燃料电池是一种将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的电化学反应装置。一节燃料电池由阳极、阴极和电解质隔膜构成。燃料在阳极氧化，氧化剂在阴极还原，从而完成整个电化学反应。电解质隔膜的功能为分割燃料和氧化剂并起到离子传导的作用。

燃料电池结构简单，核心部件是双极板和膜电极。双极板按材料体系主要分为两类，即金属双极板和石墨双极板。目前我国市场上车用燃料电池电堆以石墨板为主，包括外国公司的纯石墨双极板以及本土公司的金属石墨复合双极板。这类双极板的尺寸精度高、结构稳定性好、流道易于细密化、材料化学稳定性高，而且氢气/空气/冷剂三腔结构可以独立设计，因而具有寿命与可靠性优势，可以完全满足当前阶段的车用要求。但受制于厚度、重量、加工工艺、热容等劣势，石墨板电堆在比功率密度、量产成本、低温启动等方面无法满足乘用车的需求，目前只在大巴车、物流车等领域应用，而且使用地域受限。

与石墨双极板相比，金属双极板具有类似的高导电、导热能力；更好的机械强度、阻气能力和抗冲击能力，进而使双极板更薄更轻、可大幅度提高比功率密度；以及更少的工序和成熟的量产工艺，从而大幅降低量产成本；大幅降低的热容使金属板具备了更强的低温启动能力。虽然金属板在成型细密化、残余应力控制、耐蚀性、设计自由度等方面具有劣势，但随着产业的发展，相关问题已经得以解决。

在金属成型方面，日本、欧洲的公司通过模压、液压、高速热成型等工艺，已经解决了流道细密化和平整度问题；国内多家企业也已取得突破，接近或达到国外先进水平，而且成本大幅下降。

在金属板防腐涂层方面，国内企业也已完全取得突破，使材料问题不再是金属板电堆寿命的短板。在结构设计上，国内外均已趋于成熟，可以通过合理设计有效规避金属板固有的结构缺陷。丰田Mirai、本田Clarity、现代Nexo等量产燃料电池车型均采用金属双极板。

相信随着燃料电池产业化推进，金属双极板以其比功率密度、低温启动能力、量产成本等优势，在进一步确认金属薄板成型、表面涂层寿命等关键技术突破性成果的基础上，必将占领越来越多的市场份额，成为燃料电池汽车的必然选择。

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