金属板企业“快步向前”

技术提升和市场需求的双重助力下，金属双极板的力量正在逐渐增强。高工产研氢电研究所（GGII）发布数据显示，2021年中国市场氢燃料电池金属板电堆出货量354MW，占总出货量的47%，金属双极板凭借金属板电堆用量的增长，形成与石墨（复合）双极板两分天下的态势。

“金属板电堆用量的增长跟金属极板耐久性提升，以及下游市场认可度的提高有很大的关系。”明天氢能副总经理张健告诉高工氢电，越来越多的金属板电堆装车进入示范运营，扎实的数据积累印证了金属极板的可靠性，能满足长时间的实地运营需求。

除了在车用燃料电池领域市场份额提升，金属极板也开始拓展正在快速崛起的电解水制氢设备市场。国内领先的金属极板企业上海治臻的超薄板冲压技术的电解槽用极板和电解槽产品已实现对外供货，三佳机械、博远新能源等公司也在持续加码金属极板业务，金属极板持续向上的势头已经锐不可当。

金属极板耐久性大幅提升

车用燃料电池已经走到了大功率甚至超大功率时代，与此同时，行业面临着车规级零部件面向大规模量产时，对一致性、可靠性、稳定性、低成本的严苛要求。

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。去年以来，国内外多家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”。

去年10月，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公开了其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。其电堆和金属极板来自丰田，3万小时的耐久性几乎与当下最优秀的石墨电堆性能相当。

丰田电堆进入中国市场，显然也刺激国内金属板电堆厂商加快产品的技术升级，国内多家金属板电堆自主品牌也在耐久性上取得了较大的进步。

今年1月，氢晨科技正式对外发布了230kW电堆，改款产品采用的全新模块化设计理念，功率密度达到6.0kW/L，对电堆材料体系、结构设计和制造模式进行了革新，其金属极板的耐久性可超过15000小时。

“现阶段金属板电堆耐久性可以达到一万小时以上，满足5年20万公里的商用车寿命要求；未来将进一步提升至一万五到两万小时以上，满足8年以上的使用寿命要求。”氢晨科技副总经理白云飞表示，金属极板耐腐蚀性短板已经补上了，未来通过整堆、系统乃至整车的各个零部件相互配合，还有进一步提升的空间。

涂层是突破耐久性的关键

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。

去年国庆长假期间，上海治臻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。公司在2021年建成年产千万片级别产能的金属极板产线，迈过车规级零部件量产门槛之后，2021年公司单一客户单一产品供货量产已经超过百万片。

常州翊迈同样是采用“不锈钢+碳基涂层”方案。骥翀氢能全资子公司常州翊迈已经完成了第四代pro涂层技术升级，其金属极板的腐蚀电流从50μA/c㎡进一步降低到5μA/c㎡，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。”张健表示，截至目前，明天氢能的单堆已经装车运行超14万公里，实车累计实际运行超1.1万小时，电堆的寿命衰减在5%以内。

金属极板应用向电解水制氢延伸

除了在车用燃料电池领域市场份额提升，金属极板也开始拓展正在快速崛起的电解水制氢设备市场。

“在绿氢应用领域，上海治臻继去年6月推出基于自有超薄板冲压技术的高效率长寿命电解槽用极板和电解槽产品后，现已开始对外销售单槽最大50Nm /h的PEM电解槽。”上海治臻总经理蓝树槐在近期的一次论坛上透露其金属极板在电解水制氢设备领域的新进展。

在公司的常熟量产基地，上海治臻已经启动首个“光伏+绿氢储能示范项目”建设，使用完全自有技术的PEM电解槽，预计在今年上半年完成项目建设。

同样拓展PEM电解水制氢设备领域的还有三佳机械。三佳机械副总经理潘虹表示，公司生产的技术基板正在下游客户做测试验证，预计在今年可实现供货。

电解水制氢设备市场正在快速崛起，同时该领域也催生了对金属极板的强劲需求。

据高工产研氢电研究所（GGII）调研统计，2021年中国电解水制氢设备市场规模超过9亿元，出货量超过350MW。2022年中国电解水制氢设备市场需求有望达到730MW，同比2021年接近翻番；2025年国内电解水制氢设备市场需求量将超过2GW，相比2020年增长6倍以上。

在“双碳”背景下，绿氢发展的呼声日益高涨，电解水制氢正迎来新一轮发展机遇，预计未来对大型PEM电解水制氢设备需求将进一步增加，这也给国产金属极板企业带来了新的机会。

下面，重点介绍部分金属双极板企业在2021年的具体成绩与表现，从中可窥见当前该领域的技术水平、市场特点：

上海治臻

上海治臻成立于2016年，是国内首家专注氢燃料电池金属双极板研发及制造的国家高新技术企业。公司核心技术源自上海交通大学，历经十六年精研创新，在极板构型设计、超薄板精密成形和高速激光焊接、高性能复合纳米涂层和一体化密封等方面拥有完全自主知识产权的关键核心技术，达到国际一流水平的金属极板设计与制造能力。

截至目前，上海治臻累计开发了7代具有自主知识产权的金属双极板，并掌握“全工艺链集成”关键自主核心技术，实现了给国内核心主机厂及电堆企业的大规模量产供货，成为国产金属板技术实力“担当”。2021年3月，上海治臻年产千万片级金属极板产线在常熟市投产，这是目前全球最大的一条金属极板产线，同时标志着大陆氢燃料电池汽车行业由研发阶段进入规模化示范应用时期。

2021年期间，上海治臻还推出了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。这款金属双极板最大的突破在于采用了最新的碳涂层技术，能有效极板提升寿命并降本成本，现阶段该技术已经具备百万片大规模量产能力，为推动燃料电池行业快速降本奠定基础。

三佳机械

三佳机械于2005年在上海成立，2007年通过与上海航天空间电源研究所（811研究所）合作研制氢燃料电池钛合金单极板，成为国内最早涉足燃料电池金属极板的企业之一。三佳机械经过不断的技术迭代，目前已成功交付了80多款不同流道形态的金属双极板，材料主要为钛合金、SUS316L等，材料厚度为0.075-0.1mm，钛合金材料的流道深度最大可达0.45，SUS316L材料的流道深度达到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，流道间均匀度≤±0.01mm，流道高度均匀度≤±0.015mm，双极板翘曲度＜2mm。

三佳机械目前厂房面积7000平方米，拥有高精度的冲压成形、激光焊接、超声波清洗、气密性检测等双极板生产设备，具备年产双极板200万片的产能；拥有高精度的高速加工中心、线切割、电火花、磨床等模具加工设备，年产双极板模具50套；还拥有五轴加工中心、卧式加工中心、立式加工中心、钻铣攻牙中心等机械加工设备，用于电堆壳体、端板、集流板等零部件的加工。

博远新能源

博远新能源，全称“博远（山东）新能源科技发展有限公司”，母公司是轴承业的龙头企业山东金帝精密。基于母公司在精密制造方面的深厚积淀，博远新能源成立至今仅1年就已经能够给客户提供定制化的燃料电池极板解决方案（包括设计与匹配），所推出的金属双极板可以满足超过150kW的大功率电堆装堆需求。

博远新能源金属双极板所使用的涂层是非贵金属涂层，可有效降低制造成本；产品还具有接触电阻低耐腐蚀性强的优势，技术指标远超DOE要求水平，耐久性能可达到10000-15000h。

目前公司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（后续产能逐步提升，预计在2023-2024年会达到600万副/年），拥有高精度的冲压成形、激光焊接、表面涂层、注塑密封、气密性检测等双极板生产设备。