什么是磷酸铁锂电池？比亚迪研发它的过程，它与普通电池有何区别

电动车上最重要的配件是电池，按类型有铅酸电池、三元锂电池、磷酸铁锂电池，除此以外，还有新型的钠电池，以及目前刚上市在的半固态电池、未来还会推出全固态电池。这篇文章将详细介绍目前各方面综合性能最好的磷酸铁锂电池。这是介绍磷酸铁锂电池的第1篇文章，后续还有9篇文章，每天一篇。在后续的文章创作中，还会逐一介绍铅酸电池、三元锂电池、钠电池、半固态电池和全固态电池。

什么是磷酸铁锂电池？

酸铁锂电池是以磷酸铁锂为正极，石墨为负极的锂离子电池。电芯常见类型有圆柱形、大单体方形铝壳、软包、刀片电池（比亚迪研发）。单个电芯标称3.2V，常温可放电至2.5V，充电截止3.65V。一组磷酸铁锂电池是由几十到上百个电芯串联而成，电芯越多电池容量越大。

酸铁锂电池的核心组成配件：

正极：正极材料是磷酸铁锂，是电池最重要的组成部分，负责储存锂离子。正极材料决定了电池的电压、寿命、安全、成本。正极的其他成分还有导电剂，是提高电池导电性的，粘结剂负责把粉末粘在一起，集流体是很薄的铝片负责把电流导出去。正极的作用是在电池充电时，离子从正极跑去负极，放电时离子从负极返回正极。

负极：目前所有的磷酸铁锂电池负极材料都是石墨，它是丛状结构，像一叠卡片，锂离子能嵌进去实现充电，跑出来实现放电。负极相当于锂离子的临时宿合，充电时锂离子嵌入石墨，放电池跑出来，如此反复实现电池的充电和放电。

隔膜：隔膜是正负极之间的一层薄膜，它的核心作用是只让锂离子过，不让正负极直接接触短路，相当于正负极之间的安全墙。它有三个作用：首先是绝缘，不让正负极碰到一起，其次是透气，隔膜表面有很多微孔，锂离子能轻松穿过，但电子过不去，从而保障电池安全充放电。

隔膜最重要的作用是严守安全功能，当保护板监测到电芯温度太高，隔膜的微孔会自动融化闭合，锂离子运行的通道被堵住，让电池停止反应达到降温的目的，预防热失控风险。在磷酸铁锂电池的充电过程中，隔膜起到的作用是充电时锂离子从正极穿过隔膜到达负极，放电时锂离子从负极穿过隔膜返回正极，在电池的充放电过程中隔膜不参与化学反应，只负责为锂离子穿过提供通道，还有严守安全的大门，预防电池温度过高引发热失控。

电解液：磷酸铁锂电池的电解液是由三种物质组成：有机溶剂、锂盐、添加剂。它的作用是让锂离子能在正负极之间移动，讲的直白一点锂离子移动要靠电解液来运输，没有了电解液锂离子就趴窝不动相当于电车没电移动不了，有了电解液的运输锂离子可以在正负极之间移动，电池才能正常的充电和放电。

BMS电池管理系统：它是整个磷酸铁锂电池组的大脑，由控制芯片、采集线/采集板、MoS管、温度传感器等配件组成。它的作用如下：

电压保护：避免电池过度充电，当电池达到额定的容量，切断输入电源电池停止充电。当电池电压过低切断电量输出，防止电池过度放电。

过流保护：当电流输出太大会立刻切断输出，预防电池过放引起的发热量增加造成的短路。

温度保护：磷酸铁锂电池的工作范围是-20°～60°，温度太热或太冷为了避免高低温对电池造成的不良影响，保护板会不让电池充放电。

均衡作用：磷酸铁锂电池按容量是由几十到上百个电芯串联而成，最怕电芯不一致。因为只有每个电芯之间的电压、容量误差越小，电池的一致性才好，才能发挥出电池组的最佳性能。磷酸铁锂电池最忌讳电芯一致性，为了让电芯一致性更好，保护板会把电压容量高的电芯放掉一点点电，把每个电芯之间的压差降到最低，保证整组电芯的一致性，延长电池的使用寿命。

电量计算：保护板根据主控制芯片反馈的数据，可以计算出电池当前的电量、续航里程等数据，然后把信息显示在电动车的主控制屏幕上。

封装电池的外壳：就是把串联好的电芯、 BMS保护板、连接线、散热全部装在一起，一般采用铝合金外壳，重量轻、强度高、散热性好，主要用于两轮、三轮电动车的储能电池封装。通常有加强筋和横梁，具备一定的防撞抗挤压能力，同时加了防水胶圈，具有一定的防水防尘作用。

比亚迪研发磷酸铁锂电池的过程

2002年王传福正式启动磷酸铁锂电池研发，2003年收购秦川汽车，同步推出电池加整车一体化研发，2005年推出首款磷酸铁锂动力电池，2008年搭载磷酸铁锂电池的F3DM插混车型上市。2010～2016年将电池的循环充放电次数由1500次增加到3000次。

在2017～2019年，很多高档汽车都搭载能量密度更高的三元锂电池，这样电池储存电量多，可以缩小电池的体积和重量，让电动汽车不仅跑得远，而且车身轻操控性好。当时比亚迪也跟随大流，将研发重心投向密度更高的三元锂电池，但王传福严守安全底线，决定将研发重心继续放在磷酸铁锂电池上。

因为三元锂电池虽然能量密度高、重量轻，但耐热控温度仅有200度，极易起火爆燃。几乎所有的新能源汽车火灾都是使用三元锂电池造成的，王全福为了用户的安全着想，下定决心继续研发安全性高的磷酸铁锂电池。2018年12月15日成立刀片电池项目，2020年到2021年，比亚迪的刀片磷酸铁锂电池逆袭，能量密度达到160Wh/Kg，经过穿刺实验只冒轻微的烟，不起火不爆炸，彻底颠覆锂电池不安全的说法。

时至今日，比亚迪的刀片磷酸铁锂电池能量密度已经达到180Wh/kg，媲美三元锂电池。2025年5月17日，比亚迪在深圳总部发布两轮、三轮电动车专用磷酸铁锂电池新产品发布会，陆续会推出32款产品。涵盖48V、60V、72V不同电压不同容量的电池类型，支持坐式和立式安装，坐式适合安装在脚踏板下面，立式适合安装在座桶空间内。

那么磷酸铁锂电池与普通铅酸电池有何区别？就以目前各方面综合性能表现最好的比亚迪磷酸铁锂电池与普通铅酸电池做对比：

循环寿命长：比亚迪3月3日推出的骑行堡垒系列磷酸铁锂电池可循环充放电3300次。而普通铅酸电池仅能循环充放电350次。

能量密度高：比亚迪的两轮、三轮电动车专用磷酸铁锂电池能量密度180Wh/kg，普通铅酸蓄电池30~40Wh/kg，升级版的石墨烯电池能量密度40~50Wh/kg。

重量轻体积小：以常见48V电动车使用的电池为例，48V30Ah比亚迪磷酸铁锂电池重约10kg，48V32AH的铅酸电池重约36kg。相同容量磷酸铁锂电池重量约是铅酸电池的1/3，还有体积小巧可节约电动车空间的优势。

比三元锂电池更安全：三元锂电池内部电芯200~300°就会触发热失控，几秒钟之内爆燃的火势温度达到800~1000°。比亚迪的磷酸铁锂电池热失控温度500°，经过穿刺、挤压、撞击、哪怕短路只冒烟不起火、不爆燃。这主要归功于磷酸铁锂晶格稳定，高温不析氧、不自燃。配合先进的BMS电池管理系统，几乎不会引发热失控，可以说是目前锂电池安全中的天花板。

充电速度快：3月3日发布的新款电池，电量从30%充到80%仅需15分钟，30分钟充满电。而普通铅酸蓄电池不具备快充功能，充满电通常需要6~10小时。

低温表现好：新款电池具备加热系统，消耗5%的电量在5分钟以内可以将电池升温到25°，是电池最适宜的工作温度，确保电池在-20°的环境下容量保持在85%，有效解决电池冬季续航缩水的痛点。而普通铅酸电池0°容量衰减30%，-10°容量衰减过半，-20°已经不能正常充放电了。

自放电更低：比亚迪的磷酸铁锂电池月自放电率约为3%，哪怕充足电存放半年不充电也没关系。铅酸电池月自放电率约为15%~30%，并且电量下降越快自放电率成倍增加，如果2~3个月不充电就会出现饿死充不进电的情况，造成电池报废。即使能激活，但容量和使用寿命已出现不可逆转的损伤。

质保时间长：比亚迪的磷酸铁锂电池提供5年质保，三年换新，两年维修。普通铅酸蓄电池只提供一年质保，很多用户购买以后说过了质保期就坏，年年换新。

续航更远：比亚迪的磷酸铁锂电池重量是铅酸电池的1/3，可减轻电动车车身重量负担，省电增加电动车的续航。普通铅酸蓄电池体积大分量重，车身重量增加，耗电量增加续航缩水。还有比亚迪的磷酸铁锂电池支持10C放电，电动车起步快载人爬坡有力，而普通铅酸电池只支持3C放电，电动车起步慢载人爬坡无力，两者驾驶感受完全不在一个档次。

适配性强：比亚迪的磷酸铁锂电池支持卧式和立式安装，适配性更强，适合市面上所有的二轮、三轮电动车，包括四轮的老头乐也能用。普通铅酸蓄电池只能卧式安装，因为立式安装电解液会泄漏。

保养维护更省心：比亚迪的磷酸铁锂电池有先进的BMS电池管理系统，可实时监测电池温度、电压、容量等数据，避免电池过充过放，几乎不需要维护特别省心。铅酸蓄电池没有电池管理系统，最怕过度充电、过度放电、高温充电，这是造成电池容量和寿命出现不可逆转损伤的原因。

长期使用成本低：比亚迪的磷酸铁锂电池初始购买价格约是普通铅酸电池的两倍，掌握正确使用方法寿命8～10年。而我们平均更换电动车的周期约是八年，可以做列表“车电同寿”，平均到每年综合使用成本最低。普通铅酸电池如果充电方法不对，一年一换长期下来综合使用成本更高。

总结

本文介绍了磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂作为正极，碳作为负极的锂离子电池。具有使用寿命长、耐低温性能好、重量轻能量密度高、安全性好、充电速度快等优势。比亚迪于2002年开始研发磷酸铁锂电池，目前安全性更高的磷酸铁锂电池广泛应用于两轮、三轮电动车以及新能源汽车，在未来会取代三元锂电池，可以说磷酸铁锂电池发展到今天比亚迪功不可没。