【未勢能源•高工會議】由膠到板杜科新材料2021新蛻變

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2021(第三屆)高工氫電產業峰會(上海)

將於4月27-28日在上海萬豪虹橋大酒店盛大舉辦,杜科新材料總經理鄭健保將發表“從膠到板,杜科的燃料電池粘接密封探索之路”主題演講。歡迎掃描文末海報二維碼報名參會,與鄭健保近距離現場交流。

不斷提高雙極板製造技術對於減小燃料電池電堆質量與體積,降低燃料電池電堆成本具有重要意義。

美國能源部的研究資料顯示,當燃料電池的生產規模由 1 萬套/年增長至 50 萬套/年時,質子交換膜和氣體擴散層成本仍舊會隨著規模擴大而降低,此時電堆成本主要由膜電極催化劑和雙極板的材料用量及價格決定,這與技術及工藝水平密切相關。

一直以來,國內石墨雙極板提供商大多采用CNC加工工藝,由於 CNC機加工藝製作過程複雜,加工週期較長,加工成本佔雙極板整體成本的60%以上,CNC機加工藝石墨雙極板在降本方面已經接近天花板。

“如果使用模壓複合雙極板,500套電堆的用量就可以把單組雙極板的價格做到50元以內。”惠州市杜科新材料有限公司(下稱“杜科新材料”)總經理鄭健保表示,模壓複合石墨雙極板更具規模化量產優勢,也是石墨雙極板未來發展的方向。

事實上,與機加工石墨板相比,模壓石墨板最大的優勢在於耗時短、效率高、抗彎強度好,更符合燃料電池商業化大批次生產的要求。

但是,要做好模壓複合雙極板並不簡單。

“模壓複合石墨板,需要透過優選合適的原材料和連續模壓成形工藝來提高雙極板的應用效能,並以此提高生產效率,降低生產成本。”鄭健保表示,要做好模壓複合板,就必須掌握材料和模壓的核心工藝。

作為國內知名的燃料電池用膠供應商,杜科新材料正在醞釀一場雙極板領域的行業變革,基於2年多時間的深入研究和不斷改進,杜科新材料的模壓複合石墨雙極板即將面世,並形成批次供應。

“公司從2018年就開始研發模壓複合雙極板用的複合基料,並申請國家發明專利。”鄭健保告訴高工氫電,複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。

事實上,推出超薄複合雙極板用的複合基料產品,也是杜科新材料在複合雙極板用膠粘劑的業務基礎上,為了適應市場變化,進一步服務終端市場所做出的戰略抉擇。

【未勢能源•高工會議】由膠到板杜科新材料2021新蛻變

杜科新材料展示的模壓複合石墨雙極板樣品

“這款複合基料產品的研發已經基本定型,從客戶端測試的結果來看,成型的超薄複合基料極板強度達到50MPa以上,電導率可以達到300S/ cm2以上,接觸電阻可以達到4-6mΩ•cm2左右。”鄭健保告訴高工氫電,公司在採用冷壓成型工藝,雙極板的厚度可以做到1。4mm,模壓速度達到2分鐘1片,在提升雙極板平整度的同時,還能延長模具1倍以上的使用壽命。

【未勢能源•高工會議】由膠到板杜科新材料2021新蛻變

杜科新材料模壓複合雙極板的技術引數

就模壓複合雙極板來說,導電石墨粉和樹脂型別及其配比尤為關鍵,在電導率和機械強度的設計方面也需要做出一定的權衡。

“模壓複合石墨板路線融合了較為複雜的材料和工藝,需要對燃料電池有較為深刻的理解。”鄭健保坦言,杜科新材料已經攻克混合基料和模壓的核心工藝,目前正在進行裝置的定製和除錯。

【未勢能源•高工會議】由膠到板杜科新材料2021新蛻變

杜科新材料的模壓複合雙極板製作流程

根據杜科新材料的規劃,預計將在2021年上半年建成量產200萬片模壓複合雙極板元件的生產線,並對外提供模壓成型工藝的複合雙極板元件和裝置工藝輸出。

高工氫電調研瞭解到,除了已經實現規模化應用的國鴻氫能,目前國內主要石墨板電堆廠商也已經在儲備模壓複合石墨板的量產技術,國內超3家以上的知名電堆企業在準備量產計劃,模壓石墨雙極板市場需求將進一步擴大。

在國產燃料電池電堆持續降本提效的過程中,模壓複合石墨雙極板將發揮重要作用。

近年來,杜科新材料迅速開啟市場,並佔據國內燃料電池密封膠領域較高的市場份額。其產品在效能和品質上表現優異,已經與國內外數十家電堆和雙極板企業建立起合作關係。

“以獎代補新政強調了對中重型商用車的補貼力度,模壓複合石墨雙極板的長壽命和低成本優勢將會凸現出來。”鄭健保表示,現階段杜科新材料已經接洽了多家電堆企業,公司願意對外開放合作,與產業鏈同仁一起配合,共同推動模壓複合雙極板的規模化商用。