双极板是燃料电池的重要部件，是电炉质量的主要组成部分（80%，质量分数）。在燃料电池运行中起着不可或缺的作用--导电、气体传导和热传导需要具备良好的导电性、耐蚀性强、高机械强度、质量轻等特点。

双极板的材料主要有石墨、金属、复合材料三种。

1、石墨材料是PEMFC双极板用最早研制的材料，其优点是耐腐蚀性强、高耐久性，但不足的是制造周期长、耐压性差、厚度达到等，目前主要应用于专用车和客车。石墨双极板的主流供应商有美国POCO、美国SHF、美国Graftech、日本Fujikura Rubber、日本Kyushu Refractories、英国Bac2等。中国石墨双极板生产商主要有创阔科技、亿华通、上海弘枫等，目前基本实现国产化。

2、金属双极板机械强度高，韧性高，导电性和导热性好，可方便地加工成薄PEMFC双极板（0.1~0.3mm），从而提高电炉的功率密度。目前主要应用于轿车，如丰田Mirai采用的是金属双极板，其燃料电池模板输出密度高达3.1kW/L，英国Intelligent Energy新一代EC200-192金属双极板燃料电池模块功率密度更是高达5kW/L。金属双极板的主要供应商有瑞典Cellimpact、德国Dana、德国Grabener、美国Treadstone等。国内尚处于研发试制阶段，苏州创阔科技、大连新源动力、埃德曼氢能源等企业和科研院所已开发车用燃料电池金属双极板生产线，开始在江苏常熟市高新区打下基础。目标成为中国最大的金属双极板生产商，计划建设1000万片/a车用氢燃料电池金属双极板。

3、复合材料双极板兼具石墨材料的耐蚀性和金属材料的高机械强度特性，未来将向低成本化方向发展。复合材料双极板的研发目前还比较少，国内主要涉及大连新源动力和武汉喜马拉雅山等企业，实际应用情况尚未见报道，但三种双极板的具体特性如下表所示。

常用双极板的种类与比较

双极板作为燃料电池气体分配、散热的主要功能部件，质量占80%以上，其制造材料和流场设计在一定程度上决定了电炉的整体运行特性。目前，结构薄板化、流场高维化、高有序化是双极板设计的主要方向。例如，本田旗下Clarity搭载的电堆采用二维波形流场设计，提高了气体在传输流道时撞击墙面的概率，加强了垂直膜电极方向的强制对流过程，提高了气体利用效率。同时，在冷却流场设计中采用了“2MEA+3隔板+1冷却流道”单元设计方式，进一步实现了薄板化设计。

事实上，流场的排水能力也是限制燃料电池极限电流密度提高的重要因素之一。双极板良好的排水能力可以使氢、氧迅速、均匀、充分地扩散到催化剂表面，同时保证反应产物水的及时排除，使气液固三相界面保持在最佳状态。丰田Mirai公司采用特殊设计的三维流场结构，通过密布的流槽引导气体向扩散层表面平滑有序流动，同时通过流槽上下表面的亲疏水改性处理及流槽周期波形阵列实现水与气体流动两相分离在提高气体利用率的同时，增强了排水能力。

另外，在考虑双极板结构的薄板化和复杂化的同时，为了避免厚度的降低、复杂结构引起的材料强度的降低、破坏等问题，需要兼顾力学设计。