目前产业化应用的均为全氟质子交换膜,质子交换膜使用的是全氟磺酸树脂,离子膜使用全氟磺酸树脂、全氟羧酸树脂的复合膜。全氟磺酸树脂具有强酸性,全氟羧酸树脂具有弱酸性,更能够适应氯碱工业中的碱性环境。
全氟离子膜是我国国家级科技攻关项目。2002年上海三爱富新材料股份有限公司打通全氟磺酸树脂的生产工艺,通过成膜实验和燃料电池发电实验,综合性能相较于杜邦Nafion膜仍有欠缺;2005年,东岳集团与上海交通大学合作,得到国家863计划支持,成功研制出全氟磺酸离子交换膜。其余燃料电池相关技术多处于实验室,国内大学合作情况如下:
图12:燃料电池高校实验室项目情况
2、燃料电池的重卡应用
目前,燃料电池主要应用方向在重卡,商用乘用车占比较少。
据电车资源数据,2022年1-6月,新能源重卡市场销量排名前十车型有九款为锂电池重卡,第十名为燃料电池+锂电池的混动,由飞驰汽车制造的6×4半挂牵引车FSQ4250SFFCEV,销量为234辆,在1-6月份的新能源重卡销量中占比2.30%,也是唯一销量超过200辆的燃料电池重卡。续航里程为450km。
图13:飞驰氢能混动重卡
该车型的配套驱动电机型号为:TZ460XS-LKM2402,由苏州绿控传动科技股份有限公司提供,电机功率最大为355KW;搭载的动力电池为锰酸锂动力电池,由天津荣盛盟固利新能源科技有限公司提供,电池容量为100.91kWh;
该车型搭载的燃料电池为质子交换膜燃料电池,由6家燃料电池生产企业提供,分别为:广东鸿力氢动科技有限公司,美锦国鸿(浙江)氢能科技有限公司,北京鸿力氢动科技有限公司,东方电气(北京)氢能科技有限公司,浙江重塑能源科技有限公司,北京亿华通科技股份有限公司。
(二)锂电池隔膜发展路径
燃料电池的质子交换膜和锂电池隔膜作用类似,都是分子间能量转换的特殊膜介质。根据对锂电池隔膜产能最大的恩捷股份的回溯,其也是从香烟包装盒外皮的低增加值制造业起家,后进行跨界转型新能源动力电池隔膜材料,与纳尔股份从事车身膜和喷印墨水起家,当前转型氢能源燃料电池质子交换膜材料有较大相似性。
1、恩捷股份发家历史
恩捷股份创始人李晓明,出生于1958年,留学后归国;
1982年,李晓明加入云南塑料研究所,2年后晋升副所长;
1996年,得益于云南的烟草资源,李晓明创办了一家叫红塔塑料的公司(现为恩捷子公司红塔塑胶),主要生产香烟的包装塑料薄膜;
此后,恩捷又将业务范围扩充到无菌包装领域,供货汇源果汁等客户,随后凭借几次成功的并购,红塔塑料年营收破亿;