双极板在氢燃料电池电堆里面起的作用主要是引流、支撑导电的作用,所以需要双极板 具备高电导率、气密性好、耐腐蚀等性能。
石墨是热和电的良导体,具有较高的电导率、 化学稳定性、热稳定性以及耐腐蚀、低密度等优点,用于制作双极板具有先天独特的优势,目前石墨双极板在商用车氢燃料电池电堆上有非常大的应用占比,并朝着超薄化趋势发展,以期在乘用车上发挥更大的应用潜力。
石墨双极板供应商这块,国外主要有IRD、GrafTech、POCO Entegris等,而国内主要有上海弘枫、华熔科技、上海弘竣、嘉裕碳素、捷诚石墨、江苏神州等。在阅读本文前,欢迎扫码识别二维码,从公众号底部菜单加入艾邦氢燃料电池产业微信群:
一、石墨双极板生产工艺
石墨原材料有石墨粉、膨胀石墨(柔性石墨)、鳞片石墨等种类。根据原材料的不同, 石墨双极板可以采用模压(膨胀石墨常用),也可以采用机加工(硬质石墨常用)。
1.上海弘枫实业有限公司
2003年,弘枫开始涉足燃料电池领域,研发成功超薄石墨双极板,大大减少了燃料电池堆的体积和重量,性能优异,运行稳定,成本优势明显。几年来弘枫已生产数十万片石墨极板,并成功应用于我国自行研发的新一代燃料电池汽车。
弘枫实业研制的燃料电池石墨双极板、液流电池石墨极板、打印机石墨喷头等产品,获国家科技部创新基金、重大技改及上海市高新技术成果转化项目。太阳能管式PECVD石墨舟被批准为国家重点新产品,公司于2012年获批上海市高新技术企业。
为积极响应国家积极推动零部件国产化率要求,满足石墨双极板行业未来趋势。上海弘枫实业考虑扩大现有年产150万件的双极板生产线。
弘枫实业的石墨双极板主要供给欧美地区客户,参与欧美客户设计研发,SHF石墨双极板在国外享誉很高的声誉。
官网:http://www.shf.net.cn/
2.浙江华熔科技有限公司
浙江华熔科技有限公司由上海栏能新材料有限公司和浙江铁狮高温材料有限公司合资组建而成。公司总投资1.12亿元,位于国家级绿色制造产业园浙江省长兴县南太湖青年科技创业园,拥有标准厂房11000平方米。
公司设有碳材料研发中心、燃料电池石墨双极板事业部、石墨改性(涂层)及抗氧化事业部、半导体及光伏石墨事业部、石墨导热膜模切事业部等多条先进生产线。燃料电池石墨双极板,每月产能15-20万组。
华熔开发的超大超薄石墨双极板,在助力电堆提高功率的同时,大幅降低电堆占用的体积。
华熔科技在致力于石墨双极板研发推广之外,还从技术储备的角度,不断提升和改良产品,研发石墨复合板以及金属双极板的涂层。
3.上海弘竣新能源材料有限公司
上海弘竣新能源材料有限公司创建于2010年,是一家集科研、生产、销售、安装、服务为一体的高新科技企业。公司以雄厚的技术力量为基础,致力于新能源产品及其主要零部件的研发、生产,同时生产半导体、医疗器械、精密模具等行业应用的精密石墨制品。
弘竣新能源成立于2010年,最早在2011年开始将石墨双极板产品应用于燃料电池汽车,现在拥有浙江嘉善、山东泰安两大大生产基地,年产能200万片。
官网:https://shhongjun.dyq.cn/
4.东莞市嘉裕碳素制品有限公司
东莞市嘉裕碳素制品有限公司:是华南地区最早从事石墨销售和加工配套厂家之一,由于长期从事石墨产品的生产制造,拥有一批资深的工程人员,从项目,设计,程序,生产,检测和售后服务,每个环节都配备有高水准的专业人员。
多年以来,嘉裕碳素秉持精益求精,真诚务实,为您创造价值的经营理念,以雄厚的技术实力和严格的管理规则,精准高效地保证了碳素产品的质量和交期。故此,嘉裕碳素一直享誉国内外市场好评。
嘉裕碳素经营项目:模具EDM材料及EDM电极成型加工,冶炼烧结石墨模具,石墨电池板,石墨散热器,各种石墨零件等。
官网:http://www.jiayucarbon.cn/
5.北京氢璞创能科技有限公司
北京氢璞创能科技有限公司成立于2010年,聚焦燃料电池电堆的研发、生产和销售,形成了产品性能、工艺实现及生产成本多维度的领先,是国内为数不多的拥有核心技术自主知识产权及产业化技术的燃料电池电堆厂家,也是国内首个自主知识产权电堆自动化生产线的缔造者。
在电堆设计、工艺及关键材料都具备极强的自主研发能力,拥有近60项燃料电池电堆及生产线发明专利。同时,氢璞创能也是北京市科委车载电堆重大项目主要承担单位,国家燃料电池标委会主要成员,参与制定十余项燃料电池国家标准。氢璞创能起步于石墨双极板,目前已经实现了石墨、金属和复合双极板燃料电池堆的全覆盖生产。
官网:http://www.nowogen.com/
6.深圳市氢雄燃料电池有限公司
雄韬氢雄致力于成为全球燃料电池解决方案引领者。拥有一支200人规模的高端人才团队,并汇聚行业深耕10年以上资深技术专家和领军人物,联合同济大学、华南理工大学、太原理工大学和武汉理工大学组建产学研一体化路线。
燃料电池发动机系统覆盖52-130kW,并在多种车型应用。最早推出氢燃料重型卡车、9吨/18吨氢燃料环卫车等车型。在大同、武汉、广州、荆门、佛山投放135台氢能源公交车,在阳泉投放5辆氢燃料重卡,在上海投放100台物流车,运营总里程超过1,000万公里。
携手广州恒运集团,山西阳煤集团、上海德先汽车等行业知名企业成立区域合作合资公司,强强联手,合作共赢,区域协同发展。在深圳、武汉、大同、广州均投建了产业园,深圳首条自动化氢燃料电堆产线已落地,年产能5,000套;武汉、大同、广州的首条规模化燃料电池发动机产线已落成,总年产能达25,000套。在青岛国际院士港设立燃料电池发动机厂区,年产能为5,000套。
官网:http://www.hydra-vision.com/
7.广东国鸿氢能科技有限公司
广东国鸿氢能科技有限公司坐落在广东省云浮市,成立于2015年6月,是一家以氢燃料电池为核心产品的高科技企业,致力于为社会提供优质的氢燃料电池产品和完善的系统解决方案。2017年,公司建成全球规模领先的氢燃料电池电堆生产基地。
2021年10月27日,广东国鸿氢能科技有限公司(下称“国鸿氢能”)与南京越博动力系统股份有限公司(下称“越博动力”)在南京签订战略合作协议,双方就氢燃料电池电堆及系统集成展开全面合作。
官网:https://www.sinosynergypower.com/
8.湖南振邦氢能科技有限公司
湖南振邦氢能科技有限公司成立于2016年8月, 公司座落在风景优美的万丰湖畔-动力谷自主创新园, 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。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。
官网:http://www.zenponfuelcell.com/
9.深圳市南科动力科技有限公司
南科动力致力于氢燃料电池系统的开发与产业化,布局从膜电极核心材料、电堆到系统集成的氢燃料电池产业链关键环节。公司集研发、生产和销售为一体,以国际知名燃料电池专家为研发核心,为我国氢燃料电池应用,提供氢燃料电池系统以及燃料电池系统整车集成设计方案,实现高效率、高性能、高性价比燃料电池系统的国产化,推动氢燃料电池产业链发展。
10.东莞市捷诚石墨制品有限公司
东莞市捷诚石墨制品有限公司成立于2003年,位于粤港澳大湾区的东莞市,是专业从事生产、加工、销售于一体的碳石墨制品、碳/碳复合材料的民营独资企业;主营产品有:石墨制品、碳素制品、碳/碳复合材料等产品。
官网:http://www.jasengd.com/smmjxl/
11.江苏神州碳制品有限公司
神奇电碳集团,始创于一九八三年,下属有六家子公司,是中国电碳行业民营企业中规模较大、技术力量雄厚的集团公司。
江苏神州碳制品有限公司是神奇电碳集团旗下的子公司之一,主要供应氢燃料电池石墨双极板、风力发电机用碳刷、太阳能光伏石墨舟等。
官网:http://www.sq-shenzhou.com
12.江苏金亚隆科技有限公司
金亚隆新材料科技有限公司专业生产中高端精密石墨零部件,产品应用于燃料电池双极板、半导体、5G通讯、手机玻璃成型以及光伏领域。
石墨双极板研发方面,金亚隆拥有中国燃料电池标准委员会委员刘建国教授团队技术支持,授权使用专利10余项,已量产0.8mm双极板,并开发出0.2mm超薄柔性双极板。
战略合作方面,金亚隆已与雄川氢能成立合资公司,拟在三年内于华南地区推出2000辆氢能物流车。该公司主要客户为武汉喜玛拉雅、武汉众宇、江苏氢电、雄韬氢能、神力科技等企业。项目注册资本5000万元,总投资1亿元。将建设集石墨双极板、半导体和5G通讯周边产品研发、测试、标准化及生产销售为一体的企业总部,引入自动化产线,投产新一代超薄0.2mm石墨双极板。预计达产后销售额达2亿元。
13.天津锦美碳材科技发展有限公司
天津锦美碳材科技发展有限公司创立于2007年,主要从事锂离子电池负极材料和新型碳材料的研发、生产、销售。其所开发燃料电池双极板在加工中采用了新型的粘结剂,使此燃料电池双极板既具有优良的导电性与耐腐蚀性,又具有较高的机械强度与良好的气体密封性,并且由于采用了直接热压成型的成型方式,因此简化了生产流程,也降低了加工成本。
14.青岛祥泰碳素有限公司
青岛祥泰碳素有限公司,拥有二十多年石墨模具加工生产经验。公司位于风景秀丽、气候宜人的胶东半岛-山东莱西市。主要生产加工各种型号石墨模具,柔性石墨密封材料,鳞片石墨及石墨乳等系列碳素制品(石墨制品)。产品广泛用于半导体、冶金、铜铝加工成型及冶炼、家电、机械、石油、化工、航空航天等工来领域。
官网:http://www.graphite.net.cn/index.html
15.佛山市南海宝碳石墨制品有限公司
广东省石墨精密加工方面的知名企业,拥有先进的生产设备及CNC加工中心,选用优质高纯石墨,等静压石墨及进口石墨,EDM专用石墨材料。
IRD 燃料电池公司的总部在丹麦,从 1996 年开始进入燃料电池行 业,致力于燃料电池部件产业化。IRD 已经在欧洲、北美和中国布 局业务,并积极参与发展生态友好能源技术的国际活动。
公司有多年生产质子交换膜(PEM)燃料电池 和甲醇(DMFC)燃料电池流场板的经验。公司采用先进的流板设计,结合精选 的原材 料和规模化生产,以具有竞争力的价格,提 供具备优异导电性和导热性的双极板产品。近年来已经生产了数以十万计的流场板。
网址:https://irdfuelcells.com/
GrafTech International Ltd.(GTI)成立于1886年,总部设在俄亥俄州布鲁克林 高地。致力于生产电弧炉钢及其他黑色金属和有色金属所必需的石墨电极产品。该公司还生产针状焦产品,这是生产石墨电极的原材料。公司的客户包括欧洲、中东和非洲、美洲和亚太地区的钢铁生产商和其他黑色 金属和有色金属生产商,这些生产商向汽车、建筑、家电、机械、设备和运输 行业销售其产品。
网址:https://www.graftech.com/
18.POCO Entegris
美国POCO石墨不仅是高品质石墨的供应商,而且还可以将 材料加工成成品零件。公司具备 50,000 平方英尺的工厂,专业的工程师团队可以 帮助客户设计零件,并确定石墨类型和后处理方案。
公司生产各种可用于双极板的石墨材料。最受欢迎的板 材料是热解密封石墨(PYC),它是无孔的,不允许 电池堆泄漏。热解密封石墨(PYC)是一种高强度、细粒度、高导电 性、具有一致微观结构的各向同性材料。PYC板是通过对机加工板进行专有的碳处理来生产的, 该碳处理可以完全密封表面。
网址:https://www.entegris.com
除了石墨双极板之外,双极板还有复合材料类型,这块企业如惠州市海龙模具塑料制品有限公司、青岛杜科新材料有限公司、山西中兴环能科技股份有限公司、湖南耕驰新能源科技有限公司等。