燃料电池石墨双极板按照加工工艺不同,分为机加石墨板(CNC加工工艺)和模压石墨板。其中模压石墨板制作具有耗时短、效率高、规模化生产成本低等优点,更符合燃料电池商业化大批量生产的要求。
随着国内氢燃料电池汽车投运开始进入放量阶段,越来越多电堆企业看好模压石墨板的发展,石墨双极板企业也在加紧布局模压石墨板研发。模压石墨板的市场应用正在进一步加快。
模压板电堆装机量大
燃料电池双极板是电堆的核心部件,与膜电极层叠装配成电堆,在燃料电池中起到支撑、收集电流、分配气体的作用,对保证燃料电池高效稳定工作至关重要。
目前,市场上的燃料电池双极板分为石墨(复合)双极板、金属双极板等类型。其中石墨双极板技术已经较为成熟,按照加工工艺不同,石墨板又分为机加石墨板和模压石墨板。当前在实际累计装车应用中,模压石墨板装机量超过机加石墨板。
2022年电堆市场出货功率为1.2GW,较上年增长 56%。包括国鸿氢能、神力科技、氢璞创能、韵量新能源、潍柴动力等头部燃料电池企业的电堆产品以模压石墨板电堆为主。
模压石墨板的量产优势,是许多电堆企业看好模压石墨板发展的重要因素。神力科技总经理戴威博士表示,经过实际的测算应用,量产的模压石墨板价格能做到机加石墨板价格的三分之一,其低成本更适应大规模批量生产趋势,经济效益也明显超过机加石墨板。
而机加石墨板的优势在于加工工艺灵活性好、适应性强,能够相对容易地根据客户需求提供定制化服务。对此,一位电堆企业高层表示:“在目前市场还未爆发的情况下,模压石墨板前期投入很高,采用机加石墨板综合成本更划算。但未来燃料电池市场爆发后,模压石墨板在量产方面更具优势,其将成为市场的优先选择。”
一位资深业内人士从应用场景角度也向高工氢电表达了自己的意见:“模压石墨板和机加石墨板两种工艺并不是非此即彼的关系,未来基于不同的技术特点,它们各自会有适合的应用场景。”
双极板企业加紧布局
在当前燃料电池市场还未爆发的情况下,基于CNC加工工艺灵活性好、适应强的特点,以及模压双极板前期投入大的实际情况,国内多数石墨双极板企业选择的制作工艺是CNC加工工艺。
但随着国家持续推动氢能示范,燃料电池规模化应用发展提速,为应对未来石墨双极板规模化生产的需求,基于模压石墨板的量产优势,嘉裕碳素、华熔科技、弘竣新能源、上海弘枫等石墨双极板企业也陆续延伸布局模压石墨板。
嘉裕碳素是国内石墨双极板市场备受瞩目的主要供应商之一,其在推广机加石墨板的同时也在布局研发模压石墨板。其相关负责人表示,未来石墨双极板的制作工艺一定是多元化的,但由于机加石墨双极板存在成本费用难以降低、不易实现大批量生产的问题,未来机加工方式的占比可能会缩减,为更充分满足市场需求,嘉裕碳素已经在研发模压复合石墨板。
华熔科技的石墨板一直以CNC加工为主,也在持续对机加石墨板工艺进行降本增效。“机加板量产成本高等问题可以通过不断优化制作工艺来解决,如减少刀具规格、自动化设计等,未来量产的机加板成本可以做到很低。对模压板,我们也有技术储备。”华熔科技相关负责人表示。
今年6月消息,杜科新材在模压双极板的布局取得新进展,青岛杜科已经建成了年产100万组模压石墨双极板的自动化产线,并且配合5家头部燃料电池客户完成了开模工作;1月,环华氢能模压柔性石墨双极板应用产业基地投产,该基地投产后预计首年可生产100万片柔性石墨双极板。
未来伴随着燃料电池市场的持续扩大,在越来越多的企业布局推动下,模压石墨板将进一步发挥其量产优势,助力燃料电池规模化应用。