CNC石墨板出货强劲上扬

来源：高工产研氢电研究所（GGII），2022年4月　2022-04-16 05:44:02

燃料电池石墨双极板按照加工工艺不同，分为机加石墨板（CNC加工工艺）和模压石墨板。目前机加石墨板在石墨双极板的出货量中占据主导地位。

高工产研氢电研究所（GGII）调研数据显示，2021年中国企业氢燃料电池石墨双极板企业出货规模达到2.94亿元，同比上年增长49.24%。其中机加石墨板出货规模为2.57亿元，同比上年增长48.55%。2021年国内石墨双极板中CNC工艺的出货占比在85%以上。

出现这种情况有三方面原因：机加石墨板本身具有一定优势；在石墨双极板降本增效趋势下，机加石墨板的生产效率在提升、价格在下降；目前国内能够批量供应模压石墨板的企业还不多。未来，机加石墨板会成为主流技术路线吗？

机加石墨板出货规模扩大背后

燃料电池双极板是电堆中的“骨架”，与膜电极层叠装配成电堆，在燃料电池中起到支撑、收集电流、分配气体的作用，重要性不言而喻。

目前，市场上的燃料电池双极板分为石墨（复合）双极板、金属双极板等类型。其中石墨双极板技术已经较为成熟，在市场应用中占据优势地位。石墨双极板按照加工工艺不同，又分为机加石墨板（CNC加工工艺）和模压石墨板。这两种技术路线相较各具特点。

机加石墨板加工工艺灵活性好，适应性强，能够相对容易地根据客户需求提供定制化服务，但是这一工艺制作过程复杂，加工周期较长，加工成本在双极板整个成本中占比高。

模压石墨板的优点在于制作耗时短、效率高，更符合燃料电池商业化大批量生产的要求。不过相对于机加石墨板，这一技术路线在工艺控制及品质把控上的难度要大，并且前期的投入更多。

在当前石墨双极板实际出货量中，机加石墨板的出货量要高于模压石墨板。

GGII调研数据显示，2021年中国企业氢燃料电池石墨双极板企业出货规模达到2.94亿元，同比上年增长49.24%。其中机加石墨板出货规模为2.57亿元，同比上年增长48.55%。2020年和2021年国内石墨双极板中CNC工艺的出货占比均在85%以上。

2020~2021年国内企业各加工类型石墨双极板市场占比（单位：%）

数据来源：高工产研氢电研究所（GGII），2022年4月

同时根据GGII调研，2021年国内石墨双极板TOP5企业为上海弘枫、华熔科技、弘竣新能源、国鸿氢能、嘉裕碳素。这5家企业中，除了国鸿氢能石墨双极板加工类型是柔性模压双极板外，其他4家均为机加石墨板。

机加石墨板的出货规模之所以这么高，主要源于几个方面：

其一，机加石墨板本身具有导电性好、寿命长、功率密度高、稳定性强、产品性能优等优点，比较受用户欢迎；

其二，目前燃料电池行业处于示范运营阶段，市场对双极板的采购量还不稳定，且大多数是定制化产品，这种情况下下游企业愿意选择加工工艺有灵活好、适应强的机加石墨板进行开发测试；

其三，多数燃料电池企业正在积极拓展燃料电池的多元化应用，比如氢能叉车、热电联供、无人机、两轮车等，这部分市场的应用以机加石墨板为主。多元化发展势头的兴起，扩展了机加石墨板的市场空间。

此外，国内能够批量供应模压石墨板产品的企业还不是很多，下游用户选择机加石墨板的机会大于模压石墨板。

机加石墨板“降本增效”在路上

机加石墨板有其优点，也存在加工成本高、效率相对模压双极板低等缺点。部分业内人士认为，未来燃料电池市场一旦全面爆发，机加工石墨板可能无法满足市场的需求。在此形势下，为了降低机加石墨板成本、提高生产效率，这一领域的企业已经做出了各种努力。

机加工石墨双极板的成本组成是：材料成本（占比20%-50%）、刀具成本（占比10%-40%）、人工成本（占比10%-30%）及其他制造费用（占比5%-10%）。其中材料成本基本是固定的，多家采用CNC工艺路线的企业正在通过降低刀具使用成本、增加雕刻机机头等途径推进机加石墨板降本，并已取得显著成效。

“比如在雕刻设备方面，机加板供应商已经做了非常多的优化。一台雕刻设备一般有1-2个机头，现在定制的雕刻设备有4个机头，甚至更多，这样加工的时间会大大降低，效率提升了不少。”喜玛拉雅副总经理葛荣军表示，现在机加石墨板的加工成本较以前已经下降了很多。

弘竣新能源相关人员也告诉高工氢电，降本趋势下，下游用户对机加石墨板供应商的要求非常高，现在一套机加石墨板从设计到选材到推出样品，只需要1-2个小时；批量化下成本已经可以控制在150元/片以内。

基于机加石墨板的加工成本下降及效率提升的考量，电堆企业在一些主流产品上都用到了机加石墨板。

“在石墨双极板方面，哪一种技术路线会是未来主流还不好说，但就目前综合条件来看，机加石墨板占据大部分市场份额是必然，包括在未来几年中都可能会有非常大的市场空间。”一位业内人士如是表示。

下文重点梳理国内主流机加石墨板企业的发展概况，从中可窥见当前该技术路线的整体发展水平：

华熔科技：

华熔科技由上海栏能新材料有限公司和浙江铁狮高温材料有限公司合资组建而成，主要从事燃料电池机加石墨板的研发与生产。2021年，公司根据市场需求斥资1亿元扩充石墨双极板产能，全年总出货量同比增速达375%。2021年公司燃料电池石墨双极板已成为公司各石墨制品业务中营收位居第二的业务板块。

华熔科技石墨双极板技术优势明显：1）特殊封堵工艺和独家配方的石墨微孔封堵剂，保证石墨双极板使用寿命更长久；2）独特的加工工艺，保证接触电阻≤5mΩ·c㎡；3）独家封装密封工艺，保证双极板长时间使用下，三腔不互串；4）Light milling加工工艺，板厚可薄至0.5mm（单面板）/0.8mm（双面板）；5）独家设计开发的超大面积双极板，升功率大幅提升。

目前华熔科技石墨双极板总产能能够达到1万片/天，年产能达到250万片左右；2022年，其目标是实现100万组的出货。

弘竣新能源：

弘竣新能源成立于2010年，最早在2011年开始将石墨双极板产品应用于燃料电池汽车，现在拥有浙江嘉善、山东泰安两大大生产基地。公司十年在技术上的持续积累以及强大的供货能力，让弘竣新能源在行业有非常广泛的客户基础。2021年弘竣新能源出货量实现大幅增长。

产品层面，目前弘竣新能源第三代石墨双极板是市场销售主力，该产品通过浸渍工艺使石墨板减少了95%以上的孔隙率，并且超薄可大幅降低电堆占用的体积和重量，深受市场好评。为持续提升公司核心竞争力，弘竣新能源在研发第四代石墨双极板，现已进入小批量验证阶段，预计在今年10月份以后推向市场。新一代石墨双极板在材料和性能上更优更稳定，气密性≤0.1SCCM，单面有糟厚度能达到0.5mm，槽深0.2mm。

上海弘枫：

上海弘枫成立于1996年，专注于石墨相关产品的研发、生产。2003年，公司开始涉足燃料电池双极板领域，见证了中国氢燃电池行业发展壮大的过程。2004年上海弘枫团队曾参与国家863项目中“超越3号”中石墨双极板的研发和生产；2008年奥运会和2010年世博会上，上海弘枫是国家氢燃料电池示范车的唯一石墨双极板供应商。

上海弘枫的石墨双极板主要供给欧美地区客户，还会参与欧美客户设计研发。2021年，上海弘枫石墨双极板海内外出货量都实现了大幅增长。从产能来看，上海弘枫是国内规模最大的燃料电池极板生产商之一。

嘉裕碳素：

嘉裕碳素成立于2008年，是华南地区最早从事石墨销售和加工配套厂家之一。由于长期从事石墨产品的生产制造，公司拥有一批资深的工程人员，从项目、设计、程序、生产、检测和售后服务，每个环节都配备有高水准的专业人员。2013年，嘉裕碳素凭借在石墨精加工领域的深厚积淀，入局石墨双极板市场。经过近10深耕，嘉裕碳素创造性地开发出了超薄超精细石墨双极板，产能也大幅提升。

嘉裕碳素目前所生产的石墨双极板，单面有槽厚度在0.5mm，双面有槽厚度在0.8mm，单组石墨双极板的厚度在1.3mm左右，提前突破国家制定2025年前单组石墨双极板厚度1.5mm的要求。

标签：燃料电池加工工艺

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