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如何粘好燃料电池上的胶?
作者:官方 来源:氢启未来网 所属栏目:行业知识 发布时间:2023-11-09 17:03
[ 导读 ]燃料电池的气体密封性通常会出现泄漏检测困难,密封材料老化导致气体泄漏等问题,这些问题会对氢燃料电池使用寿命/性能产生影响,...

燃料电池的气体密封性通常会出现泄漏检测困难,密封材料老化导致气体泄漏等问题,这些问题会对氢燃料电池使用寿命/性能产生影响,造成安全事故,因此做好零部件的气体密封是燃料电池生产中的重要一环。

气密性能对氢燃料电池的重要性

来源:世椿新能源

由于氢气的可燃性,在浓度过高时甚至会引发爆炸,因此必须对燃料电池进行可靠的密封操作。燃料电池需要进行密封处理的部位有双极板和膜电极之间、极板和极板之间,包含石墨双极板微孔填充、石墨双极板及复合双极板水路粘接、双极板气路密封、MEA边框粘接、电堆外壳密封胶等。

燃料电池的密封胶需要耐受燃料电池内部湿热、酸性的工作环境,还需要有高气密性、低透湿性来防止氢气和水蒸气的泄漏。在车用燃料电池和移动式设备上,还需要考虑密封胶的弹性能够抵抗工作环境中的震动和冲击。

市场上应用的燃料电池密封胶包括有机硅橡胶、聚烯烃、环氧树脂等材料,其中有机硅密封胶较为常用,具有良好的电绝缘性、低压缩变形和耐热、耐低温性,在材料特性上能够契合燃料电池工作环境的需求。

燃料电池对密封性有高要求,气体密封的工艺优化也非常必要。当前燃料电池的主要密封工艺有贴密封胶条、点胶固化成型密封胶条、注胶成型密封胶条三种。

贴密封胶条作为只需要人工操作的第一代密封工艺,因为高度的灵活性,一直沿用至今。缺点是由于预制成形的密封胶条存在公差,人为操作无法达到设备可以完成的精度和工艺一致性。

点胶固化成型技术实现了使用机器设备进行操作,将密封胶用点胶方式进行一体化成型,胶水固化后变成密封胶条。机器化生产在工艺的精度和一致性上相比上一代工艺得到了很大提升。设备使用的胶水种类能够很快更换,更适合多品种、小批量的生产场景,固化时间短,效率很高。

胶水固化时间的长短也和胶水本身的配方有关,固化时间的缩短同样会提高输出效率。广州国机密封科技有限公司改良了燃料电池密封点胶固化系统所使用的原材料,采用特殊官能团改性聚硅氧烷,具备长期密封性,可以实现快速固化,把单模穴的生产效率缩短到了一分钟之内。

相比较之前两个版本的工艺,注胶成型工艺在成型精度、生产效率和材料的综合成本上进行了很大的优化。注胶工艺在流程上有所缩短,原料价格更低,成型精度可以做到小于0.02mm,低于点胶成型固化胶条能做到的0.03mm。

注胶成型密封技术优势

来源:世椿新能源

为了进一步优化密封工艺,行业内正在开发能够帮助氢燃料电池实现降本增效的注胶成型工艺的注胶方式,包括注射方式、压注方式。

世椿新能源技术有限公司已经研发出一体化的燃料电池密封技术,生产的精密注胶机设备相比传统注胶机精度提升了50%。注胶成型密封技术应用场景包括金属板气场、膜电极、膜电极边框密封胶条一体化注胶成型,注胶材料包括液态硅胶、氟橡胶等。

氢能精密注胶机

来源:世椿新能源

世椿新能源总经理蔡奇志曾表示,注胶成型工艺注胶成型工艺有助于氢燃料电池提高质量、效率及降本,但目前还存在一些待攻克的难题,需要产业链企业共同努力。

目前所使用的密封胶材料基本依靠进口,是产业链条中尚未实现国产替代的环节之一。在燃料电池大幅降本的前夜,下游的用户需求也许可以倒逼上游供应商进行材料开发和工艺的革新,实现国产化替代。

部分资料来源:世椿新能源技术有限公司


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