質(zhì)子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane FuelCell)，簡稱PEMFC，也有人稱之為聚合物電解質(zhì)膜燃料電池(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)，還有一些其他的叫法。

燃料電池性能的評價，除工作壽命、重量、成本等因素外，最重要的就是效率。一般來講，能量轉(zhuǎn)換裝置的效率是指裝置輸出的能量占輸人能量的百分數(shù)比，即輸出能量/輸人能量x 100%除電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換裝置以外.其他能量轉(zhuǎn)換裝置是將化學(xué)反應(yīng)能轉(zhuǎn)換為機械能或熱能，然后再轉(zhuǎn)換成電能。

一般認為燃料電池性能的衰退是由于鉑催化劑顆粒的燒結(jié)、碳載體的腐蝕及酸涌等現(xiàn)象，而衰退的速度陰極高于陽極。提高電池壽命應(yīng)考慮的幾個重要問題如下:

影響牽引蓄電池使用壽命的因素：電解液液面高度。當(dāng)充電時，電解液中的水分成為氫氣和氧氣損失掉，這樣就會使電解液之量減少。當(dāng)電解液液位低於極板時，極板材料會暴露在空氣中，這樣材料會變 硬而不易起化學(xué)作用。另外，剩下的電解液濃度會太高，這樣會使極板性能退化，電解液太多，較容易濺出而造成樁頭之腐蝕，增加電阻。

磷酸燃料電池(Phosphorous Acid Fuel Cell)也就是以磷酸為電解質(zhì)的燃料電池，簡稱PAFC。陽極通以富氫并含有CO:的重整氣體，陰極通以空氣。

堿性燃料電池系統(tǒng)具備：膜電極復(fù)合體，包含陰離子傳導(dǎo)性電解質(zhì)膜、層疊在陰離子傳導(dǎo)性電解質(zhì)膜的第一表面上的陽極和層疊在與陰離子傳導(dǎo)性電解質(zhì)膜的第一表面相對的第二表面上的陰極。

高效環(huán)保型的質(zhì)子交換膜燃料電池，具有廣闊應(yīng)用前景，在實現(xiàn)其商業(yè)化并提高其應(yīng)用性能的過程中，人們對它已經(jīng)做出了大量的研究。從質(zhì)子交換膜燃料電池工作原理出發(fā)，在對其發(fā)展歷程了解的基礎(chǔ)上，對質(zhì)子交換膜燃料電池的催化劑、電極、氣體擴散層、質(zhì)子交換膜和雙極板的研究現(xiàn)狀進行了綜述。

燃料電池的分類多樣式變化，根據(jù)產(chǎn)電原理、電池結(jié)構(gòu)以及操作條件等特點可以分為以下幾類，燃料電池根據(jù)產(chǎn)電原理不同可分為間接和直接。

質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）最早是在20世紀60年代由通用電氣(GE)公司為美國宇航局(NASA)開發(fā)的，與其他燃料電池相比，其優(yōu)點是能量密度高，不使用流動的、腐蝕性的電解質(zhì)，結(jié)構(gòu)簡單。

二次電池都存在自放電現(xiàn)象，電壓相對高而自放電率又相對低，是鋰電池的一個賣點。什么是自放電？初始具備一定電量的電池，在規(guī)定環(huán)境下開路擱置一段時間，由于種種原因電量會損失一部分。電池保有盡可能多的電量不損失的能力，是電池的荷電保持能力，而剩余電量與原有電量的比，就是自放電率。

電池組的性能與電流密度、電池電壓直接相關(guān)，對于18650鋰電池的電池性能的影響因素主要有電極成分(如催化劑)的量及成本、氧化劑的種類(空氣或純氧)、工作壓力和溫度、電解質(zhì)濃度以及燃料氣體及氧化劑氣體中的雜質(zhì)等。

鋰離子電池使用的有機液體電解質(zhì)是以適當(dāng)鋰鹽溶解在有機非質(zhì)子混合溶劑中形成的電解質(zhì)溶液。為了表述的方便，本書中均簡稱為有機電解液或電解液。常見的有機液體電解質(zhì)一般是1 mol/L鋰鹽/ 混合碳酸脂溶劑構(gòu)成的體系。

衡量燃料電池的性能以及燃料電池與其他發(fā)電裝置進行比較時，要用到一些技術(shù)指標或參數(shù)，包括電流密度、功率密度、壽命、成本和效率。

免維護蓄電池并不是無需維護，只是少了加水這個步驟，一般用于工業(yè)設(shè)備、電動叉車、汽車、太陽能領(lǐng)域，因為免維護蓄電池在正常運行時以浮充電方式運行，按照電力部門的相關(guān)標準，浮充電壓值一般控制為2.25V。在蓄電池的支持運行中，要監(jiān)視蓄電池組的端電壓，浮充電流，以及每只蓄電池的電壓。

無機非金屬類負極材料用作鋰離子電池負極的無機非金屬負極材料主要是碳材料、硅材料以及其它不同非金屬的復(fù)合材料。 碳材料主要包括石墨類碳材料和非石墨化碳材料。石墨類碳材料包括天然石墨、中間打I石墨微球和碳纖維等。

鋰電池金屬類負極材料主要包括金屬單質(zhì)和金屬間化合物。這類材料都具有超高的嵌鋰容量，但作為鋰電池負極材料時會產(chǎn)生巨大的體積效應(yīng)，即儲存大量的鋰時，體積可膨脹到原來的數(shù)倍，極大程度地造成電極粉化，

金屬-無機非金屬復(fù)合負極材抖主要包括金屬-碳復(fù)合物和金-硅復(fù)合物等。這些材料在嵌鋰容量、電極導(dǎo)電性和倍率充放電性能方而明顯優(yōu)于相應(yīng)的單相材料。金屬與碳的復(fù)合可以使材料兼有金屬的高容量和碳材料的優(yōu)良的循環(huán)性能。如金屬與碳納米管的復(fù)合材料不僅可以大幅度增加材料的嵌、脫鋰容量。

鋰電池的隔膜一個重要功能是隔離正負極并阻止電池內(nèi)電子穿過，同時能夠允許離子的通過，從而完成在電化學(xué)充放電過程中鋰離子在正負極之間的快速傳輸，鋰電池隔膜性能的優(yōu)劣直接影響著電池的放電容量和循環(huán)使用壽命

決定鋰電池隔膜性能的主要指標有隔膜的厚度、力學(xué)性能、孔隙率、透氣率、孔徑大小及其分布、熱性能及自關(guān)閉性能等。隔膜越薄，溶劑化鋰離子穿越時遇到的阻力越小，離子傳導(dǎo)性越好。

電解質(zhì)是電池的重要組成部分，在電池正負極之間起著輸送和傳導(dǎo)電流的作用，是連接正負極材料的橋梁。不僅如此，電解質(zhì)的選擇在很人程度上決定著電池的工作機制，影響著電池的比能量、安全性、循環(huán)性能、倍率充放電性能、儲存性能和造價等。