燃料电池有哪些组成部分？

燃料电池主要由三部分组成，电极、电解质和外部电路。

燃料电池的电极是燃料发生氧化反应与氧化剂发生还原反应的电化学反应场所，主要包括阳极和阴极，厚度一般为200－500mm，其结构与一般电池的平板电极不同为多孔结构，目的是提高燃料电池的实际工作电流密度。

电解质起传递离子和分离燃料气、氧化气的作用。为阻挡两种气体混合导致电池内短路,电解质通常为致密结构。

外部电路一般有双极板构成，双极板具有收集电流、分隔氧化剂与还原剂、疏导反应气体等作用，其性能主要取决于其材料特性、流场设计及其加工技术。

常用的燃料电池按其电解质不同，可以分为质子交换膜燃料电池（PEMFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、磷酸燃料电池（PAFC）和碱性燃料电池（AFC）。

燃料电池与锂电池全方位对比

能量密度

能量密度（Energydensity）是指在一定的空间或质量物质中储存能量的大小。电池的能量密度是电池平均单位体积或质量所释放出的电能。

电池的能量密度又分为单体电芯的能量密度和电池系统的能量密度，电池系统的能量密度低于单体电芯。

锂电池系统属于封闭系统，由于受制于锂元素特性，已目前在锂电池中能量密度最高的三元锂电池为例，其单体能量密度也仅为1.08MJ/kg（电池包系统衰减20%）。

未来如果要提升锂电池的能量密度，需依靠全固态电池技术的突破，但其能量密度上限也不高。

功率密度

功率密度是动力电池最大输出功率与电池系统质量或体积的比值。

锂电池系统如果提高其输出功率使其能够高功率放电，一般解决办法是增加电池数量，这样同时会加大整个电池系统的重量，即使Tesla采用了目前能量密度最好的三元电池，其电池组件重量都接近半吨。

因此锂电池系统高功率放电与高续航里程无法兼容，功率密度提升有限。

安全性

无论搭载锂电池的纯电动车还是搭载燃料电池的汽车，只要是汽车那么安全性就是最重要的指标。

锂电池作为封闭的能量体系，从原理上高能量密度和安全性就很难兼容，如果单纯追求高能量密度，那么整个锂电池系统就相当于炸弹。

因此现在主流工艺路线中，能量密度低的磷酸铁锂安全性较好，电池温度达到500~600度时才开始分解，基本不需要太多的保护辅助设备。

Telsa采用的三元电池能量密度虽高，但不耐高温，250~350度就会分解，安全性差。