目前,液流儲(chǔ)能行業(yè)內(nèi),整個(gè)電堆的密封技術(shù)主要有以下三種:一、板框之間采用密封墊密封;二是質(zhì)子膜之間采用密封墊密封;三是雙極板和板框之間采用熱熔膠密封。由于流場(chǎng)框注塑本身存在的熱應(yīng)力以及熱熔膠經(jīng)過(guò)加熱后帶來(lái)的熱應(yīng)力,導(dǎo)致流場(chǎng)框存在熱應(yīng)力。在不同的溫度場(chǎng)下,因熱應(yīng)力釋放,會(huì)導(dǎo)致流場(chǎng)框產(chǎn)生局部變形。密封墊或熱熔膠條在鎖簧壓緊(高壓)情況下,并不能隨著板框微小變化而變化,這就是電堆內(nèi)漏\外漏的原因之一。
現(xiàn)有解決外漏的另外一種方案是熱板熱封技術(shù)。正常情況下,熱熔3mm以上的壓縮量,加熱冷卻時(shí)間在半小時(shí)以上。這給整個(gè)電堆帶來(lái)了新的熱應(yīng)力,也可能導(dǎo)致整個(gè)板框的流道變形。
近一年來(lái),發(fā)展出以下兩種新型密封技術(shù):一是掃黑密封技術(shù),即先掃黑再激光焊接,經(jīng)帝耐激光與沈陽(yáng)恒久安泰儲(chǔ)能公司共同驗(yàn)證,掃黑過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)碳粒,而碳粒在激光加熱過(guò)程中會(huì)碳化導(dǎo)致漏液風(fēng)險(xiǎn)。二是在雙極板和流場(chǎng)框之間加黑色橡膠體粘黏,但此原理與密封圈相同,不能解決雙極板、流場(chǎng)框因熱應(yīng)力釋放導(dǎo)致的變形問(wèn)題。
南京帝耐激光從2013年開始研發(fā)塑膠產(chǎn)品焊接,積累了大量的工程經(jīng)驗(yàn)。2019年,帝耐激光開始進(jìn)軍進(jìn)入液流儲(chǔ)能行業(yè)。帝耐激光是目前國(guó)內(nèi)唯一一家完整地解決電堆堆疊焊漏液的企業(yè)。在帝耐激光首席科學(xué)家龔傳波先生的帶領(lǐng)下,科研團(tuán)隊(duì)潛心鉆研,深耕不輟,歷時(shí)兩年,從電堆流場(chǎng)框材料研發(fā)到流場(chǎng)框電堆焊接結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì),再到激光設(shè)備研發(fā),直至工藝驗(yàn)證,每一個(gè)步驟都精心精細(xì)深究,最終成功研發(fā)出堆疊焊全套技術(shù),解決了電堆內(nèi)外漏液的問(wèn)題。在此,特別特別感謝振華股份占園進(jìn)博士及其團(tuán)隊(duì),在電堆的開發(fā)、電堆的制程、電堆的測(cè)試等相關(guān)方面給與大量的支持和幫助,再次表示深深的感謝。振華股份公司也是目前唯一一家整堆堆疊焊量產(chǎn)的公司。
電堆展示圖
與密封圈工藝相比,主要優(yōu)點(diǎn)較多,現(xiàn)以32千瓦電堆為例,成本分析如下:
首先,密封圈是消耗品,整個(gè)電堆所需密封圈約為80片,而一片的成本價(jià)為150RMB,這是擺在我們面前的真實(shí)數(shù)據(jù),也是較之激光焊,必需付出的成本。
其次,較之傳統(tǒng)工藝,使用激光焊可節(jié)省30%以上的質(zhì)子膜材料和30%以上的雙極板材料,也可節(jié)省相當(dāng)多的時(shí)間成本。(具體詳見下表)。
密封圈工藝單片
激光焊工藝單片
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