雙極板在燃料電池電堆的質(zhì)量、體積和成本上占有重要地位。 因此，不斷改進(jìn)雙極板制造技術(shù)對(duì)于減輕燃料電池電堆的質(zhì)量和體積，降低燃料電池電堆的成本具有重要意義。 對(duì)于目前專注于石墨雙極板電堆的國(guó)外燃料電池企業(yè)來說尤其如此。

日本能源部的研究數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)燃料電池的生產(chǎn)規(guī)模從1萬套/年下降到50萬套/年時(shí)，質(zhì)子交換膜和二氧化碳擴(kuò)散層的成本仍會(huì)隨著規(guī)模的擴(kuò)大而增加，但此時(shí)電堆的成本主要取決于電極催化劑和雙極板的材料劑量和價(jià)格，這與技術(shù)和工藝水平密切相關(guān)。

從氫電高研院（GGII）對(duì)省內(nèi)主要?dú)淙剂想姵仉姸鸭跋到y(tǒng)企業(yè)的監(jiān)管情況來看，我國(guó)氫燃料電池電堆以石墨雙極板為主，單體額定功率堆棧基本上是100%。 30kW以上，主要面向商用車領(lǐng)域。

盡管如此，國(guó)外大規(guī)模量產(chǎn)的石墨雙極板大多采用CNC加工工藝。 2019年CNC加工石墨雙極板市場(chǎng)占有率達(dá)到90%以上。 這個(gè)過程在技術(shù)上已經(jīng)越來越成熟。

但由于CNC加工工藝復(fù)雜，加工周期長(zhǎng)，加工成本占雙極板整體成本的60%以上。 CNC加工石墨雙極板在降低成本方面已經(jīng)接近天花板。

“如果能滿足片以上的采購需求，公司單片雙極板的價(jià)格可以在100元以內(nèi)（一套200元以內(nèi)）。” 國(guó)內(nèi)某知名石墨雙極板企業(yè)市場(chǎng)總監(jiān)告訴高工氫電，在目前條件下，機(jī)加石墨板成本下降空間不大。

機(jī)加工工藝接近成本降低的天花板，是否意味著模壓石墨板面世的時(shí)代已經(jīng)到來？

事實(shí)上，與機(jī)加工石墨板相比，模壓石墨板最大的優(yōu)勢(shì)是持續(xù)時(shí)間短、效率高，更符合燃料電池商業(yè)化量產(chǎn)的要求。

根據(jù)模壓石墨板材料的不同，模壓石墨板分為三種不同類型：膨脹石墨模壓雙極板、聚合物-碳復(fù)合雙極板和石墨/金屬雙極板。 前兩種石墨復(fù)合板都是以石墨為主要基材，石墨/金屬復(fù)合板采用一面用金屬一面用石墨的特殊工藝。

“模壓復(fù)合石墨板需要優(yōu)化合適的原材料和連續(xù)成型工藝，以提高雙極板的應(yīng)用性能，從而提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。” 國(guó)內(nèi)某家電企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人告訴高工氫動(dòng)力，要想做好模壓復(fù)合板，必須把握好材料和成型的核心工藝。

就聚合碳復(fù)合雙極板而言，導(dǎo)電石墨濾芯和樹脂的種類及其配比都是各家公司的機(jī)密，在濁度率和機(jī)械硬度的設(shè)計(jì)上必須做出一定的權(quán)衡。

“石墨顆粒的大小和分布及其與樹脂結(jié)合產(chǎn)生均勻混合物的能力對(duì)雙極板的導(dǎo)電性有很大影響。” 武漢雄雄副總裁姜洪春認(rèn)為，模壓復(fù)合石墨板正處于量產(chǎn)階段。 需要突破材料和成型的核心工藝，這需要經(jīng)驗(yàn)的積累。

值得一提的是，由于模壓復(fù)合石墨板路線融合了更復(fù)雜的材料和工藝，需要對(duì)燃料電池有更深入的了解。 因此，國(guó)外專注模壓石墨板工藝的企業(yè)基本都是電堆廠商。 石墨雙極板企業(yè)很少押注這條工藝路線。

高工氫電在考察過程中了解到，不僅國(guó)宏生物質(zhì)能源（源自巴拉德技術(shù)）已實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，國(guó)外主要石墨板電堆廠商也已儲(chǔ)備模壓復(fù)合石墨板量產(chǎn)技術(shù)。 國(guó)外3家以上知名電堆公司正在籌劃量產(chǎn)計(jì)劃，鑫源電力的石墨/金屬復(fù)合雙極板已實(shí)現(xiàn)批量電堆。

“模壓石墨復(fù)合板是未來趨勢(shì)，已經(jīng)成為行業(yè)共識(shí)，預(yù)計(jì)下半年到今年會(huì)有小爆發(fā)。” 國(guó)內(nèi)某燃料電池企業(yè)高管直言，該公司模壓復(fù)合石墨板已經(jīng)達(dá)到量產(chǎn)要求。 市場(chǎng)規(guī)模化需求，成型復(fù)合石墨板堆將快速推向市場(chǎng)。