電堆是電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的場所，也是氫燃料動力鋰電池的核心部件。助力新能源汽車大規(guī)模推廣應(yīng)用，近日上海驥翀氫能科技有限公司對外宣布，已成功研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全國產(chǎn)化氫燃料動力鋰電池電堆MH170，該產(chǎn)品具有單堆功率高、比功率密度高、壽命與可靠性高、量產(chǎn)成本低等優(yōu)勢，可以滿足乘用車、大巴、物流車、重卡、特專車等不同車型的需求。

電堆是氫燃料動力鋰電池系統(tǒng)里技術(shù)難度最高的部分，其性能如何直接關(guān)系著氫燃料動力鋰電池動力乃至整車性能的好壞。而從成本上看，電堆約占?xì)淙剂蟿恿︿囯姵叵到y(tǒng)的一半，是氫燃料動力鋰電池汽車?yán)飭蝺r最高的部件。

“由于技術(shù)的高壁壘和高投入，目前全球僅有少數(shù)大型車企和相關(guān)科研院所的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)有專業(yè)電堆的產(chǎn)品工程開發(fā)能力。”驥翀氫能創(chuàng)始人付宇博士介紹，國內(nèi)氫燃料動力鋰電池產(chǎn)業(yè)近二十年來雖然有一定的技術(shù)積累，但發(fā)展速度較為緩慢，因此供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)都很匱乏，目前能供應(yīng)成熟金屬板電堆工藝開發(fā)和設(shè)備的供應(yīng)商少之又少。

以電堆的重要組件——金屬雙極板為例，因?yàn)閾碛匈|(zhì)量輕體積小、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、量產(chǎn)成本低等優(yōu)勢，考慮到車輛空間限制和批量制造便利性因素，近年來燃料動力鋰電池金屬雙極板電堆被國內(nèi)外車企寄予了厚望。但由于金屬在燃料動力鋰電池酸性電化學(xué)環(huán)境下易腐蝕，若用耐蝕又導(dǎo)電性好的貴金屬作為金屬板的涂層，成本又難以滿足商業(yè)化應(yīng)用要求。所以，如何兼顧導(dǎo)電性、耐腐蝕性和低成本的綜合要求，成為金屬雙極板研發(fā)亟待解決的一大行業(yè)難題，也成為燃料動力鋰電池金屬雙極板電堆大規(guī)模推廣應(yīng)用不可或缺的前提一個條件。

“金屬的導(dǎo)電性和耐腐蝕性是一個相矛盾的特性，僅僅有部分貴金屬可滿足性能要求，考慮到成本因素，將滿足條件的非貴金屬作為涂層，是最理想的解決方法。”付宇表示。

說起來容易做起來難。金屬板涂層對材料和工藝要求極高，豐田、本田等國際一流車企都尚未攻克此技術(shù)，受此影響目前金屬雙極板國產(chǎn)化程度也極低。明知山有虎偏向虎山行。驥翀氫能“逆行”的底氣源自多年來的積累和堅(jiān)持不懈的努力。

從2001年開始就一直從事氫燃料動力鋰電池研發(fā)的付宇，博士論文研究的正是金屬板表面涂層，此后又相繼參與了中科院大連化學(xué)物理研究所的氫燃料動力鋰電池電堆科學(xué)研究與樣機(jī)開發(fā)、新源動力暨燃料動力鋰電池及氫源技術(shù)國家工程研究中心的車用電堆產(chǎn)品工程化開發(fā)與批量驗(yàn)證、愛德曼氫能源裝備有限公司與上海重塑能源有限公司的電堆技術(shù)國際合作與自主開發(fā)等工作，積累了較深的材料、工藝與裝備工程相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

20年持之以恒的致力于車用燃料動力鋰電池電堆研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化工作，第一發(fā)明人專利在領(lǐng)域內(nèi)排名全國前三，如今付宇帶領(lǐng)著他的團(tuán)隊(duì)交出了一張滿意的答卷：驥翀氫能自主研發(fā)的第一代車用氫燃料動力鋰電池電堆——MH170，采用超高耐蝕導(dǎo)電非貴金屬涂層技術(shù)，成功解決了制約金屬雙極板產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的核心技術(shù)難題。

電堆成本重要包括研發(fā)成本和材料成本兩大部分。通過自主研發(fā)和正向設(shè)計(jì)，驥翀氫能大大降低了研發(fā)成本。而在材料方面，“此前國外一些車企的金屬雙極板因?yàn)椴捎缅兘鸹蜮伜辖鸬炔牧希杀疽恢本痈卟幌拢备队罡嬖V記者，采用了超高耐蝕導(dǎo)電非貴金屬涂層技術(shù)的MH170，材料成本極具優(yōu)勢。此外，由于MH170電堆比功率密度高，達(dá)到同樣功率可以減少材料用量，而電堆裝配和雙極板生產(chǎn)又通過公司內(nèi)部及金屬板產(chǎn)業(yè)鏈上的戰(zhàn)略供應(yīng)商完成，因此，驥翀氫能的電堆產(chǎn)品較競品的成本降低了近一半，而且每一代電堆成本較上一代還可進(jìn)一步降低30%-50%。

根據(jù)付宇供應(yīng)的數(shù)據(jù)，以衡量汽車動力的比功率指標(biāo)為例。目前市場上石墨板電堆的體積比功率通常在2kW/L以下，國產(chǎn)金屬板電堆的體積比功率在2.5-2.8kW/L，國際主流車企的電堆為3.1kW/L。驥翀氫能第一代電堆MH170達(dá)到了3.2kW/L，在研的下一代電堆可達(dá)4.3kW/L。這意味著什么？“同樣體積大小的電堆，MH170供應(yīng)的動力要遠(yuǎn)超過市面上常見的成熟電堆產(chǎn)品。”付宇解釋。

不僅如此，該產(chǎn)品還在其他性能方面亦有著突出表現(xiàn)。比如，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、低溫自啟動能力強(qiáng)、量產(chǎn)工藝工序少。“汽車屬于工業(yè)產(chǎn)品，適用環(huán)境具有較高的復(fù)雜性，在車載高頻振動的路況下，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不高的石墨板就容易造成電堆失效。MH170在設(shè)計(jì)上和工藝上都有很高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，保證了車用環(huán)境下的可靠性。”付宇舉例。

他介紹，驥翀氫能計(jì)劃今年下半年將第一代產(chǎn)品MH170推向市場，進(jìn)行整車的實(shí)際壽命與可靠性運(yùn)行評價，并在中試基地建成后于明年下半年量產(chǎn)，一期規(guī)劃產(chǎn)量為2000臺/年。該產(chǎn)品目前已經(jīng)和國內(nèi)兩家頭部整車廠和系統(tǒng)商形成合作。

“隨著第一代產(chǎn)品交付應(yīng)用，驥翀氫能計(jì)劃2個月后上市升級版電堆產(chǎn)品，在單堆功率和比功率密度方面有望大幅提升，以適應(yīng)更廣泛的應(yīng)用場景。目前驥翀研發(fā)團(tuán)隊(duì)已累計(jì)申報(bào)專利30余項(xiàng)，未來MH系列氫燃料動力鋰電池電堆將率先應(yīng)用于大巴、物流車、重型卡車、特專車（垃圾車、清掃車）等，并在時機(jī)成熟時拓展乘用車市場，更好助力新能源汽車推廣應(yīng)用。”付宇表示。