鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:760次 | 2021年10月29日
燃料動(dòng)力電池質(zhì)子交換膜市場(chǎng)前景逐漸明朗
作為車用燃料動(dòng)力鋰電池核心材料,質(zhì)子交換膜技術(shù)門檻極高。全球燃料動(dòng)力鋰電池汽車發(fā)展多年以來(lái),國(guó)內(nèi)外很多公司投入過(guò)質(zhì)子交換膜的研發(fā)生產(chǎn),但大多因?yàn)楦鞣N各樣的原因或停滯或放棄該業(yè)務(wù),能夠長(zhǎng)期堅(jiān)持下來(lái)的寥寥無(wú)幾。如今全球發(fā)展燃料動(dòng)力鋰電池汽車愿景日漸清晰,質(zhì)子交換膜市場(chǎng)前景逐漸明朗,公司該如何把握這新一輪的發(fā)展機(jī)遇?
戈?duì)柍闪⒂?958年,是一家以材料科技為本的全球性公司,從發(fā)明GORE-TEX®面料推動(dòng)戶外服飾行業(yè)革新,到創(chuàng)造醫(yī)療器械改善生活、拯救生命,以及在航天、醫(yī)藥和移動(dòng)電子等行業(yè)中實(shí)現(xiàn)更出色的產(chǎn)品性能等。公司總部位于美國(guó)特拉華州紐瓦克市,在全球擁有約9500名員工,年收入逾35億美元。
在車用燃料動(dòng)力鋰電池質(zhì)子交換膜領(lǐng)域,戈?duì)杽?chuàng)造性地發(fā)明ePTFE(膨體聚四氟乙烯)的專有增強(qiáng)膜技術(shù),所以核心產(chǎn)品GORE-SELECT®PEM具有超薄、耐用、高功率密度的特性,與全球領(lǐng)先的新能源汽車制造商和燃料動(dòng)力鋰電池公司有著廣泛而深入的合作。豐田MIRAI、現(xiàn)代NEXO和本田CLARITY等都采用戈?duì)柈a(chǎn)品,被認(rèn)為是滿足汽車應(yīng)用挑戰(zhàn)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
從技術(shù)和工藝來(lái)看,戈?duì)栔阅軌蛞I(lǐng)全球車用質(zhì)子交換膜的發(fā)展,重要源于四點(diǎn):1、質(zhì)子交換膜的質(zhì)子傳導(dǎo)是通過(guò)酸性的有電阻功能的氟磺酸離聚體樹脂,戈?duì)栐诮甑难邪l(fā)過(guò)程中,篩選和評(píng)測(cè)眾多不同特性離聚體,找到最佳方法,適應(yīng)不同工況條件的需求;
2、作為ePTFE膜的發(fā)明者和領(lǐng)先者,戈?duì)柨梢宰匀绲貙?duì)膜微觀機(jī)構(gòu)進(jìn)行工程設(shè)計(jì),獨(dú)特的ePTFE膜微觀結(jié)構(gòu)幫助實(shí)現(xiàn)氟磺酸離聚體的最佳性能;
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
3、耐久性是車用質(zhì)子交換膜的一大技術(shù)瓶頸,而戈?duì)柲ぜ夹g(shù)打破了傳統(tǒng)質(zhì)子交換膜質(zhì)子傳導(dǎo)性和耐久性的矛盾。其通過(guò)特殊的膜結(jié)構(gòu)選擇來(lái)達(dá)到很高的機(jī)械強(qiáng)度,降低溶脹,同時(shí)優(yōu)選的助劑配方實(shí)現(xiàn)極強(qiáng)的化學(xué)耐久性,使質(zhì)子交換膜持久地保持高性能;
4、規(guī)?;a(chǎn)、批量穩(wěn)定性和質(zhì)量均一性是車用質(zhì)子交換膜的關(guān)鍵。戈?duì)栕灾餮邪l(fā)的生產(chǎn)流程和工藝,特別是百萬(wàn)平米級(jí)別的持續(xù)生產(chǎn)線是質(zhì)子交換膜技術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室,成為其產(chǎn)品走向大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的保證。
從產(chǎn)品來(lái)看,戈?duì)栐鰪?qiáng)型質(zhì)子交換膜每年出貨量達(dá)幾十萬(wàn)平米,且逐年遞增中。目前公司出貨量較多的是18μm、15μm的質(zhì)子交換膜。在超薄膜應(yīng)用提速的形勢(shì)下,戈?duì)?μm超薄膜也得到客戶的好評(píng)。雖然超薄膜技術(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于同行,但戈?duì)枌?shí)驗(yàn)室里已經(jīng)儲(chǔ)備了5μm乃至更薄膜的技術(shù)能力,正等待合適的產(chǎn)業(yè)化時(shí)機(jī)。
高工氫電了解到,目前下游客戶對(duì)超薄膜很感興趣,重要原因在于超薄增強(qiáng)膜大大降低質(zhì)子傳導(dǎo)阻力,降低歐姆極化,提高電堆功率密度。同時(shí)超薄的設(shè)計(jì)更加有利于水氣的傳導(dǎo),特別是在低濕條件下,提升整個(gè)電堆的運(yùn)行性能。超薄膜還意味著原料更節(jié)省,系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加靈活,開(kāi)發(fā)者可以開(kāi)發(fā)更簡(jiǎn)單更低成本的系統(tǒng)?!?/p>
超薄膜要實(shí)現(xiàn)更好的性能,技術(shù)難度比尋常膜大得多。而戈?duì)朑ORE-SELECT®PEM是基于ePTFE(膨體聚四氟乙烯)增強(qiáng)的超薄高耐久離子交換膜技術(shù)。該技術(shù)的亮點(diǎn)是通過(guò)超薄(可低于10微米)增強(qiáng)設(shè)計(jì)(獨(dú)特的ePTFE微觀結(jié)構(gòu))和特殊的原材料(氟磺酸離聚體以及助劑配方),提高燃料動(dòng)力鋰電池質(zhì)子傳導(dǎo)性能,提升功率密度,增強(qiáng)機(jī)械和化學(xué)耐久性,延長(zhǎng)整個(gè)系統(tǒng)在車輛使用環(huán)境下的壽命。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
經(jīng)過(guò)實(shí)際驗(yàn)證,戈?duì)?μm膜的化學(xué)耐久性和壽命比肩18μm膜。其在保證膜質(zhì)子傳導(dǎo)性能的情況下極大地降低了膜溶脹失效,化學(xué)降解失效,特別是在高溫低濕的環(huán)境下。同時(shí)戈?duì)柾ㄟ^(guò)膜的特殊微觀機(jī)構(gòu),有效降低滲氫率,同時(shí)不影響質(zhì)子通過(guò)效率,這大大提高了系統(tǒng)的燃料效率。
從產(chǎn)線建設(shè)來(lái)看,戈?duì)柎蛟炝巳蚴讞l符合汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的大規(guī)模持續(xù)生產(chǎn)線,位于日本岡山市,設(shè)計(jì)產(chǎn)量達(dá)數(shù)百萬(wàn)平米/年,采用最新一代工藝設(shè)計(jì),滿足整車公司嚴(yán)苛的質(zhì)量要求,能夠顯著降低生產(chǎn)不可控因素及人力成本。
從下游應(yīng)用來(lái)看,20多年來(lái),戈?duì)柕谋∧ぴ陬I(lǐng)先的整車廠以及全球數(shù)以萬(wàn)計(jì)的車輛(包括乘用車、商用車、叉車等)、無(wú)人機(jī)、便攜式和固定式發(fā)電、儲(chǔ)能等應(yīng)用中已經(jīng)得到廣泛驗(yàn)證。
車用燃料動(dòng)力鋰電池質(zhì)子交換膜方面,目前全球領(lǐng)先的燃料動(dòng)力鋰電池汽車制造商均選用戈?duì)柲ぷ鳛槲ㄒ还?yīng)商應(yīng)用到其量產(chǎn)車型上,比如豐田MIRAI、本田CLARIFY、現(xiàn)代NEXO、上汽FCV系列等。同時(shí),戈?duì)柡蛧?guó)內(nèi)其他眾多整車公司、系統(tǒng)制造商也在進(jìn)行大量合作。