燃料電池/電解槽制造裝備領(lǐng)域正在掀起一波工藝提升、產(chǎn)品迭代的浪潮。

從產(chǎn)業(yè)化實(shí)踐來看，燃料電池電堆及核心材料的制造已經(jīng)開始從小批量中試線向規(guī)模化量產(chǎn)線邁進(jìn)；電解槽及核心材料的制造則邁出實(shí)驗(yàn)室級向小規(guī)模中試躍升，氫電制造裝備的迭代速度正在加快。

在綠氫產(chǎn)業(yè)快速崛起的背景下，燃料電池制造設(shè)備、電解水制氫制造設(shè)備都面臨著技術(shù)變革和升級迭代的壓力。在2023高工氫電年會上，來自不同細(xì)分市場的制造設(shè)備企業(yè)分享了當(dāng)前燃料電池和電解槽制造領(lǐng)域的新變化。 

氫電制造裝備發(fā)展新變革

在氫能與燃料電極產(chǎn)業(yè)快速的背景下，下游降本與效率訴求層層傳遞，需要設(shè)備賦能產(chǎn)業(yè)制造革新。嘉拓智能副總裁周研認(rèn)為，氫能行業(yè)與鋰電行業(yè)有相似的發(fā)展歷程，2010-2020年國內(nèi)氫能行業(yè)處于起步階段，大部分制造裝備引入進(jìn)口；2020年-至今，國產(chǎn)制造裝備市場機(jī)遇開始出現(xiàn)，當(dāng)前氫能制造裝備行業(yè)處于國產(chǎn)化和創(chuàng)新階段。作為集技術(shù)研發(fā)、制造生產(chǎn)及銷售服務(wù)于一體的高端智能裝備供應(yīng)商，嘉拓智能已將鋰電池行業(yè)中積累的涂布技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，引入到了MEA制成中非常核心的CCM涂布領(lǐng)域，繼續(xù)發(fā)揮其自身固有的優(yōu)勢。

雖然，目前氫電產(chǎn)業(yè)的制造尚未邁入規(guī)?；圃祀A段，但是從未來的發(fā)展方向來看，一些頭部企業(yè)已經(jīng)在開始準(zhǔn)備提前布局氫電制造的智能工廠。

利元亨研究院院長杜義賢博士對如何助力氫電企業(yè)打造智能工廠有著清晰的見解。他表示，現(xiàn)階段智能工廠推進(jìn)不理想的主要原因是對智能工廠在實(shí)施過程中的問題看不透徹。在智能工廠的實(shí)施及運(yùn)營需要更高技能和更高知識的人員；智能工廠產(chǎn)生的數(shù)據(jù)需要更多IT人員進(jìn)行處理；智能工廠實(shí)施需要多部門配合；明確實(shí)施智能工廠的生產(chǎn)經(jīng)營指標(biāo)；明確智能工廠的經(jīng)營流程。

從雙極板技術(shù)路線來看，國內(nèi)已有多家電堆公司使用柔性石墨雙極板，柔性石墨雙極板代表未來的技術(shù)潮流與發(fā)展趨勢。

環(huán)華氫能總經(jīng)理鄧亮表示，從技術(shù)要求來看，目前國內(nèi)外行業(yè)技術(shù)指標(biāo)要求比2021年DOE標(biāo)準(zhǔn)要高2～3倍。環(huán)華氫能率先在佛山南海實(shí)現(xiàn)了柔性石墨板本地化規(guī)模量產(chǎn)、技術(shù)全自主化、原材料全國產(chǎn)化、關(guān)鍵產(chǎn)線設(shè)備全部自制、全工藝流程綠色環(huán)保無排放，快速高效地實(shí)現(xiàn)了自主技術(shù)與生產(chǎn)相結(jié)合。

在金屬雙極板制造環(huán)節(jié)，興鍛智能裝備總經(jīng)理梁伯科認(rèn)為，隨著燃料電池體積、重量、成本等要求越來越高，極板的厚度也越來越小，金屬極板沖壓成形難度也越來越大。興鍛研發(fā)的伺服壓力機(jī)具有多樣的運(yùn)轉(zhuǎn)模式、節(jié)能降噪、下死點(diǎn)停頓保壓、可實(shí)現(xiàn)正逆往返運(yùn)動加壓、提高模具壽命、便于自動化同步等多個優(yōu)點(diǎn)，讓金屬雙極板的規(guī)模化制造過程中，能顯著提升產(chǎn)品的精度和一致性。

氫能源東風(fēng)起勢的情況下，裝備企業(yè)更講究順勢而為。世椿新能源銷售總監(jiān)許昌表示，氫電裝備領(lǐng)域要有擔(dān)當(dāng)、有所做為。世椿新能源集中精力圍繞四大關(guān)鍵核心工藝技術(shù)，具備了膜電極封裝解決能力、雙極板封裝工藝解決能力、電堆、系統(tǒng)組裝工藝解決能力、電解槽生產(chǎn)工藝解決能力。世椿新能源根據(jù)客戶需求和行業(yè)痛點(diǎn)，不斷改進(jìn)創(chuàng)新產(chǎn)品，例如，其在電堆、系統(tǒng)組裝工藝能夠?qū)崿F(xiàn)堆疊精度±0.15mm、鋼帶折彎、綁帶、焊接自動作業(yè)完成、電堆預(yù)壓后快速自動氣密檢測等。

激光設(shè)備企業(yè)也在為燃料電池行業(yè)的降本增效貢獻(xiàn)自己的力量。華工激光氫能事業(yè)部總經(jīng)理?xiàng)钐锉硎?，在燃料電池領(lǐng)域，公司可為用戶提供燃料電池雙極板智能制造解決方案“交鑰匙”工程，目前公司金屬雙極板自動化產(chǎn)線歷經(jīng)多次迭代優(yōu)化，整線一次良率可達(dá)98%以上，可為客戶提供從試驗(yàn)到中試再到量產(chǎn)方案的激光整體解決方案。  

電解水制氫制造裝備起勢

隨著PEM電解槽向更大標(biāo)方的方向發(fā)展，PEM電堆的堆疊也開始逐漸由人工操作走向自動化。

隆深氫能總經(jīng)理丁彥春表示，PEM電解槽MEA在制備過程中，需要完成漿料制備、CCM制備、五合一制備、伺服熱壓伺服冷壓、六/七合一制備和氣密檢測等關(guān)鍵步驟，在CCM制備環(huán)節(jié)，根據(jù)涂布方式的不同，有“噴涂+熱壓整平”、“狹縫涂布+平板轉(zhuǎn)印”和“狹縫涂布+熱輥轉(zhuǎn)印”等不同的工藝路線可供選擇。目前，隆深的膜電極噴涂設(shè)備做到了1.2m×1.2m的噴涂尺寸，雙面轉(zhuǎn)印涂布最高可以做到1.2m寬幅。

除了隆深氫能，還有氫導(dǎo)智能、世椿新能源、嘉拓智能等設(shè)備制造商在PEM電解槽膜電極制造方面進(jìn)行了設(shè)備和工藝革新。

例如，氫導(dǎo)智能針對PEM電解槽MEA制備制漿研磨、涂布、封裝和電堆堆疊技術(shù)特點(diǎn)和難點(diǎn)，研發(fā)了專為電解水涂布開發(fā)制漿-研磨一體機(jī)、桌面狹縫涂布機(jī)、陽極涂布機(jī)、高兼容度雙面轉(zhuǎn)印設(shè)備、成品裁切設(shè)備、電解槽組裝產(chǎn)線等產(chǎn)品。2023年10月，由氫導(dǎo)智能研發(fā)的PEM電解槽堆疊整線正式交付某世界500強(qiáng)頭部客戶。

世椿新能源在電解槽生產(chǎn)工藝解決方面擁有電解槽點(diǎn)膠機(jī)、電解槽膜電極封裝機(jī)、電解槽電堆組裝壓機(jī)和電解槽電堆組裝生產(chǎn)線等產(chǎn)品；嘉拓智能研發(fā)了水電解制氫CCM狹縫直涂設(shè)備、堿性隔膜涂布設(shè)備等多款產(chǎn)品，深度賦能電解水制氫行業(yè)發(fā)展。

當(dāng)前，電解水制氫制造設(shè)備正在往更上游的核心材料方面延伸。

航天華陽現(xiàn)階段研究開發(fā)出了氣體擴(kuò)散層、膜電極、堿水制氫隔膜等關(guān)鍵材料生產(chǎn)裝備技術(shù)解決方案，并達(dá)到量產(chǎn)功能。其中，質(zhì)子交換膜生產(chǎn)線已在燃料電池、電解水制氫、液流電池等多領(lǐng)域應(yīng)用。

整體來看，現(xiàn)階段堿槽生產(chǎn)還存在諸多不足之處，例如，加工環(huán)節(jié)存在人力成本高、安全風(fēng)險高；手工為主，效率低精度差；專機(jī)專用多型號無法匹配；人工點(diǎn)檢誤無實(shí)時數(shù)據(jù)反饋的痛點(diǎn)。為此，華工激光所提供的堿性電解槽產(chǎn)品及解決方案—全自動化產(chǎn)線、堿性電解槽極框+極板焊接自動化產(chǎn)線、堿性電解槽極網(wǎng)切割+焊接自動化產(chǎn)線、堿性電解槽系列專機(jī)可助力行業(yè)企業(yè)解決這些痛點(diǎn)。