精准高效:燃料电池及电解槽生产质量解决方案
氢能正逐步成为全球能源转型的核心支柱。从重型卡车、客车到固定式发电设备,质子交换膜(PEM)燃料电池可在锂电池应用受限的场景下,提供零排放替代方案。但随着行业从样品试制迈向规模化量产,一项全新挑战摆在眼前:如何年产数百万片燃料电池,同时满足汽车与工业客户对产品一致性、可靠性的严苛要求?答案在于全过程工艺管控。燃料电池生产需加工能源行业中多种超薄精密材料,包括超薄质子交换膜、涂布均匀的催化层以及多孔气体扩散层。即便是微米级微小缺陷、轻微涂层错位,都会大幅降低电芯性能与使用寿命。BST 将高精度卷材加工领域成熟的技术经验应用于燃料电池产线。我们的传感设备、自动化控制系统及检测方案专为膜电极组件(MEA)工艺定制,该工序工艺公差以微米为单位,品质标准不容妥协。
涂层
催化层涂布是燃料电池生产中最为关键的工序之一。无论采用狭缝挤出涂布、凹版涂布还是转印涂布工艺,核心难点始终一致:实现催化物料均匀分布、边缘轮廓规整清晰,同时最大限度减少贵金属铂族金属的用量。针孔、厚度不均、边缘瑕疵等涂布缺陷,会直接降低燃料电池的工作效率与使用寿命。BST COATINGControl®涂布控制系统可实时监测涂布位置与涂布质量,在缺陷流向下游工序前完成识别预警。配套卷材纠偏系统可保障基材在高速生产工况下稳定走料;收卷控制系统则能对超薄隔膜材料提供恒定张力管控。iPQ-Surface ENERGY表面检测系统可实现全幅面百分百缺陷筛查,精准识别颗粒杂质、划痕、涂布异常等各类会影响成品电芯性能的瑕疵。
CCM 装配
催化涂覆膜(CCM)是每一款质子交换膜(PEM)燃料电池的电化学核心。在 CCM 生产过程中,阳极催化层与阴极催化层需精准对位,分别涂布于超薄质子交换膜的正反两面。各层材料一旦出现对位偏差,会直接缩减有效反应面积、劣化电芯性能。热压与复合工艺进一步提升了生产难度:温度、压力参数必须精密管控,既要保证各层牢固贴合,又不能损伤轻薄易损的隔膜基材。 BST 卷材纠偏与收卷控制系统可提供高精度定位能力,保障各膜层稳定对位;尺寸测量模块实时校验尺寸精度;配套iPQ-Surface ENERGY表面检测系统可同步检测膜材正反面的表面缺陷与污染物,对保障隔膜完好性至关重要。
衬垫涂布工艺
密封衬垫用于界定并保护催化涂布膜(CCM)的有效反应区域,同时为电堆装配提供所需密封接触面。衬垫的贴合精度至关重要:若衬垫与有效反应区出现间隙或重叠,会引发气体泄漏、隔膜老化,或是电芯性能衰减。现代燃料电池产线采用卷对卷工艺完成密封衬垫涂布,对物料定位与复合精度有着严苛管控要求。BST 卷材纠偏系统可实现物料精准对位,收卷控制系统能够规避张力波动,避免基材拉伸变形。CELLInspection电芯检测系统和iPQ-Surface ENERGY表面检测系统可实现全维度质量核验,检测项目包含衬垫贴合精度、粘接缺陷及外来杂质;尺寸测量模块可确保每一片完成衬垫涂布的 CCM 均符合规格标准,再流转至后续总装工序。
MEA 装配
在最终装配工序中,已涂布密封衬垫的催化涂布膜(CCM)与气体扩散层复合,制成完整的膜电极组件(MEA)。该多层复合结构对加工精度要求极高:各层材料必须精准对位贴合,保证气体在有效反应区内均匀分布,同时实现稳定导电接触。针对该工艺难点,BST 采用多套卷材纠偏系统组网联动,搭载主从同步、偏移修正功能,可在同一道工序中完成透明、半透明及不透明材料的高精度对位。BST SLITTINGControl®分切控制系统可精准裁切至成品标准尺寸,而iPQSurface ENERGY表面检测系统和CELLInspection电芯检测系统同步核验各层表面品质,全方位检出各类缺陷。整套方案产出的膜电极组件可直接用于电堆组装,且每一件产品均留存完整质量检测数据,实现全程可追溯。
联系专业工程师,获取定制化解决方案
燃料电池解决方案
燃料电池是推动经济脱碳的核心技术。我们依托创新产品,致力于攻克燃料电池系统当下及未来量产难题,进一步助力可持续能源体系规模化发展。
Florian Kortekamp新能源行业管理总监![]()