其中決定金屬板導電性、耐腐蝕性的關鍵工藝——金屬板涂層鍍膜成為企業爭相發力的重點。在一眾金屬板涂層鍍膜設備企業中,擁有30余年發展經驗的世界級真空鍍膜設備強企——德國普威特等離子真空技術有限公司(簡稱“德國PVT涂層公司”),正在加緊搶占國內氫能及燃料電池金屬板涂層市場。
目前德國PVT涂層公司已成功開發出i-L 4.3500 和i-L 3.5000兩種不同類型的連續式涂層系統,年產量分別達500萬片、100萬片雙極板,每塊雙極板的涂層成本通常<1.00歐元。手握強大技術實力和多年設備生產經驗兩張“王牌”,德國PVT涂層公司的氫能征途注定不凡。德國PVT涂層公司,一個在金屬涂層鍍膜設備領域響當當的名字。公司成立于1985年,全球總部設在德國的本斯海姆,主營超硬涂層系統研發生產制造,是專門開發設計具有世界領先水平的離子和等離子真空鍍膜系統的高科技公司,其產品被廣泛用于刀具、模具行業,航空工業,醫療和汽車制造行業。30余年來勵精圖治,領先的鍍膜技術助力德國PVT屢創輝煌——目前其已壯大為世界上最先進的超硬涂層技術研發和設備制造公司之一,可提供TiN, TiCN, CrN, AlTiN, AlCrN, TiSiN, AlTiSiN, AlCrTiSiN等各類單層或復合納米涂層,鍍膜后工件壽命可提高2-5倍左右,并已在中國市場達成了大約四五十臺各類真空涂層設備的銷售。德國PVT的中國區總部設立在北京,另在中國哈爾濱、太倉、東莞、青島還設有涂層加工中心,在中國已經建立完備的本土化發展體系。作為掌握核心涂層鍍膜前沿技術的高科技公司和綠色可持續發展的積極倡導者和踐行者,德國PVT涂層公司深諳未來發展之道,在氫能發展浪潮的推進下,瞄準了同樣具備前沿技術性和工藝相似性的燃料電池及電解池金屬板涂層領域,大約在5,6年前就開始了氫能及燃料電池領域的雙極板涂層調研與開發。“從開始進入這個領域到目前發展,雙極板涂層業務已經占據我們公司營業額的很大部分。在雙極板上早期測試效果最好的是氮化鈦基膜層,我們是這方面的專家,所以這也是我們進入這個行業的最大優勢。” PVT中國區負責人路景珍表示。根據GGII數據,2021年中國市場氫燃料電池金屬板占總出貨量的47%;2022H1金屬板電堆出貨規模超2億元,同比上年增長35%。金屬板電堆的市場藍海正在崛起。但在涂層解決方案方面,國內整體上還處于“江湖混戰”的早期探索發展階段:以碳基涂層為發展主流的路線已經初步實現產業化應用,以及部分電堆廠和金屬雙極板公司在采用金屬涂層,并配以相應的涂層加工方法。德國PVT涂層公司作為金屬板涂層領域的技術領跑者,采取多元化解決方案并行的發展路線,可以提供碳化基涂層工藝、金屬氮化物涂層工藝等綜合涂層解決方案。現已經開發了兩種不同類型的連續式涂層系統:i-L 4.3500 和i-L 3.5000。在這兩種系統中,分別有 4 個和 3 個腔室,每種系統都可以實現不同的涂層工藝,無論是磁控濺射、電弧蒸發還是 PE-CVD 工藝均可以實現。通過PVT公司制造這種大型連續式生產線,可以使每塊雙極板的涂層成本降至1.00歐元左右。“因為我們擁有從電弧蒸發工藝到Hipims磁控濺射工藝的全面涂層應用技術,有些涂層在戴姆勒奔馳20年前開始啟動氫燃料電池技術研發時已經和我們的合作伙伴之一進行了測試,可以說我們目前提供的膜層已經運行超過20年時間且可以經受住考驗。” 路景珍進一步指出。目前德國PVT涂層公司的燃料電池連續式涂層生產線已經交付。該系統可以同時從基板兩側以高效生產方式進行涂層,而基板本身無需旋轉。涂層工藝腔室可以始終保證在潔凈和非常穩定的真空條件下運行。當前的涂層鍍膜設備系統組成紛繁復雜,國內外多數企業以購置配件進行組裝的方式來提供工藝服務和提供設備產品。但鍍膜設備的集成關系到關鍵部件的研發、設備的配置、各個環節的協同、工藝的管控等,還需要團隊對整個工藝與設備有充分的理解,少有企業能夠實現高度自主化。甚至有業內人士認為,能否實現各環節的整體性與協同性是真正能反映一家公司技術水平的關鍵,這需要數以經年的沉淀積累,做出的產品才能經受住市場檢驗。
而連續、穩定的規模化生產能力正是德國PVT涂層公司的另一大“看家本領”。
德國PVT涂層公司擁有30多年的真空涂層設備制造經驗,且主要以制造工業化生產使用設備為主,而工業化生產設備對設備的高度穩定性要求極高,在氫能及燃料電池金屬板涂層設備領域,德國PVT涂層公司也將延續這一生產理念。
以上述的i-L4.3500、i-L3.5000兩種不同類型的連續式涂層系統為例,i-L4.3500年生產量高達500萬片雙極板,i-L3.5000年生產量可達100萬片雙極板(雙極板尺寸約500mmx140mm),每塊雙極板的涂層成本通常<1.00歐元,該系統最大涂層尺寸可達3.5x1.5米。
“這種大規模連續生產設備要求設備保持持續的涂層加工方式,也就是說每5-7分鐘就有5平方米的運送器承載著涂層好的產品離開設備,我們制造的雙極板涂層連續生產設備具備極高的可靠性,每周可連續穩定生產6天。” 路景珍表示。
在德國PVT涂層公司看來,無論是氫能還是燃料電池領域,金屬板的市場應用在快速擴大,客戶基于生產和測試的低成本、批量化制備需求將持續釋放。公司在氫能及燃料電池領域的發展是長期計劃,目前的精力將集中在不同膜層的開發及測試方面,以保證為客戶提供的設備配套膜層工藝質量。
下一步,德國PVT涂層公司還將緊抓氫能及燃料電池示范期發展窗口機遇,與國內外氫能及燃料電池雙極板生產廠家緊密配合,共同“解鎖”金屬雙極板涂層更為廣袤的市場空間。