甘肅空冷電堆用碳紙制造

液流電池（儲能領(lǐng)域）在全釩液流電池（VRFB，大規(guī)模儲能的主流技術(shù)之一）中，碳紙是電極的骨架，用于“儲存電解液中的活性物質(zhì)（釩離子）”并促進(jìn)電化學(xué)反應(yīng)：多孔結(jié)構(gòu)可吸附大量釩電解液（釩離子濃度1.5-2.0mol/L），增大反應(yīng)接觸面積；高導(dǎo)電性確保電子在電極與集流體之間傳遞；耐強(qiáng)酸性和抗釩離子氧化的特性，可延長電池壽命（通常要求碳紙在5000次循環(huán)后性能衰減＜10%）。特種應(yīng)用：工業(yè)與制造領(lǐng)域在對 “耐溫、導(dǎo)電、抗腐蝕” 有特殊要求的工業(yè)場景中，碳紙作為 “特種功能材料” 替代傳統(tǒng)金屬或塑料，解決極端環(huán)境下的材料失效問題。碳紙保護(hù)膜電極，維持電池 “組裝穩(wěn)定性”。甘肅空冷電堆用碳紙制造

國科領(lǐng)纖：突破關(guān)鍵材料“卡脖子”難題國科領(lǐng)纖成立于2023年，自成立以來便專注于氫燃料電池關(guān)鍵材料碳紙及相關(guān)“卡脖子”材料的技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化。在本次展會上，國科領(lǐng)纖充分展示了其在碳紙及碳復(fù)合材料生產(chǎn)方面的技術(shù)實力。目前，我國氫燃料電池基礎(chǔ)原材料在一定程度上依賴進(jìn)口，碳紙及氣體擴(kuò)散層便是其中關(guān)鍵一環(huán)。國科領(lǐng)纖迎難而上，全力投入研發(fā)，致力于打破國外壟斷。生產(chǎn)總監(jiān)表示，公司研制的產(chǎn)品已在技術(shù)層面取得重大突破，有望在半年內(nèi)推動量產(chǎn)。這一成果對于我國氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)而言意義非凡，將有效降低產(chǎn)業(yè)成本，提升供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性與自主性。甘肅空冷電堆用碳紙制造碳紙強(qiáng)化學(xué)穩(wěn)定性（耐腐、耐氧化）。

碳紙的生產(chǎn)成本結(jié)構(gòu)與其 “高技術(shù)壁壘、多環(huán)節(jié)工藝、高純度原料” 的特性直接相關(guān)，可拆解為原材料成本、生產(chǎn)加工成本、后處理與檢測成本三大模塊，其中原材料和關(guān)鍵加工環(huán)節(jié)是成本占比部分。不同應(yīng)用場景（如氫燃料電池用碳紙 vs 普通工業(yè)用碳紙）的成本構(gòu)成差異較大，以下以應(yīng)用廣、技術(shù)要求的 “燃料電池級碳紙” 為例，詳細(xì)分析其成本構(gòu)成：一、原材料成本：占總成本 40%-60%（驅(qū)動因素）碳紙的原材料決定了其基礎(chǔ)性能（如導(dǎo)電性、機(jī)械強(qiáng)度，主要括基體纖維、粘結(jié)劑、功能改性劑三類：

1.基體纖維（占原材料成本70%-80%）碳紙的“骨架”由碳纖維制成，其品質(zhì)直接決定碳紙的性能，也是成本差異的關(guān)鍵：場景（如燃料電池GDL）：需使用聚丙烯腈基（PAN基）高模碳纖維（如日本東麗T700、國內(nèi)中簡科技ZT700），這類碳纖維純度高（碳含量＞95%）、直徑細(xì)（5-7μm）、強(qiáng)度高（拉伸強(qiáng)度＞4.9GPa），但價格昂貴——截至2024年5月，工業(yè)級PAN基碳纖維單價約200-500元/公斤，而用于碳紙的“超細(xì)旦、高純度”規(guī)格單價可達(dá)800-1500元/公斤。中低端場景（如普通過濾）：可使用瀝青基碳纖維或粘膠基碳纖維，價格較低（約50-200元/公斤），但性能（如導(dǎo)電性、耐腐蝕性）較差。2.粘結(jié)劑（占原材料成本10%-20%）用于將碳纖維粘結(jié)成紙狀基材，需具備“高溫碳化后不殘留雜質(zhì)、與碳纖維相容性好”的特性，常用材料為：酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂：主流選擇，需使用高純度（雜質(zhì)含量＜0.1%）的特種樹脂，避免碳化后引入金屬離子（影響導(dǎo)電性），單價約150-300元/公斤；聚酰亞胺（PI）：用于碳紙（如耐2000℃以上高溫場景），粘結(jié)強(qiáng)度更高、碳化后碳?xì)埩袈矢?，但單價可達(dá)800-1200元/公斤，進(jìn)一步推高成本。碳纖維制備和表面改性的基礎(chǔ)研究、中試放大、工程化的研究經(jīng)歷，對碳材料的結(jié)構(gòu)、設(shè)備及工藝有深刻理解。

技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢：公司是中科院山西煤化所成果轉(zhuǎn)化企業(yè)，人員組成 “科學(xué)家 + 工程師” 團(tuán)隊，技術(shù)骨干在炭材料與電化學(xué)領(lǐng)域深耕多年，基礎(chǔ)研究扎實，工程化經(jīng)驗豐富。公司建有研發(fā)平臺，匯集了化學(xué)、材料、能源等多學(xué)科人才，還與多所高校和研究機(jī)構(gòu)建立了緊密的合作關(guān)系。全流程生產(chǎn)能力優(yōu)勢常州市科技局：公司是目前國內(nèi)具備連續(xù)纖維處理、碳原紙生產(chǎn)、碳紙生產(chǎn)全流程技術(shù)及批量化生產(chǎn)能力的團(tuán)隊，這使得其在國內(nèi)市場上獨樹一幟。產(chǎn)品性能優(yōu)勢：公司的碳紙和氣體擴(kuò)散層產(chǎn)品各項性能指標(biāo)對標(biāo)大廠，已獲得多家頭部企業(yè)的認(rèn)可，其空冷電堆 GDL 新品更是解決行業(yè)痛點，性能領(lǐng)跑。氫燃料電池材料品質(zhì)獲認(rèn)可，有助于提升其產(chǎn)品在市場上的競爭力和信譽(yù)度。碳紙助力熱管理，維持反應(yīng)溫度穩(wěn)定。甘肅空冷電堆用碳紙制造

疏水性碳紙：涂覆親水材料(如Nafion、金屬氧化物或親水聚合物)或等離子處理增強(qiáng)親水性。甘肅空冷電堆用碳紙制造

由于碳紙是燃料電池的“功能件”，其質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)極為嚴(yán)苛，進(jìn)一步增加了工藝復(fù)雜度：微觀結(jié)構(gòu)：需用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察孔隙分布，要求孔徑均勻（5-20μm），無明顯團(tuán)聚或裂紋；電學(xué)性能：體積電阻率需＜10mΩ?cm（石墨化后），且不同區(qū)域電阻率偏差＜5%；機(jī)械性能：抗折強(qiáng)度需＞5MPa，拉伸強(qiáng)度需＞15MPa，避免在燃料電池組裝（螺栓緊固）時破損；疏水性能：水接觸角需＞110°（確保電解液不滲透）。綜上，碳紙的制備是“精細(xì)化工+高溫材料+精密機(jī)械”的綜合過程，每個步驟都需攻克材料兼容性、工藝穩(wěn)定性、性能平衡性等難題，因此其工藝流程具有復(fù)雜性，也是過去我國長期依賴進(jìn)口的原因之一（截至2024年5月，國內(nèi)少數(shù)企業(yè)實現(xiàn)高品級碳紙量產(chǎn)，國產(chǎn)化率仍不足30%）。甘肅空冷電堆用碳紙制造

國科領(lǐng)纖新材料（常州）有限公司在同行業(yè)領(lǐng)域中，一直處在一個不斷銳意進(jìn)取，不斷制造創(chuàng)新的市場高度，多年以來致力于發(fā)展富有創(chuàng)新價值理念的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，在江蘇省等地區(qū)的紙業(yè)中始終保持良好的商業(yè)口碑，成績讓我們喜悅，但不會讓我們止步，殘酷的市場磨煉了我們堅強(qiáng)不屈的意志，和諧溫馨的工作環(huán)境，富有營養(yǎng)的公司土壤滋養(yǎng)著我們不斷開拓創(chuàng)新，勇于進(jìn)取的無限潛力，國科領(lǐng)纖新材料供應(yīng)攜手大家一起走向共同輝煌的未來，回首過去，我們不會因為取得了一點點成績而沾沾自喜，相反的是面對競爭越來越激烈的市場氛圍，我們更要明確自己的不足，做好迎接新挑戰(zhàn)的準(zhǔn)備，要不畏困難，激流勇進(jìn)，以一個更嶄新的精神面貌迎接大家，共同走向輝煌回來！