雙極板在燃料電池電堆的質(zhì)量、體積和成本中占據(jù)重要地位。 為此,不斷改進(jìn)雙極板制造技術(shù)對(duì)于降低燃料電池電堆質(zhì)量和體積、降低燃料電池電堆成本具有重要意義。 對(duì)于目前專注于石墨雙極板電堆的國(guó)外燃料電池企業(yè)來(lái)說(shuō)尤其如此。
[查看詳情]高工產(chǎn)研:《雙極板生產(chǎn)線建設(shè)可行性研究》
日本能源部的研究數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)燃料電池的生產(chǎn)規(guī)模從1萬(wàn)套/年下降到50萬(wàn)套/年時(shí),質(zhì)子交換膜和二氧化碳擴(kuò)散層的成本仍會(huì)隨著規(guī)模的擴(kuò)大而增加,但此時(shí)反應(yīng)器的成本主要由電極催化劑和雙極板的材料用量和價(jià)格決定,與技術(shù)和工藝水平密切相關(guān)。
從高工產(chǎn)氫工研究院對(duì)省內(nèi)主要?dú)淙剂想姵仉姸鸭跋到y(tǒng)企業(yè)的檢查來(lái)看,我國(guó)氫燃料電池電堆以石墨雙極板為主,單堆額定功率基本上都是30kW以上,并且以商用車(chē)為主。
[查看詳情]GGII:《中國(guó)氫燃料電池電堆生產(chǎn)設(shè)備行業(yè)監(jiān)督分析報(bào)告(2019-2023年)》
到目前為止,國(guó)外大規(guī)模量產(chǎn)的石墨雙極板大多采用數(shù)控加工技術(shù)。 2019年,數(shù)控加工石墨雙極板市場(chǎng)占有率達(dá)到90%以上。 這個(gè)工藝在技術(shù)上已經(jīng)越來(lái)越成熟。
但由于數(shù)控加工工藝復(fù)雜、加工周期長(zhǎng),且加工成本占雙極板整體成本的60%以上,數(shù)控加工石墨雙極板的成本降低已經(jīng)接近天花板。 。
“如果能滿足1萬(wàn)片以上的采購(gòu)需求,公司單片雙極板的價(jià)格可以在100元以內(nèi)(一組200元以內(nèi))。” 國(guó)內(nèi)某知名石墨雙極板企業(yè)營(yíng)銷(xiāo)總監(jiān)告訴高先生,在工業(yè)氫電領(lǐng)域,目前條件下,機(jī)加石墨板已經(jīng)沒(méi)有降低成本的空間。
機(jī)加工工藝已接近降低成本的天花板。 這是否意味著模壓石墨片出現(xiàn)的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)了呢?
事實(shí)上,與機(jī)加工石墨板相比,模壓石墨板最大的優(yōu)點(diǎn)是工期短、效率高,更符合燃料電池商業(yè)化量產(chǎn)的要求。
根據(jù)模壓石墨板選材的不同,模壓石墨板分為三種不同類型:膨脹石墨模壓雙極板、聚合物碳復(fù)合雙極板和石墨/金屬雙極板。 前兩種石墨復(fù)合板是以石墨為主要基材,石墨/金屬?gòu)?fù)合板采用一面使用金屬,一面使用石墨的特殊工藝。
“模壓復(fù)合石墨板需要通過(guò)選擇合適的原材料和連續(xù)模壓工藝來(lái)優(yōu)化,以提高雙極板的應(yīng)用性能,從而提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本。” 國(guó)內(nèi)一家電堆公司的技術(shù)負(fù)責(zé)人告訴高工氫電,要做一塊好的模壓復(fù)合板,必須掌握材料和成型的核心工藝。
就聚合物碳復(fù)合雙極板而言,導(dǎo)電石墨盒和樹(shù)脂的種類和配比是各公司的秘密,在濁度和機(jī)械硬度的設(shè)計(jì)上需要進(jìn)行一定的權(quán)衡。
“石墨顆粒的尺寸和分布以及它們與樹(shù)脂結(jié)合產(chǎn)生均勻混合物的能力對(duì)雙極板的電導(dǎo)率有很大影響。” 武漢雄濤氫能副總裁姜紅春認(rèn)為,模壓復(fù)合石墨板在量產(chǎn)過(guò)程中已進(jìn)入量產(chǎn)階段。 要突破材料和成型的核心技術(shù),需要經(jīng)驗(yàn)的積累。
值得一提的是,由于模壓復(fù)合石墨板路線采用的材料和工藝相對(duì)復(fù)雜,因此需要對(duì)燃料電池有更深入的了解。 因此,國(guó)外專注模壓石墨板技術(shù)的企業(yè)基本都是疊層廠家。 真正的石墨雙極板企業(yè)很少押注于這條工藝路線。
高工氫能在考察過(guò)程中了解到,不僅國(guó)宏生物質(zhì)能源(源自巴拉德技術(shù))已規(guī)模化應(yīng)用,國(guó)外主要石墨板堆廠家也已開(kāi)始備貨模壓復(fù)合石墨板塊生產(chǎn)技術(shù)。 國(guó)外3家以上知名電堆企業(yè)正計(jì)劃量產(chǎn),鑫源電力石墨/金屬?gòu)?fù)合雙極板已批量安裝。
“模壓石墨復(fù)合板是未來(lái)趨勢(shì)已成為行業(yè)共識(shí),預(yù)計(jì)下半年到今年將出現(xiàn)小爆發(fā)。” 國(guó)內(nèi)一家燃料電池企業(yè)高管直言,該公司模壓復(fù)合石墨片已經(jīng)達(dá)到量產(chǎn)要求。 市場(chǎng)已產(chǎn)生大規(guī)模需求,模壓復(fù)合石墨板堆將迅速普及市場(chǎng)。
01
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02
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