可乐丽高温耐热聚酰胺树脂PA9T在燃料电池电堆应用

2021年05月27日09:18 来源：氢能观察

CHEC2021世纪氢能与燃料电池产业大会在京圆满举行。本次论坛是完整覆盖氢能产业技术领域的研讨，旨在进一步促进燃料电车相关领域的企业之间对技术发展趋势的探讨、加强氢能行业专家之间的交流互动、通过活动促进氢能产业创新转型升级，助力我国能源转型。会上，可乐丽PA9T技术总监曾祥生做《高温耐热聚酰胺树脂PA9T在燃料电池电堆的应用》专题报告。

可乐丽PA9T技术总监曾祥生

曾祥生首先介绍了公司发展情况，1926年可乐丽在日本成立，第一个工业化的产品是人造纤维。经过多年发展，可乐丽已成为全球性的综合化学材料公司，在全球31个国家和地区都有分部，员工数量11115人。可乐丽的产品在生活中随处可见，如燃油车里燃油系统阻隔材料几乎都是可乐丽制造，汽车挡风玻璃的PVB夹胶有约百分之三十由可乐丽提供，以及大部分与汽车有关的产品。另外，液晶电视偏光板的偏光膜有百分之七八十的材料也是可乐丽提供的。

从1963年开始可乐丽就加入了中国的化学材料建设，如北京第六化工厂的PVA和维尼纶技术，上海金山石化乙烯法生产PVA的技术以及四川维尼纶厂利用天然气制备PVA的技术等。改革开放后，可乐丽在宁夏有独资的活性炭工厂、张家港亚克力工厂、嘉兴合资的超纤工厂。可以说，可乐丽一直支持着中国的建设。

GENESTAR™日本株式会社是由可乐丽开发的耐热性聚酰胺的商标名称。该系列产品中的PA9T是一种综合性能优异的半芳香族聚酰胺(PPA)，在广泛温度范围内表现出较低的吸水性和优异的机械性能，PA9T现已在汽车行业广泛应用。可乐丽利用独自技术由丁二烯合成得到壬二胺，是世界上唯一一家实现了由丁二烯合成壬二胺的工业化生产公司。在合成壬二胺的基础上，与对苯二甲酸共聚得到PA9T树脂，再通过配方设计，做到部件厂需要的注塑或者挤出规格的改性粒料。

壬二胺的碳链可以结晶，而且结晶度很高，拥有很好的耐腐蚀性，这样的特点促成了PA9T在一些电子部件及汽车部件上的应用。在经过汽油、百分之百的甲醇、热水、硫酸、碱和盐浸泡后，PA9T的拉伸强度依然可以保持在80%以上，非常适合做汽车零部件。

可乐丽配合丰田供应商做了部件开发和应用。如在燃油车和新能源车都可运用的滑动系统上，日本进一步将车型缩小，小型化后的部件空间容量有限，部件进一步缩小。目前，丰田全系车型都在使用冷却系统，除此外，燃油管、燃油快插头、冷却管快插头等，普遍都采用PA9T。

在电池冷却系统的应用上，目前国内EV电池冷却管大多采用橡胶管，对冷却液的阻隔比较差；而橡胶管体积较大，厚度能够达到3.5mm，在夏天湿度、温度较高时，橡胶容易老化，影响最终的使用寿命。也有一些采用的是卡扣结构，但其存在气密性差、容易引起电池短路等问题；另外，卡扣结构需要靠人组装，成本较高。

相较于传统橡胶冷却管，PA9T材料电池冷却管LLC渗透少，不会引起电路短路，这是一些大型新能源车企采用PA9T做冷却管的主要原因。同时，因采用快插头设计，组装工作基本由机器人完成，进而促使成本下降。

在燃料电池电堆系统的应用方面，2015年，PA9T首次成功应用在丰田燃料电池电堆系统。FCV电堆系统需要的性能包括耐酸性、耐长寿命的冷却剂、拉伸断裂伸长率高、水中的体积电阻稳定性及离子析出等严苛要求。目前，只有PA9T能满足以上要求。2017年，PA9T在中国首次成功应用在燃料电池电堆进气歧管，目前已实现量产，2020年 PA9T在中国首次成功应用在燃料电池电堆端板。

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