I. Osnovna definicija izdelka
Grafitna bipolarna plošča z vgrajenim praškom (kompozitna grafitna plošča) je jedrna prevodna pregradna komponenta vodikovih gorivnih celic z membrano za izmenjavo protonov in vseh-vanadijevih tekočih baterij za shranjevanje energije. Sestavljen je iz-kosmičastega grafitnega prahu visoke čistosti kot glavnega telesa, v kombinaciji s smolnim vezivom in dodatki za modifikacijo prevodnosti za mešanje in granulacijo. Neposredno je oblikovan z-enkratnim vročim stiskanjem z dvo-stranskimi pretočnimi kanali, tesnilnimi utori in dovodnimi kanali, brez potrebe po naknadnem CNC rezkanju in graviranju. To je nova nizko{7}}stroškovna množična proizvodna pot za zamenjavo tradicionalnega izostatičnega stiskanja rezkalnih grafitnih bipolarnih plošč, namenjena predvsem zračno{8}}hlajenim gorivnim celicam male in srednje moči, prenosnim virom energije na vodik, viličarjem AGV in vanadijevim tekočinskim pretočnim baterijam za shranjevanje energije v gospodinjstvih.
II. Osnovni sistem formule surovin
1. Glavni materiali: visoko{1}}čist kosmičast grafitni prah (predstavlja 80 % - 90%)
Uporabite več{0}}stopenjski prah: grobi delci 50 - 100 μm, srednji delci 10 - 50 μm, ultra fin prah 0.1 - 10 μm mešani in sestavljeni za izboljšanje nasipne gostote in zmanjšanje poroznosti; vezani ogljik Večji ali enak 99 %, vsebnost nečistoč pepela Manjši ali enak 0,3 %, izogibanje onesnaženju membranskih elektrod s težkimi kovinami.
2. Vezavna faza: termoreaktivna fenolna smola (8% - 15%)
Uravnotežite prevodnost in trdnost: presežna vsebnost smole bo znatno zmanjšala prevodnost, prenizka pa bo povzročila krhkost plošče in uhajanje plina; visokokakovostne- formulacije dodajo majhno količino PTFE (3 % - 5%) za izboljšanje hidrofobnosti in odpornosti na kislinsko in alkalno korozijo.
3. Modificirani dodatki (manjši dodatek)
Grafen, ogljikove nanocevke, kratko{0}}rezana ogljikova vlakna, izboljšanje-prevodnosti v ravnini in upogibne trdnosti; silansko spojno sredstvo, ki izboljšuje vmesno vez med grafitom in smolo, zmanjšuje delaminacijo in napake v zračnih luknjah.
III. Standardno integrirano oblikovanje Celoten tok proizvodnega procesa
Pre-obdelava prahu: čiščenje s kislinskim pranjem grafitnega prahu, sušenje za odstranitev nečistoč; modifikacija površine s spojnim sredstvom za izboljšanje združljivosti s smolo.
Visoko-hitrostno mešanje in granulacija: Grafitni prah + smola + dodatki, zaprto visoko-hitrostno mešanje, razpršilna granulacija za pridobitev enakomernega materiala delcev z dobro fluidnostjo, reševanje problema stratifikacije prahu in neenakomernega polaganja.
Natančno plastenje: kvantitativno in enakomerno polaganje v votlino natančnega kalupa, da se zagotovi enakomerna gostota na vseh delih bipolarne plošče.
Gradientno vroče stiskanje Integrirano oblikovanje (jedrni postopek)
Oprema: 315 - 800 ton štiri-stolpni vroče stiskalni stroj; parametri: temperatura 180 - 220 stopinj, tlak oblikovanja 150 - 300 MPa, zadrževalni tlak 5 - 12 minut;
Prednosti: neposredno oblikovanje pozitivnih in negativnih dvo-stranskih pretočnih kanalov, tesnilnih izboklin in zračnih-vodnih lukenj znotraj kalupa, v bistvu brez potrebe po sekundarnem rezkanju po odstranitvi iz kalupa.
Utrjevanje v inertni atmosferi: Gradientno ogrevanje z dušikom, popolno navzkrižno-povezovanje in utrjevanje smole, zmanjšanje notranjih mikro{1}}por in izboljšanje tesnosti za plin.
Naknadna-obdelava: rezanje robov, hidrofobna impregnacija, zaznavanje zrakotesnosti, celoten pregled velikosti, sortiranje in pakiranje.
IV. Kazalniki učinkovitosti osnovnega materiala (nacionalni standard GB/T 45123 - 2025)
| Preizkusni predmet | Standardni parameter |
|---|---|
| Nasipna gostota | 1,75~1,95 g/cm³ |
| Ravninska prevodnost- | Večji ali enak 90 S/cm |
| Upogibna trdnost | Večji ali enak 35 MPa |
| Prepustnost plina | Manjše ali enako 1 × 10⁻⁶ cm²/(s·atm) |
| Kontaktna odpornost | Manjši ali enak 10 mΩ·cm² |
| Območje delovne temperature | -40 stopinj ~ 120 stopinj |
| Kislinska korozija Hujšanje | Manj ali enako 0,8 mg/cm²(钒液流工况) |
V. Stiskanje prahu v primerjavi s tradicionalnim izostatičnim stiskanjem za obdelane grafitne plošče (primerjava glavne industrije)
Proizvodni stroški
Stiskanje: stopnja izkoristka materiala 99 %, brez odpadkov pri strojni obdelavi, stroški posameznega lista so znižani za 12 % do 18 %; cikel oblikovanja približno 2 minuti na list, letna proizvodna zmogljivost na linijo preko 300.000 listov.
Strojna obdelava: izguba grafitnih blokov pri strojni obdelavi več kot 40 %, visoki stroški pet-osnega CNC delovanja, cena posameznega lista za 20 % do 30 % višja, proizvodna zmogljivost je omejena.
Izkoristek izdelka
Integrirano kompresijsko oblikovanje brez rezalnih odrezkov ali napak v plastenju, izkoristek množične proizvodnje od 91 % do 99,9 %;
Strojna obdelava: grafit je krhek, globoki žlebovi in tanko{0}}stenski pretočni kanali, ki so nagnjeni k krušenju, izkoristek le 70 % do 82 %. Lahka teža
Oblikovana gostota je približno 1,85 g/cm³. V primerjavi s strojno obdelavo in izostatičnim tlačnim grafitom oblikovana različica zmanjša težo za 7 % do 10 % za isto obliko kalupa, kar neposredno zmanjša skupno težo baterije in je primerna za drone in mobilne vire energije.
Slabosti delovanja
Smolna matrica oblikovane kompozitne plošče je manj odporna na staranje pod dolgotrajnimi -visokimi{1}}temperaturnimi pogoji kot čisti grafit z izostatičnim tlakom. Za visokozmogljive-vodno{4}}hlajene akumulatorje za vozila so grafitne plošče še vedno prednostne za strojno obdelavo. Oblikovana različica je primernejša za nize-zračno-hlajene nize-majhne in srednje močne in nize baterij za shranjevanje energije.
Cikel prilagajanja
Oblikovanje: novi kalupi potrebujejo 7 do 10 dni, da so pripravljeni, dostava serije pa traja 5 do 7 dni;
Strojna obdelava: Stroj lahko začne delovati takoj, ko je risba izdana, brez potrebe po izdelavi kalupa. Vzorci majhnih serij so bolj prilagodljivi.
VI. Glavne prednosti in slabosti prednosti izdelka
Integrirano oblikovanje: Pretočni kanal in tesnilni utor sta oblikovana v enem koraku, s čimer se odpravi več postopkov rezkanja in poveča hitrost dostave;
Izjemno stroškovno-učinkovit, primeren za male in srednje-proizvajalce baterijskih sklopov za nadzor stroškov in je glavna pot za zmanjšanje stroškov v industriji vodikove energije;
Lahka in visoka konsistenca, nihanje gostote in odpornosti posamezne serije plošč je izjemno majhno, izhod baterije pa je stabilen;
Odporno-na korozijo, spremenjeno formulo je mogoče neposredno uporabiti v okolju močnega kislega elektrolita vseh-anadijevih tekočih hranilnikov energije;
MOQ-prijazno, ko je kalup dokončan, je mogoče sprejeti majhne serije naročil, primerne za mala in srednje-podjetja za dobavo vzorcev in pilotno proizvodnjo.
Slabosti
Omejena uporaba za visoko{0}}zmogljive (večje od ali enake 50 kW) vodno{2}}hlajene dolgotrajne-komercialne baterijske pakete, saj je smola nagnjena k staranju pod dolgotrajnimi-visokimi-temperaturnimi pogoji;
Razvoj novih izdelkov zahteva uporabo jeklenih kalupov, stroški majhnega števila ne-standardnih vzorcev pa so relativno visoki;
Učinkovitost notranje prevodnosti je nekoliko nižja kot pri grafitnih blokih s čistim izostatičnim tlakom visoke{0}}gostote.
VII. Glavni scenariji nadaljnjih aplikacij
Polje vodikovih gorivnih celic
1~30kW zračno{2}}hlajeni baterijski paketi: zračna vozila brez posadke, viličarji AGV, vozila za ogled znamenitosti, prenosni viri energije na vodik za zunanjo uporabo, oprema za rezervno napajanje;
Polno-shramba vanadijeve tekoče baterije
Elektrarne za domačo uporabo/industrijsko in komercialno porazdeljeno shranjevanje,-elektrarne za dolgoročno shranjevanje energije za fotovoltaične sisteme, odporne na močan kisli elektrolit;
Posebno rezervno napajanje
Neodvisni vodikovi{0}}električni paketi za shranjevanje energije za rudnike, otoke in raziskave na terenu.
VIII. Trenutni industrijski standardi in zahteve skladnosti
Obvezni nacionalni standardi: GB/T 45123-2025 "Proton Exchange Membrane Fuel Cell Graphite Bipolar Plates", ki določa mejne vrednosti za prevodnost, zrakotesnost in mehansko trdnost;
Skladnost z varstvom okolja: surovine in končni izdelki so v skladu z RoHS, brez emisij težkih kovin;
Nadzor izvoza: Grafitni prah-visoke čistosti je blago-za dvojno uporabo in izvozna podjetja morajo pridobiti ustrezna dovoljenja.
IX. Področje industrijskega trga (od leta 2026)
Sedež: velike{0}}proizvodne linije so opremljene s sedeži malih in srednje{1}}podjetji za vodikovo energijo, ki se osredotočajo na 10~30kW zračno{4}}hlajene baterije za ujemanje;
Majhne tovarne grafitnih izdelkov: Vstopite na trg z zmernimi vstopnimi ovirami, 630-tonski stroj za vroče stiskanje lahko doseže množično proizvodnjo in dobavo lokalnim malim in srednje velikim tovarnam baterijskih paketov in opreme za shranjevanje energije;
Tržni trend: Podatki z razstave o vodikovi energiji FCVC kažejo, da stopnja prodora majhnih baterijskih sklopov v pra-litih grafitnih ploščah narašča iz leta v leto, delež zračno{1}}hlajenih baterijskih paketov pa bo leta 2026 presegel 65 %; Industrijski cilj je dodatno znižati stroške posameznega lista za 10 % leta 2028 in v celoti nadomestiti nizko-rezkane grafitne plošče.
X. Proizvodnja, kakovost in po{1}}podporno poznavanje industrije
1. Proizvodna zmogljivost
Standardna 630{1}}tonska enolinijska dnevna proizvodna zmogljivost 800~1200 plošč; Podpora za hitro preklapljanje več specifikacij kalupov in sočasna naročila承接 za bipolarne plošče za shranjevanje energije vodikovih gorivnih celic in tekočega vanadija.
2. Popoln-nadzor kakovosti procesa
Vhodni pregled praškastega materiala → Spremljanje velikosti delcev pri mešanju →-snemanje temperature in tlaka vlivanja v realnem času → 100-odstotno nepredušno preverjanje končnih izdelkov, pregled vzorčenja s štirimi-sondami in pregled-polne velikosti; Ohranite vzorce iz vsake serije, podatke je mogoče izslediti in zagotovite verodostojna poročila o testiranju tretjih-oseb.
3. Dostava in pakiranje
Standardne kalupe je mogoče dostaviti v 3 dneh; Nove kalupe je mogoče vzorčiti v 7–10 dneh, naročila velikih serij pa je mogoče dostaviti v 5–8 dneh; Notranja plast proti-statični biserni bombaž, zunanja plast lesena -odporna škatla za zaščito pred udarci pri transportu in uhajanje vlage.
4. Tehnična po-prodajna podpora
Pred-prodaja: Pomoč strankam pri optimizaciji strukture pretočnih kanalov in prilagajanju formule prahu, da ustreza moči baterijskega paketa;
Med prodajo: Zagotovite podatke o preskusu zmogljivosti za ujemanje paketa baterij;
Po-prodaja: Brezplačna zamenjava za puščanje plošče in odpornost, zagotavljanje rešitev za optimizacijo postopka stiskanja kalupov.
