燃料電池主要由三部分組成，電極、電解質(zhì)和外部電路。

燃料電池的電極是燃料發(fā)生氧化反應(yīng)與氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)的電化學(xué)反應(yīng)場所，主要包括陽極和陰極，厚度一般為200－500mm，其結(jié)構(gòu)與一般電池的平板電極不同為多孔結(jié)構(gòu)，目的是提高燃料電池的實際工作電流密度。

電解質(zhì)起傳遞離子和分離燃料氣、氧化氣的作用。為阻擋兩種氣體混合導(dǎo)致電池內(nèi)短路,電解質(zhì)通常為致密結(jié)構(gòu)。

外部電路一般有雙極板構(gòu)成，雙極板具有收集電流、分隔氧化劑與還原劑、疏導(dǎo)反應(yīng)氣體等作用，其性能主要取決于其材料特性、流場設(shè)計及其加工技術(shù)。

常用的燃料電池按其電解質(zhì)不同，可以分為質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）、固體氧化物燃料電池（SOFC）、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）、磷酸燃料電池（PAFC）和堿性燃料電池（AFC）。

燃料電池與鋰電池全方位對比

能量密度

能量密度（Energydensity）是指在一定的空間或質(zhì)量物質(zhì)中儲存能量的大小。電池的能量密度是電池平均單位體積或質(zhì)量所釋放出的電能。

電池的能量密度又分為單體電芯的能量密度和電池系統(tǒng)的能量密度，電池系統(tǒng)的能量密度低于單體電芯。

鋰電池系統(tǒng)屬于封閉系統(tǒng)，由于受制于鋰元素特性，已目前在鋰電池中能量密度最高的三元鋰電池為例，其單體能量密度也僅為1.08MJ/kg（電池包系統(tǒng)衰減20%）。

未來如果要提升鋰電池的能量密度，需依靠全固態(tài)電池技術(shù)的突破，但其能量密度上限也不高。

功率密度

功率密度是動力電池最大輸出功率與電池系統(tǒng)質(zhì)量或體積的比值。

鋰電池系統(tǒng)如果提高其輸出功率使其能夠高功率放電，一般解決辦法是增加電池數(shù)量，這樣同時會加大整個電池系統(tǒng)的重量，即使Tesla采用了目前能量密度最好的三元電池，其電池組件重量都接近半噸。

因此鋰電池系統(tǒng)高功率放電與高續(xù)航里程無法兼容，功率密度提升有限。

安全性

無論搭載鋰電池的純電動車還是搭載燃料電池的汽車，只要是汽車那么安全性就是最重要的指標(biāo)。

鋰電池作為封閉的能量體系，從原理上高能量密度和安全性就很難兼容，如果單純追求高能量密度，那么整個鋰電池系統(tǒng)就相當(dāng)于炸彈。

因此現(xiàn)在主流工藝路線中，能量密度低的磷酸鐵鋰安全性較好，電池溫度達(dá)到500~600度時才開始分解，基本不需要太多的保護(hù)輔助設(shè)備。

Telsa采用的三元電池能量密度雖高，但不耐高溫，250~350度就會分解，安全性差。