燃料電池雙極板(BP),又稱湍流板,是電堆中的“骨架”,與膜電極堆疊形成電堆,起著支撐、收集電壓、分配燃料中二氧化碳的重要作用電池。 隨著國外燃料電池汽車示范運行逐步加快,雙極板市場規模環比擴大。
日前,氫動力研究院(GGII)即將發布的《2021年中國氫動力產業發展白皮書(1.0版)》顯示,2020年,國外氫燃料電池雙極板市場規模為約3.1萬元,環比增長。 下降8.8%,下降的主要原因是2020年海外電堆出貨量下降。
從雙極板的材料構成來看,石墨雙極板(包括石墨復合雙極板)仍然是市場應用的主流,市場占有率高達65%。 超過 35%。
從雙極板的加工工藝來看,現階段石墨雙極板的加工方法有CNC和模壓兩種。 2020年采用CNC工藝路線的石墨雙極板市場規模占比85%,仍是當前主流。 另一方面,采用模壓技術的石墨雙極板市場份額從2019年的不足10%上升至15%左右,下滑明顯。
與機加工石墨板相比,模壓復合石墨板的最大優點是持續時間短、效率高、抗彎硬度好,更符合燃料電池商業化量產的要求。 2020年以來,多家電堆企業開始布局模壓復合石墨雙極板。
金屬雙極板根據公司加工能力分為全線多元化開發、金屬板注塑代工、鍍膜加工等不同方式。 其中,全線定制開發金屬雙極板市場規模占比超過90%。
從布局雙極板的企業來看,石墨雙極板企業分布在華北、華南、華中、華北和西北地區。 其中,我國南方的雙極板企業數量最多。 金屬雙極板生產最為集中的地區。 國外主要石墨雙極板企業北京鴻峰、上海鴻駿、浙江華融和金屬雙極板企業廣州致臻均位于華東地區; 華北的嘉宇碳素、華北的長海電普斯、武漢喜瑪拉雅均涉足雙極板布局。
資料顯示,北京宏峰成立于1996年,是最早專注于石墨雙極板的外資企業。 極板領域的研究與突破。 2020年累計出貨量超過300萬件,遠銷歐美等國家。
北京鴻駿成立于2008年,是燃料電池用石墨雙極板的專業生產企業,是產業化的先行者。 目前,北京鴻駿的第三代石墨雙極板材料在各方面的性能都優于同行。 正在開發的第四代材料即將完成,其性能將進一步提升。 目前,公司年生產能力為150萬件。
山東華融與中國和深圳合資成立。 公司總投資元。 公司擁有碳材料研發中心、燃料電池石墨雙極板事業部、CNC加工事業部、石墨改性(涂層)事業部、抗氧化石墨事業部、石墨熱敏膜模切事業部等先進生產線。
廣州至臻是國外金屬雙極板行業的龍頭企業。 已開發出具有自主知識產權的6代金屬雙極板。 企業規?;慨a供貨成為國內金屬薄板技術實力的“擔當”。 2019年,北京至臻開工建設。 項目全部建成后,將具備1000萬片的生產能力。
嘉宇碳素成立于2008年,是華北地區最早從事石墨銷售加工的配套廠家之一。 現階段,嘉宇碳素創造性地開發了薄型石墨雙極板,將產能提高到50萬-80萬片/年,成為國外市場石墨雙極板的主要供應商之一。 公司目前生產的石墨雙極板單邊槽寬0.5mm,兩側槽寬0.8mm,一組石墨板的長度約為1.3mm。
不僅以雙極板為主營業務的企業,國外也有不少電堆企業進入雙極板領域。 此類企業通過整合雙極板、膜電極、電堆等核心部件,構建了燃料電池產業鏈閉環。 目前,國外進入雙極板業務的電堆企業主要有今日生物質、愛德曼、國鴻生物質、新研生物質、根普創能、新源動力等。
從技術路線來看,在當前以石墨雙極板為主的雙極板市場格局中,金屬雙極板的實力逐漸增強。
與碳基材料相比,通過使用金屬雙極板可以減少重量和體積。 對于車輛應用,輕質薄金屬板可以提高功率密度,從而增加燃料電池的市場吸引力。
長期以來,商用車是國外燃料電池汽車市場推廣的主力軍,上路行駛的燃料電池商用車大多是基于更長運營周期的考慮。 大多采用石墨燃料板,金屬板燃料電池現階段尚未大規模被市場認可。
“與石墨雙極板相比,金屬雙極板有自己的特點,雖然金屬雙極板在空間利用率方面更具優勢,但其耐用性和長壽命還有待進一步驗證?!?國內某燃料電池系統企業技術經理告訴高工氫能,由于缺乏足夠的現場運行數據,金屬板燃料電池的長壽命成為阻礙其大規模推廣的關鍵因素之一。
耐用性和長壽命是影響金屬雙極板大規模應用的絆腳石。 現階段,在廣州致臻等金屬雙極板企業和鑫源電源等電堆企業的共同努力下,這一困境正在逐步被克服。 .
以上海至臻為例,廣州至臻制定了金屬雙極板壽命的“不銹鋼+復合涂層”方案。 經過多年探索,廣州至臻發明了鈦、鉻、氮、碳等多種復合鍍層。 這些多組分復合涂層具有高耐腐蝕性和高導電性。 經測試,通過了乘用車連續1小時的實際壽命測試,達到國際領先水平。
耐蝕性的提高提高了金屬雙極板的壽命,其市場應用也明顯減少。 根據GGII數據,金屬雙極板的市場份額從2019年的22%上升到2020年的35%,在此平衡下,金屬雙極板的市場份額正在逐漸下降。