双极板是氢燃料电池电堆中的关键部件,与膜电极、集流板、绝缘板、端板等组成电堆。一样平常而言,在电堆本钱构成中,双极板约占30%-40%。
双极板被称为是氢燃料电池的“骨架”,其浸染紧张是支撑膜电极、将氢气和氧气运送至膜电极并确保其能均匀分布充分反应,同时网络电流,完成散热,排出电池反应中天生的水。因此,空想的双极板须要具备导热性好、导电率高、打仗电阻低、气密性高、机器强度高、耐堕落、易加工本钱低等性能特点。
按照材料的不同,双极板紧张分为石墨双极板、金属双极板和复合双极板三类。个中,石墨双极板研发最早,技能发展成熟,基本已实现国产化和商业化大规模生产,是目前海内双极板市场的主流选择,但机器强度低、厚度大是石墨板的劣势。

石墨板与金属板性能比较 来源:华经家当研究院
金属板的最大优点在于其机器强度高、可以被做得很薄,但在酸性的反应环境中耐堕落性差是制约金属板发展的紧张短板。复合股料双极板分为碳基和金属基两种,金属基复合板综合了石墨板和金属板的性能上风,兼具机器强度和耐堕落性,但制备工艺繁芜,本钱高。碳基复合双极板以石墨和树脂为原材料,生产成本相对较低,海内如青岛杜科等企业已有业务布局并实现批量化生产。
总体来看,就运用而言,石墨双极板更适用于中小功率型电堆,紧张运用于商用车。金属双极板由于成型性能好,更适用于高功率型电堆,广泛运用于乘用车,如丰田Mirai采取的便是金属双极板,其二代金属板电堆体积功率密度高达5.4 kW/L。
2021中国氢燃料电池电出货量构造占比 来源:华经家当研究院
反响到市场上来看,高工家当氢电研究所(GGII)数据显示,2018年-2021年,海内燃料电池双极板的市场规模分别是2.5亿元、2.85亿元、3.1亿元、3.6亿元,呈逐年递增状态。此外,未来随着氢能家当扶持政策的进一步推动,下贱氢燃料电池汽车发展提速,还将进一步带动双极板的市场规模扩大。
本文接下来将按照双极板的类型,将双极板干系企业分为石墨双极板供应商和金属双极板供应商两类,根据公开资料对其进行梳理,并供应相应剖析。
(由于复合股料双极板整体还处在早期研制阶段,干系企业以复合石墨双极板研发生产为主,且多为石墨板供货商,碍于篇幅,本文将复合石墨双极板归于石墨双极板供货商一并梳理)
石墨双极板供应商
按照加工工艺,石墨双极板可被分为CNC机加工石墨板和模压石墨板。机加工石墨板的优点在于灵巧性好,可以按照客户需求定制产品,但制作周期长,本钱也相对较高且降本空间有限,上海弘枫、华熔科技等石墨双极板企业多选择机加工石墨双极板。
模压石墨板制作周期短,速率快,更适宜于商业大批量生产,但前期投入较高,国鸿氢能、广东喜玛拉雅等电堆企业则以模压石墨板为紧张选择。
根据统计,机加石墨板目前在石墨双极板市场中霸占绝对主导地位,2021年石墨双极板出货占比在85%以上。但在实际装车量上,模压石墨板的占比反而更高。剖析认为,当需求量足够大时,尤其随着未来燃料电池汽车的广泛运用,模压石墨板的本钱上风就会凸显。因此现在已有不少采取机加工的石墨双极板企业动手布局模压石墨板技能。模压石墨板正在崛起。
上海弘枫
上海弘枫实业有限公司成立于2007年,紧张从事人造石墨干系产品的研发生产,同年开始涉足燃料电池石墨双极板,是2008年奥运会和2010年世博会氢燃料电池示范车的石墨双极板供应商,共获1项发明专利和9项实用新型专利。
目前,公司已实现氢燃料电池石墨双极板的家当化,年产量达到200万组以上,并且成功开拓出小于1.4mm厚的超薄氢燃料电池石墨双极板且实现其批量生产。公司产品紧张供给美国、加拿大、意大利、韩国等外洋客户,还会参与欧美客户设计研发,在海内与东方电气、深圳雄涛、亿华通、重塑、高成绿能等一线燃料电池企业保持紧密互助。2021年,石墨双极板出货量达200万片,出货规模排名第一,营收1.2亿元。
2022年7月,上海弘枫的“氢燃料电池石墨双极板家当化项目”签约成功,总投资2.2亿元估量可新增人造石墨双极板约800万组/年,可配套4万辆氢燃料叉车和5千辆氢燃料车。
华熔科技
浙江华熔科技有限公司成立于2019年,由上海栏能和浙江铁狮合伙组建而成。公司设有碳材料研发中央、燃料电池奇迹部、石墨改性(涂层)奇迹部、半导体及光伏石墨奇迹部、石墨导热膜奇迹部等多条生产线。华熔科技在燃料电池双极板领域申请专利20余项,其石墨双极板产品板厚薄至0.5mm(单面板)/0.8mm(双面板),利用寿命超3万小时。运用层面,华熔科技有风冷双极板和液冷双极板,且均已经实现配套运用,其液冷极板所配套电堆涵盖50-200kW,配套商用车共计30余款。
目前华熔科技拥有石墨双极板产能1.5万片/天,年产能超500万片。2021年,石墨双极板出货量达60万组,出货规模排名第二。
2022年6月,华熔科技500万片/年石墨板项目开建,总投资3.2亿元。
弘竣新能源
上海弘竣新材料有限公司创建于2010年,致力于新能源产品及其紧张零部件的研发和生产,涉及光伏、半导体、氢能、光纤、精密模具行业等多个领域。公司自2011年开始将石墨双极板产品运用于燃料电池汽车。目前弘竣新能源第三代石墨双极板是市场发卖主力,该产品通过浸渍工艺使石墨板减少了95%以上的孔隙率,并且超薄可大幅降落电堆占用的体积和重量。第四代石墨双极板目前在研,气密性≤0.1SCCM,单面有糟厚度能达到0.5mm,槽深0.2mm,现已进入小批量验证阶段,估量在今年10月份往后推向市场。
公司拥有浙江嘉善、山东泰安两大生产基地,年产能200万片。2021年弘竣新能源出货量实现40%的增长,出货规模排名第三。
国鸿氢能
广东国鸿氢能科技有限公司成立于2015年6月,是海内领先的氢燃料电池电堆生产商,已连续5年市占率第一。产品包括柔性石墨双极板、燃料电池电堆、燃料电池系统、燃料电池空气过滤器、固定式燃料电池发电系统等。国鸿氢能是海内较早实现低本钱柔性膨胀石墨双极板批量生产的企业,其石墨双极板产品采取低价的柔性石墨为基材,通过模压加工快速成型,利用寿命超3万小时。目前国鸿氢能已经实现双极板年产能500万片,累计生产柔性石墨板电堆超过250MW,2021年国鸿氢能石墨双极板出货规模排名第四。
嘉裕碳素
东莞市嘉裕碳素制品有限公司成立于2008年,专注于石墨制品定制加工,2013年进入石墨双极板市场,供应CNC机加工石墨双极板,包括水冷电堆及空冷电堆用石墨板两大类。开拓有超薄石墨双极板,单面有槽厚度在0.5mm,双面有槽厚度在0.8mm,单组石墨双极板的厚度在1.3mm旁边,做事超20家客户。
目前嘉裕碳素石墨双极板年产能已提升至120万片,2021年石墨板发卖超过20万片,出货规模排名第五。
青岛杜科
青岛杜科新材料有限公司成立于2020年,由青岛汉缆股、惠州杜科和岛岩海碳材料有限公司合伙成立,在复合石墨双极板上具备自主知识产权。紧张产品有模压柔性双极板、模压复合双极板、复合双极板组件(带密封)、燃料电池用胶等。青岛杜科复合双极板采取冷压成型工艺,成型速率更快,30秒钟就可以成型一块极板,且厚度更低,可以低于1.4mm。目前已完成产品测试,获多家客户的小批量订单,并与海内数家氢能头部企业签署了计策互助协议。
公司现已建成100万组复合双极板生产线,并操持在2023年推出金属石墨复合板产品。2022年3月,青岛杜科启动复合双极板项目二期培植,估量可年产复合双极板组件1000万组。
环华氢能
广东环华氢能科技有限公司成立于2021年,由昆龙卓盈联合广东省武理工氢能家当技能研究院共同设立。环华氢能主营业务为氢燃料电池柔性石墨双极板、复合双极板以及干系技能研发生产,核心团队在双极板领域拥有超过十年的技能履历,其双极板产品目前在打仗电阻、穿透导电率、气体流场水性与冷却流道亲水性能等方面处于行业领先地位。由环华氢能开拓的柔性石墨双极板总厚度达1.4mm,打仗电阻<3mΩ.cm²,公司拥熟年产100-500万片柔性石墨板生产线,批量化生产本钱比机加板低50%以上。
广东喜玛拉雅
广东喜玛拉雅氢能科技有限公司成立于2020年,是一家氢燃料电池及发电机生产企业,核心技能来自清华大学成果转化,紧张产品为催化剂、膜电极、石墨双极板、金属双极板、电堆、氢燃料电池和发动系统等。喜玛拉雅节制模压及辊压复合双极板生产技能。用石墨材料作为导电骨料,热固性或热塑性树脂作粘合剂,通过高精度模压或辊压,一次成型,最薄厚度0.9mm,实现了复合双极板国产化。喜玛拉雅氢能科技在2016年开始研究金属双极板,现已完成金属双极板的技能储备。
中氢科技
中能源工程集团氢能科技有限公司成立于2018年,从属于中国能源工程集团,核心技能来自清华大学核能与新能源研究院,是一家氢燃料电池技能研发商,业务范围涵盖氢燃料电池及配套系统集成的技能研发及生产制造、加氢站运行等。公司目前已成功开拓出从100 W至130k系列金属板和石墨板电堆产品,可运用于商务车、乘用车、物流车、氢燃料电池汽车发动机、移动电源、备用电源等。
金属双极板供应商
近年来随着海内金属双极板企业技能不断优化,金属板的市占率持续提升,有与石墨板“分庭抗礼”之势。GGII数据显示,2021年我国燃料电池金属板电堆出货量为354MW,已经占比总出货量的47%。
海内目前生产金属双极板的企业紧张可以分为两大类,分别是专业生产金属双极板的企业,如治臻能源、三佳机器、博远新能源,和金属双极板自产自用的电堆企业,如骥翀氢能、新研氢能、爱德曼氢能等。
治臻能源
上海治臻新能源株式会社立于2016年,是一家专注于金属极板研发与制造的企业。核心技能源自上海交通大学,共申请70余项专利,节制具有自主知识产权的燃料电池金属极板流场、精密成形、高速焊接和高性能涂层等技能,2021年入选国家级专精特新“小巨人”企业。截至目前,上海治臻累计开拓了7代具有自主知识产权的金属双极板,由其研发的金属双极板的厚度可以掌握在1毫米以内,功率密度超过3kW/L。2021年公司推出新型碳涂层金属极板产品。客户包括捷氢科技、新源动力、未势能源、氢晨科技、潍柴动力等海内主流燃料电池电堆及系统企业。2021年,治臻股份在海内金属双极板领域市场霸占率超过50%,排名市场第一。
公司在上海和苏州拥有两条双极板生产线,截至2021年底年产能达到260万片。2022年7月,上海治臻IPO获上交所受理,操持募资12.21亿元,个中6.71亿元扩建氢燃料电池金属双极板生产项目。
三佳机器
三佳机器(上海)有限公司成立于2005年,致力于工厂自动扮装备、工装夹具、冲压模具、燃料电池及核心零部件的设计与制造,以及机器零部件和金属冲压件的加工,2020年被评为“上海市高新技能企业”。2007年与上海航天空间电源研究所(811研究所)互助研制氢燃料电池钛合金单极板,成为海内最早涉足燃料电池金属极板的企业之一,先后与上海交大、同济大学、新研、爱德曼、骥翀、国家电投、天能、安乐等建立互助关系。三佳机器目前已成功交付了80多款不同流道形态的金属双极板,材料紧张为钛合金、SUS316L等,材料厚度为0.075-0.1mm。双极板年产能达200万片。
博远新能源
博远(山东)新能源科技发展有限公司成立于2020年,母公司为轴承龙头企业金帝精密。博远新能源专注于燃料电池金属双极板的设计与制造,其金属双极板产品可以知足超过150kW的大功率电堆装堆需求,采取非贵金属涂层,可有效降落本钱,耐久性可达到1万至1.5万小时。公司正积极开展与电堆系统供应商及整车厂等客户的业务互助,客户包括潍柴、氢晨等,目前正在按操持向客户交付金属双极板,估量明年进行干系的装车验证。
产能方面,博远新能源已组装金属双极板的批量化生产线,一期产能为60-100万副/年,估量在2023-2024年会达到600万副/年。
骥翀氢能
上海骥翀氢能科技有限公司成立于2018年,是一家车用氢燃料电池电堆办理方案供应商,业务涵盖电池电堆定制开拓、发卖及技能做事等,成立至今已完成3轮融资。创始人付宇博士曾在中科院大连化物所、新源动力、爱德曼和重塑等有名燃料电池企业事情,2007年占领薄型金属双极板“两板三腔”构造难题并申请干系专利。骥翀氢能现已节制金属双极板设计、密封、涂层技能,完成金属双极板电堆MH170-1和MH170-2的开拓生产。
来日诰日氢能
安徽来日诰日氢能科技株式会社成立于2017年,是一家燃料电池生产商,产品包括双极板、膜电极、电堆、燃料电池动力系统等。核心技能来源于中科院大连化物所和同济大学,拥有高效流场设计、极板构造冲压仿真和高耐久极板表面处理等核心技能,自主开拓的金属单极板精密成型工艺、多工位自动激光焊接工艺、高耐蚀高导电性真空镀膜工艺,可实现高性能金属双极板利用寿命超过1.5万小时。2022年9月,来日诰日氢能在2022天下制造业大会上完成新一轮超亿元计策投资,融资资金将用于新一代大功率燃料电池电堆、系统及核心部件的研发、制造及装备技能提升、补充经营流动资金等方面。
新研氢能
北京新研创能科技有限公司成立于2017年,是一家氢燃料电池开拓商,在北京、大连、大同三地设有子公司,产品包括金属双极板、2kW-220kW电堆模块、36kW-160kW车用燃料电池系统及500W-300kW测试台等。针对40kW级水冷电堆和2kW级空冷电堆,新研氢能开拓出超薄金属极板,节制从流场设计、仿照仿真、冲压成型、密封焊接到防腐镀层的全套关键技能。2022年7月,公司完成超亿元A轮融资,由亦庄国投领投。
爱德曼氢能
爱德曼氢能源装备有限公司成立于2016年,是一家氢能源燃料电池系统供应商,产品包括金属双极板、膜电极、质子膜燃料电池等。公司节制金属板涂层核心技能,拥有完备自主知识产权,实现了金属双极板和膜电极两大燃料电池根本零部件的国产化,已开拓并量产了30kW-150kW电堆系列产品。2022年2月宣告完成超4亿元B轮系列融资,元禾重元和华控基金领投。
航天氢能
航天氢能(上海)科技有限公司成立于2020年,由上海空间电源研究所联合上海中振、重塑能源共同发起成立,定位为氢电能源综合办理方案供应商,节制自主知识产权燃料电池电堆及金属双极板、膜电极组件等关键技能,核心产品为金属双极板电堆,已建成年产能100MW的燃料电池自动化生产线,产品涵盖1kW到200kW不同系列燃料电池产品。
氢璞创能
北京氢璞创能科技有限公司成立于2010年,是一家燃料电池研发商,致力于水冷燃料电池和甲醇制氢技能的研发和家当化,节制复合板合成技能、金属板涂层技能,具备复合板材料开拓、金属板材料开拓能力。开拓有基于碳复合板技能的墨系列电堆产品和基于金属板的鈊系列电堆产品。2021年11月,氢璞创能与威孚高科签署计策互助协议,在双极板(石墨/金属)、膜电极等产品研发与运用等方面开展互助。
总体来看,石墨双极板目前仍是双极板市场运用的主流,且行业集中度较高,2021年CR5达到94.42%,CR3达79.20%,上海弘枫、华熔科技、弘竣新能源为该领域的龙头企业,但近年来金属双极板厂商有赶超的势头,未来随着氢燃料乘用车运用规模的扩大,金属双极板企业还将有进一步增长空间。
除专业生产双极板的企业外,近年来还有电堆企业为保障供应链以及石墨制品供货商进入燃料电池双极板行业,行业整体新进入者较多,环绕双极板的技能打破逐年增多,行业格局整体来看仍在持续变动中。
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