每年12月，Composites World雜志均會(huì)撰寫系列文章介紹當(dāng)年復(fù)合材料在不同應(yīng)用領(lǐng)域如航空航天、體育休閑、壓力容器、可再生能源等的應(yīng)用最新進(jìn)展情況，并對(duì)新一年的發(fā)展進(jìn)行展望。本文概述了2022年復(fù)合材料在電子產(chǎn)品領(lǐng)域的市場(chǎng)分析。
附：2022年復(fù)合材料市場(chǎng)回顧系列文章
彭博新能源財(cái)經(jīng)在2022 年 6 月的一篇文章中稱，內(nèi)燃機(jī) (ICE) 汽車銷量在 2017 年達(dá)到頂峰，隨著政府和原始設(shè)備制造商加速宣布淘汰化石燃料汽車，化石燃料汽車越來(lái)越多地被電池電動(dòng)汽車 (BEV) 和燃料電池電動(dòng)汽車 (FCEV) 所取代。電動(dòng)汽車 (EV) 的增長(zhǎng)為電池外殼和燃料電池組件中的復(fù)合材料提供了機(jī)會(huì)。
圖片來(lái)源：彭博社報(bào)告 2021 年 11 月
根據(jù)ev-volumes.com 發(fā)布的 Global EV Sales for 2022 H1報(bào)告，2022 年電動(dòng)汽車總銷量預(yù)計(jì)將超過(guò) 1060 萬(wàn)輛，比 2021 年增長(zhǎng) 57%。年中分析表明，到 2025 年電動(dòng)汽車可能占全球汽車銷量的 20% 以上，并且到 2035 年將接近 60%。
但這已經(jīng)足夠了，能源創(chuàng)新政策和技術(shù)執(zhí)行董事（美國(guó)加利福尼亞州舊金山）Arnand R. Gopal 在 2022 年 12 月的福布斯文章中說(shuō)。為了到 2050 年實(shí)現(xiàn)凈零排放，到 2030 年新乘用車銷量的 60% 必須是零排放汽車 (ZEV)，到 2035 年達(dá)到 100%。
到 2022 年，全球每月電動(dòng)汽車銷量將增長(zhǎng) 57%。
圖片來(lái)源：https ://www.ev-volumes.com/
隨著原始設(shè)備制造商試圖增加 BEV 的行駛里程，復(fù)合材料有助于抵消電池重量，同時(shí)通過(guò)輕型電池外殼提高安全性。
例如，帝人汽車技術(shù)（美國(guó)密歇根州奧本山）在北美、歐洲和亞洲擁有壓塑復(fù)合電動(dòng)汽車電池蓋和全外殼十多年，主要使用短纖維/熱固性片狀模塑料 (SMC)。不過(guò)，該公司已開(kāi)始探索使用樹(shù)脂傳遞模塑 (RTM) 和濕壓模塑工藝的連續(xù)增強(qiáng)材料。帝人也在研究混合材料方法，使用長(zhǎng)纖維局部增強(qiáng)短切纖維材料，并致力于為其更高容量的材料創(chuàng)建材料卡（用于模擬軟件）以幫助其客戶開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品。
麥格納國(guó)際公司（加拿大安大略省奧羅拉）最近通過(guò)其 麥格納外飾部門贏得了于 2024 年開(kāi)始生產(chǎn)的第一個(gè)復(fù)合電池蓋項(xiàng)目。自 2019 年以來(lái)，該部門與 OEM 一起參與復(fù)合電池外殼的開(kāi)發(fā)活動(dòng)，專注于使用阻燃 (FR) 不飽和聚酯 (UP) 或乙烯基酯 (VE) 樹(shù)脂的模壓 SMC。然而，隨著電池能量密度的不斷提高，麥格納正在滿足更多對(duì)復(fù)合材料的需求，這些復(fù)合材料具有更高的耐火性和更高的溫度，以及能夠承受長(zhǎng)達(dá)五分鐘的熱失控事件的內(nèi)部壓力，從而滿足不斷發(fā)展的全球標(biāo)準(zhǔn)。這推動(dòng)了人們對(duì)具有更高耐溫性的酚醛樹(shù)脂的興趣。麥格納和帝人都提到了這種對(duì)酚醛樹(shù)脂的興趣。麥格納還開(kāi)發(fā)了正在申請(qǐng)專利的多材料外殼解決方案，采用 FR 復(fù)合材料蓋和結(jié)合了鋁和復(fù)合材料的混合托盤。
STS Group AG（德國(guó)哈根）自 2019 年以來(lái)已為中國(guó)的多個(gè)項(xiàng)目供應(yīng) SMC 電池蓋，并且計(jì)劃于 2023 年在西歐推出的項(xiàng)目即將投產(chǎn)。該公司于 2022 年開(kāi)始在弗吉尼亞州建設(shè)新的 SMC 模塑工廠。STS Group 也看到了提高性能的需求，因此花了三年時(shí)間驗(yàn)證酚醛和環(huán)氧樹(shù)脂基體與連續(xù)玻璃纖維或碳纖維，這些基體在長(zhǎng)時(shí)間暴露于高溫后仍能提供殘余的機(jī)械性能。
復(fù)合材料風(fēng)力葉片生產(chǎn)商TPI Composites Inc.（美國(guó)亞利桑那州斯科茨代爾）也在生產(chǎn)復(fù)合材料電池外殼組件，包括用于多個(gè)地區(qū)的大型項(xiàng)目，以及為預(yù)計(jì)將于 2023 年至 2024 年推出的 4-8 級(jí)電動(dòng)卡車開(kāi)發(fā)電池外殼。該公司花了六年時(shí)間開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證各種材料/工藝選項(xiàng)，以滿足一系列質(zhì)量、成本和其他性能要求。這些主要基于浸漬酚醛或高溫阻燃環(huán)氧樹(shù)脂的連續(xù)纖維（玻璃、碳或混合物），用于高壓 RTM、濕復(fù)合成型和其他技術(shù)。
Tier 供應(yīng)商Kautex Textron?GmbH & Co. KG?考泰斯（德國(guó)波恩）與材料供應(yīng)商Lanxess AG（德國(guó)科?。┖献魈剿魇褂脽崴苄詮?fù)合材料替代大型 EV 電池外殼上的鋼和鋁。對(duì)于 C 級(jí)（中型）轎車，合作伙伴展示了一個(gè) 1,400 × 1,400 毫米的電池外殼，包括一個(gè)連接到整體碰撞結(jié)構(gòu)的托盤和底部保護(hù)裝置以及頂蓋。組件是使用 Durethan B24CHM2.0 玻璃纖維增強(qiáng) PA6 和壓縮 D-LFT（長(zhǎng)纖維熱塑性塑料）制成的，這是一種非常適合快速且經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)大型零件的一步法。托盤的防撞結(jié)構(gòu)采用 Tepex dynalite 連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng) PA6 局部增強(qiáng)，以滿足高結(jié)構(gòu)要求。金屬外殼不僅笨重，而且由于尺寸、組件數(shù)量以及許多制造和組裝步驟（包括焊接、沖孔和鉚接）而價(jià)格昂貴，它們還必須通過(guò)陰極浸漬涂層進(jìn)行防腐蝕保護(hù)。而復(fù)合材料則具有耐腐蝕和電絕緣性，可降低短路風(fēng)險(xiǎn)，還可以集成緊固件和熱管理組件，從而減少組件數(shù)量并簡(jiǎn)化組裝和物流，從而降低成本和重量。
Kautex Textron 和 Lanxess 合作開(kāi)發(fā)了全熱塑性復(fù)合材料 EV 電池外殼（上圖），而 Ballard Power 繼續(xù)使用復(fù)合材料并隨著全球需求的增長(zhǎng)而提高其燃料電池制造能力（下圖）。
圖片來(lái)源：Kautex Textron GmbH & Co. KG 和 Ballard Power
LyondellBasell Industries（美國(guó)德克薩斯州休斯頓）自 2016 年以來(lái)一直為商用 EV 電池外殼項(xiàng)目提供 SMC。營(yíng)銷經(jīng)理 Justin McClure 指出，外殼正在成為車輛結(jié)構(gòu)的一部分，對(duì)熱事件管理的要求也變得更加嚴(yán)格，推動(dòng)公司向更先進(jìn)的材料發(fā)展。LyondellBasell 已將其 Forged Preg 連續(xù)單軸、雙軸和三軸碳纖維增強(qiáng)混合 SMC 與其高強(qiáng)度 Premi-SMC 和高溫 Quantum-ESC SMC 等級(jí)共同成型，以優(yōu)化質(zhì)量和性能。他指出，盡管 SMC 的初始材料成本較高，但與必須進(jìn)行機(jī)加工、涂層和組裝的多件金屬?zèng)_壓件、鑄件和擠壓件相比，壓縮工具對(duì)于 <50,000 件/年的項(xiàng)目來(lái)說(shuō)成本更低。例如，與鋼沖壓件相比，30,000 個(gè)零件/年的加工成本通?？晒?jié)省 35%，40,000 個(gè)零件/年可節(jié)省 20%。
三菱化學(xué)集團(tuán)公司（MCG，日本東京）已在全球范圍內(nèi)為復(fù)合電動(dòng)汽車電池外殼供應(yīng)材料，包括其 GMT 和 GMTex 材料。該公司正在開(kāi)發(fā)創(chuàng)新的多功能材料以承受熱失控事件，例如用于電池外殼的新型 FR 熱塑性復(fù)合材料已通過(guò)在 1,000°C 火焰中暴露超過(guò)五分鐘的測(cè)試。它還在探索將生物基熱固性樹(shù)脂系統(tǒng)用于其玻璃和碳纖維增強(qiáng)預(yù)浸料。
電池外殼中的熱塑性復(fù)合材料。在 GMT 和 GMTex 有機(jī)片材復(fù)合材料中模壓成型的生產(chǎn)電動(dòng)汽車電池蓋的 A 面和 B 面。圖片來(lái)源：三菱化學(xué)先進(jìn)材料
SABIC（沙特阿拉伯利雅得）為本田汽車在中國(guó)市場(chǎng)推出的電動(dòng)汽車電池組蓋提供了阻燃短玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯 (PP) 樹(shù)脂。該化合物遇火形成膨脹炭，具有自熄性，率先通過(guò)新國(guó)標(biāo)GB 18384-2020。
與需要隔熱毯，會(huì)顯著增加重量、成本和環(huán)境問(wèn)題的金屬電池外殼相比，SABIC 的注塑熱塑性塑料可減輕 40% 的重量，有助于延長(zhǎng)行駛里程，同時(shí)功能集成，可簡(jiǎn)化組裝，并降低成本。該部件還可以在使用壽命結(jié)束 (EOL) 時(shí)完全回收利用，并且二氧化碳排放量更小。SABIC 認(rèn)為 FR 熱塑性塑料有可能在電池外殼中占據(jù)更大份額，因?yàn)樗鼈兙哂泄逃械臒峤^緣和電絕緣、膨脹特性、輕量化、部件集成和潛在的部件消除，這有助于降低成本。例如，已經(jīng)探索了電池托盤，其中模制冷卻通道可以減輕 60 千克的重量并節(jié)省 50% 的成本。
2021 年 12 月，AZL Aachen（德國(guó)）領(lǐng)導(dǎo)了一個(gè)由 46 個(gè)工業(yè)合作伙伴組成的聯(lián)盟，完成了為期一年的多材料電池外殼設(shè)計(jì)項(xiàng)目。定義了電池外殼的五個(gè)子組件：外殼托盤、底部保護(hù)板、防撞框架、橫梁和外殼蓋。合作伙伴對(duì)總共 44 個(gè)與市場(chǎng)相關(guān)的現(xiàn)有系列組件和概念進(jìn)行了更詳細(xì)的分析，并編制了國(guó)家、國(guó)際和 OEM 級(jí)別的標(biāo)準(zhǔn)和要求的綜合概述，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)解決方案相同或更好的機(jī)械性能。AZL 開(kāi)發(fā)了 20 種不同材料組合的設(shè)計(jì)概念，包括熱塑性塑料和熱固性材料、SMC、拉擠型材、織物、單向 (UD) 材料、三明治（泡沫、蜂窩和 D-LFT 芯），以及 LFT 和混合包覆成型（膠帶 +注塑成型）。通過(guò)創(chuàng)建 500 多個(gè)有限元模型并執(zhí)行 1,500 多個(gè) CAE 仿真來(lái)分析這些設(shè)計(jì)。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)解決方案相比，多材料復(fù)合材料最多可減輕 36% 的重量，最多可節(jié)省 20% 的成本。該項(xiàng)目設(shè)立了將于 2022 年完成的后續(xù)項(xiàng)目，包括示范原型的制造以及底部沖擊保護(hù)和防火研究。
根據(jù)國(guó)際能源署 (IEA) 在其報(bào)告“ 2021 年全球氫評(píng)論”第 83 頁(yè)的分析，到 2021 年底，燃料電池產(chǎn)能預(yù)計(jì)將超過(guò) 200,000 個(gè)系統(tǒng)/年，由 40 多家制造商提供。然而，IEA 的這一單位數(shù)量遠(yuǎn)高于能源和可持續(xù)發(fā)展咨詢公司 E4tech（英國(guó)倫敦）在其 2022 年 7 月發(fā)布的“2021 年燃料電池行業(yè)評(píng)論”中報(bào)告的約 86,000 燃料電池出貨量。
預(yù)計(jì)燃料電池的增長(zhǎng)。圖片來(lái)源：國(guó)際能源署 (IEA)??《2021 年全球氫評(píng)論》第 83 頁(yè)， E4tech
盡管市場(chǎng)估計(jì)各不相同，但它們都預(yù)示著增長(zhǎng)。IEA 在 2021 年的預(yù)測(cè)報(bào)告稱，到 2030 年，燃料電池制造商宣布的產(chǎn)能總計(jì)為每年 130 萬(wàn)個(gè)系統(tǒng)。美通社于2022 年 11 月發(fā)布并由多個(gè)在線市場(chǎng)研究網(wǎng)站出售的通用“汽車燃料電池市場(chǎng)”報(bào)告指出，2022 年將有 25,000 臺(tái)，到 2030 年將增長(zhǎng)到724,000 臺(tái)。
增長(zhǎng)亮點(diǎn)：據(jù)報(bào)道， Plug Power （美國(guó)紐約州萊瑟姆）目前被列為最大的燃料電池生產(chǎn)商，?其紐約超級(jí)工廠的生產(chǎn)能力為每年 700 萬(wàn)個(gè)膜電極組件 (MEA)和 600,000 個(gè)燃料電池堆/年。豐田（Toyota, Japan）目前在日本擁有 30,000 個(gè)燃料電池/年的生產(chǎn)能力，并且正在增加其位于肯塔基州喬治敦的美國(guó)氫動(dòng)力重型卡車工廠的產(chǎn)能?，F(xiàn)代汽車（韓國(guó)首爾）將在韓國(guó)的兩家工廠增加其目前每年 23,000 個(gè)燃料電池的產(chǎn)能——每家工廠的產(chǎn)能為 50,000 個(gè)燃料電池/年——將于 2023 年下半年開(kāi)始生產(chǎn)，目標(biāo)是到 2030 年達(dá)到 700,000 個(gè)系統(tǒng)/年。現(xiàn)代還在中國(guó)廣州每年生產(chǎn) 6,500 個(gè)燃料電池。米其林/雷諾合資企業(yè)Symbio（法國(guó)韋尼雪）宣布到 2026 年燃料電池年產(chǎn)能為 50,000，到 2028 年為 100,000，到 2030 年為 200,000。Ballard Power Systems（加拿大不列顛哥倫比亞省本那比市）投資 1.3 億美元在中國(guó)上海新建一家膜電極組件 (MEA) 工廠，目標(biāo)是到 2025 年每年為 20,000 臺(tái)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn) 1300 萬(wàn)個(gè) MEA。從 2023 年第二季度開(kāi)始，Proton Motor Fuel Cell（德國(guó)普赫海姆）的產(chǎn)能將增加到每年 30,000 個(gè)電堆和每年 5,000 個(gè) FC 發(fā)動(dòng)機(jī)。
根據(jù) E4tech，燃料電池市場(chǎng)包括按應(yīng)用類型分類的三個(gè)主要子部分：
-
便攜式——用于個(gè)人電器和電子產(chǎn)品的小型輔助動(dòng)力裝置 (APU)。
-
固定式——用于大型主電源應(yīng)用以及熱電聯(lián)產(chǎn) (CHP) 裝置和更大的永久性 APU。
-
運(yùn)輸——其中汽車占大部分單位，但也包括卡車/公共汽車、鐵路、海運(yùn)、航空、物料搬運(yùn)和物流車輛。
E4tech 報(bào)告稱，運(yùn)輸應(yīng)用在兆瓦 (MW) 方面領(lǐng)先整個(gè)市場(chǎng)，而固定應(yīng)用在燃料電池單元出貨量方面領(lǐng)先。
燃料電池出貨量增長(zhǎng)。圖片來(lái)源：E4tech“2022 年燃料電池行業(yè)回顧” ,第 77 頁(yè)（上）和第 78頁(yè)（下）?
這三個(gè)主要細(xì)分市場(chǎng)包括基于所用六種主要電解質(zhì)的多種燃料電池類型：質(zhì)子交換膜燃料電池 (PEMFC)、直接甲醇燃料電池 (DMFC)、磷酸燃料電池 (PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池 (MCFC)、 固體氧化物燃料電池（SOFC）和堿性燃料電池（AFC）。PEMFC（主要用于運(yùn)輸）和 SOFC（用于便攜式和固定式）主導(dǎo)著 MW 和單位出貨量。
按技術(shù)類型/電解質(zhì)化學(xué)分類的燃料電池。圖片來(lái)源：E4tech “2022 年燃料電池行業(yè)回顧” ,第 57 頁(yè)（上）和第 7 頁(yè)（下）?
碳纖維復(fù)合材料可用于各種燃料電池組件，包括雙極板、氣體擴(kuò)散層 (GDL) 和端板。與 MEA、雙極板和 GDL 一起構(gòu)成單元電池，然后重復(fù)多次以形成電池堆，由兩個(gè)端板固定。電池堆中的電池?cái)?shù)量根據(jù)產(chǎn)生的功率、應(yīng)用和使用的技術(shù)而變化。例如，Nedstack（荷蘭阿納姆）在其 FCS 7-XXL PEM 燃料電池中使用 48 個(gè)電池來(lái)提供 6.8 千瓦的電力，而 Bosch SOFC（德國(guó)斯圖加特）在其 120 千瓦固體氧化物燃料電池中使用 400 個(gè)電池。請(qǐng)注意，這就是為什么制造數(shù)百萬(wàn)個(gè) MEA 的不同工廠可能等同于非常不同數(shù)量的燃料電池堆和動(dòng)力裝置/發(fā)動(dòng)機(jī)。
燃料電池和堆的組件
作為單元電池中的組件，每個(gè)燃料電池堆需要多組 GDL 和雙極板。正如CW在 2022 年參觀 AvCarb（美國(guó)馬薩諸塞州洛厄爾）工廠時(shí)所解釋的那樣，GDL 是薄的、高度工程化的碳纖維紙復(fù)合材料，層壓有聚四氟乙烯 (PTFE) 和其他涂層。AvCarb 的產(chǎn)品專門針對(duì) PEM 燃料電池，使用其專有的碳纖維石墨化工藝生產(chǎn) GDL，幫助管理燃料電池電化學(xué)反應(yīng)中的反應(yīng)物，從而最大限度地提高發(fā)電能力。
AvCarb GDL 產(chǎn)品從氧化聚丙烯腈 (PAN) 纖維開(kāi)始，這些纖維在兩步過(guò)程中被拉伸斷裂，以生產(chǎn)稱為棉條（發(fā)音為“sly-vers”）的粗束。這些纖維被加捻成直徑較小的絲束或紗線，纏繞在筒管上，織成織物，然后經(jīng)過(guò)多步碳化和處理，生產(chǎn)出含 99.99% 純碳的非織造布。然后應(yīng)用專有涂層，幫助 GDL 滿足一長(zhǎng)串關(guān)鍵要求。它必須是化學(xué)惰性的、導(dǎo)電的、抗物理降解的，并且能夠壓縮適量，但不能太多。由于燃料電池從氫氣和氧氣中產(chǎn)生水，因此 GDL 必須能夠在不干燥 MEA 的情況下驅(qū)散水分，MEA 必須保持濕潤(rùn)，但不能太濕?！翱偠灾?，這是一種非常復(fù)雜的高性能復(fù)合結(jié)構(gòu)，完全石墨化，在業(yè)內(nèi)獨(dú)一無(wú)二，”AvCarb 首席執(zhí)行官 Roger Masse 說(shuō)。
AvCarb 在 2022 年將其 Lowell 產(chǎn)能翻了一番，并計(jì)劃在全球范圍內(nèi)進(jìn)一步擴(kuò)張。它還正在加速研發(fā)以滿足未來(lái)的需求。Masse 指出，燃料電池技術(shù)發(fā)展迅速，各種不同的形狀、尺寸和操作原理的越來(lái)越復(fù)雜的設(shè)計(jì)進(jìn)入市場(chǎng)，需要不同的 GDL 特性和性能屬性。
SGL Carbon（德國(guó)威斯巴登）的 SIGRACET 氣體擴(kuò)散層展示了另一種制造方法，現(xiàn)代汽車集團(tuán)（韓國(guó)首爾）在其 NEXO 燃料電池乘用車的 PEMFC 中使用了這種氣體擴(kuò)散層。微孔背紙由濕法鋪設(shè)短切 PAN 基碳纖維制成，并通過(guò)施加碳基微孔層 (MPL) 轉(zhuǎn)化為 GDL。整個(gè)過(guò)程在 SGL 網(wǎng)站上都有說(shuō)明，該公司已經(jīng)提高了其德國(guó)邁廷根工廠的產(chǎn)量，以支持現(xiàn)代汽車和其他公司在不斷增長(zhǎng)的燃料電池市場(chǎng)上的表現(xiàn)。
復(fù)合材料領(lǐng)域的另一家知名公司 Technical Fiber Products（TFP，伯恩賽德米爾斯，英國(guó)坎布里亞）也生產(chǎn) GDL 數(shù)十年。TFP Hydrogen 共享同一個(gè)公司總部，最初是 PV3 Technologies，成立于 2011 年，并于 2021 年加入 TFP 集團(tuán)。它生產(chǎn)一系列碳紙，可以根據(jù)固定式和便攜式燃料電池系統(tǒng)的要求進(jìn)行定制，使用無(wú)紡布作為 PEMFC、PAFC 和 DMFC 的 GDL 底物。?
短切碳纖維和石墨填充/乙烯基酯塊狀模塑料 (BMC) 廣泛用于 PEMFC 的雙極板。雙極板作為多功能部件，均勻分布燃料、氣體和空氣；將電流從一個(gè)電池單元傳導(dǎo)到另一個(gè)電池單元；從活動(dòng)區(qū)域帶走熱量并防止氣體和冷卻劑泄漏。雙極板也是電解槽中的關(guān)鍵部件，用于從水中生產(chǎn)氫氣，以及氧化還原（還原氧化）液流電池，用于儲(chǔ)存可再生能源以供日后使用。所有這些應(yīng)用程序都以高增長(zhǎng)為目標(biāo)。
過(guò)去，熱固性材料被認(rèn)為僅限于小體積和固定式燃料電池應(yīng)用，因?yàn)樗鼈兊哪＞哐h(huán)時(shí)間更長(zhǎng)、報(bào)廢率更高，并且無(wú)法生產(chǎn)與沖壓金屬板一樣薄的模壓復(fù)合板。然而，隨著體積的增加和配方改進(jìn)將成型周期從幾分鐘縮短到幾秒，BMC 成本已顯著下降。根據(jù) LyondellBasell 在 2021 年舉辦的CW網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)上說(shuō)，導(dǎo)電 BMC 正在成為雙極板中金屬的替代品，由于材料固有的耐腐蝕性能和可模塑成復(fù)雜幾何形狀的能力，從而減少了機(jī)加工、涂層和其他二次操作，因此有助于降低板和組裝成本。
Hycco（法國(guó)圖盧茲）成立于2019年，開(kāi)發(fā)了使用碳纖維熱塑性復(fù)合材料的雙極板。它聲稱這是第一批商業(yè)化的柔性碳纖維雙極板，與傳統(tǒng)的復(fù)合雙極板相比，0.38 毫米厚的腹板可實(shí)現(xiàn) 1 毫米厚的板，重量減輕 30-50%。該公司聲稱雙極板占燃料電池堆重量的 75% 和成本的 30%，用于中型/重型卡車的 120 千瓦燃料電池需要多達(dá) 600 個(gè)板。2022年，Hycco建立了一條能夠生產(chǎn)10,000片/年雙極板的原型線，并正在向2025年250,000片/年的中試線邁進(jìn)，目標(biāo)是到2030年擴(kuò)大到> 100萬(wàn)片雙極板。它還追求更薄板，目標(biāo)是到 2024 年實(shí)現(xiàn) 0.2 毫米厚的腹板，而目前用于金屬雙極板的標(biāo)準(zhǔn)腹板為 0.1 毫米厚。
超薄碳纖維復(fù)合雙極板。Hycco 使用厚度為 0.38 毫米的碳纖維/熱塑性復(fù)合材料網(wǎng)開(kāi)發(fā)了雙極板。圖片來(lái)源：Hycco 版權(quán)所有 2022
Boston Materials（美國(guó)馬薩諸塞州波士頓）于 2022 年 5 月宣布與特種材料公司阿科瑪合作，使用其ZRT 復(fù)合薄膜制造輕型 ZRT 雙極板。ZRT 復(fù)合薄膜采用 100% 回收碳纖維和公司的專利 Z 軸纖維技術(shù)制成，可在制造過(guò)程中實(shí)現(xiàn)更高效、更輕的雙極板和更低的碳足跡。該公司報(bào)告稱，雙極板占燃料電池堆總重量的 80%，據(jù)稱使用 Boston Materials 的 ZRT 制成的板比現(xiàn)有的不銹鋼板輕 50% 以上，這種重量減輕使燃料電池的容量增加了 30%。
Ensinger Plastics（德國(guó)紐弗林根）開(kāi)發(fā)了另一種方法，將其熱塑性化合物與石墨和/或炭黑結(jié)合用于雙極板，將玻璃纖維增強(qiáng)聚苯硫醚 (PPS) 用于注塑燃料電池端板。
來(lái)源：CompositesWorld、碳纖維及其復(fù)合材料技術(shù)
原文鏈接：https://www.compositesworld.com/articles/plant-tour-avcarb-lowell-mass-us
原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（艾邦復(fù)合材料網(wǎng)）：復(fù)合材料終端市場(chǎng)：電池和燃料電池 (2023)
