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把金屬雙極板放置到全自動化的激光焊接設(shè)備中，10秒就能完成一次焊接。在驥翀氫能子公司深圳眾為氫能科技有限公司(以下簡稱“深圳眾為”)的產(chǎn)線前，總經(jīng)理王力正在反復(fù)調(diào)試一臺焊接設(shè)備的參數(shù)。

金屬雙極板是氫燃料電池電堆的重要組成部件，焊接是其工藝之一，對電堆功率和成本都有重要影響。談起金屬雙極板的焊接技術(shù)，王力的語氣中透露出自豪:“別看現(xiàn)在我們能輕松完成金屬雙極板的自動化焊接，其實(shí)在10多年前，國內(nèi)還停留在用膠條、膠水粘結(jié)金屬板的人工操作階段，效率非常低。為了提高效率，我們花了7年時間，多代技術(shù)更迭，成功引進(jìn)激光焊接，生產(chǎn)效率提高5倍以上!”

從膠條粘結(jié)到激光焊接，從人工操作到自動化加工，正是王力帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)將激光焊接技術(shù)成功應(yīng)用于氫燃料電池金屬雙極板加工，實(shí)現(xiàn)了我國在該領(lǐng)域“從零到一”的突破。目前，深圳眾為自主開發(fā)的金屬雙極板焊接技術(shù)能夠提升電堆功率30%，達(dá)到了國際領(lǐng)先水平，成本是國際平均水平的1/6～1/4。

一路蛻變與成果背后，是深圳眾為在激光焊接領(lǐng)域多年經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)探索的體現(xiàn)，也是王力個人對于氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的熱愛與執(zhí)著。

實(shí)現(xiàn)國內(nèi)金屬雙極板激光焊接“從零到一”

相比膠條、膠水粘結(jié)，激光焊接優(yōu)勢突出。激光焊接可實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)制造，效率是人工膠條、膠水粘結(jié)的5倍以上。同時，減少了人工成本的投入，也解決了人工操作質(zhì)量不一致的問題，能夠?qū)崿F(xiàn)批量化生產(chǎn)。另外，激光焊接采用母材融接，提高了金屬雙極板連接的可靠性。

2009年，被譽(yù)為中國燃料電池“搖籃”的中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所(以下簡稱“中科院大化所”)基于金屬雙極板電堆研發(fā)設(shè)計的需要，率先意識到了該產(chǎn)業(yè)鏈條中激光焊接環(huán)節(jié)的“短板”，在全國范圍內(nèi)尋求能夠?qū)崿F(xiàn)金屬雙極板焊接工藝突破的團(tuán)隊(duì)。從事激光焊接工藝及裝備行業(yè)多年并接連取得多項(xiàng)突破的王力，以及他所創(chuàng)辦的深圳眾為，引起了中科院大化所的關(guān)注。

早在2000年，機(jī)緣巧合之下王力加入了一個激光焊接創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)。這段經(jīng)歷讓王力進(jìn)入到激光焊接領(lǐng)域，并且參與了當(dāng)時國內(nèi)領(lǐng)先的焊接工藝裝備研發(fā)，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。2006年，王力創(chuàng)辦深圳眾為，成為國內(nèi)最早的工業(yè)激光從業(yè)團(tuán)隊(duì)之一。在鋰離子電池鋁殼焊接技術(shù)由日本掌握的情況下，深圳眾為率先在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)了鋁、鎂及合金激光焊接工藝的突破，確立了其在業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先地位。

由于很早就參與到了鋰電池的產(chǎn)業(yè)制造之中，王力對鋰電池的生產(chǎn)工藝非常了解，深知鋰電池的回收是一個世界難題，如果沒有妥善回收，可能會對人類環(huán)境造成危害。“當(dāng)中科院大化所的氫燃料電池研發(fā)團(tuán)隊(duì)找到我的時候，我正對鋰電池的回收問題感到隱隱擔(dān)憂，所以在了解到氫燃料電池的環(huán)保特性后，就欣然決定帶領(lǐng)公司全面投入其中。”王力回憶道。

從2010年開始，王力帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開始了金屬雙極板激光焊接技術(shù)的探索，歷經(jīng)了五、六代技術(shù)更迭，最終在2017年完成了國內(nèi)金屬雙極板焊接工藝“從零到一”的突破。同時，深圳眾為成為我國為數(shù)不多的燃料電池金屬雙極板激光焊接專業(yè)企業(yè)，擁有全套自主工藝與裝備知識產(chǎn)權(quán)。

提功率、降成本，推動燃料電池國產(chǎn)化

完成“從零到一”的突破后，王力和團(tuán)隊(duì)并沒有止步，而是持續(xù)深耕，為提高金屬板平整度、減小輔助區(qū)域、提升導(dǎo)電性能而不斷努力。

平整度是展現(xiàn)金屬雙極板焊接水平的首要因素，關(guān)系到電堆功率。王力解釋:“金屬雙極板在經(jīng)過沖壓后，材料硬力聚集在內(nèi)部，在焊接時得到釋放，造成底板不夠平整。電堆由幾百片金屬雙極板和膜電極堆疊而成，如果極板不夠平整，就會減少裝堆節(jié)數(shù)，進(jìn)而導(dǎo)致電堆功率難以提升。”

2017年，深圳眾為承接了某行業(yè)龍頭企業(yè)批量焊接金屬雙極板的任務(wù)。起初，焊接平整度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出5毫米，焊接成品率也只有60%～70%，達(dá)不到客戶要求。

為了突破平整度“難關(guān)”，深圳眾為自主研發(fā)設(shè)計激光器，通過特殊工藝對激光進(jìn)行調(diào)制，做了大量的工程實(shí)驗(yàn)，最終將焊接平整度提升到了≤3毫米，成品率也從60%突破到了90%，實(shí)現(xiàn)了“質(zhì)的飛躍”。

如今，深圳眾為焊接的金屬雙極板平整度≤2毫米，而國內(nèi)普遍為3～4毫米。王力表示:“雖然只有毫米之差，但這意味著別人裝300節(jié)電堆，電池高度達(dá)到1米，如果應(yīng)用眾為的焊接工藝，同樣是裝300節(jié)電堆，電池高度僅0.5～0.6米，有效提升了電堆功率。”

除了平整度之外，深圳眾為還在金屬雙極板焊接方面實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)突破。例如，通過焊接工藝在設(shè)計上減小輔助區(qū)域，從而有效增大發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的性能區(qū)域，促使更多的氣體燃料參與反應(yīng)，提高電堆的功率。同時，在行業(yè)普遍采用外圍焊接實(shí)現(xiàn)密封的情況下，深圳眾為在此基礎(chǔ)上，還在流場區(qū)進(jìn)行焊接，在國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)通過焊接提高金屬雙極板的導(dǎo)電性能。

提高平整度、減小輔助區(qū)域、提高導(dǎo)電性能……深圳眾為通過先進(jìn)的焊接工藝，實(shí)現(xiàn)了提升電堆功率至少30%。

憑借領(lǐng)先的技術(shù)，深圳眾為先后為上汽、新源動力、中科院大化所、愛德曼、唐鋒等國內(nèi)眾多燃料電池廠商及研究機(jī)構(gòu)提供焊接服務(wù)。其全套自主研發(fā)的工藝及設(shè)備，不僅推動了國內(nèi)金屬板電堆的批量生產(chǎn)制造，成本也僅為國際平均水平的1/6～1/4，“焊接”起了氫燃料電池產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化生產(chǎn)的重要一環(huán)。

志同道合，加入驥翀氫能“大家庭”

在配合中科院大化所項(xiàng)目，以及不斷攻克金屬雙極板焊接技術(shù)的過程中，王力與驥翀氫能董事長付宇博士相識。驥翀氫能是專注于氫燃料電池電堆自主研發(fā)與生產(chǎn)的硬科技企業(yè)，核心技術(shù)人員多來自于中科院大化所。

師從我國燃料電池技術(shù)的奠基者和開拓者之一衣寶廉院士的付宇，剛一接觸到氫燃料電池，就認(rèn)定這是中國擺脫傳統(tǒng)化石能源依賴的機(jī)會，立志向?qū)煂W(xué)習(xí)，全身心投入到氫燃料電池的產(chǎn)業(yè)化中。

在接觸中，王力被被付宇博士身上對氫燃料電池技術(shù)的執(zhí)著、勇于推動能源轉(zhuǎn)型的精神所打動，兩個懷有同樣熱情的人一拍即合，決定匯聚各自的力量，共同推動氫燃料電池的產(chǎn)業(yè)化。2020年，深圳眾為正式成為驥翀氫能的全資子公司，驥翀氫能整合金屬板電堆產(chǎn)業(yè)鏈的進(jìn)程邁出了重要一步，深圳眾為也在氫燃料電池的道路上更加堅定。

王力表示:“驥翀氫能在市場、技術(shù)、戰(zhàn)略等方面都給予了我們?nèi)χС?，更是讓我對氫燃料電池產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展趨勢更加明晰，堅定了我在這個行業(yè)不斷發(fā)展、創(chuàng)新的決心。”

在驥翀氫能的支持下，王力正帶領(lǐng)深圳眾為開發(fā)新一代金屬雙極板焊接技術(shù)，新技術(shù)將在全自動化的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)工藝和設(shè)備的智能化生產(chǎn)，大幅度提升生產(chǎn)效率，同時，產(chǎn)品綜合性能也將提升近30%。

原標(biāo)題：驥翀氫能王力：“焊接”氫燃料電池國產(chǎn)化重要一環(huán)，提升電堆功率30%