“由于不同的企業(yè)的催化劑存在流變特性曲線方面的差異，設(shè)計過程中需要對模頭進行針對催化劑漿料的仿真分析和特殊流道設(shè)計?！?東莞嘉拓燃料電池技術(shù)總監(jiān)王世剛在2022高工氫電年會上表示，膜電極涂布需要結(jié)合不同客戶的實際需求來選擇合適的工藝路線。

在本屆年會的電堆與核心材料專場，東莞嘉拓燃料電池技術(shù)總監(jiān)王世剛發(fā)表了“膜電極涂布設(shè)備精細化制造”的主題演講。他介紹了東莞嘉拓的膜電極涂布工藝，以及如何為客戶在需求端、設(shè)計端和制造端提供專業(yè)的定制化服務(wù)。

????膜電極涂布工藝解析

“目前在工業(yè)級生產(chǎn)的CCM涂布環(huán)節(jié)，陰極和陽極更適合采用直涂的方式來涂布?！?王世剛表示，企業(yè)在選擇涂布工藝時，要清楚自己的目的，需要精細選擇合適的涂布原理。

由于不同客戶在材料和工藝方面的差異，東莞嘉拓在需求端、設(shè)計端、制造端和調(diào)試端進行了分段的精細化管理。

例如，在需求端，需要熟悉工藝流程，根據(jù)漿料流變特性的需求來匹配操作習(xí)慣，為此，公司可以提供CCM試制和設(shè)備定制服務(wù)；在設(shè)計端，需要結(jié)合需求分析，特別是對不同企業(yè)催化劑流變特征曲線的差異，對模頭進行針對催化劑漿料的仿真分析和特殊流道設(shè)計，為此，公司可以提供3D模擬和評審；在制造端，則通過供應(yīng)鏈的管理，對加工控制、來料檢驗和潔凈房裝配等環(huán)節(jié)進行優(yōu)化，為此，公司可以提供走膜測試和試涂測試；在調(diào)試端，需要按需求定制操作界面，進行替代料測試、曲線監(jiān)控和溫膜厚度監(jiān)控。

涂布設(shè)備要適應(yīng)當(dāng)前主流市場的需求，目前東莞嘉拓的膜電極涂布機整體采用卷對卷狹縫涂布的方式，可以實現(xiàn)間歇涂布，條紋涂布以及斑馬涂布等多種方式。

“在實現(xiàn)涂布制造之前，仿真設(shè)計輔助相當(dāng)關(guān)鍵，能極大提升服務(wù)客戶的效率?！蓖跏绖偙硎荆谠O(shè)計過程中的仿真模擬，會對熱輥的均勻性，以及模頭進行設(shè)置，同時根據(jù)客戶提供的漿料的流變特性曲線，進行涂布頭出口的壓力和流速的一些仿真模擬。

在供料系統(tǒng)方面，膜電極涂布機與鋰電涂布設(shè)備存在很大差異。膜電極涂布機在原有的切換閥基礎(chǔ)上，增加了回吸閥門，以及排氣閥門。利用了閥門切換和模頭前后移動的方式控制間隙，從而保證間歇涂布尺寸的厚度和誤差的范圍。

為了做到提前預(yù)測和感知異常，東莞嘉拓通過實時采集涂布壓力曲線，對膜片精度和形狀進行監(jiān)測，同時通多彩色激光同軸位移計進行濕膜厚度檢測，在出現(xiàn)異常是能及時停機，防止PEM和Pt催化劑漿料的浪費。

精細在線監(jiān)測配置是做好膜電極涂布的關(guān)鍵一環(huán)。為此，東莞嘉拓配置了可與設(shè)備聯(lián)動的進口X-ray掃描儀，可以實時監(jiān)控每一片產(chǎn)品的鉑載量 ,精準(zhǔn)把控產(chǎn)品質(zhì)量。

整體上，東莞嘉拓在聚焦膜電極涂布關(guān)鍵技術(shù)方面，已經(jīng)掌握了涂布復(fù)合，張力控制、干燥、糾偏技術(shù)，以及在涂布機原有基礎(chǔ)上增加了對齊度的閉環(huán)，自動化MES，CCD檢測，間隙涂布控制，以及吸附干燥等方面的主要核心技術(shù)。

????“精耕”膜電極涂布設(shè)備市場

作為一家集技術(shù)研發(fā)、制造生產(chǎn)及銷售服務(wù)于一體的高端智能裝備供應(yīng)商。東莞嘉拓的主要產(chǎn)品包括鋰電芯制造專用成套自動化裝備，以及燃料電池等新興行業(yè)領(lǐng)域的自動化裝備。公司一直以來專注于新能源行業(yè)，東莞嘉拓研發(fā)制造的極片涂布機、隔膜涂布機等系列產(chǎn)品在國內(nèi)有較高的市場占有率，精度和效率兩項關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)均行業(yè)領(lǐng)先。

自2020年公司成立戰(zhàn)略產(chǎn)品部以來，東莞嘉拓主要針對一些新行業(yè)的涂布需求，做一些涂布機的專業(yè)性開發(fā)，燃料電池的膜電極涂布是公司重點關(guān)注的市場。

目前，在燃料電池膜電極設(shè)備領(lǐng)域，現(xiàn)階段東莞嘉拓已經(jīng)成功研發(fā)了斑馬間歇涂布設(shè)備產(chǎn)品，這款產(chǎn)品有效涂寬達到300mm，涂布速度達到5m/min。該CCM涂布機還配備有尺寸瑕疵檢測，鉑載量檢測并針對NG產(chǎn)品進行打標(biāo)。為加強膜電極的瑕疵檢測，東莞嘉拓配置一個X射線來檢測鉑金的載量，還配置了兩套了CCD分別來檢測陰極和陽極，最終實現(xiàn)陰陽極對位的檢測。公司后續(xù)在CCM直通設(shè)備上也會進行配置，實現(xiàn)更精確的涂布制造。

在新產(chǎn)品方面，今年以來，東莞嘉拓新開發(fā)了CCM試驗機平板涂布、CCM Ca/An狹縫直涂設(shè)備、水電解制氫CCM 狹縫直涂設(shè)備、GDL涂布設(shè)備（狹縫/刮刀/浸涂），堿性隔膜涂布設(shè)備等多款產(chǎn)品。截至目前，公司的電解水制氫涂布設(shè)備與GDL涂布設(shè)備已經(jīng)成功完成研發(fā)，正在客戶現(xiàn)場配合調(diào)試。

以上新聞內(nèi)容來源于：高工氫電