燃料電池是一種將儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。當(dāng)燃料電池源源不斷地從外界獲得燃料和氧化劑時(shí)，它就能源源不斷地發(fā)電。燃料電池技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，包括交通運(yùn)輸、電力生產(chǎn)、工業(yè)生產(chǎn)和移動(dòng)設(shè)備等。其中，最為廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域是交通運(yùn)輸領(lǐng)域，燃料電池汽車由于具有零污染、低噪音、高效率等優(yōu)點(diǎn)，目前市場(chǎng)銷量占比逐年攀升。

在所有的燃料電池類型中，氫燃料電池的發(fā)展尤為迅速。由于中國(guó)具有良好的制氫基礎(chǔ)，是世界上最大的制氫國(guó)，氫能制備、儲(chǔ)運(yùn)、加氫和系統(tǒng)集成等相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈具備良好的工業(yè)基礎(chǔ)。在國(guó)內(nèi)政策的大力支持下，我國(guó)氫燃料電池發(fā)展優(yōu)勢(shì)顯著，尤其是在商用車領(lǐng)域，氫燃料電池將有更大發(fā)展空間。

目前，受制于技術(shù)與基礎(chǔ)設(shè)施等因素的制約，氫燃料電池汽車還處于發(fā)展的初級(jí)階段，產(chǎn)品保有量低。2022年銷量只有3000多輛，與新能源汽車相距甚遠(yuǎn)。未來(lái)，隨著氫氣的制造、運(yùn)輸和存儲(chǔ)等技術(shù)的不斷進(jìn)步，以及加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和普及，氫燃料電池汽車會(huì)成為車企不可忽視的重要技術(shù)路線。

氫燃料電池(圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò))

在氫燃料電池的生產(chǎn)工藝中，SOFC電池片電極、金屬雙極板與膜電極密封材料涂抹、質(zhì)子交換膜催化劑涂覆、膜電極邊框密封涂覆等多個(gè)制備工藝中，由于厚膜印刷設(shè)備和工藝已達(dá)到很高的水平和精細(xì)度，成本投入較低且易批量生產(chǎn)，已成為生產(chǎn)燃料電池組件的有效解決方案，并已廣泛用于批量燃料電池生產(chǎn)工藝中。

但在印刷制備過(guò)程中，也容易產(chǎn)生很多問(wèn)題，如印刷膜厚一致性、印刷設(shè)備精度與穩(wěn)定性等，需要專業(yè)高效的精密厚膜印刷設(shè)備和技術(shù)作為支撐來(lái)完成批量化生產(chǎn)。

一、氫燃料電池批量生產(chǎn)要求與挑戰(zhàn)

氫燃料電池想要得到廣泛普及與應(yīng)用，一方面需要加快氫能相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，最重要的是應(yīng)盡量降低氫燃料電池的單位成本，大幅度提高產(chǎn)能，最終達(dá)到消費(fèi)商品的水平，才能滿足可預(yù)期替代性的市場(chǎng)化需求。在生產(chǎn)中需要高速、準(zhǔn)確、重復(fù)性好、成本效益高的自動(dòng)化設(shè)備與工藝來(lái)支撐高產(chǎn)量的生產(chǎn)流程，從而快速生產(chǎn)出單位成本低且合格的氫燃料電池。

目前，用于氫燃料電池的功能層的物理和化學(xué)特性對(duì)于實(shí)現(xiàn)氫燃料電池性能是至關(guān)重要。其性質(zhì)的改變，如改變膜厚度或者膜中存在孔洞、針孔等缺陷，均可能削弱電池性能及縮短其使用壽命，甚至還可能導(dǎo)致嚴(yán)重事故。

因此，這些物質(zhì)必須在受控的情況下以不變的量涂敷在具有較高彈性或滲透性的基板或者陶瓷生坯上。另外在氫燃料電池堆的制備過(guò)程中，金屬雙極板或者金屬連接體上均需要涂覆密封材料，從而達(dá)到電堆內(nèi)部密封的作用。? ? ?

因此，氫燃料電池面臨的主要挑戰(zhàn)，在于確保足夠的產(chǎn)能和產(chǎn)量，以使單位成本最小化。這就要求具備高速涂敷不同粘度漿料的技術(shù)。這些技術(shù)最好能在短時(shí)間內(nèi)同時(shí)進(jìn)行多品種的生產(chǎn)。

此外，制造商必須能夠迅速調(diào)換不同的涂敷物組合和基板，以批量制造一套氫燃料電池所需的部件，并使若干燃料電池技術(shù)能在同一套設(shè)備上得以應(yīng)用。

二、厚膜印刷技術(shù)在氫燃料電池生產(chǎn)中的優(yōu)勢(shì)

（一）適用于氫燃料電池多組件精細(xì)化生產(chǎn)要求

厚膜印刷工藝中最為關(guān)鍵的要素之一是絲網(wǎng)或網(wǎng)板本身。其性能確定了印刷材料的大小、厚度和形狀。對(duì)金屬網(wǎng)板來(lái)說(shuō)，孔的特性是至關(guān)重要的。當(dāng)對(duì)少量材料進(jìn)行近距離涂敷時(shí)，如對(duì)固體氧化物燃料電池膜電極進(jìn)行精確涂敷時(shí)，金屬網(wǎng)板是最佳選擇。

?厚膜印刷技術(shù)可以對(duì)厚度為50微米或更小，總厚度變化在±2微米以內(nèi)的高分子材料進(jìn)行涂敷。這適用于生產(chǎn)厚度在50-175微米之間的氫燃料電池的離聚物膜，5-50微米厚的鉑/碳/離子催化層，以及生產(chǎn)厚度5-30微米之間的氫燃料電池電解質(zhì)膜、電極膜及阻擋層，從而達(dá)到高速且精細(xì)生產(chǎn)。

（二）節(jié)省材料成本，可快速改裝成全自動(dòng)產(chǎn)線

在氫燃料電池印刷生產(chǎn)中，厚膜印刷除了可大幅度提高生產(chǎn)速度之外，最主要的優(yōu)勢(shì)之一，是與噴鍍或蒸鍍等方法相比浪費(fèi)的物料非常少。氫燃料電池部件中的貴金屬、稀土等材料，尤其是鉑催化劑、鈣鈦礦等材料，價(jià)格昂貴；因而一旦生產(chǎn)進(jìn)入商業(yè)化階段，浪費(fèi)將對(duì)單位成本產(chǎn)生重大影響。

厚膜印刷技術(shù)為氫燃料電池組件的生產(chǎn)提供了高產(chǎn)能、高度自動(dòng)化、嵌入式的解決方案，其優(yōu)勢(shì)極具吸引力。除此之外還具備多種經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。單臺(tái)厚膜印刷設(shè)備可匹配生產(chǎn)多尺寸部件，可改裝成全自動(dòng)化印刷生產(chǎn)線。只需更換印刷漿料，調(diào)換適合的網(wǎng)版，配合上下料系統(tǒng)，可在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)整條全自動(dòng)生產(chǎn)線的改裝調(diào)試。

• 適用于250X250mm~300X400mm印刷面積
• 高精度全自動(dòng)對(duì)位系統(tǒng)
• 印刷制備精度±5μm
• 膜厚偏差±4um
• 全數(shù)控操作

現(xiàn)今，建宇網(wǎng)印已與國(guó)內(nèi)多家燃料電池生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行深入合作，建宇網(wǎng)印研發(fā)生產(chǎn)的高精密厚膜印刷機(jī)以優(yōu)越的性能、合理的價(jià)格、完善的售前售后服務(wù)，贏得了廣大客戶的信賴和尊敬！我們將不斷堅(jiān)持研發(fā)創(chuàng)新，促進(jìn)技術(shù)升級(jí)，為燃料電池企業(yè)提供性能優(yōu)越、穩(wěn)定高效的高精密自動(dòng)化厚膜印刷設(shè)備以及全方位的技術(shù)支持。以客戶為中心，為客戶創(chuàng)造價(jià)值，全力實(shí)現(xiàn)客戶需求！

來(lái)源：建宇網(wǎng)印

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