1 引言

选择电池时，需要考虑许多权衡因素：成本、尺寸、重量、能量密度、续航时间、稳定性等。一般来说，相比更传统的锂离子 (Li-ion) 电池，磷酸铁锂 (LiFePO4) 电池更受青睐，因为它们具有良好的热稳定性、低热失控风险、长续航时间和高放电电流。

但是，LiFePO4 电池的能量密度和充电电压均较低，因此与锂离子电池相比，它们通常必须占用更多空间。此外，由于充电电压较低，LiFePO4 电池可能需要升压转换器，而锂离子电池则不需要。表 1-1 显示了典型的低功耗多化合物充电设计之间的一般比较情况。

后续部分将重点介绍 LiFePO4 电池与锂离子电池的充电曲线和热性能之间的差异，以及这些差异产生的设计影响。然后，我们将提供适合 LiFePO4 电池的潜在充电器设计。

表 1-1 典型低功耗多化合物电池之间的权衡 (1)

	锂离子	LiFePO4	镍氢电池	SuperCap
能量密度	高 150Wh/kg 至 180Wh/kg	中 90Wh/kg 至 120Wh/kg	低 60Wh/kg 至 120Wh/kg	低 4.5Wh/kg
V(nom)/节	3.6V	3.2V	1.2V	2.7V
V(charging)	3.9V 至 4.2V	3.5V 至 3.65V	1.4V 至 1.6V	2.7V
面积	低	中	高	高
价格	高	中	低	中
优势	高能量密度每节电池具有 3.6V 高电压，一节电池即可满足需求，从而节省空间 500 个周期的长续航时间	3°C 时具有高额定电流 2000 个周期的长续航时间良好的热稳定性更安全的锂离子电池：增强了滥用时的安全性/耐受性可耐受满电状态	可靠耐用安全：过充和放电不会产生高温更具有成本效益	安全：不含挥发性化学物质，过充和放电不会产生高温续航时间长，无磨损机制 50 万次循环
限制	脆弱：需要保护电路才能安全运行充电期间峰值电压受限需要监测温度	3.2V/节的较低电压较高自放电，随着时间的流逝，会引起均衡问题	快速自放电，需要更频繁地充电 1.2V/节的较低电压需要多芯电池包，设计尺寸更大	电压会随着放电和 SOC 而发生较大变化。低电池电压可能需要串联电池和可能的平衡电路。
充电温度	0°C 至 45°C	0°C 至 45°C	0°C 至 40°C	-40°C 至 65°C
放电温度	-20°C 至 60°C	-20°C 至 60°C	0°C 至 50°C -20°C 至 +85°C（可能）	-40°C 至 65°C