金属板开始在部分领域替代石墨双极板国内还处于研发试制阶段未来是双极板发展趋势是高性能、低成本、模压成型

2016-11-15 03:06

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导读：金属板开始在部分领域替代石墨双极板国内还处于研发试制阶段未来是双极板发展趋势是高性能、低成本、模压成型。目前广泛采用的双极板材料为无孔石墨板,金属板和复合材料双极板的应用也在逐步出现。石墨是较早开发和用以制作双极板的材料。

参考《2016-2022年中国IGBT绝缘栅双极型晶体管市场深度调查及十三五投资价值评估报告》

目前广泛采用的双极板材料为无孔石墨板,金属板和复合材料双极板的应用也在逐步出现。石墨是较早开发和用以制作双极板的材料。目前石墨基双极板的主流供应商有美国POCO、美国SHF、美国Graftech、日本FujikuraRubberLTD、日本KyushuRefractories、英国Bac2等。

石墨双极板目前已实现国产化，国产厂商主要有杭州鑫能石墨、江阴沪江科技、淄博联强碳素材料、上海喜丽碳素、南通黑匣、上海弘枫等。

金属板开始在部分领域替代石墨双极板。表面改性的多涂层结构金属双极板具备较大的发展空间。目前金属双极板主要供应商有瑞典Cellimpact、德国Dana、德国Grabener、美国treadstone等，国内还处于研发试制阶段。复合材料双极板近年来也开始有应用,如石墨/树脂复合材料、碳/碳复合材料等。

国内还处于研发试制阶段。上海治臻新能源装备有限公司依托上海交大，研制出车用燃料电池金属双极板，并尝试在电堆和整车中实际应用。

未来成本降低来源于材料的优化。目前,石墨双极板是最成熟的已商业化的双极板，具有良好的导电性能和耐腐蚀性能，但其成本高、易碎、质重、强度和加工性较差。经测算，FCV规模达到1万辆以上，双极板成本可降低20%以上；规模达到10万辆以上，双极板成本可下降30%以上。

采用的加工方法是精密的机械加工，加工费用相当高(每块500cm2双极板加工费大于100美元)，占双极板费用的80%以上。石墨本身的易碎性决定了其加工时间较长，不容易大批量生产，故成本居高不下。若要降低成本，必须对双极板材料本身进行优化。

未来，高性能、低成本、模压成型的碳基复合材料、树脂基复合材料，和具有优异性能的金属板是双极板的发展趋势。

不同材料双极板特点分析

金属双极板是替代石墨双极板的最佳选择。金属双极板的机械性能、加工性能、导电性等都十分优异，易于批量化生产降低成本，国外一些厂商如UTC等已开始采用金属双极板。此外，石墨/树脂复合材料等复合材料在导电性、力学性能等方面仍有待提高，距离商业化仍有一定距离。

国外已开始采用金属双极板，国内电堆采用碳板电双极板，国外金属双极板在绝对成本上仅为国内的1/20。

DOE提供了一项燃料电池电堆成本测算，基于的UTC电堆采用美国TreadStoneSS316L金属双极板；而国内电堆采用碳板，基于这两种碳板，我们得到如下成本对比分析：成本组成占比对比：采用金属双极板电堆成本组成中，双极板占比仅为10%；而国内采用碳板电双极板，成本组成占比高达40%；绝对成本对比：国内金属双极板成本仅为国内碳板成本的1/10。

2013年上海市新能源汽车推进办公室举办的“高新技术产业化展”上展出的一种高效、低成本的质子交换膜燃料电池用金属双极板，其成本约20元/片，仅为石墨双极板的1/10。