燃料電池雙極板是燃料電池重要部件之一、是電堆中的“骨架”。雙極板與膜電極層疊裝配成電堆，在燃料電池中起到支撐、收集電流、分配氣體的重要作用。雙極板的重量占據(jù)質(zhì)子交換膜燃料電池電堆的80%，成本占據(jù)24%。近年，隨著燃料電池汽車示范政策逐步推進，雙極板的市場規(guī)模同比在持續(xù)擴大。

 

在保持一定機械強度和良好阻氣作用的前提下，雙極板厚度應(yīng)盡可能地薄，以減少對電流和熱的傳導(dǎo)阻力。目前市場上氫燃料電池的雙極板材料有石墨、金屬和復(fù)合材料三類。

 

 

三種雙極板的市場化情況

 

石墨材料是最早開發(fā)用于PEMFC雙極板的材料，其優(yōu)勢是耐腐蝕性強，耐久性高，但不足的是制作周期長，抗壓性差，成本高，目前廣泛應(yīng)用于專用車與客車。石墨雙極板技術(shù)較為成熟，基本已實現(xiàn)國產(chǎn)化，領(lǐng)先企業(yè)技術(shù)指標(biāo)提前突破2025年國家目標(biāo)。國內(nèi)石墨雙極板技術(shù)近年來發(fā)展十分迅速，基本實現(xiàn)國產(chǎn)化。嘉裕碳素生產(chǎn)的石墨雙極板單面有槽厚度在0.5mm，雙面有槽厚度在0.8mm，單組石墨雙極板的厚度在1.3mm左右，提前突破了國家制定的2025年前單組石墨雙極板厚度1.5mm的要求。

 

金屬雙極板強度高、韌性好，而且導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能好，功率密度更大，可以方便的加工制成很薄的PEMFC雙極板(0.1——0.3 mm)，主要應(yīng)用于乘用車，如豐田Mirai采用的就是金屬雙極板，其燃料電池模塊功率密度達到3.1kW/L；英國Intelligent Energy新一代EC200-192金屬雙極板燃料電池模塊的功率密度更是達到了5kW/L。國內(nèi)雙極板重點企業(yè)擴產(chǎn)趨勢明顯，2021年3月上海治臻年產(chǎn)千萬片級金屬極板產(chǎn)線在常熟市投產(chǎn)，這是目前全球最大的一條金屬極板產(chǎn)線。

 

復(fù)合材料雙極板兼具石墨材料的耐腐蝕性和金屬材料的高強度特性，未來將向低成本化方向發(fā)展。2022年3月，青島杜科完成注資計劃，加速打造自主知識產(chǎn)權(quán)的燃料電池復(fù)合雙極板生產(chǎn)基地，盡早形成年產(chǎn)1000萬組燃料電池復(fù)合雙極板產(chǎn)能，努力打造亞洲最大的復(fù)合雙極板生產(chǎn)基地。

 

 

今年國內(nèi)市場有較大發(fā)展

 

近兩年，燃料電池電堆市場迎來爆發(fā)期。今年上半年，氫燃料電池汽車訂單量猛增，燃料電池電堆及系統(tǒng)需求進一步擴大。國內(nèi)燃料電池雙極板企業(yè)加速投產(chǎn)擴張，陸續(xù)推出新品。

 

1月6日，廣東環(huán)華氫能科技有限公司100萬片柔性石墨雙極板量產(chǎn)基地正式投產(chǎn)。廣東環(huán)華氫能總經(jīng)理鄧亮先生表示，環(huán)華氫能公司于2021年8月在佛山南海氫能中心成立，在丹灶南沙聯(lián)東優(yōu)智園購建四層獨棟廠房建設(shè)量產(chǎn)基地，投產(chǎn)后首年建成100萬片的生產(chǎn)能力，三年內(nèi)超過500萬片，五年左右達到5000萬片的產(chǎn)能。

 

2月底，國家電投黃河流域氫能產(chǎn)業(yè)園一期項目發(fā)布環(huán)境影響報告表。該項目由國家電投氫能公司投資建設(shè)，總投資100億元。據(jù)悉，項目一起重點建設(shè)燃料電池系列產(chǎn)品，包括0.1萬臺/a 固定式供能燃料電池電堆配套產(chǎn)能的石墨雙極板。

 

3月5日，氫璞創(chuàng)能正式對外發(fā)布第六代碳復(fù)合板電堆以及高功率密度200kW金屬板電堆。這兩款產(chǎn)品是全球首款300kW碳復(fù)合板電堆與高功率密度200kW金屬板電堆，采用了行業(yè)最先進的工藝技術(shù)，擁有高功率、長壽命、國產(chǎn)化程度高等特點，且各項參數(shù)指標(biāo)在世界范圍內(nèi)處于絕對領(lǐng)先地位。可廣泛應(yīng)用于重卡、船舶、固定發(fā)電等傳統(tǒng)場景，還可應(yīng)用于軌道交通、港口、儲能等新興場景。

 

今年4月底，海馬氫燃料電池汽車7X-H首臺功能樣車在海南正式下線。海馬氫燃料電池汽車7X-H搭載豐田金屬雙極板燃料電池，電堆功率由100kW提升到128kW，同時匹配峰值功率200kW的驅(qū)動電機，整車加速性能顯著提升。海馬氫燃料電池汽車7X-H的下線，標(biāo)志著海馬汽車與豐田汽車的合作進一步深化。

 

整體來看，雙極板市場正在不斷擴張，石墨、金屬以及復(fù)合雙極板多點開花。相比較之下，國內(nèi)做石墨雙極板的企業(yè)較多，技術(shù)也更為成熟，金屬雙極板擴產(chǎn)也在不斷延伸。未來，國內(nèi)雙極板產(chǎn)能將有爆發(fā)式增長，技術(shù)水平也將加速提升。