中國儲能網(wǎng)訊：這是一個數(shù)據(jù)爆炸的時代，云和管道承載著數(shù)據(jù)，帶人們走入大數(shù)據(jù)時代。主設備不斷演進，網(wǎng)絡能源設備也隨之快速發(fā)展，而保障通信設備不間斷供電的后備電源同樣需要加快腳步，為大數(shù)據(jù)時代添磚加瓦。
鉛酸蓄電池技術定型，污染、壽命低、能量密度低難以解決
鉛酸蓄電池已經(jīng)有了超過150年的發(fā)展歷程，因為其成本低廉、技術成熟、維護方便的特點，一直是當前通信電源中應用最廣泛的儲能電池，但鉛酸蓄電池由于受制于理論特性和產(chǎn)品特點，未來已經(jīng)難有明顯的改進。
首先是循環(huán)壽命短。即使是循環(huán)性能相對好的鉛酸電池，在電網(wǎng)質(zhì)量差的區(qū)域，頻繁深循環(huán)使用，僅能維持1年的壽命。此外，鉛酸電池的壽命極大地依賴其工作溫度，當溫度增加時，加速極板的腐蝕和失水，電池壽命也隨著變短。
其次是能量密度低。占地多、重量大、對地板承重要求高，這些問題隨著通信設備數(shù)據(jù)傳輸量的不斷增加越來越突出。
再次是易被盜。鉛酸電池被盜后即可應用于多種場合，而且鉛含量高，回收方便，這些都是鉛酸電池被盜的原因。
最后是環(huán)保問題?！般U污染主要出現(xiàn)在鉛蓄電池的制造和回收過程中，其中一道工序是將鉛熔化。熔化和回收過程容易產(chǎn)生污染?！甭殬I(yè)知識國際協(xié)會總裁Perry Gottesfeld稱。事實上，對于鉛蓄電池行業(yè)來說，比生產(chǎn)環(huán)節(jié)更有可能造成污染的是回收環(huán)節(jié)。
因此，迫切需要在性能上表現(xiàn)優(yōu)異，綜合成本又不會增加太多的儲能，來取代傳統(tǒng)鉛酸電池，此時，鋰離子電池走入了人們的視線。
鋰離子電池異軍突起，潛力巨大步入后備電源
鋰離子電池并不是最近幾年才出現(xiàn)的，它在手機領域的商用歷史已經(jīng)超過了20年，但鋰電池在通信站點作為后備電源卻是不折不扣的新軍?，F(xiàn)階段，通信后備電源領域使用的鋰電池多數(shù)是磷酸鐵鋰電池，少部分是三元鋰電池。
從環(huán)保方面考慮，鋰電池有著天然的優(yōu)勢。鋰電池所使用的材料里不含有污染性金屬，例如鎘、鉛、汞之類的有害重金屬物質(zhì)，鋰電池在生產(chǎn)及使用過程中沒有污染物產(chǎn)生，保障了人體的健康，廢電池回收過程中不會帶來水源和土壤的污染。
從電性能方面考慮，鋰電池全面超越鉛酸電池。鋰電池的循環(huán)壽命、高溫特性、充放電倍率性能和能量密度都很優(yōu)秀，遠優(yōu)于鉛酸電池。如，相同容量的鋰電池的體積和重量是鉛酸電池的二分之一到三分之一，而且可以任意連接擺放，對建筑空間、承重等都沒有特殊要求，大大降低了場地租用成本。另外，鋰電池優(yōu)秀的高溫特性，可以減少基站的空調(diào)配置與耗電。鋰電池被盜后，回收價值不大，由于有電池管理系統(tǒng)存在，使其無法被直接使用，降低了后備電源的被盜風險。
同是鋰離子電池，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池的特點有些不同。三元鋰電池的循環(huán)壽命介于鉛酸電池和磷酸鐵鋰電池之間 ，但浮充壽命遠好于磷酸鐵鋰電池，能量密度更是比磷酸鐵鋰電池還要高50%以上，成本也比磷酸鐵鋰電池低。靈活地選擇磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池，將會使鋰電池后備電源在通信行業(yè)的應用更加廣泛。
當前，鋰電池的一次性成本投入仍然高，但從總所有成本（TCO）方面考慮，鋰電池并不高于鉛酸電池。盡管價格比普通鉛酸電池高2～4倍，但由于壽命長、維護和更換成本低等優(yōu)勢，鋰電池生命周期內(nèi)的TCO甚至會低于鉛酸電池。未來，伴隨著電動汽車和儲能行業(yè)的發(fā)展，鋰電池應用持續(xù)規(guī)?；?，價格將越來越低，越來越具有競爭力。
差異化場景利用，讓鋰電池的優(yōu)勢更加突出
電網(wǎng)差區(qū)域作為循環(huán)用備電，利用其循環(huán)壽命長優(yōu)勢。鉛酸電池的特點是浮充壽命長，循環(huán)壽命短，簡而言之就是越少使用越好。但許多國家和地區(qū)的電網(wǎng)環(huán)境不好，每天停電時間超過2小時，頻繁的循環(huán)使用會導致鉛酸電池壽命迅速下降，而具有高循環(huán)壽命的鋰電池就適合在此類環(huán)境使用。
應用于壁掛式電源和抱桿式電源，突出其能量密度高的特性。鉛酸電池有占地多、重量大、對承重要求高的缺點，越來越難滿足小空間場景的要求。而鋰電池的能量密度是鉛酸電池的2～4倍，特別適合在上述環(huán)境中使用。
在短時間備電的UPS或通信電源中使用，發(fā)揮其放電倍率好的特點。某些使用油機應急供電的場景，需要UPS或通信電源的后備電源有5～10分鐘的備電時間，以便備份數(shù)據(jù)和切換到油機應急供電，這種情況下只需要電池在5～10分鐘內(nèi)保證一定的輸出功率。鋰電池在10分鐘內(nèi)即可輸出額定容量的90%以上，而鉛酸電池在10分鐘內(nèi)最多放出額定容量的30%，鋰電池可以配置比鉛酸電池少得多的容量即可滿足短時備電的要求，節(jié)省空間和成本。
高性能的鋰電池，需要配合優(yōu)秀的電池管理系統(tǒng)
通信儲能用鋰電池需要配合優(yōu)秀的電池管理系統(tǒng)，才能真正安全和穩(wěn)定的使用。鋰電池的理論特性決定了其對過充、過放比較敏感，由于發(fā)展時間尚短，業(yè)界對其一致性、穩(wěn)定性、大規(guī)模串并聯(lián)、溫度控制等問題的研究還不深入，因此需聚焦于電池管理系統(tǒng)的研發(fā)，才能更有效更安全地使用鋰電池。
一般的電池管理系統(tǒng)只能保證鋰電池組的基本安全，好的電池管理系統(tǒng)能夠延長鋰電池組的使用壽命，發(fā)現(xiàn)安全和性能的隱患，減少故障率。華為網(wǎng)絡能源產(chǎn)品線和2012實驗室通過對鋰電池系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)挖掘和自適應狀態(tài)評估，在鋰電池組的SOH（健康狀態(tài)）和故障預警設置等方面已有深入研究，并依靠在電源和網(wǎng)管方面的管理軟件優(yōu)勢，設計出具有核心競爭力的電池管理系統(tǒng)，已經(jīng)在很多通信產(chǎn)品中得到了應用。
巴基斯坦的應用是一個很好的案例。在巴基斯坦，部分區(qū)域的電網(wǎng)非常不穩(wěn)定，每天停電非常頻繁，且停電時間很長。據(jù)統(tǒng)計，其中的5886個站點每年的燃油發(fā)電總費用為8000萬美元。鉛酸電池在這種區(qū)域使用，不僅因頻繁循環(huán)使用而壽命提前中止，而且每次市電恢復后，電池常常還未充滿就又需要放電，導致電池很快就沒電，需要啟動油機發(fā)電。華為向巴基斯坦運營商提供了以鋰電池作為后備電源的供電解決方案。通過電池管理系統(tǒng)靈活調(diào)整電池的充電電流，使鋰電池后備電源可以在市電恢復后及時充滿，保證備電時間；通過電池SOH檢測和故障預警功能及時發(fā)現(xiàn)和定位故障電池，降低宕站風險；通過電池休眠功能提高鋰電池的循環(huán)壽命，大大減少了油機的使用頻率。華為在巴基斯坦一期改造的1000多個站點，每年可節(jié)省燃油2210萬美元，1.5年即可收回投入成本。
巴基斯坦電網(wǎng)不穩(wěn)定區(qū)域的戶外站點和后備電源
小結(jié)
以鋰電池為基礎的后備電源，可以廣泛應用于室內(nèi)和盲區(qū)覆蓋、二、三類市電區(qū)域、短時備電等對電源重量、體積、循環(huán)壽命、倍率要求較高的場景。在大數(shù)據(jù)時代，共享站、中心機房擴容等空間有限的場景也逐漸需要鋰電池后備電源參與。未來，伴隨著儲能鋰電池實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，成本不斷下降，鋰電池將會在通信后備電源領域扮演越來越重要的角色。
