石墨雙極板類型特點及運用場景分析
瀏覽數(shù)量: 0 作者: 高工氫電 發(fā)布時間: 2025-01-13 來源: 高工氫電
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“其實就制氫而言,制1kg氫氣按50度電算,光伏就地制氫成本約10元/公斤,而且不受電網(wǎng)制約。所以從氫的來源來講,氫的成本是比較可控的。那么,隨著制氫行業(yè)越來越熱,相信后面整個氫的應(yīng)用、包括燃料電池的應(yīng)用,都將越來越好。“
華熔科技總經(jīng)理周志強在2024高工氫電年會上發(fā)表“石墨雙極板類型特點及運營場景”的主題演講時開場如此表示,提振大家信心。

華熔科技是一家專注于新能源石墨及相關(guān)復(fù)合材料的國家級專精特新小巨人高新技術(shù)企業(yè),在氫能和液流電池儲能領(lǐng)域,主導(dǎo)產(chǎn)品為復(fù)合等靜壓石墨雙極板、柔性石墨雙極板、液流電池等靜壓石墨雙極板、復(fù)合柔性石墨雙極板、燃料電池GDL。
在此次演講中,周志強基于客戶對選擇哪種石墨雙極板更適合存在疑惑,所以重點對等靜壓石墨復(fù)合雙極板、天然石墨濕法復(fù)合雙極板、天然石墨干法復(fù)合雙極板三種石墨雙極板類型展開具體介紹。
等靜壓石墨復(fù)合雙極板,制作工藝簡單,主要是對等靜壓石墨進行切片,然后跟高分子樹脂復(fù)合,再進行精加工(主要是厚度方向與疏水性),接下來是流道加工,最后是檢測封裝。這種產(chǎn)品的性能一致性高,工藝可控,加工靈活度高,成本優(yōu)勢高,對應(yīng)的電棧轉(zhuǎn)化效率優(yōu)于其他工藝石墨極板,非常適配目前燃料電池持續(xù)改進發(fā)展,應(yīng)用于風(fēng)冷堆有明顯優(yōu)勢。目前,華熔科技目前是國內(nèi)等靜壓石墨復(fù)合雙極板產(chǎn)能最大、市場率第一的企業(yè),擁有從石墨材料、樹脂材料配方及工藝完整生產(chǎn)線。

天然石墨濕法復(fù)合雙極板,適合成熟大批量制造,工藝環(huán)節(jié)較多,加工靈活性低,流道比較窄也比較深,模具成本高,需要考慮材料膨脹系數(shù),產(chǎn)品各部分一致性差、加工前后體積變化難以控制,對燃料電池持續(xù)改進性適配度低。目前,華熔科技天然石墨濕法復(fù)合雙極板已經(jīng)量產(chǎn)。

天然石墨干法復(fù)合雙極板,一般是通過導(dǎo)電的填料,基本采用天然&人造石墨顆粒(D30-40-50μm)為增加其強度與導(dǎo)電性能,同時加入及碳纖維及炭黑,碳納米管等材料,再加入固態(tài)的樹脂進行混合造粒,最后通過擠塑和模壓兩種方式成型。它的效率比較低,成本也相對較高,但它對固態(tài)樹脂的選擇,可以用在一些比較特定的場景,比如磷酸燃料電池,一些高溫燃料電池等等。
以下是幾種石墨雙極板性能對比及應(yīng)用:

演講中,周志強還對樹脂的開發(fā)進行了簡要介紹,主要要求是耐酸、高低溫沖擊、耐候性、耐老化、耐電位腐蝕。他指出,上述三種石墨復(fù)合雙極板用到的樹脂類型也不一樣,而且同樣類型的樹脂也還需要進行很多的交聯(lián)耦合的改性,才能滿足不同工況場景下的燃料電池的需求。
華熔科技自主開發(fā)了多系列高分子樹脂材料及極板并進行驗證:

另外,公司可實現(xiàn)雙極板耐久測試并擁有全自動AI技術(shù)檢驗技術(shù),模擬電堆運行工況臺架,可實現(xiàn):1)、溫度循環(huán)&壓力波動復(fù)合測試,溫度20-100℃,壓力0-200kpag;2)模擬冷啟動冷熱循環(huán)試驗,溫度-20-100℃;3)模擬常規(guī)冷啟動冷熱循環(huán)試驗,溫度0-100℃。華熔科技是行業(yè)首家AI學(xué)習(xí)全自動檢測缺陷和尺寸,規(guī)模人工檢測錯誤風(fēng)險的公司。
華熔科技目前擁有生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)廠房8萬平方米,研發(fā)部占地超6000平方,國家級重點小巨人企業(yè)。設(shè)有碳材料研發(fā)中心、燃料電池事業(yè)部、半導(dǎo)體及光伏石墨事業(yè)部、石墨導(dǎo)熱膜事業(yè)部。多個項目的產(chǎn)品通過省級以上鑒定,填補國內(nèi)空白或國際領(lǐng)先,申請發(fā)明專利100余項,僅雙極板領(lǐng)域申請發(fā)明專利50余項,涵蓋高分子樹脂材料,石墨基材,加工工藝,氣密檢測等領(lǐng)域。目前涵蓋氫能產(chǎn)品有雙極板(等靜壓石墨極板、濕法復(fù)合石墨極板、干法石墨復(fù)合極板)+氣體擴散層。
業(yè)務(wù)方面,周志強透露,雙極板業(yè)務(wù)去年占公司總業(yè)務(wù)的35%,今年提升至40%,客戶遍及中國、美國、歐洲、印度等地。公司未來研發(fā)方向是:1)、保證性能前提下,開發(fā)高性能低成本材料,提高電堆升功率;2)繼續(xù)深耕復(fù)合等靜壓石墨材料,柔性石墨材料,碳復(fù)合材料;3)、開發(fā)可應(yīng)用于電解槽極板;4)通過改進生產(chǎn)工藝及配方,持續(xù)降低成本。其中電解槽極板已經(jīng)由中試開始走向批量化生產(chǎn)。
日前,華熔科技與浙江大學(xué)共同成立了聯(lián)合研發(fā)中心,該研發(fā)中心將聚焦新材料領(lǐng)域的科技創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化,深化產(chǎn)學(xué)研合作,加強校企聯(lián)合攻關(guān),推動學(xué)術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的深度融合,共同推動碳基復(fù)合材料行業(yè)的發(fā)展。