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大型热转印机生产厂家(pvc热转印膜生产厂家)

来源:百盛娱乐官网 | 时间:2022-06-20

国内燃料电池行业已发展多年,但是国产膜电极距离车规级的产业化还存在一定的距离,膜电极在迈向批量化时代前夜,装备和制造如何升级也成为重要课题。


“从当前的国产膜电极制造的整体水平来看,设计和制造环节都有较大提升空间。“鸿基创能首席技术官邹渝泉博士告诉高工氢电,一方面,在设计上,业内对燃料电池单电池的定义并不明确,影响量产设备的定型;另一方面,在制造端,采用各种不同技术路线的膜电极产品验证数量和样本还不够,不足以形成支撑。


在当前膜电极结构整体变化不大的前提下,膜电极封装工艺日趋成熟,MEA涂布则成为影响效率和成本最为核心的环节。采取何种涂布工艺更合适未来的大批量生产?现阶段又该如何选择膜电极涂布设备?


本文主要从国产膜电极涂布工艺的现状,以及当前主要国产膜电极涂布设备企业的进展,来给行业做一些参考。


国产膜电极涂布工艺的现状


涂布质量的好坏在很大程度上影响着MEA的最终性能。对处于起步阶段的燃料电池行业来说,MEA市场需求尚待挖掘,目前国内MEA制备方面是多种工艺路线并存的状态,不同工艺路线适应着不同层级的市场需求。


高工氢电在调研过程中了解到,现阶段应用第一代“双面转印”与第二代“阴极直涂阳极转印”工艺应用的企业相对较多,其更适合当下生产规模和市场需求不大的现状,热压转印工艺仍有进一步发展和提升的空间。


而另一方面,少数出货量较大的膜电极和电堆企业在向双面直接涂布方面探索迈进,为规模化批量生产进行前瞻性布局。


在“氢城示范”政策的推动下,国产电堆企业在积极推动电堆生产由千台级向万台级跨越,这对降本带来新的挑战,MEA降本压力将日益上升。因此,如何从设备和工艺的方面推动MEA降本以适应未来批量化要求成为关键。部分公司希望占据未来技术制高点,他们在积极投资建设第三代产线。


“从制造效率来看,阴阳极双面直涂工艺更能满足自动化批量制造的需求。”邹渝泉表示,按照常规的转印工艺,一分钟大约能完成1片到1.5片膜电极的涂布,阴阳极双面直涂一分钟可以做到15片以上(按照一米膜电极3片计算)。


以鸿基创能的所采取的CCM阴阳极双面直接涂布技术为例,该工艺由两个连续化精密涂布步骤组成,拥有生产节拍快、原料利用率高、一致性好等优势。其CCM单卷涂布可达400米,平均线速度5m/min,在提升单位时间产能的同时,相应降低成本。鸿基创能批量交付的产品中,CCM良品率达到了99.98%,膜电极良品率达到了99.8%。


显然,效率更高的直涂方案更适应大规模生产的需求。但是,要在直涂的过程中做到高可靠性和高一致性并不容易,溶胀问题就是很多企业难以跨越的一道关卡。


对于双面直涂工艺而言,为解决溶胀难题,现阶段业界主要是直接通过设备工艺改造和配方的改良实现双面直涂,日本的screen株式会社是其中杰出的代表。但是这种进口设备价格昂贵,单次投入成本较高。


国内的膜电极设备企业中,隆深氢能、魔方新能源也是采取类似于screen的解决方案,通过工艺改造和配方的改良来解决双面直涂中出现的溶胀难题。


国产膜电极涂布设备企业的精进


由于膜电极制备工艺尚处于探索阶段,每家膜电极厂商的制备工艺都不相同,国内几乎看不到合适的“通用”设备,这需要膜电极厂家提“需求”给设备厂商去定制开发。而国内的膜电极涂布设备企业也是在这样背景下开始迅速崛起。


目前,国内涉足膜电极涂布环节的设备企业中,隆深氢能、魔方新能源是其中的突出代表,在锂电池涂布领域声名显赫的嘉拓也开始迅速进入燃料电池市场。


现阶段,隆深氢能已具备成熟的膜电极(MEA)生产及检验小试/中试/整线设备交付能力,可以为用户提供质子交换膜燃料电池整线解决方案。针对不同MEA客户在不同发展阶段的特定需要,隆深氢能重点开发了MEA试验线生产设备和MEA工业化生产设备2大类产品矩阵,分别对应客户在试验中试期和批量生产期的需求。


在MEA试验线生产设备方面,高速分散机、平板涂布机、精密裁切机、五合一贴合机、五、七合一贴合机、气密检测机等设备适合研发和小批量中试;在MEA工业化生产设备方面,催化层卷材双面直接涂布机、催化层片材双面直接涂布机、MEA热转印设备、MEA封装检测线等,可以满足客户对于批量化生产的需求。


“今年以来,公司针对膜电极涂布设备有了新的升级。” 隆深氢能总经理丁彦春表示,公司新开发了铂载量测试设备,并改进了浆料搅拌设备和工艺,新开发的间歇式涂布设备可以将最高效率大大提升。


魔方新能源在膜电极制造设备方面深耕多年,公司掌握喷涂、转印和双面直涂等多种涂布工艺。


“魔方新能源针对MEA制备难点,改进了涂布设备的工艺和配方,开发了新一代MEA产线。” 魔方新能源副总经理万静透露,目前魔方的双面直涂设备已经被国内某头部企业所采用后运行顺畅,由其生产的膜电极产品已经实现装车运营。


作为膜电极涂布领域的后起之秀,东莞嘉拓的崛起令人瞩目。


现阶段,东莞嘉拓已经成功研发了斑马间歇涂布设备产品,这款产品有效涂宽达到500mm,涂布速度为5m/min。该CCM涂布机还配备有尺寸瑕疵检测,铂载量检测并针对NG产品进行打标。


为加强膜电极的瑕疵检测,东莞嘉拓配置一个X射线来检测铂金的载量,还配置了两套了CCD分别来检测阴极和阳极,最终实现阴阳极对位的检测。公司后续在CCM直通设备上也会进行配置,实现更精确的涂布制造。


值得注意的是,除了技术上的突破,较低的成本也为为我国燃料电池大规模商业应用奠定坚实基础。


“早期采购进口的膜电极双面直涂设备产线,价格高达4000万以上,而现在一条国产膜电极涂布线的价格比当时进口的大幅降低。”国内一家膜电极公司高层认为,国产双面直涂设备的成本优势明显,随着不断的改进和调试,未来会成为规模化量产时代的主流产品。

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