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米乐m6官网登录详解金属双极板

发布时间:2024-02-13 19:36:48 来源:米乐M6官网备用网站 作者:米乐m6官网登录入口

  双极板作为PEM制氢和氢燃料电池的关键部件之一,具有提供电气连接、输送反应气体、消散反应热、去除副产物的作用。一般情况下,双极板占电堆总质量的80%以上,占总成本约30%,而电堆体积基本是由双极板占据。提升双极板效能和降低成本成为整个氢领域所关注的技术方向。

  根据双极板材料的不同可以分为金属双极板、石墨双极板和复合材料双极板。本文对双极板制作原理和代表企业进行了汇总。

  为适应以上功能,美国能源部给出的2020 年和2025年双极板的特性指标如表1所示。目前,从燃料电池技术团队路线图报告来看,双极板的成本为5.4美元/kW,远远高于美国能源部2025年的目标(2.0美元/kW),因此,双极板材料价格必须更低廉,并且具有高的电导率和导热性、低的接触电阻和良好的耐腐蚀性。

  双极板根据材料的不同可以分为金属双极板、石墨双极板和复合材料双极板,石墨双极板是目前国内最常用的双极板材料,但由于金属双极板在大规模批量生产的时候,其生产成本会极大程度降低,且大功率电堆体积相对石墨板电堆小得多,所以受到越来越多的关注。而复合材料双极板由于难以大批量生产及价格高的原因,从事的企业较少。

  与石墨双极板相比,金属双极板因其具有良好的导电性、导热性、机械加工性、制作工序较少、可制作超薄双极板,并且量产工艺成熟,可以大幅降低量产成本而备受关注。金属双极板因其优异的机械和物理性能,与无孔石墨及复合材料相比具有较强的成本优势,在乘用车应用中备受关注。但使用过程中存在易腐蚀的缺点,需要表面改性涂层保护。尽管金属有很多优点,但金属双极板更容易被腐蚀,这会对其性能和耐久性产生不利影响。

  金属双极板产生腐蚀的原因是:在阳极处,由于还原环境的存在,将起保护性作用的金属氧化物层还原,形成氢化物并使金属溶解在水中,金属通过水蒸气混入燃料流中,可能潜在地增加质子交换膜污染的风险并且对催化剂层的活性造成不利影响;在阴极处,氧化环境的存在会大大提高金属双极板的腐蚀速率,从而导致性能下降,甚至整个电池堆过早失效。

  开发出优良的耐蚀性和导电性涂层或新型的双极板金属材料将极大地促进氢燃料电池在乘用车领域的应用。目前正在有大量企业为此作者技术努力,并取得了很好的效果,已经有大量金属双极板企业产品应用于燃料电池。

  上海治臻成立于2016年,是国内首家专注氢燃料电池金属双极板研发及制造的国家高新技术企业。公司核心技术源自上海交通大学,历经十六年精研创新,在极板构型设计、超薄板精密成形和高速激光焊接、高性能复合纳米涂层和一体化密封等方面拥有完全自主知识产权的关键核心技术,达到国际一流水平的金属极板设计与制造能力。

  2021年3月,上海治臻年产千万片级金属极板产线在常熟市投产,这是目前全球最大的一条金属极板产线,同时标志着我国氢燃料电池汽车行业由研发阶段进入规模化示范应用时期。

  2021年期间,上海治臻还推出了新型碳涂层金属极板产品,在极板成本降低40%-50%的同时,还将金属板燃料电池发动机预期寿命延长至2万小时以上。这款金属双极板最大的突破在于采用了最新的碳涂层技术,能有效极板提升寿命并降本成本,现阶段该技术已经具备百万片大规模量产能力,为推动燃料电池行业快速降本奠定基础。

  母公司是轴承业的龙头企业山东金帝精密。基于母公司在精密制造方面的深厚积淀,博远新能源成立至今仅1年就已经能够给客户提供定制化的燃料电池极板解决方案(包括设计与匹配),所推出的金属双极板可以满足超过150kW的大功率电堆装堆需求。

  博远新能源金属双极板所使用的涂层是非贵金属涂层,可有效降低制造成本;产品还具有接触电阻低耐腐蚀性强的优势,技术指标远超DOE要求水平,耐久性能可达到10000-15000h。

  目前公司已组装金属双极板的批量化生产线万副/年(后续产能逐步提升,预计在2023-2024年会达到600万副/年),拥有高精度的冲压成形、激光焊接、表面涂层、注塑密封、气密性检测等双极板生产设备。

  浙江菲尔特过滤科技股份有限公司成立于1998年,一直致力于金属过滤器件,滤材,过滤系统的生产及研发。历经二十多年的探索和实践,已逐渐形成了多个系列(金属过滤材料,滤芯元件;微通道反应器;燃料电池金属双极板;连续流导流板),多种创新性应用产品。目前公司已是集科研开发,设计生产,技术服务,销售为一体的国家级高新技术企业。

  北京氢璞创能科技有限公司是一家致力于新能源市场化的创新型企业,氢璞创能的双极板技术中:碳复合材料合成技术及碳复合板成型技术,金属板材料及涂层技术,极板流场设计模拟及验证体系,极板密封材料研发及验证体系,极板模具设计技术都是氢其核心技术。

  阜新德尔汽车部件股份有限公司(简称“德尔股份”)是目前中国少数集汽车部件研发、制造和销售整合于一体的汽车零部件系统综合提供商。公司自主研发设计开发的燃料电池核心部件包括金属双极板和膜电极。通过与公司自主开发的窄流道双极板设计技术相结合;制造上采用冲压成型和层压装配技术,在提高电堆性能的同时兼顾了批量生产和成本控制问题。

  骆驼集团股份有限公司(简称“骆驼股份”)是一家专业从事先进电池研发、生产、销售、回收的综合性高新技术企业。骆驼股份公司入股的武汉中极氢能产业创新中心有限公司,是全国检测范围最全的第三方氢能动力产品检测机构之一,具备6kw-60kw燃料电池电堆、20kw-60kw系统及其核心零部件检测能力,可开展110余项检测项目。

  目前公司的“武汉研发中心”已具备检测燃料电池金属板电堆验证和开发能力,燃料电池系统集成能力以及燃料电池控制模块开发能力;与武汉理工大学共同完成的省科技厅增程式燃料电池系统重点专项研发任务已通过验收。

  安泰科技股份有限公司(简称“安泰科技”)以先进金属材料为主业,公司自主研发的氢燃料电池尚处于开发和逐步普及阶段,目前已实现气体扩散层、金属双极板等关键材料的稳定生产和批量销售。

  在太阳能电池、动力电池、氢燃料电池三大新能源电池路线中,安泰科技坚定深耕氢能及燃料电池领域,聚焦加氢站成套装备、氢燃料电池系统和电堆及关键材料研发制造,产品包括气体扩散层、金属双极板及氢燃料电池电堆等,已成功完成燃料电池测试系统和110kW级燃料电池电堆的制备及测试验证。

  江苏骥翀氢能源科技有限公司是上海骥翀氢能科技有限公司下属全资子公司,公司成立于2020年10月,位于张家港经济开发区华夏科技园。骥翀氢能致力于将具备自主知识产权的国产高可靠性低成本车用燃料电池电堆产品不断推向市场,并在此基础上拓展到大型无人机航天航空航运和备用电源等应用领域。公司定位于具备国际竞争力的车用氢燃料电池电堆解决方案供应商,主要业务涵盖车用燃料电池电堆定制化开发、电堆生产制造与产品销售、电堆相关技术服务等。

  常州翊迈成立于2014年6月,主营业务包括金属表面涂层加工、涂层设备开发与技术服务等,是我国燃料电池金属双极板涂层加工的领军企业,现有燃料电池金属双极板涂层加工技术完备,该技术成功应用于车用及无人机用燃料电池双极板、水电解池双极板、镀金电子接插件替代等领域,年产能可达10万片。

  安徽明天氢能科技股份有限公司成立于2017年,专注氢燃料电池的研发、生产、销售及服务。其核心技术来源于两支“国家队”:中科院大连化学物理研究所、同济大学。依托强大的技术背景,公司于2019年4月成立了燃料电池领域唯一的衣宝廉院士工作站。

  在该工作站的加持下,明天氢能不断打破国内自主技术量产金属板燃料电池电堆技术能力的天花板,目前已经建成万套级燃料电池全自动化生产线,产品性能达国际先进、国内领先水平。

  据了解,明天氢能融合中科院大连化学物理研究所的第二代金属双极板技术,自主开发金属双极板的高速精密冲压、精密焊接及表面处理生产工艺,拥有高耐久性、低成本的完全自主知识产权的金属双极板批量化制备技术。

  国家电投集团氢能科技发展有限公司(简称:国氢科技)于2017年5月注册成立,位于北京市昌平区未来科学城南区国家电投集团创新基地,是由国家电投批准成立的氢能产业科技型企业。

  氢能公司积极贯彻落实国家能源战略,依托国家电投产业资源和创新优势,在国家电投整体氢能产业战略布局框架下,高起点、快节奏开展氢能产业关键核心科技创新。

  创新是引领发展的第一动力,氢能公司致力于通过持续不断的市场化改革和发展,将氢能公司打造成为具有自主核心技术、研发与高端制造一体化、高度市场化的氢能行业领军企业,有力支撑国家电投氢能产业高质量发展。

  国内金属双极板电堆重要制造商,主要生产金属电极板/膜电极/燃料电池/燃料电池系统核心部件,国内拥有多个研发生产基地。

  公司通过与德国合作,不断创新,在国内建造了第一条金属电极板燃料电池生产线套/年产能。公司具有专业化的双极板、膜电极、系统及核心零部件的设计、开发和生产能力,掌握了燃料电池金属板的表面涂层及膜电极生产的核心工艺和技术,产品已达到和超过国家标准和DOE标准。

  公司成立于2017年,致力于高效环保新能源技术的研发、推广和应用,包括新能源材料、氢能、燃料电池和储能技术的开发和应用,以及元器件、模块和能源系统的测试、评价、生产和销售。

  新研氢能是国内金属板电堆公司中少数自主掌握了金属极板设计、成型、清洗、焊接、防腐镀层等技术和工艺,以及金属板电堆、模块、系统、测试台和电压巡检板研发制造能力处于国内外先进水平的公司。

  其中北京公司金属双极板的成品率达100%,由公司自主开发的一条金属极板燃料电池自动化产线已经落地运行,该产线由冲压、清洗、焊接、镀层、密封、装堆、封装七大工序组成,可实现年产1000套电堆的产能。

  2022年5月17日新研氢能与东风特汽签署战略合作协议,合作开发推广500台氢燃料电池汽车!

  湖南振邦氢能科技有限公司成立于2016年,是一家以氢燃料电池为主,集设计、研发、制造为一体的高科技新能源企业。依托母公司二十年模具设计与制造,以及精密金属部件加工经验,公司主要研发以金属双极板为载体的质子交换膜氢燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell)。

  公司组建了一支精干的研发团队, 坚持以低铂催化剂的高性能膜电极制备、低成本金属双极板制备、低成本金属双极板氢燃料电堆总成制备为技术路线, 竭诚为客户提供清洁、可靠、高效的发电产品及发电解决方案。公司研制的金属双极板氢燃料电堆,具有完全的自主知识产权。

  深圳市长盈氢能动力科技有限公司成立于2019年8月,深圳市长盈精密技术股份有限公司100%持股。从事氢燃料电池金属双极板、石墨板及核心零件的研发、生产和销售。公司在动力电池行业积累了上汽、奔驰、宝马、吉利等一批优质的整车厂客户资源,这些客户均有氢能源电池汽车的战略发展计划,是氢能动力潜在客户。

  三佳机械(上海)有限公司(简称“三佳机械”)于2005年在上海成立,2007年通过与上海航天空间电源研究所(811研究所)合作研制氢燃料电池钛合金单极板,成为国内最早涉足燃料电池金属极板的企业之一。三佳机械经过不断的技术迭代,目前已成功交付了80多款不同流道形态的金属双极板.

  上海佑戈金属科技有限公司(YOOGLE品牌),成立于2016年,是一家制造集金属基新材料研发与为一体的科技型企业。

  上海佑戈掌握金属基双极板的核心技术与制成工。

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