金屬闆企業“快步向前”

技術提升和市場需求的雙重助力下，金屬雙極闆的力量正在逐漸增強。高工産研氫電研究所（GGII）釋出資料顯示，2021年中國市場氫燃料電池金屬闆電堆出貨量354MW，占總出貨量的47%，金屬雙極闆憑借金屬闆電堆用量的增長，形成與石墨（複合）雙極闆兩分天下的态勢。

“金屬闆電堆用量的增長跟金屬極闆耐久性提升，以及下遊市場認可度的提高有很大的關系。”明天氫能副總經理張健告訴高工氫電，越來越多的金屬闆電堆裝車進入示範營運，紮實的資料積累印證了金屬極闆的可靠性，能滿足長時間的實地營運需求。

除了在車用燃料電池領域市場佔有率提升，金屬極闆也開始拓展正在快速崛起的電解水制氫裝置市場。國内領先的金屬極闆企業上海治臻的超薄闆沖壓技術的電解槽用極闆和電解槽産品已實作對外供貨，三佳機械、博遠新能源等公司也在持續加碼金屬極闆業務，金屬極闆持續向上的勢頭已經銳不可當。

金屬極闆耐久性大幅提升

車用燃料電池已經走到了大功率甚至超大功率時代，與此同時，行業面臨着車規級零部件面向大規模量産時，對一緻性、可靠性、穩定性、低成本的嚴苛要求。

金屬闆電堆耐久性提升，是其市場占比擴大的主要原因之一。去年以來，國内外多家企業在金屬闆電堆的耐久性上取得重大突破，部分企業金屬闆電堆的耐久性實作從5000小時到10000小時甚至30000小時的“大跨越”。

去年10月，聯合燃料電池系統研發（北京）有限公司及華豐燃料電池有限公司公開了其在國内面向商用車開發、生産的燃料電池系統“TLPower100”。該系統産品通過在中國本土化的研發，實作了業界頂級的711W/kg、4.9kW/L的高功率密度（額定功率101kW）和3萬小時的超長耐久性。其電堆和金屬極闆來自豐田，3萬小時的耐久性幾乎與當下最優秀的石墨電堆性能相當。

豐田電堆進入中國市場，顯然也刺激國内金屬闆電堆廠商加快産品的技術更新，國内多家金屬闆電堆自主品牌也在耐久性上取得了較大的進步。

今年1月，氫晨科技正式對外釋出了230kW電堆，改款産品采用的全新子產品化設計理念，功率密度達到6.0kW/L，對電堆材料體系、結構設計和制造模式進行了革新，其金屬極闆的耐久性可超過15000小時。

“現階段金屬闆電堆耐久性可以達到一萬小時以上，滿足5年20萬公裡的商用車壽命要求；未來将進一步提升至一萬五到兩萬小時以上，滿足8年以上的使用壽命要求。”氫晨科技副總經理白雲飛表示，金屬極闆耐腐蝕性短闆已經補上了，未來通過整堆、系統乃至整車的各個零部件互相配合，還有進一步提升的空間。

塗層是突破耐久性的關鍵

在金屬極闆生産制造的開模、沖壓、塗層、封裝等環節中，塗層環節的成本最高，占到整個金屬極闆成本的50%左右，塗層技術在很大程度上成為影響金屬極闆壽命的核心名額，也是金屬闆電堆提升耐久性的關鍵。

國内主要金屬極闆和電堆廠商所采用的是“不鏽鋼+塗層”的方案，而根據塗層材料的不同，又進一步劃分為“不鏽鋼+碳基塗層”和“不鏽鋼+複合金屬塗層”兩大類。“不鏽鋼+碳基塗層”方案在測試的過程中，對提升金屬極闆的耐久性效果顯著，國内幾家公司在金屬極闆耐久性方面的突破都跟碳基塗層有關。

去年國慶長假期間，上海治臻推出新型碳塗層金屬極闆産品，在極闆成本降低40%-50%的同時，還将金屬闆燃料電池發動機預期壽命延長至2萬小時以上。公司在2021年建成年産千萬片級别産能的金屬極闆産線，邁過車規級零部件量産門檻之後，2021年公司單一客戶單一産品供貨量産已經超過百萬片。

常州翊邁同樣是采用“不鏽鋼+碳基塗層”方案。骥翀氫能全資子公司常州翊邁已經完成了第四代pro塗層技術更新，其金屬極闆的腐蝕電流從50μA/c㎡進一步降低到5μA/c㎡，高電位耐蝕性提升10倍。

在采用“不鏽鋼+複合金屬塗層”方案的金屬闆電堆企業中，明天氫能是表現較為突出的一家。“金屬闆電堆的耐久性要在實際營運中才能真正展現出來。”張健表示，截至目前，明天氫能的單堆已經裝車運作超14萬公裡，實車累計實際運作超1.1萬小時，電堆的壽命衰減在5%以内。

金屬極闆應用向電解水制氫延伸

除了在車用燃料電池領域市場佔有率提升，金屬極闆也開始拓展正在快速崛起的電解水制氫裝置市場。

“在綠氫應用領域，上海治臻繼去年6月推出基于自有超薄闆沖壓技術的高效率長壽命電解槽用極闆和電解槽産品後，現已開始對外銷售單槽最大50Nm /h的PEM電解槽。”上海治臻總經理藍樹槐在近期的一次論壇上透露其金屬極闆在電解水制氫裝置領域的新進展。

在公司的常熟量産基地，上海治臻已經啟動首個“光伏+綠氫儲能示範項目”建設，使用完全自有技術的PEM電解槽，預計在今年上半年完成項目建設。

同樣拓展PEM電解水制氫裝置領域的還有三佳機械。三佳機械副總經理潘虹表示，公司生産的技術基闆正在下遊客戶做測試驗證，預計在今年可實作供貨。

電解水制氫裝置市場正在快速崛起，同時該領域也催生了對金屬極闆的強勁需求。

據高工産研氫電研究所（GGII）調研統計，2021年中國電解水制氫裝置市場規模超過9億元，出貨量超過350MW。2022年中國電解水制氫裝置市場需求有望達到730MW，同比2021年接近翻番；2025年國内電解水制氫裝置市場需求量将超過2GW，相比2020年增長6倍以上。

在“雙碳”背景下，綠氫發展的呼聲日益高漲，電解水制氫正迎來新一輪發展機遇，預計未來對大型PEM電解水制氫裝置需求将進一步增加，這也給國産金屬極闆企業帶來了新的機會。

下面，重點介紹部分金屬雙極闆企業在2021年的具體成績與表現，從中可窺見目前該領域的技術水準、市場特點：

上海治臻

上海治臻成立于2016年，是國内首家專注氫燃料電池金屬雙極闆研發及制造的國家高新技術企業。公司核心技術源自上海交通大學，曆經十六年精研創新，在極闆構型設計、超薄闆精密成形和高速雷射焊接、高性能複合納米塗層和一體化密封等方面擁有完全自主知識産權的關鍵核心技術，達到國際一流水準的金屬極闆設計與制造能力。

截至目前，上海治臻累計開發了7代具有自主知識産權的金屬雙極闆，并掌握“全工藝鍊內建”關鍵自主核心技術，實作了給國核心心主機廠及電堆企業的大規模量産供貨，成為國産金屬闆技術實力“擔當”。2021年3月，上海治臻年産千萬片級金屬極闆産線在常熟市投産，這是目前全球最大的一條金屬極闆産線，同時标志着大陸氫燃料電池汽車行業由研發階段進入規模化示範應用時期。

2021年期間，上海治臻還推出了新型碳塗層金屬極闆産品，在極闆成本降低40%-50%的同時，還将金屬闆燃料電池發動機預期壽命延長至2萬小時以上。這款金屬雙極闆最大的突破在于采用了最新的碳塗層技術，能有效極闆提升壽命并降本成本，現階段該技術已經具備百萬片大規模量産能力，為推動燃料電池行業快速降本奠定基礎。

三佳機械

三佳機械于2005年在上海成立，2007年通過與上海航天空間電源研究所（811研究所）合作研制氫燃料電池钛合金單極闆，成為國内最早涉足燃料電池金屬極闆的企業之一。三佳機械經過不斷的技術疊代，目前已成功傳遞了80多款不同流道形态的金屬雙極闆，材料主要為钛合金、SUS316L等，材料厚度為0.075-0.1mm，钛合金材料的流道深度最大可達0.45，SUS316L材料的流道深度達到0.5±0.01，流道周期分别有1.0/1.1/1.25/1.4/1.6/1.8/2.0mm，流道間均勻度≤±0.01mm，流道高度均勻度≤±0.015mm，雙極闆翹曲度＜2mm。

三佳機械目前廠房面積7000平方米，擁有高精度的沖壓成形、雷射焊接、超音波清洗、氣密性檢測等雙極闆生産裝置，具備年産雙極闆200萬片的産能；擁有高精度的高速加工中心、線切割、電火花、磨床等模具加工裝置，年産雙極闆模具50套；還擁有五軸加工中心、卧式加工中心、立式加工中心、鑽銑攻牙中心等機械加工裝置，用于電堆殼體、端闆、集流闆等零部件的加工。

博遠新能源

博遠新能源，全稱“博遠（山東）新能源科技發展有限公司”，母公司是軸承業的龍頭企業山東金帝精密。基于母公司在精密制造方面的深厚積澱，博遠新能源成立至今僅1年就已經能夠給客戶提供定制化的燃料電池極闆解決方案（包括設計與比對），所推出的金屬雙極闆可以滿足超過150kW的大功率電堆裝堆需求。

博遠新能源金屬雙極闆所使用的塗層是非貴金屬塗層，可有效降低制造成本；産品還具有接觸電阻低耐腐蝕性強的優勢，技術名額遠超DOE要求水準，耐久性能可達到10000-15000h。

目前公司已組裝金屬雙極闆的批量化生産線，一期産能為60~100萬副/年（後續産能逐漸提升，預計在2023-2024年會達到600萬副/年），擁有高精度的沖壓成形、雷射焊接、表面塗層、注塑密封、氣密性檢測等雙極闆生産裝置。