鉅大LARGE | 點擊量：806次 | 2021年10月18日
燃料動力電池金屬堆力量崛起
在石墨堆占據(jù)燃料動力鋰電池市場主流之際，金屬堆力量已經(jīng)悄然崛起。
高工氫電調(diào)研梳理發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段國內(nèi)金屬堆力量重要分為三類：一是以豐田、PowerCell、Nuvera、愛爾鈴克鈴爾為代表的國外金屬堆生產(chǎn)商正瞄向我國市場，其中豐田、PowerCell的金屬堆已實現(xiàn)裝機(jī)落地，Nuvera金屬堆生產(chǎn)項目已在浙江杭州正式落地。
二是本土崛起的以金屬堆為主營業(yè)務(wù)的電堆公司，以愛德曼、新研氫能、上海氫晨、明天氫能、國電投、上海驥翀、上海空間電源研究所、湖南振邦、上海氫源動力為代表，其中愛德曼斬獲浙江嘉善和佛山南海共236臺公交訂單（浙江嘉善50臺投入正式運營），明天氫能配套2臺氫能公交正式投入運營，國電投與我國中車聯(lián)合開發(fā)的氫能公交在寧波正式下線。
三是本土崛起的采取“兩手抓”策略的電堆公司，以新源動力、氫璞創(chuàng)能、鋒源氫能等為代表。其中新源動力推出了第三代產(chǎn)品大功率金屬雙極板電堆模塊HYSTK®-70，單堆功率85kW，電堆體積功率密度突破3.3kW/L；氫璞創(chuàng)能金屬堆產(chǎn)品與海馬汽車等車企展開合作，已經(jīng)開發(fā)了第二代產(chǎn)品，重要瞄向乘用車市場。
可以看到，國外先進(jìn)技術(shù)的輸入、國內(nèi)老牌力量的投入及新興公司的干勁正試圖改變國內(nèi)石墨堆一統(tǒng)天下的格局，并初步取得了一定成績。
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不過，在發(fā)展初期，鑒于金屬堆技術(shù)及工藝并沒有很成熟，市場應(yīng)用案例也不算多，業(yè)界仍然有諸多疑惑：①金屬堆應(yīng)用于商用車，壽命問題解決了嗎？②金屬堆更適合用于乘用車？應(yīng)用于商用車只是嘗試？③當(dāng)前金屬堆是嘗試性的應(yīng)用，還是會有持續(xù)性的市場需求？未來市場空間究竟多大，公司該如何抉擇？
也許很多問題在現(xiàn)在這個階段還不好回答，因為缺乏充分的驗證，同時技術(shù)進(jìn)步的力量也是難以估量的。但本著發(fā)展的眼光，率先展開深度探討是有必要的?；诖?，本文以實際案例為基礎(chǔ)，集合業(yè)內(nèi)資深人士的重要觀點，以期給讀者有益的參考與借鑒。
糾結(jié)點在于壽命
金屬堆單堆功率高，體積小重量輕，低溫冷啟動能力強(qiáng)，適合批量化生產(chǎn)，假如壽命問題能夠解決，有關(guān)燃料動力鋰電池汽車而言，無疑會是完美的選擇。
不過，現(xiàn)實往往不盡如人意。高工氫電調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在燃料動力鋰電池汽車上的應(yīng)用，相比于石墨堆，現(xiàn)階段金屬堆重要詬病于壽命與成本。金屬板表面改性耗時長、成本高，同時市場需求偏小未，難以實現(xiàn)批量化生產(chǎn)，導(dǎo)致金屬板比石墨板成本高出50%-80%。
成本高還不是重要制約因素，因為一旦規(guī)?；l(fā)展后，成本降低是遲早的事，未來比石墨板成本更低也不是不可能。相對而言，業(yè)內(nèi)更為關(guān)注的是，金屬堆壽命能否有較大的突破，比如從5000小時突破至1萬小時、1.5萬小時乃至更高，這才是其能否批量應(yīng)用的關(guān)鍵。
目前還沒有人能夠為金屬堆壽命下結(jié)論，重要原因一是缺乏充分的驗證，二是涂層材料與技術(shù)能否有巨大突破不好判斷。而不下結(jié)論，并不代表不能去探索嘗試，也不代表不能突破向前。這就是為何世界上最好的電堆技術(shù)掌握在車企手里，這些車企基本都支持金屬堆路線，同時國內(nèi)也已經(jīng)有一批公司堅定地選擇了金屬堆作為主營業(yè)務(wù)。
在他們看來，金屬堆是未來發(fā)展趨勢，假如成熟了可以快速地取代石墨堆在交通領(lǐng)域的應(yīng)用，只是要一個過程而已。
“石墨單堆很難做大功率，做到50-60kW再往上就比較少了，而金屬單堆輕松可以做到100kW以上?！币患胰剂蟿恿︿囯姵毓靖邔犹孤时硎?，金屬堆在交通領(lǐng)域應(yīng)用應(yīng)該是很廣泛的，像很多人認(rèn)為金屬堆適用于乘用車，石墨堆適合用于空間大的商用車，其實不然，比如長途重載這類車很大，但留給發(fā)動機(jī)的空間也較小，要更多的載貨空間。
事實上，很多選擇金屬堆路線的公司并不是盲目地看好金屬堆的優(yōu)點而忽視其缺點，他們有關(guān)金屬堆壽命的判斷，有基于對技術(shù)深刻認(rèn)識的專業(yè)分析。
上海驥翀創(chuàng)始人付宇表示：“影響金屬堆壽命的一個是材料體系，一個是工況。材料體系只要突破涂層技術(shù)，整個金屬板的壽命達(dá)到下游應(yīng)用的需求沒問題，我認(rèn)為隨著未來材料體系的提升，是可以達(dá)到1萬小時壽命的。另外，現(xiàn)階段對金屬堆壽命測試是在乘用車工況下測的，工況很復(fù)雜，在其他相對簡單的工況下，金屬堆壽命也可以相應(yīng)延長?！?/p>
愛德曼CEO龔靖則提醒道：“不應(yīng)該簡單比對石墨堆和金屬堆的壽命，就說誰壽命長誰壽命短，因為影響燃料動力鋰電池系統(tǒng)壽命的不僅僅是電堆，更取決于整個系統(tǒng)和控制策略?？唇饘俣褖勖降追环宪囕v要求，要看在車上實際跑的效果及耗氫量的多少。”
“壽命驗證是一個挺漫長的過程，目前金屬堆驗證沒有石墨堆驗證充分，所以可能就會有質(zhì)疑。”新源動力總工程師邢丹敏認(rèn)為，但通過突破材料體系，以及改善電堆問題，包括后續(xù)的操作條件、方法等，我認(rèn)為極大提高金屬堆壽命是有希望的。不能一刀切地認(rèn)為金屬堆只適用于乘用車而不適用于對壽命要求較高的商用車，只要性能與成本符合，都是有可能的。
公司心態(tài)與選擇
基于突破金屬堆壽命難關(guān)的信心，金屬堆力量在不斷壯大。從目前的金屬堆“隊伍”來看，既有實力雄厚的央企國家電投和公司上?？臻g電源研究所，也有燃料動力鋰電池“老將”新源動力和氫璞創(chuàng)能，更加有沖勁十足的新勢力愛德曼、新研氫能、上海氫晨、上海驥翀等。
其中愛德曼產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)批量裝機(jī)應(yīng)用；新研氫能獲得了首航節(jié)能的資本入股，批量生產(chǎn)線即將投產(chǎn)；上海氫晨獲得了申能能創(chuàng)的A輪戰(zhàn)略投資；上海驥翀也獲得了占據(jù)燃料動力鋰電池系統(tǒng)市場頭部地位的重塑科技的投資。
一系列跡象都表明，金屬堆市場前景被看好。與此同時，豐田、PowerCell、Nuvera、愛爾鈴克鈴爾等國際金屬堆領(lǐng)先公司正在滲入我國市場，必將促進(jìn)國內(nèi)金屬堆市場的競爭與進(jìn)步，正如當(dāng)初巴拉德率先進(jìn)入我國市場相同。
從這些公司的戰(zhàn)略抉擇來看，重要分成兩類：一是跟隨國際主流車企堅定金屬堆路線，以金屬堆為主營業(yè)務(wù)，缺乏需求就憑借技術(shù)實力創(chuàng)造需求，以搶占發(fā)展先機(jī)。這類公司不僅看好金屬堆在車用市場的應(yīng)用，認(rèn)為在無人機(jī)、備用電源、固定式發(fā)電等諸多領(lǐng)域也將有很好的應(yīng)用。面對國際領(lǐng)先金屬堆公司的進(jìn)入，也持良好競爭心態(tài)。
眾所周知，采用模壓工藝的石墨板可以提高產(chǎn)量、降低成本，加之備用電源、固定式發(fā)電站等應(yīng)用領(lǐng)域?qū)﹄娏髅芏纫蟛桓?，運行工況也不會像車輛那樣復(fù)雜，所以比較適合石墨堆的應(yīng)用。但在市場發(fā)展初期，各種可能性都是有的，金屬堆公司也不會輕易放棄這塊市場。
“針對這些領(lǐng)域的應(yīng)用需求，我們可以用不同的基材不同的涂層，也可以選擇低成本的材料方法。同時在這類工況下，金屬堆的壽命也可以延長。目前這塊市場也處在發(fā)展初期，還沒有真正確定下來，金屬堆也是很有機(jī)會的?！币患医饘俣压靖邔臃Q。
二是依客戶需求而定，近幾年石墨板仍然是市場主流，但金屬板在近幾年必然也會有嘗試應(yīng)用，后續(xù)一旦突破可能需求量會快速攀升，此時先投入做好技術(shù)儲備?！皟墒肿ァ辈皇榉乐箚我划a(chǎn)品競爭風(fēng)險的好策略，但這僅限于能夠承擔(dān)較大研發(fā)投入的公司。
氫璞創(chuàng)能銷售總監(jiān)趙亮表示，石墨堆和金屬堆都會有自己的應(yīng)用場景，要看各自技術(shù)的成熟度及具體的細(xì)分市場。目前整個技術(shù)水平，石墨堆是領(lǐng)先的，接下來的3-5年也會是主流應(yīng)用，但不排除商用車帶動乘用車發(fā)展起來后，金屬堆市場需求會快速提升。
“氫璞創(chuàng)能在行業(yè)里摸爬滾打十多年，經(jīng)歷了行業(yè)的起起伏伏，所以非常清楚不能武斷下結(jié)論，在不同的時間節(jié)點及不同的細(xì)分市場，得出的結(jié)論都有可能不相同?！壁w亮說，基于這樣的考慮，公司同時布局碳基復(fù)合板電堆和金屬板電堆。
鋒源氫能技術(shù)總監(jiān)袁蘊(yùn)超透露：“客戶希望燃料動力鋰電池系統(tǒng)采用何種電堆，是有自己的需求的。石墨板可能在壽命表現(xiàn)上更好點，認(rèn)為更適用于長壽命商用車；金屬堆體積小、功率高，更希望用于乘用車上。當(dāng)然也有客戶希望將金屬堆用在商用車上，每家客戶的選擇會不相同，我們的產(chǎn)品開發(fā)會依據(jù)客戶需求而定?！?/p>
客觀來看，金屬堆是正處于打磨過程中的產(chǎn)品，還要很多的測試驗證，要很多的積累，才能成為足夠成熟的產(chǎn)品。也正是因為不成熟，才給了眾多公司運用技術(shù)去創(chuàng)造市場的可能性，這份“創(chuàng)造”有關(guān)處于發(fā)展初期階段的燃料動力鋰電池行業(yè)而言，彌足珍貴。
