
在碳中和目標的大旗下,氫能產業步入發展的快車道。作為其中最主要的應用之一,氫能源燃料電池汽車在政策扶持和國內重要技術突破的雙重助推下,迎來了快速發展。在氫能源整車中電池電堆的質量至關重要,因此,各車企和顧客對氫燃料電池的密封質量和工藝要求也越來越高。
蘇州世椿新能源技術有限公司(簡稱世椿新能源),前瞻性把握行業發展方向,提前布局,專為氫能源燃料電池成立注膠成型密封技術研發團隊,由產品管理中心吳強帶隊,研發出氫能源領域燃料電池一體化成型密封技術,并成功應用于金屬板氣場密封膠條注膠成型、膜電極密封膠條注膠成型、軟邊框膜電極一體化注膠成型等場景,實現助粘劑預處理→產品注膠→模具檢查及清理→膠線尺寸檢測及氣密檢測→產品下線等完整注膠工藝。
世椿新能源|MEA注膠線
氫風徐來,蓄勢儲能以待產業鏈落子花開
在“雙碳”目標的驅動下,氫能在祖國大地上蓬勃發展。氫能全產業鏈涉及制、儲、運、用等多個環節,其中與我們的日常生活最接近的就是“用氫”環節。氫氣作為能源既可用于驅動汽車,也可用于發電,而實現氫能與電能轉換的關鍵裝置就是氫燃料電池。
氫燃料電池在生產過程中會存在氫氣和氧氣的氣體密封問題,常見的三大難題有:一是對檢測設備的要求高;二是檢測時間長,生產效率低;三是難以判斷泄露位置。
經過工藝數據收集和整理,電堆、雙極板和膜電極分別對氣體密封性泄露量有量化的要求,要達到0.001sccm的級別。要監測這么微量的氣體泄露,存在檢測時間長、生產效率低的行業痛點。除此之外,還存在即使檢測出泄露,實際卻難以定位的難題。
這些行業性痛點,對氫燃料電池使用壽命/性能產生影響,主要表現為加速電池老化、降低反應效率,造成安全事故,所以做好氣體密封對氫燃料電池非常重要,對相關設備也提出了更高的要求。
當前氫燃料電池技術正在快速更新迭代,降本壓力非常大。奔著這個目標,行業內正在開發能夠幫助氫燃料電池實現降本增效的新一代密封工藝,即注膠成型工藝,注膠方式包括注射方式、壓注方式,注膠膠水包括液態硅膠(大多用于燃料電池)、三元乙丙橡膠、氟橡膠等。
時代呼喚創新,科技引領變革!鑒于氫燃料電池對密封性的高要求,早在2019年,世椿新能源成立注膠成型密封技術研發團隊,已成功開發出基于氫燃料電池的一體化密封技術,目前已取得較為不錯的階段性成果:一是針對膜電極邊框注膠及膜電極邊框&膠條一起注膠成型的樣品,最薄成型厚度0.3mm,成型精度±0.03mm;二是針對PEN膜和成品膜電極注膠成型高度精度最大差值<0.02mm。
氫風徐來,相信在國家政策利好以及技術進步的雙重驅動下,氫燃料電池具有很大的應用潛力,而注膠成型密封技術必將在其中發揮重要的作用!世椿新能源緊抓機遇,提前布局,蓄勢儲能,快速占領市場空間。
攻克挑戰,高性能密封系統助推氫燃料電池新發展
在世椿新能源氣體密封工藝探索之路上,注膠成型密封技術研發團隊根據氫電行業的工藝需求,在設備研發、模具研發和軟件研發上做足了功課,設備從最初傳統的注膠機到現在的氫能精密注膠機,滿足了燃料電池行業的工藝需求,設備相比傳統注膠機精度提升了50%。就是這樣一支積累深厚的優秀團隊,在跨入燃料電池設備密封工藝領域時,仍然遇到了不小的挑戰。
世椿新能源|氫能精密注膠機
一是膠水粘度大,注射壓力最高可達20MPa,世椿自主開發的控膠系統很好的解決了該難題。經過團隊的努力實現了出膠精度±1%;二是要保證模具內溫度均勻性±1℃,溫度控制精度±0.5℃,合模壓力控制精度±0.5%,基于世椿17年溫度、運動控制技術的積累,有效的實現了對模具溫度和合模壓力的精確控制;三是注膠膠水性質:硫化時間4分鐘(80℃,以某品牌膠水為例)。硫化時間的長短取決于材料本身的配方,如果硫化時間縮短,輸出效率會更高。這就需要世椿新能源與膠水廠商共同努力;四是產品溢膠:產品對模具精度上的平面度的要求非常嚴格,經調試數據平面度需<0.005mm才能保證產品不會溢膠……
世椿新能源|氫能精密注膠機
但世椿新能源注膠成型密封技術研發團隊,不僅接受了挑戰,解決了一個又一個的技術難題,而且等到了“花開”,研發了出眾多應用于氫能行業的注膠機設備,很好地解決了注膠密封工藝難題。世椿新能源注膠機相關設備具如下五大優勢:
一是根據氫能行業的特點和需求,針對性開發的專用注膠機設備,更適用于氫燃料電池的密封;
二是基于Linux系統的注膠機控制系統的自主研發,具有參數可視化、數據可追溯化的優點,可滿足連接整廠MES系統的需求,并可根據客戶工藝需求非標定制功能界面,后續可根據行業發展不斷更新升級;
三是通過世椿新能源設備+模具的配合設計,大大提高了膠水利用率,減少膠水浪費,降低客戶成本;
四是交鑰匙整線戰略,即實現設備、模具、工藝等整體交付,降低客戶工藝探索的成本;
五是注膠自動線還可以集成自動上料→來料檢測→等離子清潔+底涂點膠→產品注膠→模具檢測清理→后硫化冷卻→瑕疵檢測→膠線3D檢測→氣密檢測→產品下線等于一體,實現多工藝在線式自動化生產,擺脫傳統注膠機功能單一的弊端。
世椿新能源深耕多年,積累深厚,攻克以上難題,成功研發出并應用于氫能行業的注膠成型密封技術,為客戶實現了高速度、高精度、高可靠性的注膠機智能制造裝備,助推氫燃料電池新發展。
注膠密封,讓氫應用“輕裝上陣”
當前我國新能源發展正處于多種技術路線激烈競爭的階段,因此在氫燃料電池發展的道路上,挑戰與機遇并存。未來,氫燃料電池需進一步提高壽命、可靠性、效率,并降低成本。通過選擇合適的工藝設備,穩定保證氫燃料電池良率并降低成本,是實現低本高質制造的重要途徑。
相比點膠貼膠條工藝和膠固化成型密封膠條工藝等一代、二代密封工藝,世椿新能源新一代密封工藝——注膠工藝,縮短了工藝制程,提高廠房利用率、密封膠條精度、生產效率,并降低材料成本,具體涵括以下注膠優點:一是密封膠條在模具內一次成型,膠條均勻度和一致性好;二是成型精度相對比較高,當下點膠成型固化的膠條精度做到0.03mm,注膠可以做到精度更高<0.02mm;三是生產效率較高,單模穴可以在一分鐘之內出產品,如果有多個模穴,效率提升更加顯著;四是材料的綜合使用成本低,注膠膠水價格更低。
如今世椿新能源迎來新的突破,公司在上海、廣東、北京、大連、安徽等地區的頭部客戶均有在注膠方面的設備輸出和產品打樣。
2023年,由產品經理、項目經理、注膠機機械設計師、電氣工程師、模具設計工程師、供膠系統負責人、供膠機械工程師、供膠電氣工程師、控制系統軟件負責人、控制系統軟件工程師以及銷售代表等組成的項目核心團隊,將深耕氫能行業,深研目標客戶需求,持續迭代注膠成型密封核心產品技術,推出更可靠的密封驗證系統及注膠應用解決方案,著力提升2023年注膠機相關應用產品銷量。
世椿新能源|注膠成型密封技術研發團隊
注膠成型密封技術研發團隊表示:“世椿在氣體密封方面有獨特的見解和優勢,無論是電堆廠家還是雙極板廠家、膜電極廠家,將氣體密封任務交給世椿,我們將交出100%滿意的答卷。”
作為我國氫能和燃料電池產業發展的重要參與者與推動者,世椿新能源以多品類、多層次的注膠機產品矩陣與全面的解決方案,向海內外展現中國自主品牌的技術底蘊與“氫”實力。秉承真實、專業、創新、領先的理念,世椿新能源將牢記企業愿景和使命,在廣大客戶和供應商朋友們的支持下,繼續深耕流體密封/粘接/檢測/測試四大工藝及其自動化裝備升級開發,不斷的完善提高產能和效率,為氫能行業發展做貢獻!
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