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燃料電池的氣體密封性通常會出現(xiàn)泄漏檢測困難，密封材料老化導(dǎo)致氣體泄漏等問題，這些問題會對氫燃料電池使用壽命/性能產(chǎn)生影響，造成安全事故，因此做好零部件的氣體密封是燃料電池生產(chǎn)中的重要一環(huán)。
氣密性能對氫燃料電池的重要性
來源：世椿新能源
由于氫氣的可燃性，在濃度過高時甚至?xí)l(fā)爆炸，因此必須對燃料電池進(jìn)行可靠的密封操作。燃料電池需要進(jìn)行密封處理的部位有雙極板和膜電極之間、極板和極板之間，包含石墨雙極板微孔填充、石墨雙極板及復(fù)合雙極板水路粘接、雙極板氣路密封、MEA邊框粘接、電堆外殼密封膠等。
燃料電池的密封膠需要耐受燃料電池內(nèi)部濕熱、酸性的工作環(huán)境，還需要有高氣密性、低透濕性來防止氫氣和水蒸氣的泄漏。在車用燃料電池和移動式設(shè)備上，還需要考慮密封膠的彈性能夠抵抗工作環(huán)境中的震動和沖擊。
市場上應(yīng)用的燃料電池密封膠包括有機硅橡膠、聚烯烴、環(huán)氧樹脂等材料，其中有機硅密封膠較為常用，具有良好的電絕緣性、低壓縮變形和耐熱、耐低溫性，在材料特性上能夠契合燃料電池工作環(huán)境的需求。
燃料電池對密封性有高要求，氣體密封的工藝優(yōu)化也非常必要。當(dāng)前燃料電池的主要密封工藝有貼密封膠條、點膠固化成型密封膠條、注膠成型密封膠條三種。
貼密封膠條作為只需要人工操作的第一代密封工藝，因為高度的靈活性，一直沿用至今。缺點是由于預(yù)制成形的密封膠條存在公差，人為操作無法達(dá)到設(shè)備可以完成的精度和工藝一致性。
點膠固化成型技術(shù)實現(xiàn)了使用機器設(shè)備進(jìn)行操作，將密封膠用點膠方式進(jìn)行一體化成型，膠水固化后變成密封膠條。機器化生產(chǎn)在工藝的精度和一致性上相比上一代工藝得到了很大提升。設(shè)備使用的膠水種類能夠很快更換，更適合多品種、小批量的生產(chǎn)場景，固化時間短，效率很高。
膠水固化時間的長短也和膠水本身的配方有關(guān)，固化時間的縮短同樣會提高輸出效率。廣州國機密封科技有限公司改良了燃料電池密封點膠固化系統(tǒng)所使用的原材料，采用特殊官能團(tuán)改性聚硅氧烷，具備長期密封性，可以實現(xiàn)快速固化，把單模穴的生產(chǎn)效率縮短到了一分鐘之內(nèi)。
相比較之前兩個版本的工藝，注膠成型工藝在成型精度、生產(chǎn)效率和材料的綜合成本上進(jìn)行了很大的優(yōu)化。注膠工藝在流程上有所縮短，原料價格更低，成型精度可以做到小于0.02mm，低于點膠成型固化膠條能做到的0.03mm。
注膠成型密封技術(shù)優(yōu)勢
來源：世椿新能源
為了進(jìn)一步優(yōu)化密封工藝，行業(yè)內(nèi)正在開發(fā)能夠幫助氫燃料電池實現(xiàn)降本增效的注膠成型工藝的注膠方式，包括注射方式、壓注方式。
世椿新能源技術(shù)有限公司已經(jīng)研發(fā)出一體化的燃料電池密封技術(shù)，生產(chǎn)的精密注膠機設(shè)備相比傳統(tǒng)注膠機精度提升了50%。注膠成型密封技術(shù)應(yīng)用場景包括金屬板氣場、膜電極、膜電極邊框密封膠條一體化注膠成型，注膠材料包括液態(tài)硅膠、氟橡膠等。
氫能精密注膠機
來源：世椿新能源
世椿新能源總經(jīng)理蔡奇志曾表示，注膠成型工藝注膠成型工藝有助于氫燃料電池提高質(zhì)量、效率及降本，但目前還存在一些待攻克的難題，需要產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)共同努力。
目前所使用的密封膠材料基本依靠進(jìn)口，是產(chǎn)業(yè)鏈條中尚未實現(xiàn)國產(chǎn)替代的環(huán)節(jié)之一。在燃料電池大幅降本的前夜，下游的用戶需求也許可以倒逼上游供應(yīng)商進(jìn)行材料開發(fā)和工藝的革新，實現(xiàn)國產(chǎn)化替代。
部分資料來源：世椿新能源技術(shù)有限公司
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