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氢燃料电池构成组件(氢燃料电池是什么原料制造)

工品易达2022-10-16电池14

氢燃料电池堆压装机的结构组成有哪些?

电堆,是电化学反应发生的场所,是燃料电池动力系统的核心部件,是指将多个燃料电池组成的电池堆,目的是为了获得实际应用所需的功率。电堆的核心部件包括双极板和膜电极等,通过双极板和膜电极的交替叠合,各单体之间通过密封件密封,再经前、后端板压紧后用螺杆等方式紧固,就会构成燃料电池电堆。电堆工作时,氢气和空气(氧气)分别由阴阳极进口引入,通过电堆气体公用管道分配到各单电池的双极板,再经过双极板导流均匀分配到电极,通过电极支撑体与催化剂接触进行电化学反应。

膜电极是氢燃料电池的核心组件?

膜电极是氢燃料电池的核心组件,是燃料电池动力的根本来源,其成本占据燃料电池电堆的70%,占据燃料电池动力系统的35%。

亚南膜电极具有如下重要特性:

1、 功率密度高:最高功率密度可达1.17W/cm2@0.60V;

2、铂使用量低:铂使用量为0.40mg Pt/cm2;

3、低湿度运行:可在30%的相对湿度下温度运行;

4、稳定性/耐久性好:膜电极已经过30kW电堆2000小时的测试;

5、封装结合牢固,耐水热性能优良:采用了先进的耐热胶

6、膜边框和耐水热粘胶,2000小时运行无脱胶,无变形

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膜电极组成部分?

  膜电极(membrane electrodeassembly,MEA)是质子交换膜燃料电池发生电化学反应的场所,是传递电子和质子的介质,为反应气体、尾气和液态水的进出提供通道,膜电极是质子交换膜燃料电池的心脏。

膜电极通常由 5部分组成,即中间的质子交换膜、两侧的阳极催化层和阴极催化层, 最外侧的阳极气体扩散层和阴极气体扩散层。2016年亚南膜电极研发中心在已建立高水平的膜电极研究开发和测试平台,拥有超声喷涂机、热压机、压力试验机、单电池测试台、大功率电堆及发动机系统两用测试台、大型制氢机等全套相关专用设备,亚南本身还拥有激光切割机等智能数控通用设备。

氢燃料电池成本构成

我们假设单车带电量 60kWh,包括 1 个电池包,20 个模组和 240 个电芯,以上假设主要用于测算模组和 PACK 组件成本。 

我们选取三元动力锂电池 523 型和磷酸铁锂电池作为研究对象进行分析比较。参考当升科技公告数据,我们假设三元(523) 正极材料实际克容量为 157mAh/g。

参考国轩高科和丰元股份公告数据,目前国内磷酸铁锂正极材料实际克容量基本已经达到 150mAh/g,我们取 145mAh/g 的平均水平作为磷酸铁锂正极材料实际克容量假设。参考杉杉股份公告数据,我们假设负极活 性材料(人造石墨)实际克容量为 350 mAh/g。

正极材料包括正极活性材料、正极用碳添加剂(导电剂)、正极粘合剂、正极集流体(铝箔)和正极组件正极端子。据我们测算。

目前三元 523 正极活性材料、导电剂、粘合剂、铝箔、正极端子度电成本分别为 195.25、1.81、5.42、6.08、6.53 元/kWh, 磷酸铁锂电池分别为 73.59、2.19、6.57、6.74、6.55 元/kWh,活性材料均占成本的绝大比重。

考虑到材料损耗,我们测算 得出三元 523 正极材料度电总成本为 238.99 元/ kWh,磷酸铁锂正极材料度电总成本为 106.27 元/ kWh,两者正极材料成本 相差较大。

主要是由于近年来磷酸铁锂价格下降较快,而三元正极材料价格受贵金属相对稀缺影响价格降幅相对较小。

负极材料包括负极活性材料、负极粘合剂、负极集流体(铜箔)和负极组件负极端子。据我们测算,目前三元 523 负极活性 材料、粘合剂、铜箔、负极端子度电成本分别为 48.66、0.99、41.37、19.32 元/kWh。

磷酸铁锂电池分别为 52.27、1.07、 45.81、19.54 元/kWh,负极材料中活性材料、铜箔和负极端子成本占比较高,粘合剂占比较低。

考虑到材料损耗,我们测算 得出三元 523 负极材料度电总成本为 122.59 元/ kWh,磷酸铁锂负极材料度电总成本为 131.87 元/ kWh。

由于能量密度的不 同以及其他材料接近的原因,磷酸铁锂电池的负极材料成本高于三元电池。

膜电极是燃料电池核心组件?

膜电极是氢燃料电池的核心组件,是燃料电池动力的根本来源,其成本占据燃料电池电堆的70%,占据燃料电池动力系统的35%。

氢燃料电池电堆组装机的结构由哪些部件组成?

燃料电池膜电极伺服热压成型机设备采用四柱三板式整体封闭结构,导柱采用高频真空淬火处理,具有抗拉、之效果;导套采用进口高油墨轴承做导向。发热体采用不锈钢碳纤维发热棒,埋铸式放置,具有不氧化,耐撞击,安全可靠,升温迅速且稳定,使用寿命长等特点,由温度传感器对环境温度采样并反馈给温控器,可实现温度的精确控制。操作面设有安全防护光栅。

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