根据高工氢电产业研究所（GGII）《燃料电池汽车数据库》（交强险口径），2023年国内燃料电池汽车上牌车辆中，金属板电堆装机数量超过3200台，装机占比同比2022年提升七个百分点。
金属板电堆装机量为何有所提升？其中一个重要推动因素是，经过产业链企业前期不断研发与迭代，金属双极板性能尤其是耐久性得到明显的提升。
双极板的设计与制造深刻影响电堆平稳运行的耐久性。金属双极板具有一定的耐腐蚀性能，但在酸性环境以及高电位下仍容易受到腐蚀，金属板腐蚀后会释放出可能毒害催化剂的金属离子，或形成可增加界面接触电阻（ICR）的钝化膜，从而影响燃料电池的输出功率和使用寿命。
在工作环境发生改变及不同工况下，对金属双极板的耐久性有不同影响。如电堆温度升高时会增加金属板钝化膜的厚度，也会降低钝化膜中某些氧化物的含量，从而导致金属板耐蚀性下降；外部压力和氢气浓度也会影响金属双极板耐久性，压力和氢气浓度越高，金属板耐蚀性越差；在启/停工况或瞬态电势变化时，由于反应气体不充分等原因，会产生特别高的电势并有可能会穿透防腐层，使其失去防护效果。此外，双极板表面液态水的pH值、水中阴离子浓度变化等因素也会影响金属板的耐蚀性。
“与实验室测试不同，金属板在实际应用中面临高温、寒冷、高负载和变载等各种工况，复杂工况下，多变的电流密度和电势会加速金属板的腐蚀，给其的耐久性带来严峻挑战。”新研氢能高级研发总监闫永臣表示，在开发具有高耐腐蚀性的金属双极板同时，也要做好金属极板导电性的平衡。
目前金属双极板采用最多的板材是不锈钢。金属双极板生产制造过程包括开模、冲压、涂层、封装等一系列环节，其中涂层环节通过表面改性技术在金属双极板表面沉积高性能耐蚀导电涂层，可显著改善金属双极板的导电性和耐久性，是提升金属极板耐久性的关键，在很大程度上影响金属板电堆使用寿命。
根据涂层使用材料不同，涂层主要可以分为金属涂层和非金属涂层。金属涂层具有优良的导电性和化学稳定性，但有些贵金属涂层由于成本较高，现在已经较少使用；非金属涂层包括碳基涂层和导电聚合物涂层，其中碳基涂层是目前国内推广应用的主流。
从涂层工艺路线类不同的工艺路线：其一是电镀；其二是化学渡（热浸渡、涂料喷装、喷涂等）；其三是CVD（化学气相沉积）；其四是PVD（物理气相沉积），包含真空蒸镀、多弧离子镀、磁控溅射等。对相同成分的涂层采用不同的方法进行处理，导电性和耐久性会受到不同的影响。
“PVD工艺技术成熟，采用PVD工艺的涂层纯度高、致密性好，是目前国内应用的主流工艺路线。”一位业内人士表示，哪一种涂层材料和工艺能够让金属板的耐久性更好，目前并没有定论，市场上的各家厂商其实都在努力进行多方位开发与尝试。
据了解，国内多家金属双极板企业都在金属极板的耐久性提升上持续投入研发力量，包括治臻股份、博远新能源、三佳机械、云帆氢能、星氢源等。
其中治臻股份就碳涂层金属极板产品不断进行迭代升级，到2023年底预计累计为客户供货超过400万片金属极板，产品广泛应用于市场上各类燃料电池车辆以及无人机、船舶等领域，同时金属双极板车用电堆已经通过车用工况连续15000小时的耐久性测试评估。
博远新能源的金属双极板产品使用非贵金属涂层，可以有效降低制造成本，产品耐腐蚀性强，技术指标远超DOE要求水平，耐久性能可达到10000-15000h。同时，满足1.6V电位耐受的第二代涂层正式列装投产，可满足客户对性能的多元化需求。
为进一步探寻性能更优、寿命更久的金属极板及涂层材料，通过多层涂层和元素掺杂是可行的改进途径。在设计金属双极板涂层时，可以通过对多层涂层进行复合结构设计以提高涂层的导电性，或在涂层中引入耐蚀元素以提高耐久性，多层涂层和元素掺杂的结合能够有效提升金属极板防腐效果。
在现阶段燃料电池赛道越来越激烈的市场竞争下，市场对金属双极板耐久性的要求也进一步提高。预计随着国内企业在金属双极板领域技术研发的持续深入，金属双极板耐久性的突破也将越发迅速。
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