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金属双极板如何在国内市场“逆袭”？

时间:2019-03-08 10:27来源:中国电池联盟 作者:任11
点击: 次
       
       在本届东京燃料电池展览会上，我国燃料电池厂商新源动力首次发布最新一代燃料电池电堆模块HYMOD®-70。新产品系新源动力研发的第三代质子交换膜燃料电池，采用的是金属双极板，单堆功率85kW，电堆体积功率密度突破3.3 kW/L，具备良好的低温适应性，可在-30℃启动/40℃存储，适用于乘用车和商用车。
 
 
       据新源动力公司的工程师透露，新品采用金属双极板的原因在于其体积功率密度高，结构简单，易于批量制造同时具有较好的电池水热管理优点。
 
       与石墨双极板相比，金属双极板具有与之相似的高导电、导热能力，但后者拥有更好的机械强度、阻气能力和抗冲击能力，所以能做到更薄更轻，可大幅度提高比功率密度。同时，金属双极板制作工序较少，且量产工艺成熟，从而可大幅降低量产成本。
 
       大幅降低的热容使金属板具备了更强的低温启动能力，而且双极板厚度可制备得非常薄——甚至可小于1mm，适合批量成产，大大降低了制作成本。应用于车用燃料电池时，从燃料电池高能量密度和大规模生产的需求方面考虑，金属双极板相较于石墨及复合双极板具有明显优势。
 
       虽然金属板在成型细密化、残余应力控制、耐蚀性、设计自由度等方面存在缺点，但随着产业的发展，相关问题已经得以解决。
 
       在金属成型方面，日本、欧洲等公司通过冲压、液压、高速热成型等工艺，已经解决了流道细密化和平整度问题。目前国内多家企业也已取得突破，接近或达到国外先进水平，而且成本大幅下降。
       在金属板防腐涂层方面，国内企业也早已取得突破，使材料问题不再是金属板电堆寿命的短板。因为金属在燃料电池的工作环境下易被腐蚀，所以必须对金属的表面进行改性，目前金属板表面改性涂层工艺已发展至数种，广泛采用的表面技术有化学镀，电镀，热喷涂，PVD和CVD等多种。
 
       在结构设计上，国内外均已趋于成熟，可以通过合理设计有效规避金属板固有的结构缺陷。丰田Mirai、本田Clarity、现代Nexo等量产燃料电池车型均采用金属双极板。
 
       目前国际金属双极板供应商主要有瑞典Cellimpact、美国Dana、德国Grabener、美国treadstone等，国内企业有新源动力、爱德曼氢能等。
       整体看，在欧、美、日等国家，金属双极板相关的技术、生产应用情况较好，在我国还有很大的提升空间。随着燃料电池产业化推进，金属薄板成型、表面涂层寿命等关键技术突破，金属双极板将以其比功率密度、低温启动能力、量产成本等优势，占领越来越多的市场份额。
 
(责任编辑：子蕊)
文章标签： 氢能 燃料电池 金属双极板
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