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【原创】昆龙卓盈邓亮:“献策”石墨电堆密封
石墨双极板密封| 昆龙卓盈 文章来源自:高工氢电网
2020-11-30 15:08:02 阅读:2561
摘要昆龙卓盈将重点针对燃料电池点胶/涂胶/注胶等流体控制、电堆装配、气密检测等项目‘提质降本’,真正做到帮助客户解决痛点问题。在密封环节,公司除了继续完善原有的双极板密封工艺外,公司还与电堆生产厂家合作,以突破单电池组件密封的难题。

“昆龙卓盈将重点针对燃料电池点胶/涂胶/注胶等流体控制、电堆装配、气密检测等项目‘提质降本’,真正做到帮助客户解决痛点问题。在密封环节,公司除了继续完善原有的双极板密封工艺外,公司还与电堆生产厂家合作,以突破单电池组件密封的难题。”昆龙卓盈总经理邓亮在高工氢电年会现场说道。  

11月25-27日,以“氢色十城关不住千辆氢车竞争先”为主题的2020高工氢电年会在深圳机场凯悦酒店盛大举办,超800位国内外领先企业、政府及投资机构负责人齐聚一堂,辩趋势、论方向、共商发展大计!

昆龙卓盈总经理邓亮.webp.jpg  

在11月26日上午举行的氢燃料电池专场I,昆龙卓盈总经理邓亮发表了“石墨电堆密封的多样性探索和实践”的主题演讲。他围绕“做好石墨电堆密封的重要性”、“电堆密封存在的问题”、“昆龙卓盈的解决方案”等逐一展开,获得了与会人士的拍手称赞。  

邓亮表示,石墨电堆密封有两个要点:1、极板之间的粘接需要牢固,密封性好,防止开裂,具备良好的耐腐蚀性;2、极板与膜电极之间的密封需要有良好的气密性,尤其是氢气的密封性能。密封产生的垫圈可以吸收车辆运行时电堆的振动与冲击。  

“双极板连同膜电极之间,必须要有严格的密封,密封不良会导致氢气泄露,降低氢的使用率,影响燃料电池的效率,严重时会导致电堆无法工作,甚至具有极大安全隐患。”邓亮强调,大功率密度的燃料电池具有高压高温的特点,对密封的要求也会更为严格。  

从行业发展趋势来,改善和优化电堆的密封工艺也至关重要:一方面,根据“以奖代补”新政规定,性能表现优异的电堆才能获得补贴。密封是电堆制造的关键工艺之一,如何优化和改进密封材料和设备,对改善电堆性能和寿命非常重要;  

另一方面,高工产研氢电研究所(GGII)数据显示,2020年氢燃料电池电堆市场规模预计为7亿元,双极板市场规模预计为2.8亿元,意味着燃料电池规模化高品质生产时代已经到来。而当前的密封工艺分为点胶、丝网印胶、注胶、贴胶圈等几大类,各有优缺点,如何改善和优化这些密封工艺,以适应燃料电池规模化高品质的生产要求,有待探索。  

在会议现场,邓亮分析了目前常见几种密封工艺的优缺点:  

点胶:工艺灵活可调整,双板粘贴和气场密封成型均可适用。但点胶精度比较难控制,速度相比丝网印胶和注胶要慢。  

丝网印胶:目前较多应用在双板粘接方面。适应批量生产。但每一款产品要做一个网版。  

注胶:液态硅胶(LSR)因其具有良好的流动性可以流到非常复杂的表面结构中,而且密封性好,不容易产生界面泄漏。缺点也很明显:①模具及设备购置成本高;②LSR在收缩率、脱模、模具材料、冷流道系统、温度控制等方面都与传统热塑材料加工存在较大区别,使得LSR的加工难度比普通热塑性胶要大。  

贴胶圈:人工贴合,工艺复杂耗时长,不适应批量生产要求。  

因为设备或密封材料问题而产生泄漏的原因,以及常见解决方式如下:  

1、胶条一致性不够,贴合后局部有间隙……解决方式:控制出胶精度、更换材料、控制压合平行精度;2、胶量过多,导致贴合时外圈顶起……解决方式:控制出胶精度;3、粘接胶固化后有气孔,加压后导致串漏、外漏……解决方式:降低胶水粘度、抽真空、控制温度;4、胶条压缩比未设计好,电堆装配后导致极板过松或过紧……解决方式:提高设计水平。  

“就密封工艺而言,电堆企业、双极板企业、设备企业及胶水企业之间需要密切合作,才能找到最优方案。但是,目前行业发展尚处于起步阶段,不同环节之间并未完全打通,这导致在具体的材料和工艺的调试上遭遇沟通不畅和效率低下的瓶颈。”邓亮表示。  

针对行业密封痛点问题,昆龙卓盈给出了相应的解决方案:  

1、针对投资预算少、试验室以及小批量生产的客户,建议采用点胶工艺。  

昆龙卓盈悬臂式螺杆阀点胶机具备诸多优势:a.具备视觉定位和激光测高补偿系统。程序编辑简单,适合小批量生产;b.有加热、预加热,可自动较准针头,真空定位等功能;c.运动模组采用悬臂式结构,方便操作。X/Y轴采用直线电机,运行精度高、运行平稳,无抖动;d.采用高精度点胶阀,固化成型后胶高正负公差在0.05mm内。  

2、针对有大批量生产或有较长规划的客户,建议采用的注胶生产线。  

昆龙卓盈设备亮点:a.液态硅胶注胶,成型后胶条一致性好;b.产线模具采用一模双穴,注胶机配备双底模,该工位可提高一倍效率;c.大平台设计,可兼容600*500mm以内的双极板生产;d.采用CCD、3D以及气密检测设备实现在线式检测,自动挑出不良产品;e.可全自动进行上料及下料堆叠;f.极板粘接时恒温和恒压以及平行度的精准控制,保证了双极板固化后的厚度和粘贴强度一致;g.产线的MES系统提高了客户的管理能力。  

邓亮表示:“液态硅胶的注胶口位置、数量、注胶压力、排气口位置、模具封胶线、注胶成型温度等,昆龙卓盈有详细的解决方案。”  

3、针对双板粘贴,建议采用丝网印胶工艺。  

昆龙卓盈丝网印胶机设备优势:a.引进UVW视觉定位微动平台,同时X轴配合高精度直线电机移动至印胶工位;CCD相机采用一个静止,另一个可调的方式进行拍照;可适应各种600*500mm以内尺寸的产品;b.高精度激光测高系统保证网版与产品丝印距离。  

为了保证密封质量,昆龙卓盈还提供3D检测仪、气密检漏机等检测设备。  

昆龙卓盈成立于2014年,公司专注于点胶、涂胶、注胶等流体控制的自动化生产领域,设备研发设计始终围绕“胶”而展开。自2016开始,团队对燃料电池双极板生产设备、电堆装配设备、检测设备等进行了全面而系统的深入研究。  

目前昆龙卓盈包括极板粘贴、保压固化、点胶/注胶、2D&3D检测、气密性检测、封装等全套工序在内的双极板生产线已交付给客户,单台的气密性检测设备、点胶设备等也供货给了国内多家知名燃料电池企业、双极板企业。


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