據科技日報報道，在氫能燃料動力鋰電池領域，美國、日本處于世界領先地位，德國次之。加拿大、英國、韓國、我國等處于第二集團，是氫能經濟的有力挑戰者和追隨者。但是，關鍵技術、示范應用和產業化差距導致我國氫能燃料動力鋰電池技術發展面對嚴峻挑戰。關鍵材料研發

燃料動力鋰電池的關鍵材料重要包括催化劑、質子交換膜、雙極板、絕緣端板等。高性能燃料動力鋰電池關鍵材料的研發與產業化應用已經成為限制燃料動力鋰電池技術進步的重要問題之一。

催化劑是保證燃料動力鋰電池電化學反應活性的關鍵，已成為燃料動力鋰電池領域最為熱門的研發方向之一。燃料動力鋰電池催化劑重要分為鉑催化劑、低鉑催化劑以及無鉑催化劑三類，研究內容涵蓋多元合金催化劑、核殼催化劑、非貴金屬催化劑以及陰極催化反應機理研究等。

質子交換膜作為燃料動力鋰電池系統的另一類重要核心材料，同樣是影響電池性能和壽命的關鍵因素，其技術難點重要包括：（1）質子膜導電機理與降解機理研究；（2）具有化學與機械穩定性、導電性、自加濕能力的高性能質子膜材料的開發；（3）質子膜的成型技術。

膜電極制備

膜電極作為電化學反應場所，是燃料動力鋰電池系統的核心功能部件，其研發面對的關鍵技術難題重要包括：（1）增強膜電極三相反應界面及其穩定性；（2）單片膜電極制備的均一性和膜電極批量生產的一致性；（3）膜電極中催化劑的腐蝕與質子膜的降解；（4）膜電極破壞機理研究與壽命衰減測試；（5）商業化膜電極制備技術及其性能可靠性。

我國開發出的膜電極電輸出性能已接近1W/cm2的國際先進水平。

電池堆設計

燃料動力鋰電池堆的設計上承系統運行要求，下接關鍵材料性能，同時還要考慮反應氣流體力學行為與電化學反應過程，是基礎研究與工程設計結合的產物，所涉及的技術難點重要包括：（1）電池堆內部反應氣與冷卻液的均勻分配；（2）電池堆縱向溫度分布的均一性；（3）端板節電池的性能衰減；（4）陰陽極反應腔內濕度分布的可控性；（5）電池堆內部單電池性能分布與操作條件優化；（6）電池堆密封的可靠性；（7）電池堆耐水淹、耐干燥條件運行能力；（8）電池堆裝配壓力分布對性能影響及裝配工藝優化。

電池堆設計根據所處研發階段而面對相應的技術瓶頸：（1）電池堆運行的可靠性，包括運行的穩定性，安全性及壽命；（2）電池堆發電效率、功率密度的提高和成本的減控；（3）電池堆批量生產過程中的質量監控和成本降低。

系統集成

燃料動力鋰電池系統設計、集成與控制是以電池堆運行特性為基礎，根據系統運行要求，結合附屬部件工作特點，實現系統的軟件控制與硬件集成。由于系統的復雜性和模塊的多樣化，燃料動力鋰電池系統集成面對的重要技術難題包括：（1）電池堆與系統內其它模塊間的熱量耦合及散熱處理；（2）系統水氣管理與循環利用；（3）系統的快速啟動與響應；（4）附屬部件與系統電能輸出的能量管理以及系統故障實時檢測與自修復功能。

示范應用

我國燃料動力鋰電池汽車的示范重要得益于大型活動的舉辦，如2008年北京奧運會及2010年上海世博會均有較大規模的燃料動力鋰電池車示范運行，但運行時間未超過一年，與國際上長達數年的大規模示范有較大差距。氫基礎設施建設落實是制約燃料動力鋰電池示范應用的重要原因。我國累計建造了5座加氫站，目前僅有2座保持運行，而國際上已有近200座加氫站在運行。

國際上燃料動力鋰電池產業鏈各環節均已實現產業化，但國內的產業化程度還很低，且研發主體基本為中小公司，商業化產品寥寥無幾。