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熱門關鍵詞:  氫能源燃料電池用膠  模壓復合雙極板  高端電子膠粘劑
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模壓“石墨板”的潮涌
來源: | 作者:DOCBOND | 發布時間: 2022-04-01 | 65 次瀏覽 | 分享到:

模壓石墨板“潮涌”

 司玉國 高工氫電


燃料電池雙極板是電堆中“骨架”,與膜電極層疊裝配成電堆,在燃料電池中起到支撐、收集電流、分配氣體的作用,重要性不言而喻。

 

目前,市場上的燃料電池雙極板分為石墨(復合)雙極板、金屬雙極板等類型。其中石墨雙極板技術已經較為成熟,在市場應用中占據優勢地位。石墨雙極板按照加工工藝不同,又分為機加石墨板(CNC加工工藝)和模壓石墨板。這兩大工藝技術路線相較,模壓石墨板在實際裝車應用中占比偏高。

 

“目前國內燃料電池汽車的保有量在1萬臺左右,在這落地運行的萬臺車輛中,搭載模壓石墨板電堆的占比非常高,遠超機加板?!币晃粐鴥戎姸哑髽I人士告訴高工氫電。那么,模壓石墨板將是雙極板未來主流的技術路線嗎?

 

電堆企業的選擇

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機加石墨板和模壓石墨板的制作工藝各優缺點。CNC加工工藝靈活性好,適應性強,能夠相對容易地根據客戶需求提供定制化服務,但是這一工藝制作過程復雜,加工周期較長,加工成本在雙極板整個成本中占比高,且降本空間有限。

 

模壓石墨板制作優點在于耗時短、效率高,更符合燃料電池商業化大批量生產的要求。不過相對于機加石墨板,這一技術路線在工藝控制及品質把控上的難度要大,并且前期的投入更多。

 

但在當前實際裝車應用中,模壓石墨板裝機量明顯要多于機加石墨板。

 

高工產研氫電研究所(GGII)數據顯示,2021年中國燃料電池電堆出貨量為757MW,同比增長128%。國產電堆出貨TOP10企業分別是(排名不分先后):國鴻氫能、氫晨科技、神力科技、愛德曼、清能股份、氫璞創能、濰柴動力、國電投氫能、東方氫能、航天氫能(上海)。

 

這10家企業中,國鴻氫能、神力科技、清能股份、氫璞創能、濰柴動力、東方氫能6家企業出貨的電堆類型是石墨(復合)板電堆。其中國鴻氫能、神力科技、濰柴動力、氫璞創能4家企業的電堆類型是模壓石墨板電堆。

 

一位國內知名電堆企業人士也透露,目前國內燃料電池汽車的保有量在1萬臺左右,其中大部分搭載的是模壓石墨板電堆。在實際的裝車應用中,模壓雙極板的占比要高于機加板。

 

為什么會出現這種局面?這是否意味模壓石墨板會是未來的主流路線?

 

神力科技的聲音有一定代表性。神力科技摸索出模壓石墨板批量化制備技術與生產工藝,更掌握了核心工藝與核心材料的關鍵和匹配機制,成功將膨脹石墨、樹脂等核心材料和相關設備實現了全面國產化,實現核心技術完全自主。

 

“這一技術以具備良好導電、導熱特性和低密度、耐腐蝕、易于加工成型等諸多優點的柔性石墨為基材,在保持石墨板耐腐蝕特性的基礎上,相較于機加工石墨板的厚度、重量大幅下降,非常適合用于高功率密度、長壽命要求的燃料電池電堆,也更適應大規模批量生產趨勢?!鄙窳萍伎偨浝泶魍┦勘硎?。

 

蘇州賽藍同時布局石墨雙極板電堆和金屬雙極板電堆,在石墨板工藝路線選擇上,選擇了模壓復合板?!拔覀兓谖磥碥囉檬袌雠可a的需要,布局的是模壓復合板,模壓復合板在生產制造方面都能更好地適應未來批量化降本的需要?!痹摴臼紫瘓绦泄倮钆d祥表示。

 

一位業內人士從經濟性的角度指出:“從成本測算看,在模壓石墨板的需求量大的前提下,成本優勢是非常的明顯。目前批量單組模壓雙極板的成本控制在100元以內沒有問題;機加雙極板的成本要在這之上。國內押注石墨板路線的主流電堆廠商,目前大都聚焦于模壓石墨板,這直接帶動了模壓石墨板的應用占比?!?/span>

 

雙極板企業緊隨布局

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當前,燃料電池行業處于示范運營階段,市場對雙極板的采購量還不穩定,且大多數是定制化產品。這種情況下,基于CNC加工工藝有靈活好、適應強的特點,以及模壓雙極板投入大、材料/工藝復雜的實際情況,目前國內多數石墨雙極板企業選擇的是CNC加工工藝。模壓石墨板以電堆企業自產居多。

 

但是,隨著國家示范政策的推進,燃料電池汽車規?;l展提速,原有選擇CNC加工工藝的石墨雙極板企業也開始著手布局模壓石墨板。

 

弘竣新能源的石墨板一直以CNC加工為主,日前公司相關人士透露,現在已經在研發模壓板,并計劃在市場爆發前推廣出來?!艾F在燃料電池市場還未真正發展起來,但未來一旦全面爆發,機加工可能因為加工效率的原因無法滿足市場需求。我們研發模壓板,是做兩手準備?!?/span>

 

無獨有偶,嘉裕碳素是華南地區*早從事石墨銷售和加工配套廠家之一,現在是國內石墨雙極板代表企業,其在推廣機加板的同時也在布局研發模壓石墨板。

 

石墨板上游供應商(包括設備、材料企業等)也開始將目光轉向模壓石墨板。

 

杜科新材料看中模壓復合石墨雙極板的廣闊前景,在復合雙極板用膠粘劑的業務基礎上進行戰略轉型,聯手漢纜股份成立青島杜科入局模壓復合雙極板市場。去年,其自主研發的模壓復合石墨雙極板面市,產品采用自合成樹脂和增強材料、石墨蠕蟲混合,輥壓成型預成型板,采用快速冷壓成型的模壓工藝,配套研發的水場和氣場粘接密封的用膠方案,擁有技術可控和成本可控的優勢。目前,該公司已經建成了年產100萬組超薄復合石墨雙極板的生產線。

 

“公司從2018年就開始研發模壓復合雙極板用的復合基料,并申請國家發明專利。復合基料模壓成型的石墨極板在成型時間、彎曲強度、輕薄性、工作壓力方面都有其獨到的優勢,是公司新業務拓展的方向?!鼻鄭u杜科總經理鄭健保告訴高工氫電。

 

此外,模壓柔性石墨雙極板產線設備供應商昆龍卓盈,去年聯手廣東省武理工氫能產業技術研究院成立了新公司廣東環華氫能科技有限公司(昆龍卓盈持股80%),布局模壓柔性石墨雙極板。目前,其擁有年產100-500萬片柔性石墨板生產線,批量化生產成本比機加板低50%以上。

 

惠州海龍模具,一家轉型入局燃料電池雙極板之初就瞄準未來批量化市場而選擇模壓工藝的公司。該公司技術總監趙金華告訴高工氫電:“如果未來燃料電池市場能像現在的鋰電池市場一樣形成規模,肯定都會走模壓板路線。但是在前期開發階段,機加工是有一定優勢的?!?/span>

 

隨著政策驅動燃料電池汽車行業邁入發展新階段的春雷響起,模壓石墨板在國內市場將進一步夯實自己的主流地位


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