2022浦江创新论坛-《寻找青年的声音》征集活动历时半年多，最终优选出15位青年先锋。近期，论坛联合上海科技、文汇报陆续推出系列专访报道，请跟随我们一起聆听创新的雏凤清音！

第五期：上海墨砾新材料科技有限公司董事长 盖东海——解决天然矿物材料行业堵点，清华材料两代人的传承路

“如果只是追逐热点，

做的事情和模式和别人差不多

其实这只是一门生意，

严格来讲不是在创业。”

盖东海说：

“创业的本质，就是要变革。”

但电池负极材料生产

这个高耗能传统行业的原始状态

如何用科技改变？

上海墨砾新材料科技有限公司（以下简称：墨砾新材料）创始人、2022浦江创新论坛“寻找青年的声音”活动的青年先锋盖东海向上海科技介绍，目前墨砾新材料的天然石墨加工新工艺可减少电动汽车负极材料生产过程70%的碳排放，并通过信息化方法打通矿物材料创新的结构性难题。目前墨砾新材料完成千吨以上规模验证，进入产业化阶段。

变局之下，

“老清华系”与“清华新青年”的碰撞

“锂电池等新兴产业快速提升的需求，老一辈工程师集中退休，大城市和其他行业对年轻工程师的虹吸作用，再加上多变的国内外大环境，都给矿物材料产业带来了冲击和挑战。”盖东海介绍说。这些变局，是矿物材料行业的老一辈从业者们未曾经历过的。因此，继续按照前辈们开拓出来的老路子走，企业很难适应新时代对行业的新要求。

如何实现守正创新，站在前辈们的成就和经验之上而又不受限于他们的认知，并结合信息技术等新型平台技术的发展，闯出一条全新的道路，是对于盖东海和类似的工业创业者们而言最重要的使命和挑战。

“现实主义+理想主义”是盖东海认为的直面挑战的最佳姿态。投身矿物材料产业，盖东海不仅仅专注于新技术的突破，他也经常穿梭于各地的矿山之间，与矿工师傅们零距离沟通，了解一线的最新动态。

一辆电动汽车一般需要50-100kg石墨负极，目前动力电池负极主要采用人造石墨，生产一辆电动汽车所需负极的能源消耗可供其行驶近万公里。

这个问题，该如何解决？

“高温高压等成矿地质条件实际是对岩石进行了免费的材料加工，把非金属矿当做半成品去生产功能材料，相比纯人工合成可以大幅节约能耗和成本。”

在正式踏入材料行业之前，盖东海曾有过丰富的经历。本科时期，他在清华大学主修材料科学与工程，辅修计算机应用。毕业后，他前往美国攻读机械工程硕士，并有2年硅谷创业经验。

之后，他还是决定回国选择在材料科学领域进行创业。

盖东海的父亲是清华大学材料系的教授盖国胜，是中国粉体工程和矿物材料领域的著名学者，担任清华大学粉体工程研究室主任等职。“材料科学这条路，本是父亲的引导和要求。”盖东海说，“我小时候就会随父亲一起考察各种矿山和加工厂，看到他鬼斧神工一般轻松解决了工厂的问题，确实很震撼。”

用天然石墨矿物生产的负极曾经是锂电池负极的主流材料，在2010年前后市场占有率超过50%。但在锂电池主要应用方向逐渐从手持电子产品向动力电池转变时，相关矿物加工技术和材料设计没有跟上时代的脚步。在政策鼓励和强力补贴之下，人造石墨在国内动力电池占比已达80%。

人造石墨需要在电炉中对原料进行高达3000摄氏度的石墨化热处理，这个长达数周的生产过程耗能极高，并产生大量有害物质；而天然石墨的石墨化是在地质条件免费实现的。如今在“双碳”进程下，补贴也完成退坡。行业开始高度关注产品的碳足迹和成本，天然石墨获得了重回主流的战略机遇。

“ 青年工程师创业，要深入行业理解目前现状的细节和来由，又要抽离出来研究新环境新政策新技术，最后结合自身特点提出解决方案。这是最大的挑战。”

盖东海的答案：“专注做好肉丸子。”

从结构上讲，天然石墨负极其实是个包子。它是以天然石墨矿物经粉碎、弯折、成球和化学处理后形成的球形石墨为核心，然后再用沥青包覆后，经过1000多摄氏度的炭化热处理即可形成天然石墨负极成品。

在这个流程当中，“包包子”（沥青包覆）和“蒸包子”（炭化处理）的工艺相对确定，标准化程度较高。但是做“肉丸子”（球形石墨）这个矿物加工环节需要挑选适当的肉猪品种（特定资源禀赋的矿山），理解下游口感需求设计结构（微观材料设计），应对每头猪之间的区别（批次稳定性）等课题，而处理这些课题目前主要都依赖一线厨师（工艺工程师）现场管理。

也正如中式餐饮一样，高度依赖一线人工技巧的矿物加工环节同样存在着材料品质受制于当值工程师的表现、缺少成体系的跨学科协同创新体系、创新成果难以保护，行业形态高度细碎等问题。这使得球形石墨产品的标准化一致性问题始终没有突破，工艺与材料创新也陷入停滞。

因此，为满足动力电池对品质和性能的特殊要求，就需要突破球形石墨环节的结构性管理和创新瓶颈，解决对基层关键技术个人的持续依赖。

在盖东海看来：“如果能够把它自动化、信息化、智能化的程度做起来，把它变成一个不依赖老师傅的东西，那么它的痛点也就解决了。”

由于自动化的程度不高，矿物材料行业整体停留在“老师傅培养徒弟”的运作模式：创新往往局限于老师傅的个人能力，在徒弟学会之前带来品质问题，徒弟学成之后又会独立，让企业往往止步于“小作坊”的发展规模。

“墨砾新材料集成了各个领域的一流人才”，盖东海介绍，“我们的机械团队推出的新工艺己经在常州做到了2000吨级的产业化，对比目前的老工艺在材料性能和成本层面都有明显优势；信息化团队做出了工厂的数字孪生，在封控期间保持了远程生产。以此为基础，在品控层面我们将采用大数据和人工智能的方法对生产波动进行捕捉和补偿以保证材料的一致性，这也是我回清华攻读创新领军工程博士的课题。”

成为非金属矿物功能材料变革者

“目前我国已发现并开发的非金属矿产近百种，每个矿种又有大量细分品类，各品类又有往往不止一种应用，各应用产品中又往往存在同质化竞争的情况。非金属矿物行业一直缺少一个足够深足够大的产品品类去汇聚人才和资本等创新资源，也没有诞生3M或Imerys这样的巨头非矿材料企业。”

据有关数据统计（数据来源见文末），截止到2020年，非金属矿行业总产值达到1万亿人民币，但各类矿山开发和深加工企业数量超过10万家。相比之下，钢铁工业同期规模超过五万亿，企业数量却不足一万家。

新能源产业革命给非金属矿行业带来了千载难逢的变革机会。球形石墨产品目前已有五十亿的规模，并会随着锂电产业的扩张持续快速增长。作为非金属矿物功能材料中规模最大、技术要求最全面的单品，围绕球形石墨产生的技术、模式和资本积累可以向其他品类拓展，从而实现行业层面的整合和变革。

如今，站在锂电池产业工程创新转折点上，

盖东海说：“行业已经到了一个要有颠覆性变革的状态。”

2010年起，国家开始大规模补贴新能源汽车，动力电池产业也因此开始快速发展。各种新材料也这个过程中不断进步迭代，不断刷新着充电速率和续航里程的纪录。

2022年，长达十二年的补贴宣告结束，但叠加疫情影响新能源汽车的市场份额仍然快速逆势增长。这代表着电车的实用性已经被广为接受，也意味着相关材料体系的综合性能已经满足主流市场需要，价格和交期成为市场关注的重点。

在这样的背景下，锂电产业的发展主题正在从依托政策优势跑马圈地，向创新驱动的发展战略的发展模式转变。行业的创新核心，也已从性能主导的材料科学创新，向以成本、品质、能耗等为核心的材料工程创新转变。

“ 锂电池产业的未来就是，保持新材料的增长速度，回归传统材料的创新内核。”

如何实现自增长的正反馈“护城河”， 

结束工业创新的先发劣势？

“人才和数据”。

工业创新往往是有先发劣势的，在前面探路很难，跟着后面去学很容易。坦率说，有些大企业的发展战略就是模仿小企业的创新成果，再用压倒性的资金和规模的优势超越。

创业必须要有先发优势，而且还要一直保持领先。这就要求创业公司的发展战略必须专注具有正反馈效应的事情：

要能在资金和体量之外，找到可以自动扩张的竞争优势。

盖东海认为，目前很多传统企业还没有给优秀科技人才足够专业的协同创新和转化环境，创业公司可以利用这个现状汇聚业内优秀人才。为什么名校一直是名校？因为名校有一流生源和教授，也就有一流毕业生，然后就继续有一流生源和教授加入。对于企业也一样，当已经凭借创新体系汇聚起一流人才并形成创新成果之后，就会对业内想做事的优秀工程师持续形成吸引力，并不断自我优化人才工作环境。等传统企业也建立类似机制之后，最多也就挖一两个人，再成体系地建立一流人才队伍就很难了。

在人才之外，目前的大部分工业企业的信息化和智能化程度还相当低，创业公司可以在结构化业务数据方面率先入手并建立优势。在人工智能算法和公司创新体系的支持下，这些数据可以在改善品质、加速研发、提高效率、降低成本等领域发挥作用，从而增加公司业务规模甚至拓展应用领域，并因此再获得更多数据。传统企业在试图模仿时，必须要用建立更优秀的人才队伍，研发更强的算法，才有可能弥补数据方面的劣势。

“一旦我们在石墨领域跑通了，墨砾新材料的技术、算法和管理范式都可以迁移到其他传统工程领域。我相信，未来在国民经济的其他领域都会有拓展性的应用。”盖东海说。

文中数据来源：

非矿规模和企业数量http://zrzy.hebei.gov.cn/heb/gongk/gkml/kjxx/kjfz/10698988314087133184.html

钢铁行业规模http://www.nea.gov.cn/2022-03/25/c_1310529485.htm

钢铁企业数量https://finance.sina.com.cn/roll/2022-07-12/doc-imizmscv1160214.shtml