厉害了！上海交大团队研发车用电堆核心部件

5月19日，澎湃新闻（www.thepaper.cn）记者从上海交通大学获悉，该技术成功实现了燃料电池金属双极板技术的突破，为多家国内燃料电池汽车企业奠定了自主可控的核心技术。

2019年12月3日，工业和信息化部公布《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》，鼓励发展氢燃料电池行业，提出要提高氢燃料制储运经济性，因地制宜开展工业副产氢及可再生能源制氢技术应用，加快推进先进适用储氢材料产业化；推进加氢基础设施建设，支持利用现有场地和设施，开展油气氢电综合供给服务，支持有条件的地区开展燃料电池汽车商业化示范运行。

但燃料电池“高功率密度、大功率输出、长寿命运行、低成本制造”是长期制约燃料电池汽车规模化推广的国际难题，如何破题，是氢能与燃料电池汽车推广的关键。

研发团队介绍，燃料电池电堆是整车制造的核心，100kW电堆由400多片双极板和膜电极叠装而成。双极板占电堆体积80%，承载氢、氧、水三场传输和导电功能，细密流场具
有跨尺度特征，要求微米级精度。

而石墨双极板脆性大、难加工，厚度减薄已趋于极限，石墨极板电堆性能遭遇瓶颈，因此，金属双极板替代石墨双极板是实现车用电堆性能跃升的必由之路。

金属双极板制造面临四项关键技术挑战。车用电堆要求必须有大于3kW/L的高功率密度
，同时还需要具备高于100kW的大功率输出，并且要有超过十年使用寿命的运行时间，
最后还得考虑制造成本问题。归纳下来，金属双极板制造需要具备厚度薄、精度高、耐腐蚀性强和生产效率高的特点。

为此，科研团队经过十余年的研究，发明薄型金属双极板“两板三场”新结构、极板多步成形误差补偿与激光焊接变形抑制技术、耐蚀导电多元材料复合涂层及其磁控溅射制备技术、双极板涂层的多腔连续磁控溅射等工艺装备，建立了中国首条金属双极板批量化生产线。

发明“两板三场”金属双极板结构，通过冲压件的间隔支 撑和错层密封形成翻转的流
场，采用两个冲压件形成独立联通 的氢、氧、水三个流场。 上海交通大学供图

团队提出的“两板三场”构型已经在国际上成为金属极板设计新标杆。

科研团队负责人介绍，其极板厚度比业界最薄的石墨极板降低52%，比石墨极板电堆功
率密度提升2.4倍，实现了在轿车前舱的成功布置。

此外，团队开发的金属极板在国内率先通过5000小时车载工况寿命考核，在国内金属极板市场上占主导地位；成果应用于中国首辆金属极板燃料电池轿车与客车、首个上汽
P390型115kW车用全功率电堆开发，为上汽、东风、长城等国内金属极板燃料电池汽车
开发提供了自主可控的核心技术