碳纤维缠绕复合气瓶又称碳纤维气瓶，指在铝合金内胆外用碳纤维和玻璃纤维等高强度纤维缠绕制成的复合气瓶。碳纤维气瓶具有抗爆性好、轻量化、承载能力强、耐酸碱、耐高温等优势，在汽车工业、航空航天、轨道交通等领域拥有广阔应用前景。

碳纤维气瓶以碳纤维、玻璃纤维以及环氧树脂等为主要原材料。目前，我国企业多采用T7O0级以上小丝束碳纤维生产碳纤维气瓶，存在生产成本高、工作效率低、承载能力差、耐磨性差等缺陷。大丝束碳纤维为碳纤维气瓶理想原材料，具有生产成本低、性价比高等优势，海外企业多采用该产品生产碳纤维气瓶。未来随着我国具备大丝束碳纤维规模化生产能力的企业数量增长，碳纤维气瓶行业发展速度有望加快。

氢瓶、碳纤维厂商：“竞速”扩产

如今气瓶企业在储氢瓶产能建设和市场扩展方面加足了马力。为抢占市场先机，中材科技、中集、致远新能等国内企业正加紧储氢瓶产线的建设：

中材科技已成功开发并掌握35MPa、70MPa三型氢气瓶国产碳纤维应用技术，氢气瓶产能为7万只/年，目前年产2万只氢气瓶缠绕项目、年产1500只站用储氢气瓶在建中；中集集团与合斯康合资的车载储氢瓶项目 IV 型瓶及供氢系统的生产线正在加紧建设；致远新能于今年3月调整了募集资金建设项目，实施新项目“压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶生产线建设项目” ，新项目建成后可实现年产 3 万只铝内胆碳纤维全缠绕氢气瓶总成产能。

2022年8月12日，河北省张家口市桥东区氢能储运装备一期项目正在加速建设。建成后，将年产2万只Ⅲ型35 MPa及以上压力的中大容积的储氢气瓶。

外企方面，以彼欧为代表的国外企业同样“嗅到”国内储氢瓶商机：8月31日，上海市嘉定区安亭镇人民政府与彼欧新能源（上海）有限公司签约，将在嘉定氢能港建设首个世界级规模的超级工厂，专门用于生产IV 型高压储氢瓶，并将于2025年开始运营。

彼欧集团将通过在嘉定氢能港投资设立新能源事业部亚洲区总部、亚洲研发中心和生产制造基地，扩大在中国的氢能业务。据了解，彼欧集团新开发的IV 型储氢瓶已通过国际标准R134和EC79的认证，也是欧洲首批获得此类安全认证的70MPa IV型储氢瓶之一。

储氢瓶的扩产对碳纤维的需求直线上升。据业内人士估算，一辆小型车约用5-6kg储氢气体，碳纤维的用量约为50-60kg，2030年氢能汽车生产将达到450-500万辆，碳纤维最高预计将达到25万吨气瓶用高性能碳纤维。

但从2021年初开始，日本东丽开始收紧碳纤维供应，国内供应商在优先满足航天军工领域应用需求的前提下，仅有少部分产品可以供应气瓶市场，导致相当一部分储氢瓶企业无法正常生产出货。

联合国内军工、航天、机械等领域的强大需求推动下，碳纤维近两年逐渐开始国产化批量替代，各大碳纤维材料厂商开启了扩产布局。

总体而言碳纤维气瓶可用于储存氢气，在汽车工业、航空航天、轨道交通等领域拥有广阔应用前景。在汽车工业领域，碳纤维气瓶可用于氢燃料电池汽车中;在航空航天领域，碳纤维气瓶可用于无人机中。伴随技术进步，我国氢燃料电池汽车行业景气度不断提高。据中国汽车工业协会统计数据显示，2022年我国氢燃料电池汽车产量达到3626辆，同比增长104.1%。在此背景下，我国碳纤维气瓶市场需求将进一步增长。

纤维缠绕复合材料气瓶的发展历程

纤维缠绕复合材料气瓶作为一种轻量化、高强度、耐腐蚀的新型气瓶，具有广阔的应用前景。本文将仔细探讨纤维缠绕复合材料气瓶的发展历程，包括传统金属气瓶的局限性、纤维缠绕复合材料气瓶的出现以及关键技术和材料的发展。

传统金属气瓶在一些特定领域存在一些不足之处。首先，金属气瓶重量较大，无法满足一些对重量要求较高的应用场景，如航空航天、汽车等领域。其次，金属气瓶存在腐蚀和疲劳等问题，使用寿命较短。此外，金属气瓶的制造和加工成本较高，不利于大规模生产。

为了克服传统金属气瓶的局限性，纤维缠绕复合材料气瓶应运而生。它采用高强度纤维材料（如碳纤维、玻璃纤维等）作为增强材料，与树脂基质相结合制成复合材料气瓶。纤维缠绕工艺使得纤维在气瓶中呈环形缠绕排列，形成了高强度的壳体结构。与传统金属气瓶相比，纤维缠绕复合材料气瓶具有明显的优势，包括轻量化、高强度、耐腐蚀、耐疲劳等特点。

在纤维缠绕复合材料气瓶的发展过程中，关键技术和材料得到了不断的改进和发展。首先，纤维材料的性能不断提高，如碳纤维的强度、刚度和耐热性能都有了显著的提升，这为制造高性能的气瓶提供了可靠的材料基础。其次，缠绕工艺不断完善，包括纤维的缠绕方式、缠绕角度的控制、纤维间隔的优化等。这些技术的改进提高了气瓶的强度和可靠性。另外，树脂基质的固化工艺和后续处理也得到了改进，以提高气瓶的耐腐蚀性和气密性。

纤维缠绕复合材料气瓶的发展历程经历了多个阶段。早期的发展主要集中在技术验证和小批量生产阶段，主要应用于高端领域如航空航天。随着技术的成熟和成本的下降，纤维缠绕复合材料气瓶开始逐渐应用于民用领域，如交通运输、工业气体储存等。近年来，随着气候变化和环保意识的增强，纤维缠绕复合材料气瓶在清洁能源领域的应用也得到了推广，如天然气和氢气储存。

纤维缠绕复合材料气瓶作为一种创新的气体储存容器，在轻量化、高强度和耐腐蚀性能方面具有优势。通过制定严格的制造工艺、进行全面的性能测试，并遵循国际、行业和国家的标准要求，可以确保纤维缠绕复合材料气瓶的质量和安全性。随着技术的不断进步和标准的不断完善，纤维缠绕复合材料气瓶有望在更广泛的领域得到应用，并为气体储存领域的发展做出更大的贡献。

文章来源： 万物知识局，中国能源报，高工氢燃料电池，新思界网