在全球能源轉型加速的背景下,氫燃料電池作為清潔能源的重要載體,正迎來前所未有的發展機遇。膜電極(MEA)作為燃料電池的核心部件,其性能直接影響整個電池系統的效率和壽命。其中,氣體擴散層(GDL)碳紙的制備工藝,特別是固化成型過程,直接決定了GDL的孔隙結構、導電性能和機械強度。
GDL碳紙生產四大核心痛點及解決方案
對于氫燃料電池GDL碳紙的生產商而言,能否穩定、高效、低成本地生產出高性能且一致性極佳的碳紙,是贏得市場的關鍵。傳統生產設備(如平壓機、輥壓機)在邁向大規模量產的道路上,設置了重重障礙。
痛點一:產品一致性差,良率低,批量交付難
- 傳統困局:?傳統平壓機因熱壓板加工精度以及熱壓板受熱后的熱變形影響,固化后的碳紙厚度一致性偏差較高,且采用間歇式壓合方式,只能生產特定尺寸規格片材,無法給客戶提供更多尺寸規格的卷材;傳統輥壓是“線接觸”施壓,壓力從輥子中心向兩端遞減,導致壓出的碳紙中間緊、兩邊松。這直接造成厚度不均、孔隙分布不一。同一批次甚至同一張碳紙的性能都可能波動,良率長期徘徊在85%左右,大規模訂單交付風險極高。
- 銘客靜等壓解決方案:?靜等壓技術依據流體的帕斯卡定律實現真正的“面接觸”均勻施壓。如同深海中的靜水壓力,從四面八方均勻作用在碳紙的每一個點上。
- 解決效果:
- 厚度一致性:將厚度公差從難以控制的十幾微米,穩定控制在?±3μm以內。
- 孔隙均勻性:?孔隙率可穩定達到?70% ±2%?的高標準。
- 良品率提升:?良品率從85%提升至?99%以上,讓大規模、高質量的穩定交付成為可能。
痛點二:生產效率低下,產能瓶頸突出,成本居高不下
- 傳統困局:?多數高質量壓合工藝是“批次式”生產,就像家用烤箱,一爐一爐地烤。生產節奏慢,設備啟停頻繁,能耗高,人工依賴性強,產能天花板觸手可及。
- 銘客靜等壓解決方案:?雙鋼帶靜等壓壓機設計本質是一條連續運行的“高溫高壓隧道”。基材從一端進入,經歷完整的壓實、固化、冷卻過程后,從另一端連續產出。
- 解決效果:
- 產能飛躍:?可實現?24小時不間斷生產,速度可達0.5-2.5米/分鐘,單線年產能高達?100萬平方米,效率提升5倍以上。
- 成本攤薄:?連續生產帶來的規模效應,顯著攤薄了單平方米的折舊、能耗和人工成本。實測顯示,綜合生產成本可降低?30%。
- 人力解放:?自動化程度高,每班操作人員可減少?67%。
痛點三:工藝窗口狹窄,調試試錯成本高,創新受限
- 傳統困局:?GDL碳紙的性能對溫度、壓力曲線極其敏感。傳統設備控溫不精、壓力曲線單一,難以精確復現實驗室的最佳工藝。想嘗試新配方、新結構?調試周期長,廢品率高,試錯成本讓人望而卻步。
- 銘客靜等壓解決方案:?提供的是一個高度靈活且精準可控的工藝平臺。
- 解決效果:
?- 精準控溫:?多區獨立溫控,精度達?±0.5℃,確保樹脂完美固化。
- 壓力可調:?壓力可在?0-12?bar?范圍內精準設定并保持極致均勻。
- 工藝復用:?一旦找到最優參數,即可通過系統“一鍵鎖定”,實現?100%?的工藝復現,保證產品性能穩定。
-?賦能研發:?南京銘客目前已有兩臺雙鋼帶靜等壓壓機試驗機為新材料、新結構的研發提供了可靠的量產級試驗平臺,大大降低了創新門檻和風險;同時也為創業初期資金投入較低,采購設備困難的情況下, 可提供為期一周到一個月的小批量代生產服務,提高企業碳紙產品交付能力,幫助企業初期跑通前期中試生產,降低前期設備采購的大量資金投入,降低風險。
痛點四:酚醛樹脂固化溢膠殘留,離型紙或脫模劑輔材損耗較高
- 傳統困局:酚醛樹脂固化后不易與壓板或鋼帶分離,傳統企業一般采用脫模劑或離型紙來達到脫膜工藝,但優質的脫模劑或離型紙采購價格較高,且生產流程中損耗就高,提高了碳紙生產成本,不利于產品市場競爭價格優勢。
- 銘客靜等壓解決方案:?銘客雙鋼帶靜等壓壓機可供客戶選擇鍍鉻壓機鋼帶。
- 解決效果:通過銘客工廠內部試驗機上下鍍鉻鋼帶碳紙固化實驗中發現,鍍鉻鋼帶相較于傳統壓機鋼帶在樹脂固化脫膜效果較好,溢膠殘留清除方便,搭配移動式清潔刷可輕松去除鋼帶表面殘膠,讓客戶減少在脫模劑和離型紙上的成本支出;鍍鉻鋼帶表面的鉻層顯著提高了鋼帶的硬度和耐磨性,另鍍鉻層在鋼帶表面形成的一層致密氧化膜,能夠有效阻隔氧、水和其他腐蝕截止的侵蝕,延長了鋼帶的使用壽命。
對于長期依賴進口設備的用戶,南京銘客作為國內企業,提供了更優解:
-?國產化替代:?打破進口壟斷,設備采購和維護成本更具優勢。
- 服務響應迅捷:?24小時技術支持,48小時工程師上門,徹底解決進口設備售后響應慢、備件周期長的痛點。
?實際應用成效:為客戶創造顯著價值某知名氫燃料電池企業采用銘客靜等壓雙鋼帶壓機后,在GDL碳紙生產方面取得了顯著成效:
- 產品良率大幅提升:從傳統工藝的85%提升至99%以上
- 生產效率顯著提高:日產能力達到3000平方米
- 能耗降低:綜合能耗降低35%
- 產品性能優化:
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?- 孔隙均勻性:70%±2%
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?- 面內電阻率:<5mΩ·cm
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?- 通過電阻:<8mΩ·cm2
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?- 抗拉強度:>20MPa
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?- 厚度均勻性:±3μm
?完善的服務體系和技術支持
南京銘客傳動系統有限公司為客戶提供全方位技術服務支持:
1. 工藝開發支持,專業的技術團隊協助客戶進行工藝參數優化和設備調試,確保設備能夠滿足特定的生產工藝要求。
2. 設備定制服務,根據客戶的特殊需求,提供設備定制服務,包括特殊尺寸、特殊配置等。
3. 安裝調試服務,經驗豐富的工程師團隊提供現場安裝調試服務,確保設備能夠快速投入生產。
4. 技術培訓,提供完整的操作和維護培訓,確保客戶能夠熟練掌握設備操作和維護技能。
5. 售后支持,建立24小時快速響應機制,提供及時的售后服務和技術支持,確保生產的連續性。
行業應用前景廣闊
銘客靜等壓雙鋼帶壓機不僅適用于氫燃料電池GDL碳紙生產,還可廣泛應用于多個領域:
- 燃料電池領域:GDL碳紙、催化層制備
- 固態電池:電極片壓實成型
- 復合材料:碳纖維預浸料制備
- 特種紙張:高密度壓實成型
- 新能源材料:各種功能性薄膜材料的制備
銘客雙鋼帶靜等壓壓機優勢:
南京銘客歷經十年技術沉淀,在雙鋼帶靜等壓壓機領域持續投入研發,目前已達到400℃高溫壓機,壓力精度控制在±2%以內,這些技術的積累,使得企業在選擇碳紙固化壓機時投入產出比是最大的,風險最小的最優解。目前國內卷對卷碳紙固化行業內的多數企業都選擇南京銘客作為合作伙伴。
發布時間: 2025-09-30