什么是磷酸鐵鋰電池？比亞迪研發它的過程，它與普通電池有何區別

電動車上最重要的配件是電池，按類型有鉛酸電池、三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池，除此以外，還有新型的鈉電池，以及目前剛上市在的半固態電池、未來還會推出全固態電池。這篇文章將詳細介紹目前各方面綜合性能最好的磷酸鐵鋰電池。這是介紹磷酸鐵鋰電池的第1篇文章，后續還有9篇文章，每天一篇。在后續的文章創作中，還會逐一介紹鉛酸電池、三元鋰電池、鈉電池、半固態電池和全固態電池。

什么是磷酸鐵鋰電池？

酸鐵鋰電池是以磷酸鐵鋰為正極，石墨為負極的鋰離子電池。電芯常見類型有圓柱形、大單體方形鋁殼、軟包、刀片電池（比亞迪研發）。單個電芯標稱3.2V，常溫可放電至2.5V，充電截止3.65V。一組磷酸鐵鋰電池是由幾十到上百個電芯串聯而成，電芯越多電池容量越大。

酸鐵鋰電池的核心組成配件：

正極：正極材料是磷酸鐵鋰，是電池最重要的組成部分，負責儲存鋰離子。正極材料決定了電池的電壓、壽命、安全、成本。正極的其他成分還有導電劑，是提高電池導電性的，粘結劑負責把粉末粘在一起，集流體是很薄的鋁片負責把電流導出去。正極的作用是在電池充電時，離子從正極跑去負極，放電時離子從負極返回正極。

負極：目前所有的磷酸鐵鋰電池負極材料都是石墨，它是叢狀結構，像一疊卡片，鋰離子能嵌進去實現充電，跑出來實現放電。負極相當于鋰離子的臨時宿合，充電時鋰離子嵌入石墨，放電池跑出來，如此反復實現電池的充電和放電。

隔膜：隔膜是正負極之間的一層薄膜，它的核心作用是只讓鋰離子過，不讓正負極直接接觸短路，相當于正負極之間的安全墻。它有三個作用：首先是絕緣，不讓正負極碰到一起，其次是透氣，隔膜表面有很多微孔，鋰離子能輕松穿過，但電子過不去，從而保障電池安全充放電。

隔膜最重要的作用是嚴守安全功能，當保護板監測到電芯溫度太高，隔膜的微孔會自動融化閉合，鋰離子運行的通道被堵住，讓電池停止反應達到降溫的目的，預防熱失控風險。在磷酸鐵鋰電池的充電過程中，隔膜起到的作用是充電時鋰離子從正極穿過隔膜到達負極，放電時鋰離子從負極穿過隔膜返回正極，在電池的充放電過程中隔膜不參與化學反應，只負責為鋰離子穿過提供通道，還有嚴守安全的大門，預防電池溫度過高引發熱失控。

電解液：磷酸鐵鋰電池的電解液是由三種物質組成：有機溶劑、鋰鹽、添加劑。它的作用是讓鋰離子能在正負極之間移動，講的直白一點鋰離子移動要靠電解液來運輸，沒有了電解液鋰離子就趴窩不動相當于電車沒電移動不了，有了電解液的運輸鋰離子可以在正負極之間移動，電池才能正常的充電和放電。

BMS電池管理系統：它是整個磷酸鐵鋰電池組的大腦，由控制芯片、采集線/采集板、MoS管、溫度傳感器等配件組成。它的作用如下：

電壓保護：避免電池過度充電，當電池達到額定的容量，切斷輸入電源電池停止充電。當電池電壓過低切斷電量輸出，防止電池過度放電。

過流保護：當電流輸出太大會立刻切斷輸出，預防電池過放引起的發熱量增加造成的短路。

溫度保護：磷酸鐵鋰電池的工作范圍是-20°～60°，溫度太熱或太冷為了避免高低溫對電池造成的不良影響，保護板會不讓電池充放電。

均衡作用：磷酸鐵鋰電池按容量是由幾十到上百個電芯串聯而成，最怕電芯不一致。因為只有每個電芯之間的電壓、容量誤差越小，電池的一致性才好，才能發揮出電池組的最佳性能。磷酸鐵鋰電池最忌諱電芯一致性，為了讓電芯一致性更好，保護板會把電壓容量高的電芯放掉一點點電，把每個電芯之間的壓差降到最低，保證整組電芯的一致性，延長電池的使用壽命。

電量計算：保護板根據主控制芯片反饋的數據，可以計算出電池當前的電量、續航里程等數據，然后把信息顯示在電動車的主控制屏幕上。

封裝電池的外殼：就是把串聯好的電芯、 BMS保護板、連接線、散熱全部裝在一起，一般采用鋁合金外殼，重量輕、強度高、散熱性好，主要用于兩輪、三輪電動車的儲能電池封裝。通常有加強筋和橫梁，具備一定的防撞抗擠壓能力，同時加了防水膠圈，具有一定的防水防塵作用。

比亞迪研發磷酸鐵鋰電池的過程

2002年王傳福正式啟動磷酸鐵鋰電池研發，2003年收購秦川汽車，同步推出電池加整車一體化研發，2005年推出首款磷酸鐵鋰動力電池，2008年搭載磷酸鐵鋰電池的F3DM插混車型上市。2010～2016年將電池的循環充放電次數由1500次增加到3000次。

在2017～2019年，很多高檔汽車都搭載能量密度更高的三元鋰電池，這樣電池儲存電量多，可以縮小電池的體積和重量，讓電動汽車不僅跑得遠，而且車身輕操控性好。當時比亞迪也跟隨大流，將研發重心投向密度更高的三元鋰電池，但王傳福嚴守安全底線，決定將研發重心繼續放在磷酸鐵鋰電池上。

因為三元鋰電池雖然能量密度高、重量輕，但耐熱控溫度僅有200度，極易起火爆燃。幾乎所有的新能源汽車火災都是使用三元鋰電池造成的，王全福為了用戶的安全著想，下定決心繼續研發安全性高的磷酸鐵鋰電池。2018年12月15日成立刀片電池項目，2020年到2021年，比亞迪的刀片磷酸鐵鋰電池逆襲，能量密度達到160Wh/Kg，經過穿刺實驗只冒輕微的煙，不起火不爆炸，徹底顛覆鋰電池不安全的說法。

時至今日，比亞迪的刀片磷酸鐵鋰電池能量密度已經達到180Wh/kg，媲美三元鋰電池。2025年5月17日，比亞迪在深圳總部發布兩輪、三輪電動車專用磷酸鐵鋰電池新產品發布會，陸續會推出32款產品。涵蓋48V、60V、72V不同電壓不同容量的電池類型，支持坐式和立式安裝，坐式適合安裝在腳踏板下面，立式適合安裝在座桶空間內。

那么磷酸鐵鋰電池與普通鉛酸電池有何區別？就以目前各方面綜合性能表現最好的比亞迪磷酸鐵鋰電池與普通鉛酸電池做對比：

循環壽命長：比亞迪3月3日推出的騎行堡壘系列磷酸鐵鋰電池可循環充放電3300次。而普通鉛酸電池僅能循環充放電350次。

能量密度高：比亞迪的兩輪、三輪電動車專用磷酸鐵鋰電池能量密度180Wh/kg，普通鉛酸蓄電池30~40Wh/kg，升級版的石墨烯電池能量密度40~50Wh/kg。

重量輕體積小：以常見48V電動車使用的電池為例，48V30Ah比亞迪磷酸鐵鋰電池重約10kg，48V32AH的鉛酸電池重約36kg。相同容量磷酸鐵鋰電池重量約是鉛酸電池的1/3，還有體積小巧可節約電動車空間的優勢。

比三元鋰電池更安全：三元鋰電池內部電芯200~300°就會觸發熱失控，幾秒鐘之內爆燃的火勢溫度達到800~1000°。比亞迪的磷酸鐵鋰電池熱失控溫度500°，經過穿刺、擠壓、撞擊、哪怕短路只冒煙不起火、不爆燃。這主要歸功于磷酸鐵鋰晶格穩定，高溫不析氧、不自燃。配合先進的BMS電池管理系統，幾乎不會引發熱失控，可以說是目前鋰電池安全中的天花板。

充電速度快：3月3日發布的新款電池，電量從30%充到80%僅需15分鐘，30分鐘充滿電。而普通鉛酸蓄電池不具備快充功能，充滿電通常需要6~10小時。

低溫表現好：新款電池具備加熱系統，消耗5%的電量在5分鐘以內可以將電池升溫到25°，是電池最適宜的工作溫度，確保電池在-20°的環境下容量保持在85%，有效解決電池冬季續航縮水的痛點。而普通鉛酸電池0°容量衰減30%，-10°容量衰減過半，-20°已經不能正常充放電了。

自放電更低：比亞迪的磷酸鐵鋰電池月自放電率約為3%，哪怕充足電存放半年不充電也沒關系。鉛酸電池月自放電率約為15%~30%，并且電量下降越快自放電率成倍增加，如果2~3個月不充電就會出現餓死充不進電的情況，造成電池報廢。即使能激活，但容量和使用壽命已出現不可逆轉的損傷。

質保時間長：比亞迪的磷酸鐵鋰電池提供5年質保，三年換新，兩年維修。普通鉛酸蓄電池只提供一年質保，很多用戶購買以后說過了質保期就壞，年年換新。

續航更遠：比亞迪的磷酸鐵鋰電池重量是鉛酸電池的1/3，可減輕電動車車身重量負擔，省電增加電動車的續航。普通鉛酸蓄電池體積大分量重，車身重量增加，耗電量增加續航縮水。還有比亞迪的磷酸鐵鋰電池支持10C放電，電動車起步快載人爬坡有力，而普通鉛酸電池只支持3C放電，電動車起步慢載人爬坡無力，兩者駕駛感受完全不在一個檔次。

適配性強：比亞迪的磷酸鐵鋰電池支持臥式和立式安裝，適配性更強，適合市面上所有的二輪、三輪電動車，包括四輪的老頭樂也能用。普通鉛酸蓄電池只能臥式安裝，因為立式安裝電解液會泄漏。

保養維護更省心：比亞迪的磷酸鐵鋰電池有先進的BMS電池管理系統，可實時監測電池溫度、電壓、容量等數據，避免電池過充過放，幾乎不需要維護特別省心。鉛酸蓄電池沒有電池管理系統，最怕過度充電、過度放電、高溫充電，這是造成電池容量和壽命出現不可逆轉損傷的原因。

長期使用成本低：比亞迪的磷酸鐵鋰電池初始購買價格約是普通鉛酸電池的兩倍，掌握正確使用方法壽命8～10年。而我們平均更換電動車的周期約是八年，可以做列表“車電同壽”，平均到每年綜合使用成本最低。普通鉛酸電池如果充電方法不對，一年一換長期下來綜合使用成本更高。

總結

本文介紹了磷酸鐵鋰電池是以磷酸鐵鋰作為正極，碳作為負極的鋰離子電池。具有使用壽命長、耐低溫性能好、重量輕能量密度高、安全性好、充電速度快等優勢。比亞迪于2002年開始研發磷酸鐵鋰電池，目前安全性更高的磷酸鐵鋰電池廣泛應用于兩輪、三輪電動車以及新能源汽車，在未來會取代三元鋰電池，可以說磷酸鐵鋰電池發展到今天比亞迪功不可沒。