周富强——柔性金属成型（液力成型）对氢能电池金属双极板的优点和特点

周富强

创始人

广东思豪燃料电池金属双极板科技有限公司

今天有幸在这里跟大家分享，我带来一块样版，这是用我们用柔性金属成型做的一个金属双极板，看这个样版。我今天主要讲的是金属柔性成型对金属双极板的优点和特点。它跟机械成型又有什么不同点和特点，而且金属成型不仅是金属双极板，而且同时在航空航天、汽车和其他金属的一个优点和特点。这是目前我们做出来的，我们已经做的有一个是钛板，第二个是不锈钢。钛板目前我们做了国内的试验也用了国外的试验，目前钛板在国外有欧盟的德国的，有美国，也有俄罗斯的。假如以后有的电堆厂要用那个钛板来做的话，我们建议用俄罗斯可能会好一点。

不锈钢我们也做了试验，目前各方面性能也比较成熟。

目前金属双极板在中国有三种成型工艺，第一种是用机械成型，目前大部分是机械成型，最早是用软膜成型，上面是钢，下面是橡胶。第三种成型就是目前我们思豪的这个柔性成型，用水成型。

今天为了把这个讲得清楚一点，怎么用水，水有什么优势。本技术目前处于国内领先地位，现在水压做到400个兆帕，成型精度远远比目前冲压成型更为优越，特别是R角成型畸变降低95%，隐形裂痕减少95%，成品率达到95%以上。比如现在这个板，机械成型和柔性成型就有这个优势和不同。当然，我们下面有一些比较。

现在我们的双极板目前按材料分有三种：石墨双极板、金属双极板、复合材料双极板，石墨的特点是量产成本比较高，体积比较大，用于固定的厂房，如果不移动的话是可以。但是用于汽车，用于移动，它的成本比较高，体积大，生产效率也比较低。复合材料金属双极板生产周期比较长，成本比较高。金属双极板的优势：量产成本很低，体积非常小。现在这个板子加工速度比较快。

目前国外的金属双极板主要供应商在国外的有这些，（PPT），在国内也有，有的做的还不错，各种工艺都在慢慢改进。金属双极板主要成型工艺有：冲压、橡胶垫，蚀刻，液体成型的。这是一个简单的对比。

我们今天讲的这个液体成型，我们液体成型的液体用的是水，在超高的压力下对金属进行挤压，其中解决的关键问题包括设备、模具，如何封水，密封。超高水压对金属进行挤压的时候，它跟冲压成型不同，第一个是内应力。因为机械成型是金属碰金属，整个表面会有受力不平衡，凹凸模R角对金属板的压印，或者加工精度不够的时候，它的内应力相对于柔性成型的工艺它的内应力大大的增加，特别是隐性的内应利，隐性的裂纹。

第二个是我们电堆里面的流道设计，金属双极板流道，流道有U型、S型、R型，很多的形状设计，在这个转角区畸变或者裂痕会比较大，即使你做好了涂层，有时候眼睛看不见，甚至检测也检测不到的时候，在使用过程中，特别是转角处机变的时候看不到的时候，容易出问题。

第三个是成品率。假如一个电堆几板片，或者给你下个单100万或者50万片的金属双极板的时候，成品率，柔性成型可以达到95%以上，但是机械成型，它根据你流道的设计有10-40%可能会发生内应力、裂痕这些潜在的问题。在德国有一家企业做金属柔性成型做得非常优越。现在我们思豪跟这个企业，我们做的样板出来的精度基本上是一致。

但是在加工速度来说，机械成型加工速度快过柔性水压成型。机械成型是用液压机、冲床，它的效率比较快。我们这个是水压，我们在模具，在产品表面要冲水，起高压再成型，会慢一点。

这是机械成型和柔性成型的优点对比。

另外是它的特点。我们的柔性成型是所有零部件表面的受力是水，大家学过物理。水在任何一个方向的压强是相等的，而且在产品表面没有压痕，转角处机变裂痕比较小。第二个就是水的压强，受力均匀，金属材料流动就比较顺畅。而且板厚均匀，成品率高。另外一个，模具综合成本比较低。目前机械成型成本有的已经做到100-300万一套模具，包括冲压成型的模具，切片的模具，包括检测的模具，大概两三百万。但是用柔性模具成本很低，同时寿命比较高。因为是水接触模具和零件，所以寿命比较高，达到百万次。特别是成型异形、复杂的零部件。冲压成型的受力点对点和面对面的关系，是金属和金属，受力不均匀，易产生摩擦和压痕，模具综合成本比较高，寿命一般来讲10万次左右，超过10万次可能要修模，甚至要报废，它很难成型异形和复杂的零部件，冲压成型有拉伸、冲压、挤压。

这是我们柔性成型的原理，（PPT）金属双极板放在上面，我们一边是用水，一边是用凸模，我们是用水来成型。冲液-施加压力-成型-成型结束，所以它的表面都是水。

这是新能源电池的底腹板，也是一种成型工艺，这条线也是我们在开发和生产的。

另外一个，柔性成型刚刚讲板材，第二讲管材。管材包括弯曲的管、多通的管，比如说汽车的排气系统、副车驾、底盘，还有航空航天的，包括鱼类、手榴弹、榴弹炮壳、洲际导弹炮壳，还有空调，还有一些民用的。这是管材内高压成型的原理，也是柔性成型的一部分。

这是我们给丰田汉兰达做的使柔性成型的设备和模具，这是在丰田汉兰达的现场。在2020年之前他用的日本川崎设备，因为疫情所以他现在选择我们思豪的技术。

这是我们做的模拟分析，做出来的结果和现场的对比。包括金属双极板也好，我们受到客户的信任，我们做模拟分析跟现场的对比。这是日本本田防撞梁，也是柔性成型的是管材内高压成型。我们有丰富的模具设备和技术、经验，这是汽车的水箱。

为什么很多汽车要买进口，为什么？因为进口汽车和国内汽车有不同的一个工艺，国外汽车是整体车型。比如说讲宝马，国内汽车是焊接成型，所以有交通碰撞的时候，一体成型它会变形，它不是断裂，所以保护人身的安全。

这是我们帮军工做的鱼雷弹壳的情况。为什么鱼类弹壳用我们这个成型工艺来做，其实跟金属双极板有类似的工艺，传统工艺是旋压、管压，表面有很多的内应力。第二个，四边闭合不均匀，射出去会容易漂移，所以中国打鱼雷的话打一排出去，表面没有内应力，而且闭合比较均匀。

这是飞机的门板，我们公司有开模具，有做试验，已经成功了。飞机可能是个很高大上的东西，但是如果有兴趣的，去军工厂现场参观的工艺还是比较落后的。

这是飞机门板的模具，这是我们成型的一些工艺，这是客户的一些现场案例，这是铜管。这是设备，这是模具，这是我自己一直从事这个领域几十年。

这是我们公司的介绍，胡春华副总理去过我们公司参观。这是我们的技术团队，这是我们的专利，我们有很多专利。这是我们工厂的办公大楼，这是我们工厂的整体规划图。这是我们的工厂车间，希望有机会和大家合作，这是我们拿的荣誉称号。

这是我们的一些案例，空气管道，这是燃料电池未来的用料，燃料电池未来是可期的。按国家规定，未来市场很大。这是我们的团队，我们已经完成所有的准备。

有兴趣的可以多点交流，欢迎到我们公司参观，谢谢。

氢听剧场现场