艾邦智造：2022年氢燃料电池之国内金属双极板企业报告（40页）.pdf

1、艾邦智造 2022年8月一、燃料电池概述二、燃料电池双极板分类三、燃料电池金属双极板生产工艺四、燃料电池金属双极板市场概况五、燃料电池双极板生产企业六、金属双极板相关模具企业七、金属双极板相关配套加工企业一、燃料电池概述燃料电池目前正在大规模产业化的导入阶段。在产业化之前，需要解决的技术问题还有不少。其中关键的部件之一就是燃料电池的电堆。图：金属双极板在燃料电池汽车应用部位一、燃料电池概述双极板（Bipolar Plate，或简称为BPP）双极板成本占电堆的20-40%左右，是电堆中的“骨架”，其与膜电极层叠装配成电堆，在燃料电池中起到支撑、收集电流、为冷却液提供通道、分隔氧化剂和还原剂等作用

2、。图：燃料电池电堆结构示意图图：金属双极板 二、燃料电池双极板分类从其材料构成分类来看,燃料电池常采用的双极板的包括石墨双极板碳板、金属双极板、复合双极板三大类。二、燃料电池双极板分类1、石墨基双极板石墨双极板 图源喜玛拉雅石墨基双极板在电化学环境中具有良好的化学稳定性，同时具有很高的导电率，是目前质子交换膜燃料电池研究和应用中最为广泛的材料。但是有较重、脆性、加工昂贵等缺点。二、燃料电池双极板分类2、金属双极板相比石墨双极板，金属双极板具有电导率高、价格低廉、工艺制法多样、高机械强度等优点。金属双极板辅以相应的表面处理。从性能和成本来讲，金属BPP非常适合用来大规模量产。主要用于乘用车，如丰

3、田Mirai。二、燃料电池双极板分类3、复合双极板复合双极板既具有石墨材料的耐腐蚀性，又具有金属材料的高强度特性。该复合板结合了石墨板和金属板的优点，具有密度低、耐腐蚀、易成形等优点。三、燃料电池金属双极板生产工艺金属双极板产品的生产工艺流程主要包括冲压阶段、焊接阶段、镀膜阶段和密封阶段，主要流程如下：三、燃料电池金属双极板生产工艺具体生产工艺流程为：不同公司工艺，以及加工流程可能有区别三、燃料电池金属双极板生产工艺主要生产步骤概况如下：1、单极板冲压：通过冲压成形模具，在金属薄板卷料上制备流场、三腔口及辅助结构。冲压成型工艺图示冲压工艺是用压力装置和刚性模具对板材施加一定的外力，使其产生塑性

4、变形，从而获得所需形状或尺寸的一种方法。冲压坯主要为热轧和冷镦钢板，占世界钢材的 60%70%。因此，从原材料的角度来看，冲压工艺占主导地位。三、燃料电池金属双极板生产工艺冲压工艺生产的双极板成本低和生产率高，具有薄（低至 0.051 mm）、均匀和高强度的特性，广泛用于汽车，航空航天和其他领域。冲压设备冲压模具三、燃料电池金属双极板生产工艺2、切边：通过冲裁模具，将飞边、腔口多余料片切除。3、双极板焊接：采用高速激光焊接系统将两片单极板焊接在一起形成双极板，该工艺主要利用激光使焊接部位熔合而实现连接。三、燃料电池金属双极板生产工艺4、双极板清洗：使用纯水对金属双极板表面进行超声波清洗，用于金

5、属双极板表面杂质去除，提升表面洁净度，为镀层沉积进行工艺准备。5、双极板镀膜：在真空镀膜系统内，利用磁控溅射方法在双极板表面制备导电耐蚀镀层。6、双极板封装：通过自动封装设备，在双极板表面预制粘接层，将密封部件放置和定位，利用粘接层实现双极板与密封部件的连接。三、燃料电池金属双极板生产工艺7、电阻检测：通过接触电阻检测设备检测双极板导电性能。8、气密检测：在密封完成后，利用气密性检测设备对双极板氢气腔室、氧气/空气腔室及冷却液腔室进行泄漏检测，检验气密性状态。9出货：进行外观检测，完成出厂报告，准备出货。四、燃料电池金属双极板市场概况2019-2021 年，金属双极板的占比由2019 年的22

6、%左右提升至2021 年的50%左右，金属双极板的市场占有率提升显著。目前车用燃料电池电堆通常需要300-500 片双极板层叠组装，根据节能与新能源汽车技术路线图2.0分析，到2030-2035 年，燃料电池汽车保有量达到100 万辆左右，双极板需求量3-5 亿片。如此大的市场，不少企业纷纷入局。五、燃料电池金属双极板生产企业金属双极板的企业主要有三种类型：一种是近年来成立以氢燃料电池电堆，或者相关核心部件为主体，通过上下游的资源整合在燃料电池领域占有一席之地。第二种是是属于传统的金属加工企业，拥有精密冲压模具和加工技术，进入燃料电池领域。第三种是相关产