治臻股份燃料電池雙極板制造龍頭公司

1、 目錄燃料電池雙極板制造龍頭公司卡位核心環(huán)節(jié)，不斷拓展業(yè)務(wù)掌握核心技術(shù)，規(guī)模效應(yīng)助力降本風(fēng)險提示 治臻股份深耕金屬雙極板多年，技術(shù)、客戶、市占率行業(yè)領(lǐng)先治臻股份（全稱：上海治臻新能源股份有限公司）是一家專門從事燃料電池金屬雙極板研發(fā)、制造、銷售及相關(guān)技術(shù)服務(wù)的國家級高新技術(shù)企業(yè)，于2021年入選工信部第三批專精特新“小巨人”企業(yè)。公司成立于2016年，于2022年6月30日在上交所官網(wǎng)刊登科創(chuàng)板IPO招股說明書，首發(fā)擬募集12.21億元，新增不超過1070萬股，不低于發(fā)行后總股本的25%。治臻股份于2016年研制出第一代金屬雙極板，專注全流程核心技術(shù)研發(fā)，推動金屬雙極板批量化推廣應(yīng)用，到202

2、1年為止已進入捷氫科技、新源動力等國內(nèi)主流電池電堆及系統(tǒng)企業(yè)，放量供應(yīng)金屬雙極板。2021年，治臻股份在金屬雙極板產(chǎn)品市場占有率超過50%。圖1：公司主要發(fā)展歷程第二代金屬雙極板2016-20172019-20212017-2019國內(nèi)首條年設(shè)計產(chǎn)能50萬片產(chǎn)線第一代金屬雙極板 應(yīng)用于上汽榮威950FCV第三代金屬雙極板2021年底，產(chǎn)能達到260萬片/年開發(fā)出第一代PEM電解槽用雙極板資料來源：公司招股說明書，金屬雙極板為公司核心業(yè)務(wù)，主要應(yīng)用于新能源汽車燃料電池領(lǐng)域治臻股份經(jīng)營采取直銷模式，下游客戶主要為國內(nèi)主流的電堆及系統(tǒng)生產(chǎn)商、汽車主機廠及行業(yè)內(nèi)相關(guān)科研機構(gòu)等，公司營業(yè)收入主要來自金屬

3、雙極板?，F(xiàn)階段產(chǎn)品主要應(yīng)用于新能源汽車燃料電池領(lǐng)域，公司已研制出PEM電解槽及其使用的金屬雙極板，將產(chǎn)品與服務(wù)逐步向水電解制氫儲能領(lǐng)域推廣。圖2：公司主營業(yè)務(wù)占比20.34%19.42%91.05%79.36%78.22%7.10%100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%2.35%1.85%表1：公司主營業(yè)務(wù)內(nèi)容201920202021金屬雙極板技術(shù)開發(fā)服務(wù)受托加工服務(wù)資料來源：公司招股說明書，業(yè)務(wù)內(nèi)容產(chǎn)品圖示描述金屬雙極板汽車、船舶用覆蓋功率: 80200kW基材涵蓋不銹鋼、鈦合金等材料無人機、備用電源用覆蓋功率: 210kW采用鈦合金基材，高質(zhì)量功率比技術(shù)開發(fā)服務(wù)

4、構(gòu)型設(shè)計模具開發(fā)工藝研究 匹配測試為下游燃料電池客戶提供各種類型和規(guī)格燃料電池金屬雙極板的前期結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具開發(fā)、工藝研究、匹配測試等資料來源：公司招股說明書，營業(yè)收入快速增長，金屬雙極板毛利率存在波動公司營業(yè)收入保持較快增長態(tài)勢，2020年營收相對2019年增長153.08%，2021年營收相對2020年增長221.02%，主要原因為燃料電池終端應(yīng)用需求抬升、金屬雙極板市占率提升以及蘇州治臻一期工程的建成投產(chǎn)。股份支付導(dǎo)致公司2019、2020兩年歸母凈利潤虧損較大，2019 年、2020 年合計確認的股份支付金額分別為 587.42 萬元、12,752.55 萬元。金屬雙極板生命周期進入成

5、本快速下降的成長期，產(chǎn)品價格下降，同時公司規(guī)模效應(yīng)顯現(xiàn)，單位固定成本下降，從而導(dǎo)致2019-2021年間金屬雙極板業(yè)務(wù)毛利率的波動。而技術(shù)開發(fā)業(yè)務(wù)存在一定壁壘，公司議價能力較高，毛利率維持在較高水平。表2：公司近三年財務(wù)表現(xiàn)單位：萬元年份營業(yè)收入歸母凈利潤毛利率金屬雙極板業(yè)務(wù)毛利率技術(shù)開發(fā)業(yè)務(wù)毛利率凈利率20192,750.49-3,359.2545.14%32.10%95.34%-122.13%20206,960.84-13,088.5030.97%16.40%88.79%-188.03%202122,345.662,016.1728.67%23.81%88.58%9.02%資料來源：公司招

6、股說明書， 下游氫燃料電池、整車企業(yè)入股治臻股份，實際控制人控制37.74%股權(quán)治臻有限于2016年由上海氫捷和上海交大技術(shù)轉(zhuǎn)移中心共同出資設(shè)立，2021年變更設(shè)立股份公司。治臻股份設(shè)立時引入 富瑞特裝和上汽集團兩家產(chǎn)業(yè)鏈下游氫燃料電池及整車制造企業(yè)成為治臻股份的戰(zhàn)略投資者。62.50%陳關(guān)龍實際控制人圖3：公司股權(quán)結(jié)構(gòu)圖3.00%藍樹槐55.00%上汽集團富瑞特裝34.50%彭林法5.00%72.22%上海氫臻上汽創(chuàng)投遼寧中德同創(chuàng)富瑞中新興富上海氫捷集領(lǐng)為臻上海燃臻寧波復(fù)祺臨港科創(chuàng)投深圳氫源湖南鈞晟海南捷臻通臨智創(chuàng)4.59%10.92%5.56%4.91%5.48%20.48%14.68%2

7、.58%4.66%4.30%2.95%1.99%1.99%1.46%常州吉瑞東證睿元朗瑪四十一蘇州龍遨濰坊鳶興西藏派諾常州巨凝廣東昀升智兆貳號深圳志鑫南潯興證青島鈞矽揚州淮芯嘉興申毅蘇州國發(fā)1.34%1.34%1.22%1.22%1.22%1.21%1.00%1.00%0.86%0.68%0.64%0.43%0.43%0.43%0.43%上海治臻新能源股份有限公司100%100%100%蘇州治臻新能源裝備有限公司廣東治臻氫能科技有限公司上海治臻新能源科技有限公司資料來源：公司招股說明書，截至20220630核心技術(shù)人員為上海交大背景，技術(shù)研發(fā)能力國際先進公司實際控制人及核心技術(shù)人員是國內(nèi)較早專

8、注于燃料電池金屬雙極板研究的技術(shù)團隊，其中董事長陳關(guān)龍曾任上海交大機械與動力工程學(xué)院教授，董事、總經(jīng)理藍樹槐為上海交大博士，曾任上海交大助理研究員，董事、首席科學(xué)家彭林法現(xiàn)任上海交大機械與動力工程學(xué)院博士生導(dǎo)師、研究員。國際同行燃料電池金屬雙極板主要采用“三板結(jié)構(gòu)”，采用鈦基材或不銹鋼基材加貴金屬涂層，材料成本高昂，制造工藝成本高。公司研發(fā)融合“兩板三場”構(gòu)型、不銹鋼基材加低成本納米復(fù)合涂層的金屬雙極板技術(shù)路線，顯著降低金屬雙極板體積和重量，提升燃料電池比功率密度，降低生產(chǎn)成本，形成了具有國際競爭力的燃料電池雙極板技術(shù)。圖4：不同雙極板結(jié)構(gòu)對比資料來源：上觀新聞公司研發(fā)專注金屬雙極板領(lǐng)域，鍍膜

9、技術(shù)研發(fā)存在亮點公司專注于金屬雙極板領(lǐng)域，自成立以來，多數(shù)專利均分布于燃料電池及部件技術(shù)領(lǐng)域，不斷鞏固強化自身優(yōu)勢。公司的金屬雙極板多元素復(fù)合納米涂層結(jié)構(gòu)，綜合利用PVD、CVD、PECVD等工藝方法進行生長，公司在鍍膜技術(shù)領(lǐng)域也取得多項專利，專利數(shù)量領(lǐng)先于業(yè)內(nèi)其他企業(yè)。圖5：公司成立以來專利技術(shù)領(lǐng)域分布圖6：公司主要投入技術(shù)領(lǐng)域燃料電池17142211液體變?nèi)菔綑C械 2.84%閥細節(jié)車輛儲能 升閥測量電阻/電抗/離子注入鍍覆522濺射鍍覆522真空蒸發(fā)鍍覆522激光焊接設(shè)備141氣態(tài)化學(xué)鍍覆122 1電池電極31電力牽引 3.98%電池/燃料電池控制裝置 3.98%流體密封性的測試4.55%

10、測量電2 2耦合裝置1 2疊加層的鍍覆11 1測量電 9.66%燃料電池 67.05%2.84%1.70%1.70%阻抗1.70%資料來源：智慧芽，截至2022年7月資料來源：智慧芽， ，截至2022年7月營收相比同業(yè)可比公司增長迅速，毛利率水平位于可比公司水平范圍內(nèi)公司毛利率雖有下降，仍位于同業(yè)公司毛利率水平范圍內(nèi)。億華通產(chǎn)品定價較高、成本控制較為穩(wěn)定，但隨著行業(yè)市場的競爭發(fā)展，銷售定價有所下降，導(dǎo)致毛利率有所下降。巴拉德開始燃料電池業(yè)務(wù)時間較早，經(jīng)歷較長的產(chǎn)業(yè)化周期，毛利率相對適中，2021年度受勞動力、 運費等供應(yīng)鏈成本上漲影響，毛利率有所下降。億華通和巴拉德銷售、管理、研發(fā)和財務(wù)費用率

11、整體處于高位，拖累凈利潤水平。圖7：同業(yè)可比公司財務(wù)表現(xiàn)對比8000070000營業(yè)收入/萬元6000050%40%45.14%45.12%43.66%37.88%500004000030000200001000002019年2020年2021年30%銷售毛利率20%10%0%30.97%28.67%21.25%20.20%13.41%2019年2020年2021年Cell Impact巴拉德動力系統(tǒng)億華通治臻股份2019年2020年2021年1000050%巴拉德動力系統(tǒng) 億華通 治臻股份歸母凈利潤/萬元-10000-30000-50000-70000-900000%銷售凈利率-50%-10

12、0%-150%-200%8.29%2019年-36.73%2020年2021年-31.93%-49.46%-122.13%-109.31%-188.03%-5.69%9.02%Cell Impact巴拉德動力系統(tǒng)億華通治臻股份 巴拉德動力系統(tǒng) 億華通 治臻股份請務(wù)必參閱正文之后的重要聲明 9資料來源：公司招股說明書，ifind，Cell Impact年報，；人民幣兌美元匯率選取每年國家外匯局發(fā)布的年底匯率中間價，人民幣兌瑞典克朗匯率選取每年國家外匯管理局年末匯率中間價。 目錄燃料電池雙極板制造龍頭公司卡位核心環(huán)節(jié)，不斷拓展業(yè)務(wù)掌握核心技術(shù)，規(guī)模效應(yīng)助力降本風(fēng)險提示10布局氫能產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)氫能

13、產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游氫氣制備、中游氫氣儲存運輸、下游加氫站、氫燃料電池以及氫燃料電池應(yīng)用等多個環(huán)節(jié)。在2020年9月發(fā)布的國家首批燃料電池城市群示范規(guī)則中，雙極板是被額外獎勵的八大核心零部件之一，金屬雙極板也是我國氫能產(chǎn)業(yè)鏈上少數(shù)已經(jīng)實現(xiàn)對標國際先進水平的核心部件之一。圖8：氫能產(chǎn)業(yè)鏈示意圖能源端關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)用端化石能源重整制氫高壓儲氫瓶汽車制備工業(yè)副產(chǎn)品制氫氫氣循環(huán)系統(tǒng)氫氣供應(yīng)系統(tǒng)質(zhì)子交換膜可再生能源制氫減壓閥交通運輸特種車輛船舶其他清潔能源制氫催化劑膜電極氣體擴散層電堆雙極板高壓氣態(tài)卷材燃料電池動力系統(tǒng)無人機發(fā)電固定式電源便攜式電源低溫液態(tài)靶材空氣壓縮機儲運有機液體膠條空氣過濾器空氣供應(yīng)系統(tǒng)固

14、態(tài)金屬增濕器氫儲能水電解制氫其他部件管道固定式加氫站堿性電解槽氫冶金雙極板加注撬裝式加氫站PEM電解槽電解槽工業(yè)領(lǐng)域化工其他部件移動式加氫站SOEC電解槽石化為公司已實現(xiàn)銷售收入的領(lǐng)域為公司擬進入的領(lǐng)域為八大燃料電池關(guān)鍵零部件為金屬路線雙極板主要原材料請務(wù)必參閱正文之后的重要聲明11資料來源：公司招股說明書，雙極板是決定燃料電池電堆質(zhì)量與體積的重要部件目前，燃料電池車中應(yīng)用最廣泛的是質(zhì)子交換膜燃料電池，其電堆是由膜電極組件(MEA)、雙極板(BP)、密封墊片和端板組成。雙極板在燃料電池電堆中主要作用為分配反應(yīng)氣體、導(dǎo)電導(dǎo)熱及支撐膜電極，是燃料電池的骨架與基礎(chǔ)。雙極板在燃料電池的體積、質(zhì)量中占據(jù)

15、主導(dǎo)地位，其體積和質(zhì)量分別占電堆的75%、81%，不斷提高雙極板制造技術(shù)對于減小燃料電池電堆質(zhì)量與體積、提高燃料電池功率密度具有重要意義。圖9：燃料電池電堆工作原理圖10：典型燃料電池雙極板結(jié)構(gòu)圖11：電堆體積構(gòu)成占比 膜電極組件氫氣雙極板冷卻劑空氣氣體擴散層陰極催化劑PEM陽極催化劑12%75%9%1%3密封墊雙極板膜電極組件端板電流收集器圖12：電堆質(zhì)量構(gòu)成占比12資料來源：Peiyun Yi et al.Carbon-based coatings for metallic bipolar plates used in proton exchange membrane fuel cells

16、 ，資料來源：公司招股說明書81%密封墊雙極板5% 4% 4%7%膜電極組件端板電流收集器請務(wù)必參閱正文之后的重要聲明資料來源：A. De las Heras et al.From the cell to the stack. A chronological walk through the techniques tomanufacture the PEFCs core 當前規(guī)模效應(yīng)主導(dǎo)燃料電池降本過程，規(guī)模增大后電堆成本將由雙極板和催化劑決定電堆成本很大程度決定了燃料電池系統(tǒng)的成本。在發(fā)展初期規(guī)模效應(yīng)最為顯著，當年產(chǎn)量由1千套增加到1萬套時，電堆成本可降低65%。當生產(chǎn)規(guī)模從千套/年到萬套/

17、年數(shù)量級變化時，各組件的制造成本均有顯著降低。當生產(chǎn)規(guī)模增長至1萬套每年時，雙極板、催化劑、質(zhì)子交換膜和氣體擴散層成本仍具有規(guī)?；当究臻g，其他組件已開始不是特別明顯。當生產(chǎn)規(guī)模由1萬套/年增長至50萬套/年時，質(zhì)子交換膜和氣體擴散層成本仍舊會隨著規(guī)模擴大而降低，但電堆成本將主要由電極催化劑和雙極板的材料用量及價格決定。表3：不同生產(chǎn)規(guī)模下燃料電池系統(tǒng)與電堆成本圖13：不同生產(chǎn)規(guī)模下電堆各組件成本占比 12000實現(xiàn)規(guī)?；?，雙極板與催化劑材料成本占據(jù)主導(dǎo)地位。年產(chǎn)量由1000到10000，各組件成本均顯著降低。80004000生產(chǎn)規(guī)模套/年1k10k30k80k100k500k燃料電池系統(tǒng)成

18、本（美元/kW）2159371615953電堆成本（美元/kW）1535339323127電堆成本占燃料的電池系統(tǒng)成本比例71%57%55%52%53%51%01000100003000080000100000500000雙極板（沖壓）膜催化劑氣體擴散層其他資料來源：美國能源部，整理資料來源：美國能源部，；縱軸單位：美元/套；橫軸為生產(chǎn)規(guī)模，單位：套/年 公司下游掌握電堆和燃料電池系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)客戶，客戶集中度高公司產(chǎn)品主要應(yīng)用于下游捷氫科技、新源動力、未勢能源、氫晨科技等國內(nèi)主流燃料電池電堆及系統(tǒng)企業(yè)，銷售金額前五客戶占營業(yè)收入比例2019-2021年分別為94.07%、96.00%、94.53%

19、，客戶集中度較高。受益于客戶高集中度，公司維系客戶成本較低，2019-2021年銷售費用率分別為5.97%、1.53%、1.71%，遠低于億華通、巴拉德兩家同業(yè)公司平均8.05%、7.51%、11.12%的銷售費用率。公司原材料主要包括卷材、靶材及膠條，供應(yīng)商包括深圳市新燦新材料有限公司、漳州市合琦靶材科技有限公司和大連天豐氫源密封科技有限公司以及上海實達精密不銹鋼有限公司等。圖14：公司主要客戶銷售占營業(yè)收入比例2019年7.76%10.77%48.10%26.05%4.81%6.23%11.29%51.12%22.56%2020年2021年3.84%1.47%5.57%5.92%16.20

20、%67.00%捷氫科技新源動力其他武漢理工大學(xué)氫晨科技東風(fēng)汽車3.99%捷氫科技氫晨科技新源動力上海電氣未勢能源其他5.48% 1.84%捷氫科技氫晨科技未勢能源新源動力其他中車工業(yè)研究院有限公司資料來源：公司招股說明書， 氫燃料電池上游產(chǎn)業(yè)集中度高，治臻股份在金屬雙極板市場市占率過半2021年采用金屬雙極板系統(tǒng)、銷量前五的企業(yè)整體市占率44.50%，在金屬路線系統(tǒng)中市占率為87%。2021年石墨雙極板出貨規(guī)模前五企業(yè)市占率為94.42%，按照石墨雙極板占據(jù)市場份額51%計算，石墨雙極板出貨規(guī)模前五企業(yè)在雙極板市場市占率為48.16%。根據(jù)2021年度燃料電池汽車機動車交通強制險上險量統(tǒng)計數(shù)據(jù)

21、進行測算，使用治臻股份金屬雙極板的電堆，其所對應(yīng)車輛在總車輛上險中占比為25.81%，若按功率統(tǒng)計，市占率則為28.00%；在所有使用金屬雙極板的電堆對應(yīng)車輛上險數(shù)中，占比為50.31%，若按功率統(tǒng)計，市占率則為 50.30%。表4：2021年金屬極板系統(tǒng)銷量前五企業(yè)市占率圖15：石墨雙極板行業(yè)集中度（按出貨規(guī)模）企業(yè)極板系統(tǒng)整體市占率金屬路線市占率億華通17.90%35%海卓動力12%23%未勢能源5%10%捷氫科技4.80%9.40%國電投氫能4.80%9.40%總計44.50%87%100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%1.98%72.96%79.20%19.15

22、%91.44%15.22%5.58%7.89%6.58%0%201920202021資料來源：華北電力大學(xué)氫能技術(shù)創(chuàng)新中心，CR3No.4-5其他資料來源：GGII， 治臻股份依托雙極板研發(fā)優(yōu)勢，向下游PEM電解槽應(yīng)用領(lǐng)域拓展根據(jù)國際氫能委員會(Hydrogen Council)預(yù)計，到2030年全球清潔氫產(chǎn)能將達1,100萬噸，其中，近670 萬噸將為可再生能源水電解制氫，未來增長空間巨大。根據(jù)電解質(zhì)的不同，水電解制氫主要有堿性水電解(ALK)、質(zhì)子交換膜水電解(PEMEC)和固體氧化物水電解(SOEC)三種類型。目前，ALK受制于溶液內(nèi)離子交換速率，反應(yīng)效率低，設(shè)備占比大；SOEC還處于實

23、驗室階段; PEMEC啟動速度更快、氫氣純度更高、效率更高、能耗更低、維護更為便利，將成為未來主流的水電解制氫方式。治臻股份開發(fā)出第一代PEM電解槽用雙極板，初步形成了250kW級電解槽雙極板及其相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)制造能力，將產(chǎn)品與服務(wù)逐步向水電解制氫領(lǐng)域拓展。圖16：全球清潔氫產(chǎn)能預(yù)測資料來源:Hydrogen Council-Hydrogen Insights表5：不同類型水電解制氫對比項目ALKPEMECSOEC電解質(zhì)30%KOH質(zhì)子交換膜固體氧化物（YSZ）隔膜石棉質(zhì)子交換膜固體氧化物（YSZ）工作溫度9080800氫氣純度99.80%99.99%操作便利性啟停便利啟停不便維護便利性強堿介

24、質(zhì)腐蝕強維護便利危害性污染、致癌無產(chǎn)業(yè)化程度充分產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)業(yè)化起步階段實驗室階段耗電量4.55.5kWh/Nm34.05.0kWh/Nm3-單機最大規(guī)模1000Nm3/h500Nm3/h-資料來源：公司招股說明書，衣寶廉院士-燃料電池汽車現(xiàn)狀與氫源，2021.12請務(wù)必參閱正文之后的重要聲明 16 目錄燃料電池雙極板制造龍頭公司卡位核心環(huán)節(jié)，不斷拓展業(yè)務(wù)掌握核心技術(shù)，規(guī)模效應(yīng)助力降本風(fēng)險提示17 金屬雙極板憑高性能和低成本成為發(fā)展熱點燃料電池雙極板材料由石墨雙極板、復(fù)合雙極板、金屬雙極板三大類組成。石墨雙極板技術(shù)最為成熟，商業(yè)應(yīng)用最廣泛，但是更具性能和成本優(yōu)勢的金屬雙極板成為發(fā)展熱點。當前，主流

25、的氫燃料電池汽車公司（如本田、豐田、通用等品牌）都采用了金屬雙極板產(chǎn)品。金屬雙極板優(yōu)勢：單位功率密度更高：導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性良好，可實現(xiàn)更高單位功率密度適用于大功率電堆：氣密性良好，更適合100kW以上的車用大功率電堆的制造成本較低：塑性高、厚度薄，可采用高效沖壓的方式成形，生產(chǎn)流程短、效率高，制造成本低金屬雙極板劣勢：耐腐蝕性較弱：對金屬表面的涂層有較高要求表6：不同材質(zhì)雙極板特點對比石墨雙極板復(fù)合雙極板金屬雙極板制造方式雕刻、模壓等石墨+金屬+導(dǎo)電膠黏合等沖壓+鍍膜等優(yōu)點耐腐蝕性好結(jié)合石墨雙極板和金屬雙極板優(yōu)點高導(dǎo)電性、易機械加工、-30 低溫啟動性能更佳、單位功率密度更高缺點導(dǎo)電性較差、機械

26、加工不易、易脆、低溫啟動一般密封性較差、制造工藝繁瑣、成本較高耐腐蝕性弱于石墨雙極板，需通過鍍膜工藝提升耐腐蝕性代表電堆企業(yè)國外：巴拉德等國內(nèi)：神力科技、國鴻氫能等-國外：豐田汽車、現(xiàn)代汽車、普拉格等國內(nèi)：捷氫科技、新源動力、未勢能源、氫晨科技等 雙極板制造工藝發(fā)展過程對于無孔石墨雙極板，最早使用的是模壓成型技術(shù)，近年來數(shù)控銑削等加工技術(shù)使得制造用于低功率和超低功率燃料電池的微型雙極板成為可能。對于涂層金屬雙極板，沖壓成型是目前最常見的金屬雙極板制造方法。注射成型、熔模鑄造和紫外光刻等技術(shù)也被引入，數(shù)控銑削技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于涂層金屬雙極板流場通道的設(shè)計。表8：雙極板制造技術(shù)發(fā)展歷程時期70年代

27、制造過程沖壓法方法簡介沖壓成型是制造金屬雙極板最常用的生產(chǎn)工藝之一，將材料填充到兩個模具（凸模和凹模）中并向其施加壓力即可使材料塑性變形為所需要的形狀，制造步驟3雙極板尺寸7070mm100100mm流道尺寸1.5mm（寬）0.5mm（深）操作溫度150模壓法模壓成型是一種適合大規(guī)模生產(chǎn)的沖壓工藝，它與沖壓成型的主要區(qū)別在于只需要用熱流體加壓的凹模。27070mm4040mm0.75mm（寬，深）8080-90年代注模法注模法包括三個基本步驟：（1）將熔融金屬注入注射套管的澆注孔；（2）以一定的速度將柱塞移向模具，同 時 真 空 泵 開 始 工 作 ；（3）將柱塞緩慢移到套管末端， 以約50

28、Mpa 的壓力噴出。該工藝適用于制造任32525cm2525cm1.2mm（寬）1.5mm（深）250熔模法熔模鑄造工藝首先制造一個形狀與工件相同的模具（通常是陶瓷基的），之后將模具加熱并將熔融金屬充入其中，當鑄件充分冷卻后將模具從工件上剝落，即可得到金屬鑄件。該工藝能夠生產(chǎn)出形狀復(fù)雜的零件，但每制造一個雙極板都需要一個新的模具。4-1.5mm（寬）0.75mm（深）250目前微細電火花加工法在微細電火花加工中，流場通道是由導(dǎo)電材料上的電蝕形成的。通過施加電脈沖將電極制成所需的形狀。在此過程中，由于刀具和工件不相互接觸，因此機械力和振動產(chǎn)生的不利影響最小。144cm 6mm（厚度）300m（寬

29、）300m（深）200mm（長）室溫紫外光刻法紫外光刻技術(shù)是一種基于納米級金屬沉積工藝的技術(shù)，在金屬基底上按照所需流場通道形狀沉積有光刻膠，在紫外線照射50 s后，未暴露區(qū)域被蝕刻掉從而形成所需的流場圖案。844cm 2.6mm（厚度）100m（寬）200m（深）120表7：雙極板制造技術(shù)比較制造工藝優(yōu)點缺點成本沖壓通用流程、快速、成本低、可大規(guī)模生產(chǎn)步驟較長、高溫（150）、高壓操作物理過程復(fù)雜、精度通常較低、易出現(xiàn)成形缺陷低模壓表面拓撲結(jié)構(gòu)良好、厚度分布均勻、可大規(guī)模生產(chǎn)高溫（80）、高壓操作、尺寸公差小低注射成型成本低、可大規(guī)模生產(chǎn)生產(chǎn)步驟較長、高溫（250）、高壓操作率低、導(dǎo)電性不足、

30、適中熔模鑄造常壓操作、適用于形狀復(fù)雜的雙極板需要四步、高溫（250）操作、不適用于小尺寸高微細電火花加工只需一步、常溫常壓、精度高（可達亞微米級別）、微尺度流道、高效不適合批量生產(chǎn)高紫外光刻常壓、適用于具有微觀特征的金屬雙極板生產(chǎn)過程中存在精度缺失的風(fēng)險高資料來源：De las Heras A et al.From the cell to the stack. A chronological walk through the techniques to manufacture the PEFCs core 金屬雙極板耐久性提升，市場占比迅速擴大，與石墨雙極板平分秋色目前車用燃料電池電堆通常需要

31、300-500片雙極板層疊組裝，根據(jù)節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖 2.0分析，到2030-2035年，燃料電池汽車保有量達到100萬輛左右，雙極板需求量3-5億片。2021年以來，國內(nèi)外多家企業(yè)在金屬板電堆的耐久性上取得重大突破，部分企業(yè)金屬板電堆的耐久性實現(xiàn)從5000小時到10000小時甚至30000小時的“大跨越”，金屬雙極板市場占有率迅速上升，在 2021年銷售額占比達到51%。圖17：雙極板市場規(guī)模 7.006.005.004.003.102.8565%35%78%22%3.002.0049%51%6.20圖18：金屬電堆市占率（上險口徑）51.30%30.56%28.46%12.13%

32、60.00%50.00%40.00%30.00%20.00%55.67%1.000.0020192020202110.00%0.00%10.81%201920202021按臺數(shù)計按功率計石墨雙極板（含復(fù)合雙極板）金屬雙極板資料來源：華北電力大學(xué)氫能技術(shù)創(chuàng)新中心，億元資料來源：華北電力大學(xué)氫能技術(shù)創(chuàng)新中心，請務(wù)必參閱正文之后的重要聲明20金屬雙極板核心壁壘為耐腐蝕涂層工藝金屬雙極板最突出的缺陷是耐腐蝕性差，嚴重影響使用壽命，最主要的解決措施是在金屬基材上制備薄的耐腐蝕涂層。規(guī)模化效應(yīng)能夠顯著降低涂層成本，但在低產(chǎn)量情況下涂層成本對金屬板成本影響巨大，因此涂層技術(shù)對于雙極板部件的壽命和市場化應(yīng)用都

33、至關(guān)重要。高精度連續(xù)沖壓成型激光高速精密焊接圖19：金屬雙極板產(chǎn)品生產(chǎn)流程自動化涂膠密封連續(xù)復(fù)合納米涂層圖20：質(zhì)子交換膜燃料電池工作環(huán)境及狀況對金屬雙極板的影響資料來源：公司招股說明書，資料來源：裴普成, 李子釗, 任棚, 陳東方, 王希忠. PEM燃料電池用金屬雙極板及其涂層的研究進展J. 清華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）, 2021, 61(10): 1025-1038.治臻股份自主掌握復(fù)合碳基涂層技術(shù)，參數(shù)表現(xiàn)接近國際領(lǐng)先企業(yè)早期金屬雙極板采用金屬鈍化膜作為保護 層，鈍化膜導(dǎo)致界面接觸電阻增大、降低輸出功率，且接觸電阻隨鈍化膜厚度的增大而增大。金屬雙極板涂層材料中，過渡金屬氮化物和碳化物、復(fù)

34、合碳材料同時具備導(dǎo)電性、耐腐蝕性及成本優(yōu)勢。目前國內(nèi)自主掌握復(fù)合碳材料涂層技術(shù)的企業(yè)有限。表9：金屬雙極板主要涂層材料及優(yōu)劣對比涂層材料導(dǎo)電性耐腐蝕性成本貴金屬（Au, Ag, Pt, Pd）普通金屬（Zr, Ti, Cr, Ni）金屬氧化物（ZrO2,SnO2）過渡金屬氮化物和碳化物（CrN,TiN, NbN, ZrN, CrC）多層復(fù)合碳材料（Ti/C, C/C）資料來源：侯明，邵志剛，衣寶廉.車用燃料電池電堆比功率提升的技術(shù)途徑探討J.中國工程科學(xué),2019,21(3):84-91.表10：金屬雙極板企業(yè)涂層技術(shù)對比企業(yè)企業(yè)簡介自主掌握涂層技術(shù)技術(shù)路線雙極板參數(shù)表現(xiàn)治臻股份金屬雙極板制造

35、企業(yè)是復(fù)合碳基納米涂層腐蝕電流密度降至 0.76 A/cm2，接觸電阻降至3.8mcm2，對應(yīng)電堆體積功率密度4.4kW/L國電投氫能燃料電池電堆及系統(tǒng)企業(yè)，雙極板自用為主否不銹鋼生成鈍化膜-明天氫能燃料電池電堆及系統(tǒng)企業(yè)，雙極板自用為主是復(fù)合金屬涂層-愛德曼燃料電池電堆及系統(tǒng)企業(yè)，雙極板自用為主是德國EMT公司涂層技術(shù)接觸電阻小于5m*cm2三佳機械金屬雙極板及模具制造企業(yè)-博遠新能源母公司是軸承業(yè)的龍頭企業(yè)山東金帝精密，金屬雙極板計劃2022年裝車驗證否與Impact Coating合作，使用其Ceramic MaxPhase金屬陶瓷復(fù)合涂層技術(shù)路線-豐田紡織為豐田和通用等主機廠提供汽車相

36、關(guān)零部件是復(fù)合碳基納米涂層腐蝕電流密度低于0.8 A/cm2，對應(yīng)電堆的體積功率密度為5.4 kW/L，應(yīng)用于Mirai 二代。資料來源：公司招股說明書，GGII，氫能人，涂層成本是金屬雙極板生產(chǎn)主要成本之一，可通過規(guī)模效應(yīng)降低雙極板成本占電堆的 20-40%左右。而在金屬雙極板生產(chǎn)制造的開模、沖壓、涂層、封裝等環(huán)節(jié)中，涂層環(huán)節(jié)的成本最高，規(guī)模較小時占到整個金屬雙極板制造成本的50%左右，然而隨著規(guī)模效應(yīng)占比逐漸下降。規(guī)?；?yīng)對雙極板材料成本無顯著影響，生產(chǎn)規(guī)模由1000 套/年提高至 10000 套/年時，制造成本和涂層成本會顯著降低。2021年國慶期間，上海治臻推出新型碳涂層金屬極板產(chǎn)品

37、，在極板成本降低40%-50%的同時，還將金屬板燃料電池發(fā)動機預(yù)期壽命延長至2萬小時以上。生產(chǎn)規(guī)模套/年1000100003000080000100000500000材料成本3.643.583.553.553.553.55制造成本10.603.492.792.702.652.65工具成本1.100.830.780.750.730.73涂層成本9.461.751.601.351.291.24總和24.809.648.718.358.218.16表11：金屬雙極板成本構(gòu)成資料來源：美國能源部；單位：美元/kW表12：公司2019-2021年主營業(yè)務(wù)成本構(gòu)成項目2021年度2020年度2019年度金額占比金額占比金額占比直接材料7,648.6148.01%1,803.8337.59%223.2614.84%直接人工2,372.4514.89%695.2114.49%156.4410.40%制造費用5,870.4636.85%2,290.8847.74%1,124.7274.76%運輸費用38.7