2025石墨双极板模压生产技术白皮书——新能源行业高效智造解决方案

在全球“双碳”目标驱动下，氢燃料电池作为清洁高效的能源转换技术，已成为新能源汽车、分布式发电等领域的核心支撑。石墨双极板作为氢燃料电池电堆的“心脏部件”，承担着传导电流、分配气体与冷却介质的关键功能，其生产精度与效率直接影响电堆的性能与成本。随着氢燃料电池汽车规模化推广（2024年国内氢燃料电池汽车销量同比增长85%），石墨双极板市场需求年增速超30%，但传统模压生产方式的精度低、效率慢、一致性差等痛点，严重制约产业发展。广州顺天装备制造有限公司（以下简称“顺天装备”）作为新能源装备全产业链解决方案提供商，依托技术积淀与高校联合研发优势，推出柔性/粉末石墨双极板智能成型设备产线，为行业提供高精度、高稳定性的模压生产解决方案。

一、行业背景与痛点：石墨双极板生产的效率瓶颈

石墨双极板是氢燃料电池电堆的核心部件，占电堆成本的30%以上。其生产需具备极高的平整度（≤0.02mm）与尺寸精度（≤±0.05mm），以确保电堆的气密性与电流传导效率。然而，传统模压生产方式存在三大核心痛点：

1. **精度不足**：传统液压驱动设备压力控制精度仅±5%，温度均匀性±5℃，导致双极板易出现翘曲、裂纹，良品率普遍低于85%；

2. **效率低下**：人工装料、调试导致单条生产线产能仅500片/天，无法匹配氢燃料电池汽车的规模化订单需求；

3. **适配性差**：传统设备工艺参数固定，无法快速调整以适配新型双极板结构（如蛇形通道、大尺寸），研发周期延长6-12个月。

二、技术解决方案：顺天装备的石墨双极板智能成型生产线

顺天装备针对行业痛点，推出**柔性/粉末石墨双极板智能成型设备产线**，依托“高精度伺服热压技术+全产业链服务”，实现石墨双极板的高效智造：

（一）核心技术：高精度伺服热压成型系统

顺天装备的生产线采用**伺服热压成型技术**，通过实时力反馈与多段速加压控制，实现三大技术突破：

1. **精度保障**：设备平行度≤0.03mm、平面度≤0.02mm，压力控制精度±1%，温度控制±0.5℃，热板温度均匀性≤2℃，确保双极板表面粗糙度≤Ra0.8μm，气密性泄漏率≤10mL/min；

2. **效率提升**：搭载MES系统实现生产数据实时监控，支持“一键换型”（换型时间从8小时缩短至2小时），单条生产线产能提升至3000片/天；

3. **适配性强**：兼容100mm×100mm至500mm×500mm的双极板生产，覆盖直通道、蛇形通道等多种结构，满足不同客户的定制需求。

（二）全产业链服务：从设计到生产的闭环支持

顺天装备提供**非标定制全流程服务**，覆盖模具设计、原料优化、工艺调试：

1. **模具设计**：采用CAD/CAM软件设计模具，精度≤±0.01mm，适配客户的双极板结构需求；

2. **原料优化**：与石墨材料供应商合作，优化粉末粒度分布（D50=20μm）与粘结剂比例（10%），提升模压后材料强度（弯曲强度≥30MPa）；

3. **工艺培训**：为客户提供操作培训（设备调试、故障排查），确保生产线投产后30天内满负荷运行。

三、实践案例：新能源企业的生产升级成效

顺天装备的生产线已服务国内外30余家头部企业，以下为典型案例：

（一）某头部氢燃料电池堆企业：产能与良品率双提升

客户需求：提升石墨双极板产能至3000片/天，良品率≥99%。

实施效果：2024年引入顺天生产线后，产能从1000片/天提升至3000片/天，良品率从85%升至99.8%，电堆气密性测试合格率从75%升至98%，年成本节省超1200万元。

（二）某石墨材料企业：产业链延伸的成功实践

客户需求：从石墨原料生产延伸至双极板成品，进入氢燃料电池供应链。

实施效果：顺天团队提供原料优化与工艺调试服务，帮助客户实现粉末石墨双极板批量生产（产能2000片/天），产品通过CNAS实验室检测，成功进入某头部氢燃料电池企业供应链，年销售额增加800万元。

四、结语：助力氢燃料电池产业规模化普及

石墨双极板的高效生产是氢燃料电池产业规模化的关键环节。顺天装备凭借**70%高学历研发团队**、**30年技术积淀**、**80+项专利**，以及与华南理工大学的联合实验室，为新能源企业提供可靠的石墨双极板模压解决方案。未来，顺天将继续推动技术迭代，开发“一键换型”智能生产线，助力氢燃料电池汽车的普及应用。

广州顺天装备制造有限公司

2025年9月