金属板电堆耐久性“飞跃”

数据显示，今年金属板电堆出货比重进一步增加。2021年H1已出货电堆中，石墨（含复合）板电堆占比55%，金属板电堆占比45%。预计今年全年金属板电堆有望与石墨（含复合）板电堆平分市场。

金属板电堆耐久性提升，是其市场占比扩大的主要原因之一。今年以来，国内外企业在金属板电堆的耐久性上取得重大突破，部分企业金属板电堆的耐久性实现从5000小时到10000小时甚至30000小时的“大跨越”。

金属板电堆耐久性大幅提升

今年以来，有多家金属板电堆企业在攻克产品耐久性方面取得了重大突破。

10月26日消息，联合燃料电池系统研发（北京）有限公司及华丰燃料电池有限公司将开始销售首个在国内面向商用车开发、生产的燃料电池系统“TLPower100”。

该系统产品通过在中国本土化的研发，实现了业界顶级的711W/kg、4.9kW/L的高功率密度（额定功率101kW）和3万小时的超长耐久性。其金属电堆模块来自丰田，3万小时的耐久性几乎与当下优秀的石墨电堆性能相当。

丰田电堆进入中国市场，是否会刺激国内金属板电堆厂商加快产品的技术升级还不得而知，但国内的金属板电堆自主品牌也在耐久性上取得了较大的进步。

10月下旬，氢晨科技在一次活动上展示了其新一代H3技术和230kW电堆开发情况，单堆230kW的大功率电堆已经完成性能测试，将择机将向行业公开发布，这款电堆的寿命超过10000小时。

10月中旬，新源动力总工程师邢丹敏博士在一次公开活动上对外表示，公司的金属双极板燃料电池电堆耐久性突破10000小时（按照10%衰减）。

这些代表企业金属板电堆产品耐久性的提升为其市场开拓打下了良好基础。

涂层是突破耐久性的钥匙

在金属极板生产制造的开模、冲压、涂层、封装等环节中，涂层环节的成本最高，占到整个金属极板成本的50%左右，涂层技术在很大程度上成为影响金属极板寿命的核心指标，也是金属板电堆提升耐久性的关键。

国内主要金属极板和电堆厂商所采用的是“不锈钢+涂层”的方案，而根据涂层材料的不同，又进一步划分为“不锈钢+碳基涂层”和“不锈钢+复合金属涂层”两大类。“不锈钢+碳基涂层”方案在测试的过程中，对提升金属极板的耐久性效果显著，国内几家公司在金属极板耐久性方面的突破都跟碳基涂层有关。

在今年国庆长假期间，上海治臻新能源装备有限公司宣布推出新型碳涂层金属极板产品，在极板成本降低40%-50%的同时，还将金属板燃料电池发动机预期寿命延长至2万小时以上。

“新型高端碳涂层技术一举迈过了金属极板电堆竞争力的最高门槛，同时还顺带把极板成本降低了一半，为实现燃料电池发动机的降本贡献甚大。”上海治臻方面表示，现阶段采用碳基涂层技术的金属双极板已经具备百万片大规模量产能力。

无独有偶，常州翊迈同样是采用“不锈钢+碳基涂层”方案。10月中旬，骥翀氢能全资子公司常州翊迈完成了第四代pro涂层技术升级。基于第四代自主连续化生产装备，结合工艺升级，其金属极板的腐蚀电流从50μA/cm2进一步降低到5μA/cm2，高电位耐蚀性提升10倍。

在采用“不锈钢+复合金属涂层”方案的金属板电堆企业中，明天氢能是表现较为突出的一家。“金属板电堆的耐久性要在实际运营中才能真正体现出来。”明天氢能副总经理张健表示，目前公司配套运营最久的一款氢能公交累计已经20个月的时间，按照每天运行15个小时计算，已经累计运行了9000多小时，电堆的寿命衰减在5%以内。