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。
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