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金屬雙極板如何在國內市場“逆襲”？
時間:2019-03-08 10:27來源:中國電池聯盟 作者:任11
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在本屆東京燃料電池展覽會上，我國燃料電池廠商新源動力首次發布最新一代燃料電池電堆模塊HYMOD®-70。新產品系新源動力研發的第三代質子交換膜燃料電池，采用的是金屬雙極板，單堆功率85kW，電堆體積功率密度突破3.3 kW/L，具備良好的低溫適應性，可在-30℃啟動/40℃存儲，適用于乘用車和商用車。
據新源動力公司的工程師透露，新品采用金屬雙極板的原因在于其體積功率密度高，結構簡單，易于批量制造同時具有較好的電池水熱管理優點。
與石墨雙極板相比，金屬雙極板具有與之相似的高導電、導熱能力，但后者擁有更好的機械強度、阻氣能力和抗沖擊能力，所以能做到更薄更輕，可大幅度提高比功率密度。同時，金屬雙極板制作工序較少，且量產工藝成熟，從而可大幅降低量產成本。
大幅降低的熱容使金屬板具備了更強的低溫啟動能力，而且雙極板厚度可制備得非常薄——甚至可小于1mm，適合批量成產，大大降低了制作成本。應用于車用燃料電池時，從燃料電池高能量密度和大規模生產的需求方面考慮，金屬雙極板相較于石墨及復合雙極板具有明顯優勢。
雖然金屬板在成型細密化、殘余應力控制、耐蝕性、設計自由度等方面存在缺點，但隨著產業的發展，相關問題已經得以解決。
在金屬成型方面，日本、歐洲等公司通過沖壓、液壓、高速熱成型等工藝，已經解決了流道細密化和平整度問題。目前國內多家企業也已取得突破，接近或達到國外先進水平，而且成本大幅下降。
在金屬板防腐涂層方面，國內企業也早已取得突破，使材料問題不再是金屬板電堆壽命的短板。因為金屬在燃料電池的工作環境下易被腐蝕，所以必須對金屬的表面進行改性，目前金屬板表面改性涂層工藝已發展至數種，廣泛采用的表面技術有化學鍍，電鍍，熱噴涂，PVD和CVD等多種。
在結構設計上，國內外均已趨于成熟，可以通過合理設計有效規避金屬板固有的結構缺陷。豐田Mirai、本田Clarity、現代Nexo等量產燃料電池車型均采用金屬雙極板。
目前國際金屬雙極板供應商主要有瑞典Cellimpact、美國Dana、德國Grabener、美國treadstone等，國內企業有新源動力、愛德曼氫能等。
整體看，在歐、美、日等國家，金屬雙極板相關的技術、生產應用情況較好，在我國還有很大的提升空間。隨著燃料電池產業化推進，金屬薄板成型、表面涂層壽命等關鍵技術突破，金屬雙極板將以其比功率密度、低溫啟動能力、量產成本等優勢，占領越來越多的市場份額。
(責任編輯：子蕊)
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