把金属双极板放置到全自动化的激光焊接设备中，10秒就能完成一次焊接，而由人工操作的设备完成一次焊接至少60秒。在骥翀氢能子公司深圳众为氢能科技有限公司（以下简称深圳众为）的产线前，总经理王力介绍并演示了这一过程。

  “别看现在我们能轻轻松松完成金属双极板的自动化焊接，在10多年前，国内还停留在用胶条、胶水粘结金属板的人工操作阶段，效率非常低。”谈起金属双极板的焊接技术，王力感触颇深，“为了更好的提高效率，我们花了7年时间，经历了多代技术更迭，并成功引进激光焊接，生产效率提高5倍以上。”

  这与王力近年来的经历密不可分：2000年，王力加入了中国电子科技集团下属十一所激光设备开发团队创建的广州公司；2001年，王力与大连理工大学焊接技术研究所开始合作开发激光焊接装备及工艺，随后走上一条产学研探索之路。

  2009年，中国科学院大连化学物理研究所（以下简称中科院大化所）基于金属双极板电堆研发设计的需要，率先意识到在该产业链条中激光焊接环节的“短板”，于是在全国范围内寻求可以在一定程度上完成金属双极板焊接工艺突破的团队。

  彼时，王力已经在激光焊接装备及工艺领域深耕近10年，并于2006年创办了深圳众为，成为国内最早的工业激光从业团队之一。

  “当年，在锂离子电池铝壳焊接技术由日本掌握的情况下，深圳众为在国内实现了铝、镁及合金激光焊接工艺的突破，确立了业内的领头羊。”王力告诉《中国科学报》。

  在激光焊接工艺及装备行业接连取得多项突破的王力以及他所创办的深圳众为，引起了中科院大化所的关注。“锂电池的回收是一个世界难题，如果没有妥善回收，可能会对环境能够造成危害。”王力回忆道，“当中科院大化所氢燃料电池研发团队找到我的时候，在了解到氢燃料电池的环保特性后，我欣然决定带领深圳众为加入。”

  金属双极板是氢燃料电池电堆的重要组成部件，焊接是其工艺之一，对电堆功率和成本都有重要影响。

  从2010年开始，王力带领团队开始了金属双极板激光焊接技术的探索，历经了五六代技术更迭，最终在2017年实现国内金属双极板焊接工艺“从零到一”的突破。

  同时，深圳众为凭借全套自主工艺与装备知识产权，成为中国为数不多的燃料电池金属双极板激光焊接专业企业。

  完成“从零到一”的突破后，王力和团队并没有止步不前，而是继续为提高金属板平整度、减小辅助区域、提升导电性能而不断努力。

  “平整度是展现金属双极板焊接水平的首要因素，关系到电堆功率。”王力解释道，“金属双极板在经过冲压后，材料硬力聚集在内部，在焊接时得到释放，造成极板变形。电堆由几百片金属双极板和膜电极堆叠而成，如果极板不够平整，就会减少装堆节数，进而导致电堆功率难以提升。”

  2017年，深圳众为承接了行业内某企业批量焊接金属双极板的任务。王力介绍，起初焊接平整度远远超出5毫米，焊接成品率也只有60%～70%，达不到客户要求。

  为了突破平整度“难关”，王力团队自主研发设计激光器，通过特殊工艺对激光进行调制，做了大量的工程实验，最终将焊接平整度提升到小于3毫米，成品率也从60%突破到了90%，实现了“质的飞跃”。

  “如今，深圳众为焊接的金属双极板平整度小于2毫米，而国内普遍为3～4毫米。”王力表示，“虽然只有毫米之差，但这在某种程度上预示着别人装300节电堆，电池高度达到1米，如果应用众为的焊接工艺，同样是装300节电堆，电池高度只有0.5～0.6米，有效提升了电堆功率。”

  除了平整度之外，深圳众为还在金属双极板焊接方面实现了多项突破。例如，通过焊接工艺在设计上减小辅助区域，从而有效增大发生化学反应的性能区域，促使更多的气体燃料参与反应，提高电堆的功率。

  据悉，当时行业普遍采用外围焊接实现密封，而深圳众为在前期技术和工艺积累的基础上，在流场区进行焊接，并率先实现通过焊接提高金属双极板的导电性能。

  提高平整度、减小辅助区域、提高导电性能通过先进的焊接工艺，深圳众为提升电堆功率至少30%。

  凭借过硬的技术，深圳众为先后为上汽、新源动力、中科院大化所等国内众多燃料电池厂商及研究机构提供焊接服务。

  “我们自主研发的全套工艺及设备，不仅推动了国内金属板电堆的批量生产制造，成本也仅为国际中等水准的1/6～1/4，也让焊接成为氢燃料电池产业国产化生产的重要一环。”王力告诉《中国科学报》。

  在参与中科院大化所项目，以及不断攻克金属双极板焊接技术的过程中，王力结识了骥翀氢能董事长付宇。骥翀氢能是一家专注于氢燃料电池电堆自主研发与生产的科技公司，核心技术人员大多来自中科院大化所。

  付宇师从我国燃料电池技术的奠基者和开拓者之一、中国工程院院士衣宝廉。在接触中，王力被付宇对氢燃料电池技术的执着和推动能源转型的精神所打动，两个怀有同样热情的人一拍即合，决定汇聚各自的力量，一同推动氢燃料电池的产业化。

  2020年，深圳众为正式成为骥翀氢能的全资子公司。这让骥翀氢能在整合金属板电堆产业链的进程中迈出了重要一步，也让深圳众为在氢燃料电池的道路上更加坚定。

  王力表示：“骥翀氢能在市场、技术、战略等方面都给予了我们全力支持，更让我对氢燃料电池产业未来的发展的新趋势更加明晰，坚定了我在这个行业持续不断的发展、创新的决心。”

  在骥翀氢能的支持下，王力正带领深圳众为继续开发新一代金属双极板焊接技术。王力介绍，新技术将在全自动化的基础上，实现工艺和设备的智能化生产，大幅度提升生产效率，同时，产品综合性能也将提升近30%。

  一路蜕变与技术更新的背后，是深圳众为在激光焊接领域多年经验与技术探索的体现，也是王力和付宇等人对于氢燃料电池产业的热爱与执着。

  版权声明：凡本网注明“来源：中国科学报、科学网、科学新闻杂志”的全部作品，网站转载，请在正文上面注明来源和作者，且不得对内容作实质性改动；微信公众号、头条号等新媒体平台，转载请联系授权。邮箱：。

  2024 年诺贝尔化学奖得主在 Frontiers for Young Minds 上的发文