今天來給大家分享關于氫燃料電池電堆生產工藝中涉及的設備，以及主要設備廠商。氫燃料電池電堆的組裝比較簡單，就是把端板、集流板、絕緣板、雙極板、膜電極按特定順序堆疊，難的是堆疊過程中保證一致性、密封性等。

圖源自賽藍得氫能

氫燃料電池電堆生產工藝流程為：堆疊和預裝配——壓縮——張緊——泄漏測試——定型裝配——活化和測試——成品。

電堆裝配線，隆深氫能

1.堆疊

• 開始時先將下端板和集流板、絕緣板放到組裝工作臺上定位好。（也有將絕緣板和端板做成一體的結構）
• 需注意MEA、BPP的產品可追溯性，可以引入Barcode系統等。
• 將MEA、BPP（含密封墊片）、MEA、BPP這樣依次循環堆疊，直到達到設計所需求的數量為止。（當然有些廠商有將GDL和密封墊分離于MEA或者BPP，也沒關系依次堆疊就好）
• 最后，將有介質接口的端板以及集流板、絕緣板堆疊在最上層。
• 堆疊過程需要定位治具確保各部件邊緣精確對齊。

電堆堆疊機，圖源自昆龍卓盈

2.壓緊

• 壓緊是需要借助壓力設備的。
• 通過施加壓力，各個部件（包含密封墊）被壓緊，以產生密封的效果。
• 壓緊可以降低各部件間的接觸電阻。
• 壓力的合理調節和管控既保證被充分壓緊又避免因過載而損壞。
• 均勻壓緊是對電堆功率密度和壽命保證的基本要求。

伺服壓力機，鑫臺銘

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燃料電池電堆壓裝機，鑫柏奧

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氫燃料電池電堆壓裝機，京源中科

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燃料電池電堆組裝加壓氣密一體機，歐森科技

3.張緊

• 使用張力帶或者拉桿確保電堆被壓緊并永久定型。
• 要在壓力機裝置內完成以上動作。
• 一般采用金屬或者碳纖維的拉力帶，并有序均勻分布拉緊固定。
• 拉帶的連接處有焊接、連接頭、夾具或者異形彎曲結構來固定連接。
• 拉帶也可以和端板面上凹槽進行搭配固定，并用螺絲鎖住。

電堆的兩種張緊固定方式

電堆綁帶焊接機，聯贏激光

電堆自動綁扎焊接機，聯贏激光

4.泄漏測試

• 采用壓降測試或者流量測試來檢測電堆的密封性能。
• 將測試介質氣體輸入到電堆和泄漏測試設備（如圖所示）。
• 采用壓降法：在關閉介質氣體輸入后觀察壓力變化來判斷分析泄漏狀況
• 流量測試法：打開介質氣體輸入，觀察終端流量變化分析判斷泄漏狀況。
• 既要確定電堆整體密封性能，也要判斷單體泄漏狀況。

電堆氣密性檢測臺，聯贏激光

5.其他附件裝配

• CVM主要用來采集各單體電池電壓。
• CVM采集電壓觸點一般用導電樹脂連接到電梯電池上，也有采用焊接或者夾具等方式。
• 電池高壓輸出母線連接到集電器上。
• 將電堆裝入殼體內。
• 外殼蓋也是配電盤，也包含所有介質輸入和輸出以及傳感器和高壓電纜等連接。

電堆綁帶焊接機，聯贏激光

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電堆自動綁扎焊接機，聯贏激光

6.電堆活化與測試

• 將組裝好的電堆放置于搭建好的測試臺架上。
• 測試系統需要有符合需求的氫氣以及空氣供給，還有獨立的電子負載。
• 在活化過程可以采用恒流。恒壓。變載以及不同濕度下進行有規律切換來進行（之前有篇單獨談電堆活化的文章，有興趣請去翻閱）。
• 確定并記錄極化曲線，以評價電堆性能。
• 特別說明：某些時候活化后需要再次進行泄漏測試。

在這個過程中，涉及到的設備主要有伺服裝堆機（電堆壓合機）、氣密性檢測機、激光焊接機、輸送系統等等。下面整理了一波相關設備廠商，以供參考。

7、電堆生產整線

電堆裝配線，隆深氫能

2022年7月，先導智能旗下江蘇氫導智能裝備有限公司交付捷氫科技燃料電池電堆整線項目

燃料電池電堆組裝生產線，聯贏激光

石墨板電堆裝配生產線，綠保科技

電堆組堆線，魔方新能源

可以看到，目前涉及氫燃料電堆生產相關設備的企業有隆深氫能、先導智能、聯贏激光、京源中科、綠保科技、昆龍卓盈、魔方新能源、世泓智能、鑫臺銘、鑫柏奧、歐森科技等，另外，氫燃料電池電堆企業有：捷氫科技、濰柴動力、神力科技、新源動力、氫璞創能、國氫科技、國鴻氫能、雄韜電源、明天氫能、東方電氣等。

原文始發于微信公眾號（艾邦氫科技網）：氫燃料電池電堆裝配過程解析