高端电子胶粘剂
氢能源领域燃料电池用胶及复合板基料解决方案提供商

全国咨询热线

+86-0752-5587120

News
Home
About US
Products
Solution
Cooperative enterprise
Talent
Message
Contact Us
热门关键词:  氢能源燃料电池用胶  模压复合双极板  高端电子胶粘剂
您的位置:
新闻中心
新闻中心
高工氢电报道:沉香如屑新材“板胶合一”进化之路
来源:转载高工氢电对我司的专题原创文章 | 作者:高工氢电 | 发布时间: 2023-07-01 | 178 次浏览 | 分享到:

燃料电池规模化商用前夜,如何实现快速降本从而占据市场先机是产业链企业思考的战略问题,也是决定其公司未来能否在氢电行业站稳脚跟的关键。

 

在一众布局燃料电池核心材料的企业中,沉香如屑(下称“沉香如屑新材”)另辟蹊径,凭借胶水起家,“由胶到板”走上了一条独特的发展道路,其合资公司青岛沉香如屑开发的模压复合石墨双极板已经具备量产能力,批量供货后有望进一步降低燃料电池成本。  

 

“批量供货后,沉香如屑的模压复合双极板面向大客户价格可以做到50元/组,并且包括粘接密封。”沉香如屑新材总经理郑健保表示,目前青岛沉香如屑已经建成了年产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,预计在下半年会向客户供应批量的模压复合双极板产品。 

 

从燃料电池专用密封胶到模压复合石墨双极板,在探索燃料电池双极板产业化的路上,沉香如屑新材以其独特的商业模式为行业提供了一个氢电企业创业的新样本。  
 
“由胶到板”战略转型的由来 

与机加工石墨板相比,模压复合石墨双极板*大的优势在于耗时短、效率高、抗弯强度好,更符合燃料电池商业化大批量生产的要求,在燃料电池产业逐渐进入大规模生产阶段时,模压复合石墨双极板自然成为更好的选择。  

 

正是看中了模压复合石墨双极板在规模化量产时代的广阔前景,沉香如屑新材在双极板用胶粘剂的业务基础上作出战略转型。  

 

沉香如屑新材从2018年就开始研发模压复合双极板用的复合基料,并申请国家发明专利;2020年年底由汉缆股份、沉香如屑新材以及青岛岩海碳材料三方联合成立了青岛沉香如屑新材料有限公司(下称“青岛沉香如屑”),主要专注于超薄复合石墨双极板组件的生产和销售。现阶段,青岛沉香如屑的复合双极板组件拥有自主知识产权及多项发明专利。

 

“成立青岛沉香如屑公司发展模压复合双极板业务主要是基于两方面的考虑,一方面是基于公司对于燃料电池粘接密封方面的经验和积累,另一方面是可以更好的对接下游客户的需求。”郑健保表示,在与下游客户合作的过程中发现,当双极板和胶粘剂分开对客户销售时,一旦出现问题,很难分清职责范围,但作为一个组件整体给到客户时,职责范围的指向就很明晰了,供应方为整体负责。  

 

换句话说,“由胶到板”的变化相当于是减少了供应流程和后期服务的对接时间,在很大程度上能更好地为客户提供需要的产品。  

 

另一层考虑在于,由于双极板与胶粘剂是完全不同的两种材料,工艺与技术也存在很大的差别,再加上氢电行业发展初期,很多企业把工艺和技术视为企业的核心机密,所以如果能同时掌握双极板和胶粘剂,就能一站式解决燃料电池的粘接密封难题。  

 

“沉香如屑提供的模压复合石墨板组件能在一定程度上优化生产流程,节省不少资源和精力。”郑健保表示,从客户试用的结果来看,在确保质量的前提下,带有粘接密封的双极板组件更受欢迎。  

 

模压复合石墨极板的制造难点与技术革新   


模压石墨板相比于机加石墨极板的*大的优点是效率高,速度快,能更好的适应规模化批量生产以及快速降本,但在生产的过程要保持较高的良率,这对企业来说,则存在多方面的技术和工艺上的挑战。

 

青岛沉香如屑在摸索模压石墨双极板成型工艺的过程中,发现主要存在四大难题:

 



其一,细流场凸脊模压板存在凸脊不饱满,硬度不够容易脱粉,压降大于设计值的问题;

其二,模压板的耐进气压力偏小,抗弯强度低,冷却场粘接不牢,容易导致进气压力下脱胶;

其三,模压板长度大于大于设计值,厚度部均匀,进气口有毛刺;

其四,模压板气场密封胶容易脱落。




 

针对以上四大难题,沉香如屑的技术人员在试制的过程中不断调整工艺,逐一进行了技术攻关,*终取得了良好的效果。

 

图片 青岛沉香如屑的模压复合石墨双极板


例如,针对细流场凸脊模压板存在凸脊不饱满,硬度不够容易脱粉问题,青岛沉香如屑通过筛选合适的石墨原材料、减小模具拔模角度及过度角,选择强度高的浸渍胶及改善浸胶工艺,*终实现凸脊小于0.5mm的模压板。

 

为解决模压板的耐进气压力偏小问题,青岛沉香如屑根据流场深度和*薄处选择合适的面密度胚板,配合高强度浸渍胶,并选择适合模压板粘接胶,*终可实现流场深度0.4mm,*薄处0.3mm时,单极板大于30MPa抗弯强度,进气压力300KPa时,三腔气体泄漏值小于0.03ml/min,可耐≥600kpa的进气压力。

 

在解决模压板长度大于设计值,厚度不均匀,进气口有毛刺等问题上,青岛沉香如屑以选择合适石墨粒径生产的石墨胚板,合理设计模具的方式实现了单极板整体厚度工差小于0.01mm,直流场极板长度变化小于0.2mm,进气口和周边一次成型没有毛刺的重大突破。

 

当然,作为燃料电池用胶领域的佼佼者,沉香如屑*核心的优势在于能将胶粘剂和双极板相结合发挥出更好的密封效果。因此,其在解决模压板气场密封胶容易脱落的问题时,选用其自主研发的粘接力强的石墨胚板和浸渍胶/密封胶,*终达到产品可满足3次以上的压装不脱胶的效果。

 

如果说“双极板组件”的推出有利于优化供应流程,提升局部环节的生产效率,那么,青岛沉香如屑在模压工艺上的变革对于提升产品的性能和质量方面则显得尤为关键。  

 

“青岛沉香如屑复合双极板与其它产品*大不同在于冷压工艺。”郑健保表示,与市场上通用的热压成型工艺相比,沉香如屑采用的冷压成型工艺,成型速度更快,大概30秒钟就可以成型一块极板,在如果是一模两切,可以做到30秒成型两块极板。 

 

此外,过采用冷压成型工艺,青岛沉香如屑的模压复合双极板的厚度*薄处可以做到0.25mm,电导率≥300S/c,在提升双极板平整度的同时,还能延长模具1倍以上的使用寿命。 

 

 青岛沉香如屑带粘接密封的模压复合双极板

 

除了能向客户交付已经粘接密封好的模压石墨复合双极板组件,青岛沉香如屑还能根据客户的需求提供定制化的柔性石墨预制板(基板),以及各种不同类型的燃料电池双极板、膜电极密封胶,形成“从胶到板“的一站式粘接密封方案。

 

“板胶合一”推动极限降本   

 

从石墨双极板的市场应用前景来看,模压复合石墨板更适应未来量产时代的需求,实际装车应用的情况也反映了这种趋势。  

 

高工产研氢电研究所(GGII)数据显示,2022年中国氢燃料电池石墨(含复合)板电堆市场规模超10亿元,同比增长25%。国产电堆出货量TOP10的企业中,神力科技、国鸿氢能、氢璞创能等企业装车的电堆类型基本是模压石墨板电堆。 

 

“当前国内燃料电池汽车的保有量已超过13000台,其中大部分搭载的是模压石墨板电堆。”一位国内知名电堆企业高层透露,在国内的实际的装车应用中,模压双极板的占比要明显高于机加石墨板。 

 

随着氢燃料电池汽车产业的崛起,未来市场对于双极板的需求量也会相应的扩大,面对金属双极板的竞争压力,降本成为模压石墨双极板的决胜未来的关键。 

 

坐拥燃料电池用胶和模压石墨板双重优势的沉香如屑新材,在推动燃料电池关键材料的降本上处于更加积极主动的有利地位。

 

“沉香如屑已经为规模化降本做好的了充足的准备。”郑健保表示,公司开发的模压复合双极板组件面向大客户的价格可以做到50元/组,并且包括粘接密封,是同期进口的石墨双极板单组价格的1/3左右,也远低于当前机加石墨板的价格,而且伴随着产量的提升,还有进一步降本的空间。 

 

强大的降本能力也吸引了下游客户的注意,目前青岛沉香如屑已经与多家头部燃料电池企业建立起合作关系,并且配合5家头部燃料电池客户完成了开模工作,预计在下半年会向客户供应批量生产的模压复合石墨板产品。

 

 青岛沉香如屑模压石墨双极板生产线


为应对未来更大的市场需求,青岛沉香如屑在产能上也做好了准备。目前公司已经建成年产100万组模压复合双极板的产能,并搭建了自动化的浸渗生产线和双极板自动化粘接密封生产线,公司还规划到2025年建成年产1000万组的产能。  



全国咨询热线
+86-0752-5587120