邵孟:燃料电池制造装备革新
发布时间:2021-09-25 17:44:00
关键词:燃料电池

邵孟:燃料电池制造装备革新

图为无锡先导智能装备股份有限公司氢能装备事业部总经理/博士邵孟做主题演讲


日前,由中国电池工业协会、电池中国网联合主办的“2021氢能与燃料电池技术及应用国际峰会”在淄博举行。无锡先导智能装备股份有限公司氢能装备事业部总经理/博士邵孟做了题为“燃料电池制造装备革新”的报告。


以下为报告实录:


邵孟:各位专家、各位同仁我是来自无锡先导,我从装备发展角度,还有氢能装备这一块工作跟大家作一下汇报,也给大家从另外一个视角一下氢能源行业产业化发展。


首先我简单的介绍一下,目前燃料电池涉及到的一些装备内容。


这个是燃料电池完整产业线,一开始原料的制浆,还有制备、系统的组装、测试,当然还有催化剂的制备、质子膜的制备都有涉及。因为先导是一家布局整线的一家公司。所以我们相关的设备都涉及,这是先导整体对燃料电池制造整体解决方案,我们可以提供单机的设计,也可以提供一条整线,因为先导有管理系统这样一个配套。那我们从这里可以简单看一下,燃料电池一个简单主流的工艺,从浆料制备、CCM涂布、五合一贴合,这里面分为金属板和石墨板都有涉及,这里有金属管技术路线来写,这是焊接清洗,这样就实现了燃料电池整个流程。


这是我们的制浆工具,燃料电池跟锂电不太一样,从我们的角度来说,我们开始在2018年的时候,我们接触到大家对燃料电池浆料的需求和制备的量在一千米内,有几百毫升,目前接触到客户他们给我们提出30升这样一个原料级的需求。我们从一开始的几百毫升到现在十升再到三十升,整个燃料电池制备量产的需求,而且之前因为少剂量的制备,这可能跟锂电一批一批的制备,但是燃料电池制备的量比较少,很难去保证每一批浆料的一致性,因为燃料电池是创意的机构,所以从一开始就要确保它的一致性。


那么在这里,以前是人工制浆,前面除了帮客户粉料去确保每一批浆料的问题,如何去评判浆料制备的标准,这是一个空白阶段,现在可以提供目前的解决方案是分层研磨效果去做这样一个诉求,现在通过高速可以做到微米,再经过研磨机可以实现纳米级挥散度。再就是浆料工艺之外,就是涂布工艺,我们现在做的主要是直涂的工艺,这属于国外垄断“卡脖子”的技术,所以我们先导也投入很多工艺去做设备的研发。我们也自己投入将近200多平的实验室,去做一些测试还有样机的开发。


CCM直涂工艺,就像东岳做的膜一样,如何在涂布过程中,而且燃料电池浆料比较稀,而且要实现压力和稳定性,这对于我们工艺和涂布系统都有比较高的要求。


这是摒弃的传统的EMA的卷对卷的封装方式,我们一开始也是走这条路线,现在我们最新研发今年上半年投产的每分钟生产12-14片MEA的封装产线,是最快的一条产线,可以实现一年一万台,这是大致的技术路线,当然我们也有低产。


之前这个只是其中一种技术路线,我们涂装可能有多种的技术路线,这可能会涉及到预处理和封装的一些事。在MEA封装,除了上半年投产的全国最大的产能和产线之外,我们现在也跟国外的客户探索生产技术。


这就是我们的一些基本的技术。先导在石墨板做了一些合作也跟欧洲一些技术公司进行合作,这基本的流程,涉及到相关的设备,这是它的金属板,我们跟上海的一家金属板生产企业,他们也是金属板龙头企业我们也跟他们合作金属板相关的设计。


还有电堆产线,现在电堆的组装产线,目前机械手弄的比较多,精度在正负0.2MM,今年科技部专项有里面有一个大的项目支持燃料电池批量生产工艺与装备的问题,这里面提到电堆正负0.08这样的一个数字,目前国家层面现在推动燃料电池批量化生产。


还有这是产能比较大的电堆的生产线,这是燃料电池系统组装线,还有燃料电池测试和活化测试平台。目前我们这边做到最大是200千瓦的电堆测试平台。


接下来介绍一下先导智能公司,我们是2002年成立,2015年上市,目前市值1000亿,算是全球最大的上市公司,尤其在锂电池高端智能装备第一,尤其是锂电池技术都是通用,而且先导在光伏这一块市场占有率低,所以在光伏的客户那一块,也会涉及到光伏制氢一些企业,所以我们基于此我们氢能装备事业部也会涉及到燃料电池和电解水制氢生产和测试的装备都要同时去做。


这是我们公司大致的情况,先导在船舶有五个制造基地,前三个在珠海,珠海主要是锂电池的测试。我们目前有1万多名员工,1/3是研发人员。这是先导的主要一些客户,像特斯拉、宝马、CATL,我相信各位在中国电池工业协会都会了解先导在锂电池方面的情况。


先导是一家技术型的公司,我们研发的投入比较大,我们每年的研发投入超过10%,去年的时候在14%,今年有所下降,而且我们也申请很多专利,比如说在燃料电池事业部这一个板块,我们专利超过100项专利,其中40%是发明专利,目前短短三年时间授权8项专利。


这是目前先导光伏、极光、锂电、还有燃料电池,而且先导也会涉及到半导体板块,对先导来说未来最重要的就是半导体和氢能装备,这是先导最重要的布局。


先导的氢能装备是2018年成立,相等刚好三年,目前在国内燃料电池装备市场占有率应该占比第一,我们也和国内外多家客户开始比较深入的合作,我们也开发非常有代表性的设备。


燃料电池装备,目前的情况很偏向于研发,可能和那时候的锂电不太一样,其实有很多的设备有所借鉴,其实燃料电池设备,其实日韩比我们多走了几步路,其实燃料电池这一块会遇到很多困难,所以我希望产业链上下游共同的研发和合作,这不单单正向研发的状态,不能一味地向国外去学习。


谢谢各位!


稿件来源: 电池中国网
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