燃料电池工艺设备的“缺失”该如何弥补?

2018-12-27      197 次浏览

“我认为燃料电池产业化‘掣肘’在于工艺装备和集成能力。”一位资深业内人士表示,燃料电池是一个开放系统,运行过程很复杂,对材料和零部件要求很高。所以从质子交换膜、膜电极、扩散层、双极板到电堆,整个产品工艺链加工精度要求都非常高。


在当前燃料电池产业化推进过程中,一个必须正式的现实是,工艺和设备的“缺失”正严重影响着燃料电池从小批量生产到大批量生产的实现调整。


12月21日,高工氢电年会在深圳维纳斯皇家酒店(宝安沙井)盛大举行。本届年会吸引了氢燃料电池产业链超过40家企业参与其中,围绕燃料电池产业化技术瓶颈与应对策略、燃料电池产线工艺难点与最新进展等多个话题展开深入探讨。


魔方新能源总经理华周发博士在演讲中说:“在整个燃料电池产业化过程中,有一个‘拼图’的缺失,就是从小批量到大批量的实现调整,还有工艺和设备的结合。以我自身的经验来看,15年前学校课题组以非常原始的‘手工方式’做电堆,在2004年做了一辆燃料电池轿车,到2018年我看到很多企业依然是用这种方式在做,其中原因有很多,一是市场不够大,二是小批量到大批量的过程中缺失了很多东西。”


无独有偶,在高工氢电全国巡回调研活动过程中,很多业内人士也表达了类似的观点。


“我认为燃料电池产业化‘掣肘’在于工艺装备和集成能力。”一位资深业内人士表示,燃料电池是一个开放系统,运行过程很复杂,对材料和零部件要求很高。所以从质子交换膜、膜电极、扩散层、双极板到电堆,整个产品工艺链加工精度要求都非常高。


比如,双极板槽道的加工精度是毫米级别,稍有不慎便容易出问题;扩散层、催化层里面都是微米级和纳米级的孔道,水多了,气体进不去;水少了,膜就烧了。如此高的加工精度必须适当的设备才能胜任,但当前国产设备很难达到加工要求。


曾经有一家做质子交换膜的企业,想找国产设备生产。无奈的是,膜有高温热压工序,要求膜的误差为正负1个微米,彼时加工棍精度是可以到1微米,但经过加温加热后,设备膨胀导致尺寸偏差超过1微米。彼时唯有日本设备可以做到,但价格极其高昂。


还有一家做膜电极的企业(膜电极生产工艺相对质子交换膜相对容易一点),在国内同样找不到合适的设备匹配。后来这家企业找到日本设备供应商,结果1台设备报价居然高达3000-4000万,还“半遮半掩”地不让看设备全部“真容”,生怕被抄袭。


高工氢电了解到,为了解决设备难题,很多燃料电池企业找了很多其他行业的设备供应商来合作共同开发,经过不断的磨合调整以逐步解决工艺设备难题,比如膜电极涂布设备与锂电涂布设备类似,他们就寻求锂电涂布机供应商合作。


而在这个过程中,因为行业前景不明,工艺路线没有标准规范,难以实现大规模生产,研发投入难以获得合适回报,很多设备供应商拒绝与燃料电池企业合作。


不过,随着国家政策扶持信号越来越强,氢燃料电池热度也越来越高,市场潜力再一次被社会广泛看好,很多设备供应商开始主动涉足该行业,这绝对是氢燃料电池行业的“福音”。


先导智能就是其中之一。作为国产装备中的佼佼者与先锋者,面对近两年燃料电池的兴起,先导智能顺势而为,开始投入研发布局燃料电池设备。


先导智能销售总监高福祥在高工年会上介绍,公司成立了燃料电池事业部,拥有来自机械设计、自动控制、材料化工、流体力学等成员组成的专业燃料电池设备研发团队。主要致力于氢燃料电池自动化生产线、先进燃料电池测试设备的研发及产业化,助力燃料电池行业发展。目前已与科研院所、车企等展开合作,研发了膜电极自动化生产线、电堆组装线等。


而作为国内燃料电池设备第一批“吃螃蟹”的企业,目前魔方新能源主要研发设计燃料电池发动机、电堆、石墨双极板、MEA等核心产线。作为设备供应商,团队凭借十多年的燃料电池研发设计经验,可深度参与客户的技术工艺路线选型;可充分满足客户需求,开发出领先的整套生产线。华周发博士在高工年会上向与会人士分享了燃料电池相关产线开发案例。


“锂电行业都知道CATL。CATL在产业化的过程中有一个专门的团队做工艺和产线开发,而燃料电池就缺乏这样的团队,魔方正好有这样一个背景,因为我们自己做了很多产业化的工作,整个团队对燃料电池也比较了解。”华周发博士说,我们在研发过程中与客户共同成长,通过专业的产线服务来填补燃料电池产线缺失的“拼图”。

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