锂电池有哪几种?18650、LiPo 与 LiFePO4 怎么选

Kartun tiga jenis sel bateri lithium berderet - silinder 18650 biru muda rata-atas, poket LiPo perak nipis dengan wayar merah dan hitam ke soket bulat hitam, dan sel silinder kelabu gelap yang lebih gempal, dengan papan pengecas biru kecil bersoket USB-C di belakang

你会碰到的锂电池就三类:圆柱形 Li-ion(例如 18650)、软包 LiPo,还有 LiFePO4。Li-ion 和 LiPo 的电压完全一样 — 标称 3.7 V、充满 4.2 V — 差别只在外壳:一个是硬钢壳,一个是铝箔软包。LiFePO4 则是另一种化学:标称 3.2 V、充满 3.65 V,所以 4.2 V 的充电器碰不得它。

简短的答案:Arduino 和 ESP32 的桌面开发,用装在电池座里的 18650;项目空间真的很薄的时候,用 LiPo 软包;又热又晒的户外安装,用 LiFePO4。有一件事得早点计划好:这三种没有一种可以直接接到板子的 5 V 或 3.3 V 引脚上。

“锂电池”到底是什么意思?

这份指南里的每一颗电芯都是锂离子电芯。充电的时候,锂离子从正极跑到负极并且存在那里;用电的时候,离子流回去,而跟着它们跑的电子,就是你项目里的电流。市面上讲的“类型”,其实指的是正极材料,因为正是这个材料定下了电芯的电压。

我们的 18650 电芯外皮上印着 ICR。在 IEC 的命名体系里,I 代表锂离子,C 代表钴(LiCoO₂),R 代表圆形外壳。第二个字母会随化学而变,而它同时也预告了这颗电芯能放电放得多猛:想在 18 × 65 mm 这个固定体积里塞进最多能量的化学,活性材料层就得更厚,而层越厚,内阻越高。高容量的电芯,不等于高功率的电芯。

外皮标记 正极材料 它告诉你什么
ICR 钴(LiCoO₂) 每克能量最高,电流中等 — 最常见的 18650 电芯,包括我们这颗
INR / IMR 镍 / 锰 容量低一些,电流高得多 — 给重载用的电芯
IFR(LFP) 磷酸铁 真正的 LiFePO4,标称 3.2 V — 要找的就是这几个字母

LiPo 不是另一种化学。它的电解质是聚合物凝胶而不是液体,外壳是铝箔软包而不是钢罐 — 但电极是同一套,所以电压跟 18650 一模一样。变的只有形状,还有它出问题时的方式。

LiFePO4 才是真正不同的化学:它的正极是磷酸铁锂。那个磷酸键热稳定性更好,但它同时也把电压压得更低 — 而下面几乎每一条实用建议,根源都是这半伏的差距。

可选加购

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3A 3.7V BM Protection Circuit Module Li-ion Lithium Battery Charging Board3A 3.7V BM Protection Circuit Module Li-ion Lithium Battery Charging Board3ACIBBPRM13.95
Battery LED Capacity Indicator Lithium Ion Battery Level Tester Green Display Battery like displyBattery LED Capacity Indicator Lithium Ion Battery Level Tester Green Display Battery like displyDISBATTRM4.50

把一颗 3.7 V 电芯变成项目电源的三种不同做法:给 ESP32 板用的双 18650 扩展板;一边充电一边升压到 5 V 的 IP5310 模块;还有电量指示器,让你在电芯太空之前就先看到它快空了。

为什么标着“3.7 V”的电池,万用表上是 4.2 V?

Li-ion 电芯外皮上的 3.7 V 是标称电压 — 整个放电周期里的粗略平均值,不是某一刻的读数。刚充满的电芯读数大约 4.2 V,掉到 3.0 V 左右就算空了。这三个数字合起来是一个窗口,而每一种化学都有自己的窗口。

化学 标称 充满 常见循环 每公斤能量
Li-ion ICR(18650) 3.7 V 4.2 V 3.0 V 500–1000 150–200 Wh
LiPo(软包) 3.7 V 4.2 V 3.0 V 300–500 150–200 Wh
LiFePO4 3.2 V 3.65 V 2.5 V 2000+ 90–120 Wh

锂电充电器分两个阶段工作:先用恒定的电流一直推,直到电芯到达它自己的满电电压,然后把电压稳住,让电流自己降下来。也就是说,充电器的全部工作,就是把电芯带到它自己的满电电压,然后停。两件事马上就清楚了。

第一,4.2 V 的充电器绝对不能碰 LiFePO4 电芯。那颗电芯在 3.65 V 就已经饱和了,所以 4.2 V 的充电器会继续往一颗已经充满的电芯里再推 0.55 V,而多出来的能量就以热和化学损伤的形式跑出来。TP4056、IP5310,以及几乎所有便宜的“锂电充电模块”,都是设定在 4.2 V 的。

第二,反过来不危险,只是浪费:3.65 V 的充电器在 Li-ion 电芯一碰到 3.65 V 就停止推送,那时候电芯连半满都还没到。每比 4.2 V 低 70 mV,大约就丢掉 10% 的可用容量,而 3.65 V 比它低了 550 mV。

如果你想看看这些电芯被拿在手上实际比一比 — 真实尺寸、重量,还有做成成品电池组之后是什么样子 — 下面这个视频从 RC 玩家的角度做了这件事,英文讲解。

18650、801350 这种数字是什么意思?

锂电芯上的数字是它的物理尺寸,不是容量。圆柱电芯用前两位表示直径(mm),后三位表示长度(以 0.1 mm 为单位):18650 就是直径 18 mm × 长 65.0 mm。软包电芯则用三对数字 — 厚、宽、长:801350 就是厚 8.0 mm × 宽 13 mm × 长 50 mm。

代号 形状 尺寸 常见用途
18650 圆柱 18 × 65 mm 电池座、扩展板、充电宝
14500 圆柱 14 × 50 mm AA 的大小 — 但它是 3.7 V,不是 1.5 V
801350 软包 8.0 × 13 × 50 mm 薄身项目、小盒子
103450 软包 10 × 34 × 50 mm 容量更大的软包
32650 圆柱 32 × 65 mm LiFePO4 常见的尺寸

有一个很常踩的尺寸陷阱:带保护板的 18650 电芯,负极那一端的外皮底下多了一块小电路板,所以总长会变成 68–70 mm,通常塞不进 65 mm 的电池座。我们的 18650 是不带那块板的平头型,所以能刚好装进去,而保护则由充电模块来提供。同样的形状也有 1200 mAh3200 mAh 的版本。

为什么外壳决定了它的危险?

两颗锂电芯的剖面卡通图 - 左边圆柱形 18650,浅蓝色外皮下是厚厚的钢罐壁,顶端有泄压阀,里面是卷绕的极片层;右边薄薄的银色铝箔 LiPo 软包,一端裹着黄色 kapton 胶带,包身鼓起,里面是平叠的极片层
同样的化学,不同的外壳:一边是带泄压阀的硬钢罐,一边是气体一积起来就会鼓的薄铝箔软包。

任何一颗锂电芯的两个电极之间,都隔着一层大约 20 微米厚的塑料隔膜 — 比一根头发还薄。只要这层膜是完好的,电流就只能从端子出来。把它戳破,两个电极就在一个小点上直接碰在一起,整颗电芯的电流全部集中到那里,局部温度飞快上升。这才是“不要戳穿锂电池”这句忠告背后真正的原因。

外壳就是在这里变成安全问题的。18650 电芯坐在一个硬钢罐里,正极端带一个泄压阀:不容易戳穿,而且内部压力上升时,它会从那个阀把气放掉。LiPo 软包则是用纸一样薄的铝塑复合膜包起来的 — 又轻又薄,但一颗螺丝、一个盒子的边角就足以把它弄伤。

电解质分解在两种外壳里都会产生气体,但只有软包会把它显示出来:它会鼓起来,鼓到形状都变了。鼓包的 LiPo 软包就是退役了。别充它,别压平它,送去电池回收点。

真正的危险 里面发生了什么 怎么避开
戳穿或挤压 20 微米的隔膜破裂,两个电极直接接触,热量集中在一个点上 电芯放在电池座或硬盒里,不要散着丢在包里
放电放得太深 低于大约 2.5 V,电芯开始永久损失容量;如果让它一直待在大约 1.5 V 以下,铜集流体还会溶解,并可能重新析出,在电芯内部形成金属短路 用带保护的模块,或者用电量指示器盯着
充电器电压不对 电芯被推过它自己的满电电压;多出来的能量变成热 一种化学配一种充电器;别拿 4.2 V 去碰 LiFePO4
端子短路 电芯内阻只有几十毫欧,所以几十安培的电流会瞬间冲出去 别把散装电芯跟钥匙或硬币放在一起;钢罐本身就是负极,所以外皮一破,等于端子裸露

下面这些则不是危险:3.7 V 没办法透过干燥的皮肤把人电到;而一颗用对模块充电、放在室温下、没有被物理损伤的电芯,就是一个普通而安全的元件。我们卖的是电芯、电池座和充电模块 — 不是组装好的电池组 — 所以电芯周围的那层保护,是搭建者工作的一部分。

每一种锂电池要怎么充电

两格卡通图 - 左边一块带 USB-C 插座的蓝色充电板,用红黑两条线接到一颗浅蓝色 18650 电芯,配一个绿色勾;右边同一块板接到一颗更粗、深灰色的圆柱电芯,配一个红色叉和几道热浪线
4.2 V 的充电模块适合 Li-ion 和 LiPo,但绝对不能用在 3.65 V 就已经充满的 LiFePO4 上。

TP4056 Type-C 模块是给单颗 Li-ion 或 LiPo 充电最简单的一条路。那块 25 × 16.5 mm 的蓝色板上有三颗芯片:TP4056,以固定的 4.2 V 充电、而这个值写死在芯片内部(数据手册),再加一对保护芯片 — 一颗 DW01A 类的控制器,配一颗当开关用的双 MOSFET。这一对会在电流暴冲时切断负载,也会在电芯掉到大约 2.4 V 时切断;这类板子常见标注的 3.0 V,是它重新接通的电压,不是它切断的电压。请把 3.0 V 当成你自己的停用界线,让那颗芯片继续当紧急刹车就好。这个保护作用在 OUT+/OUT- 焊盘上,而不是在接电芯的 B+/B- 焊盘上,所以我们的平头电芯,只有在项目从 OUT 取电时才受保护。一个焊盘一个焊盘怎么接,请照 TP4056 安全给 18650 充电那篇来做 — 这篇不会重复它。

充电电流要跟电芯的大小配得上。TP4056 的充电电流由板上一颗 Rprog 电阻设定,所以 1 A 是这块板的选择,不是化学定律。

电芯 1 A 对它是 配不配
18650 2200 mAh 0.45C 很舒服 — 这个模块本来就是为它设计的
801350 软包 550 mAh 1.8C 太快了:这个软包的标定是持续 0.5C、最大 1.0C。请选设定在 250–300 mA 左右的模块

单颗锂电芯没办法直接喂板子的电源轨,前面那个电压窗口解释了原因:它的范围横跨 3.3 V,而且永远够不到 5 V。

板子的电源轨 需要 单颗锂电芯(4.2–3.0 V)
ESP32 开发板的 3.3 V 引脚 3.0–3.6 V 电芯满电时太高,快空时太低
Uno 或 ESP32 的 5 V 引脚 5 V 永远够不到 — 需要升压
Uno 的圆形 DC 座 7–12 V 差得太远

所以电芯和板子之间永远要有一个模块,而现成的路有两条。IP5310 模块通过 USB-C 给电芯充电,同时把它的输出升到 5 V 并带保护 — 本质上就是一块充电宝板。双 18650 扩展板则通过侧边的 USB-A 口和 5V/3V 引脚,为 ESP32 和 Arduino 板做同一件事。那块扩展板上的两个 18650 电池位是并联的,不是串联:串联会得到 7.4–8.4 V,那就需要一个降压;而这块板是通过一条单节充电通路,把 3.7–4.2 V 的电源轨升到 5 V。所以那里的两颗电芯意味着续航翻倍,不是电压翻倍 — 见升压还是降压模块怎么选

电量指示器读的是电池组的电压,最多点亮四格。因为锂电芯的电压在窗口中段几乎是平的、到了末端才骤降,所以它的读数适合当“快没电了”的警告,而不是精确的百分比。

LiFePO4 需要专门的 3.65 V 充电器,所以你买的是两样东西而不是一样 — 这也是它在桌面开发上很少划算的原因。它划算的时候,是项目盒子摆在户外的时候:马来西亚的太阳底下,一个密闭的盒子很容易到 50–60 °C,而在那个温度下,钴系电芯即使只是搁着不用,容量流失也比室温快得多,LiFePO4 的磷酸键则更耐得住。我们备的是 18650 Li-ion 电芯、LiPo 软包、电池座和 4.2 V 充电模块 — 不是 LiFePO4 电芯或它的充电器 — 所以如果你的项目需要 LiFePO4,请把电芯和配套的充电器当成一套一起买。

那么 Arduino 或 ESP32 项目到底该选哪一种?

三个项目场景的卡通图 - 左边一颗浅蓝色 18650 装在黑色电池座里接到白色面包板,中间一个末端裹黄色 kapton 胶带的银色 LiPo 软包正装进薄薄的灰色项目盒,右边一颗深灰色圆柱电芯装在防水盒里,上方是深蓝色太阳能板和黄色的太阳
三个场景,三个答案:桌面开发用装在电池座里的 18650,薄盒子用 LiPo 软包,要跑好几年的户外安装用 LiFePO4。

做桌面开发,一颗 18650 电芯装在单槽电池座里,是正确的默认选择:电芯不用焊接就能换,钢罐对粗手粗脚很宽容,而且每一款常见的充电模块都是为它设计的。需要更多的话有三槽电池座,但组电池组牵涉到串联还是并联这个自成一题的决定 — 18650 充电板与电池座那篇讲了这一点。光有电芯和电池座还给不出 5 V — 升压模块是同一张订单里的第三样东西。

电流上限是第二道筛子,而内阻就是它的机制。这一级的 18650 电芯内阻在 25 mΩ 上下:在 2.2 A 时它大约把 0.12 W 变成热,但在 10 A 时,它会在一个 46 g 重的钢罐里丢掉 2.5 W。所以决定项目的是持续电流的数字,不是一瞬间的峰值:ICR 电芯在大约 1C 下是舒服的,所以 2200 mAh 的电芯就意味着大约 2.2 A 持续。这够 ESP32 开着 Wi-Fi 用(它的峰值在半安培以下),但不够同时带好几个马达或舵机。如果你的 ESP32 一开 Wi-Fi 就重启,原因通常在电源轨而不在电芯 — 见 ESP32 供电方案那篇。

你的项目 为什么
桌面上的 Arduino/ESP32 原型 18650 装在电池座里 电芯可换、钢罐硬、所有充电模块都支持
要直接 5 V 的便携 ESP32 双 18650 扩展板 两颗并联 + 5 V 升压 + 充电口,全在一块板上
薄盒子、可穿戴、只有 8 mm 空间 801350 LiPo 软包 扁平的形状;没有圆柱塞得进去 — 但只有约 275 mA 持续
户外、高温、太阳能、要跑好几年 LiFePO4(找 IFR 或 LFP 标记) 2000+ 循环,高温下更稳定;不在我们货架上,所以请把电芯和 3.65 V 充电器当一套买
多个马达或舵机 别用单颗 ICR 电芯 上限大约 1C;需要电池组或者高倍率电芯

走薄身路线的话,我们的 801350 LiPo 软包出厂就带保护板、也已经接好线;同样的软包形状还有 103450 这个尺寸。选它之前有一个数字要先看:这个 550 mAh 的软包标定是持续 0.5C(大约 275 mA),峰值 1.0C。做时钟、小传感器和 LED 够用,但对要发 Wi-Fi 的 ESP32 就很紧 — 它射频的峰值已经贴近这个上限了。要做户外太阳能安装的话,太阳能板与 18650 那篇展示的是同一种系统形态,用的正是我们备货的化学。

我们常见到的错误

只看 mAh 挑电芯。容量告诉你能撑多久,不是能给多猛 — 为最大容量设计的电芯,电流倍率永远低于为电流设计的电芯。另外,印着 9800 mAh 的电芯请直接跳过:18 × 65 mm 这个圆柱体积是固定的,所以市面上最好的 18650 也就停在 3500 mAh 左右。

拿 5 V 手机充电器直接充 LiPo 软包。手机充电器给的是固定 5 V,没有恒流阶段,也没有 4.2 V 这个停止点。软包上的保护板也许会把它切断,但那是紧急刹车,不是充电方法。请用真正的 4.2 V 充电模块。

用不带保护的电芯,一直用到项目自己死掉。掉到远低于 3 V 的电芯,充完电看起来也许恢复了,但它有一部分容量已经永远回不来了,而几个星期之后出问题的,就是这颗电芯。曾经在 1.5 V 以下待过的电芯则应该报废,而不是再充。项目的电请从充电模块的 OUT 焊盘取,不要直接从电芯端子取。

想把 LiPo 软包插进 Arduino Uno 的圆形 DC 座。我们 801350 软包的尾巴末端是一个 5.5 × 2.1 mm 的母头 DC 座,跟 Uno 板上那个座子是同一种 — 两个母头是插不到一起的。而且就算插得进去,3.7 V 也远低于那块板的稳压器需要的 7–12 V。请把软包接到充电模块或者升压模块上。

FAQ

锂电池是什么意思?

一种可充电的电芯,靠在两个电极之间搬运锂离子来储存能量。它的类型名 — Li-ion、LiPo、LiFePO4 — 指的是正极材料和外壳形状,而这正是定下它电压的东西。

锂离子电池(Li-ion)比锂聚合物(LiPo)好在哪里?

像 18650 这样的圆柱 Li-ion 因为有钢罐所以更耐操,不用焊接就能换,而且能撑更多循环。LiPo 则可以做得又薄又轻,所以当项目的空间是扁平形状时,赢的是它。

哪一种锂电池最安全?

LiFePO4,因为它的磷酸键热稳定性更好,满电电压也更低。但这三种在用对充电器、不被戳穿、不被放得太空的前提下,都是安全的。

TP4056 模块可以给 LiFePO4 电池充电吗?

不行。TP4056 的 4.2 V 写死在芯片里,而 LiFePO4 电芯在 3.65 V 就已经充满,所以这个模块会继续往一颗已经饱和的电芯里推电压。LiFePO4 需要 3.65 V 的充电器。

18650 锂电池的实际尺寸是多少?

直径 18 mm、长 65 mm — 这就是那串数字的意思。带保护板的电芯因为负极端多了一块小电路板,会变成 68–70 mm,通常装不进普通的电池座。

最后更新:2026 年 8 月。有问题?WhatsApp 联系我们

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