅产品优势,发挥多氟多总部研发优势,形成以多氟多总部湿的电子化学品和以中宁硅业干的电子化学品互补的新材料基地,向半导体行业延伸,成为芯片行业重要供应商。
(二)发挥氟技术优势,研发并生产锂电池新材料六氟磷酸锂
2006年,多氟多董事长李世江陪同工信部专家到日本考察,了解到一种叫六氟磷酸锂的新材料是锂电池的核心材料,它不是论吨卖、而是论公斤、论克卖,而且长期被日本垄断,严重制约我国锂电产业和新能源汽车产业规模化发展。作为多氟多的决策者,李世江决定在国内率先研发六氟磷酸锂,为企业拓展空间、转型发展选择一条更高更好的道路。
2006年初,多氟多组建六氟磷酸锂研发团队,从零起步,在没有原材料、没有生产工艺、没有关键技术的情况下,一步一步攻关。取得初步成果后从2克开始,再到20克和200公斤,2007年完成第一套小试装置。2008年产品小试合格,完成2吨实验装备;2009年6月,20吨中试获得成功;2010年12月,先建成200吨生产线并投产达标;2013年12月,年产2000吨六氟磷酸锂生产线成功投产。标志着多氟多六氟磷酸锂产业化初见成效。2013年,年总产量达到3000吨,标志着我国成为全球第二个能够自主生产高纯晶体六氟磷酸锂并达到产业化的国家。2017年,多氟多六氟磷酸锂产能达到年产6000吨,产能规模和质量指标成为全球行业第一。全球几乎每两块锂电池就有一块锂电池用的是多氟多生产的六氟磷酸锂。
多氟多六氟磷酸锂的研发和产业化,实现从科学到技术、从原料纯化到技术装备、反应工程、工艺开发等关键技术的全面突破,开发出以工业碳酸锂、工业氟化氢为原料的制备生产工艺。首创双釜循环切换、反应气气流搅拌反应技术,发明超声诱导成核、梯度降温结晶工艺。研制出专用氟材料衬里耐腐蚀、高传热制备。被工信部和中石化联合会鉴定为:生产工艺属国际首创,产品技术指标具国际领先水平。
多氟多依靠独立的研发团队,开发的“高纯晶体六氟磷酸锂关键制备技术及产业化”项目,先后承担和完成国家“863计划”、“国家战略性新兴产业专项”和“国家工业强基工程”,获得国家4000万元的资金支持。2013年,年产1000吨高纯晶体六氟磷酸锂产品振兴项目被国家工信部列为“工业转型升级强基工程项目”。2015年荣获中国石油和化工联合会科技进步一等奖,2017年荣获国家科技进步创新二等奖。项目执行期内获授权专利29项,其中发明专利18项,核心期刊发表论文10余篇。
(三)以新材料为突破口,积极发展锂电池,搭建新能源汽车动力总成平台
六氟磷酸锂是锂电池的电解质,被称为锂电池的“血液”。六氟磷酸锂是全球生产工艺复杂的高科技产品。六氟磷酸锂本身易潮解、热稳定性差、分解温度低,生产工艺涉及低温、高纯精制、强腐蚀、无水无尘等复杂工艺和操作难题。六氟磷酸锂的痕量杂质、一致性和稳定性,决定了锂电池的充放电性能、能量密度和使用寿命。
多氟多生产的六氟磷酸锂量产初期,国内外企业对这家中国内地名不见经传的民营企业,能够生产出这种高新技术产品一直存有疑虑。为了消除这种疑虑,多氟多销售团队带着自己生产的六氟磷酸锂让锂电池企业免费试用。但是,许多企业因为对国外产品过于信赖,仍然迟迟不敢使用国内产品。
为了证明自己的产品质量优异,多氟多决定用自己生产的六氟磷酸锂生产锂电池,让电动汽车厂家免费试用。2010年12月,多氟多成立全资控股子公司——多氟多(焦作)新能源科技有限公司,注册资本8.2亿元,开始研发电池、电机、电控等新能源电动汽车动力总成的核心技术。
锂电池在充放电过程中或遇到高温天气容易爆炸,一直是影响锂电池安全的难题。最初,锂电池的外包装以钢质材料为主,但遇到爆炸时,爆炸的能量会把外壳击碎,对周围人员造成伤害。为了解决这个难题,多氟多的科研团队在充分论证后认为,用铝塑膜做外包装,电池发热到一定程度,铝塑膜就会自动融化松开,不会引起爆炸,能够解除人们对锂电池爆炸的后顾之忧。为此,多氟多组建专门的研发团队,成立锂电池材料研究所,研发叠片软包电池。从设备、工艺、技术、指标等逐项进行开发,其中核心部分是用于封装电池的铝塑膜,它是通过180度高温将铝塑膜内部的pp层进行融化,加热封装而成,一旦电池发生内部短路,它只会从加热部分冲开,不会引起整体爆炸。2012年10月,多氟多年产1亿AH动力锂离子电池生产线开始批量生产,2014年10月,年产3亿AH能量型动力锂离子电池项目启动,2015年5月,年产3亿AH能量型动力锂离子电池项目二期工程开始扩建。
多氟多生产的纯三元叠片式软包装电池,拥有独立的研发、实验、生产技术和完全自主知识产权。生产的三款电池在循环、高低温放电、倍率、一致性等方面性能优异,入选国家高新技术和推荐目录,成为电动汽车的首选,成为锂电池叠片软包细分市场领域的领跑者。多氟多生产的三元软包叠片汽车电池,具有故障诊断功能的144.6WH/KG高能量密度电池系统,标配自由快捷充电方式,快充1.5小时即可,可与主流A级车抗衡,252公里续航,历时8500小时,350多项安全监测,耐候性强,保证城市穿梭畅游。
2017年,新能源锂电池113车间,荣获国家智能制造综合标准与新模式应用专项资金支持2500万元。目前,国内外有40000辆装载多氟多生产的纯三元叠片式软包装电池的电动汽车,已安全行驶10万多公里,创造零事故记录。多氟多的产品同时销往欧美市场,成功应用于电动汽车、电动自行车、电动工具等领域。
电池的各项性能指标需要随时检测监控,温度、充放电次数、能量密度、每块电池性能的一致性等指标,都会影响电池的使用寿命和驱动力,直接影响电动汽车的驾驶性能和用户体验的满意度。科学管理锂电池就成为对锂电池生产企业的硬性指标。多氟多成立新能源锂电池工程技术研究中心,通过引进人才和内部培养相结合,与中科院青海过程所的院士专家合作,逐步掌握电池、电机、电控组成的动力总成核心技术。2013年8月,多氟多生产的动力总成形成批量供货,已成为东风、新大洋、金龙、众泰、少林、知豆和奇瑞等多种新能源车型的重要供应商和合作伙伴。
电池、电机、电控构成新能源汽车的动力总成,是新能源汽车的核心组成部分。多氟多以锂电池技术为依托,建设动力总成产业平台。2016年11月,多氟多年产30万套新能源电动汽车动力总成及其配套项目,在焦作新能源汽车产业园启动。项目总投资51.5亿元,规划建成以“研发中心、制造中心、交易中心、服务中心”四个中心为一体的新能源汽车生态链产业服务平台。与国家“一带一路”重点项目对接,目标要建设世界一流的智能工厂、中国制造2025示范工程、多氟多转型升级标志性工程。
(四)通过氟技术优势吸引资本市场,多渠道融资为转型发展提供支撑
让资本市场看到多氟多未来的发展潜力,通过技术创新吸引资本市场,是多氟多企业的魅力所在。2010年5月18日,多氟多在深圳交易所成功挂牌上市,成为氟化工企业第一家上市公司。借助资本背后的智慧、资源和人才优势,在技术和资金的双轮驱动下,多氟多转型发展不断注入新的活力。产业+金融的创新模式,使多氟多走上良性发展的快车道。
2010年,多氟多首次在资本市场融资10亿元。多氟多顺利度过2008年全球金融危机的冲击,同时,加快氟化盐技术改造和兼并重组的步伐,为巩固企业在氟化盐行业的龙头地位夯实基础,保证新材料六氟磷酸锂在研发和产业化阶段的巨大投入,奠定多氟多从氟化工向新材料产业转型发展的良好基础。
2015年,多氟多以非公开方式募集资金6亿元。推动年产3亿安时动力型锂离子电池项目实施进程,使锂电池的产能、规模和技术走上加速发展的快车道。同年5月,多氟多实施第一次限制性股票激励计划,2016年,第一次确权成功兑现,222名技术骨干和管理人才财产性收入大幅增加,实现财富自由,对留住人才、吸引人才、激发人才发挥了非常重要的作用。2015年两次高效的资本运作,奠定多氟多从新材料向新能源锂电池产业转型发展的基础。
2015年7月,多氟多投资1.5亿元收购河北红星汽车有限公司,通过并购重组取得新能源汽车生产资质,拉开从新能源向新能源汽车延伸发展的序幕。
年产30万套新能源电动汽车动力总成及配套项目,获得国家开发银行4.03亿元资金支持,是中原经济区电动汽车“摇篮”工程,是焦作市转型升级标志性工程。2016年,年产1.5GWH动力锂离子电池项目在河北邢台启动;2018年初,年产10万辆新能源汽车生产基地也在河北动工建设。2018年6月,多氟多以非公开发行股票方式募集资金近7亿元,用于年产1万吨动力锂电池高端新型添加剂项目及年产动力锂离子电池组10GW项目和年产电机、电控各30万套项目。
多氟多在资本市场的大力支持下,以大项目为支撑的核心产业项目建设有序推进,以氟技术为核心优势,向新材料、新能源转型发展的战略布局基本形成,并稳健发展。新能源汽车是集合人类大智慧的产品,是高科技与互联网融合的结晶。多氟多持续创新,发挥技术优势,将应用互联网思维和数字化技术,完善从氟化工向新能源、再到新能源汽车转型发展的战略部局,逐步实现从技术高端向服务终端迈进,承担服务社会的责任和使命,实现产业报国的梦想。
三、民营化工企业以氟技术优势为核心的新能源转型发展的实施效果
(一)企业在氟化盐行业的龙头地位更加稳固
多氟多科学运用质能守恒定律,充分发挥氟技术优势,通过并购重组,巩固氟化盐在全球行业龙头地位,经济效益明显提升。2009年,营业收入74578.71万元,净利润7478.79万元。2017年,营业收入达到376809.43万元,净利润实现30089.55万元。与2009年相比,2017年营业收入和净利润分别增长405.25%和302.33%,创多氟多发展史上新纪录。多氟多生产的主导产品氟化盐、冰晶石产销量占全国市场份额50%,出口连续16年保持全国第一。无水氟化铝产量占全国30%,出口连续11年保持全国第一。工业级氢氟酸产销量占全国20%。六氟磷酸锂产销量全国第一,国内市场占有率达35%,国际市场占有率超过25%。
(二)以新材料为支撑的新能源锂电池稳健发展
多氟多新材料六氟磷酸锂项目的研制开发和产业化,实现经济效益和社会效益双丰收。近三年来,六氟磷酸锂累计实现销售收入21亿元,利税10亿元。通过“氟锂结合”,实现氟、锂两种稀缺资源的梯度综合利用,对化工行业走精细化、高端化发展之路起到先导作用。六氟磷酸锂产业化提高我国新材料制备技术水平和自给保障能力,推进我国制造业创新发展和质量提升,为锂电池走进千家万户做出突出贡献,为我国新能源汽车工业“弯道超车”实现强国梦提供坚实保障。
(三)拓展企业发展空间,培育新的经济增长点,保证企业可持续发展
多氟多以研究“氟锂硅”三个元素为基础,依托氟技术优势,坚持创新,通过“氟硅分家”,在边缘交叉学科探索突破,研发并实现新材料电子级氢氟酸高端产业化,建立完善的新材料研发体系,成为半导体行业重要供应商,在芯片领域占有一席之地。多氟多探索并形成的氟化工、新材料、新能源及新能源汽车多元化转型发展,开辟了新的组织变革和管理创新模式,为技术创新型的高科技企业向服务制造型的现代化企业转型,实现企业高质量可持续发展提供很好借鉴。
(成果创造人:李世江、李云峰、谷正彦、郝建堂、程立静、陈相举、尚钟声、张小霞、周小平、高永林、魏现有)