磷酸铁锂电池

摘要：磷酸铁锂电池〔简称：铁锂电池，铁电池，本文称为“铁电池”〞〕，磷酸亚铁锂铁锂铁是一种正极材料。〔LiFePO4〕由于铁电池具有循环寿命长、耐高温、体积小、重量轻、无污染等优点，新型电池正在研究和使用移动通信、电动汽车和国家电网。其中，通信行业在各研究院技术专家的初步论证下，建立了各种铁电池试验网站，探索铁电池的节能减排效益。

本文将结合当前的应用案例，探讨和分析通信磷酸铁锂电池的节能降耗应用方向、难度和前景，从而吸引更多的行业专家关注和研究这类新型电池。

关键字：通讯电源磷酸铁锂节能降耗

磷酸铁锂铁电池简介

1990年，以LiCoO2为正极材料的锂离子电池在实验室推出，并于1991年开始工业化生产。与传统的铅酸电池相比，锂电池在工作电压、能量密度、循环寿命等方面具有明显的优势。因此，锂电池在过去的20年里被广泛应用于便携式电子产品、电动开启工具等领域。近年来，随着全球对节能降耗的关注，锂电池逐渐应用于通信、国家电网、电动汽车等行业。对于通信电源行业的节能降耗，要求电池体积更小，重量更轻，维护寿命更长。

与传统铅酸电池相比，通信磷酸铁锂电池具有以下优点：

〔1〕高能密度：标称电压为3.2V，能量密度约为铅酸电池的4倍，体积小，重量轻；

〔2〕安全性强:磷酸铁锂正极材料具有良好的电化学性能，充放电平台非常稳定，充放电过程中结构稳定，电池不燃烧，不爆炸，安全性好；

〔3〕高温性能好：电池在外界温度55℃时正常运转；

〔4〕高功率输出：标准放电为0.2C、可3C充放；

〔5〕长期循环寿命：常温1C充放电，单经2000次循环后容量仍然超过80%；

〔6〕环境保护：整个生产过程清洁无毒，所有原料无毒。

与传统铅酸电池相比，通信磷酸铁锂电池的应用更能表达“节能”〞、"节材〞、"节地〞等待节能减排工作的需要。

现阶段通信磷酸铁锂电池产品形式

通信行业常用的电压等级为2V和12V，与DC开关电源系统配套使用的电池组电压等级为24V。、与UPS交流电系统配套使用的48V电池组电压等级为24V。、36V、48V、96V、240V、384V等。常用的电池组容量等级为25Ah。、65Ah、100Ah、150Ah、200Ah、500Ah、1000Ah不等。

磷酸铁锂电池产品的形式主要有12V，以满足通信行业的需求。、有两种类型的48V模块，容量等级为10Ah。、20Ah、50Ah、150Ah、200Ah等。，通过串并联，电池模块可以形成各种电压等级和容量电池组，满足开关电源和UPS备电的各种需求。

磷酸铁锂电池产品目前主要有以下三种规格：

〔1〕12V模块化电

〔2〕19英寸宽的48V模块化电池〔又称“综合磷酸铁锂电池组”〞〕

〔3〕模块化电池组240V/336V/384V

通过串联组合12V或48V电池模块，可以形成240V。、336V、满足UPS交流电系统、240V/336V高压DC电源系统的384V电池组〔HVDC〕备电需求。

通信磷酸铁锂电池节能降耗方向

现在磷酸铁锂电池产品的种类比较起来还算充实，怎样才能使其在移动通信电源行业得到合理的应用？

思路是:第一，明确行业需求，第二，分析产品优势，第二，制定差异化的节能降耗应用方案，最后进行具体的数据对比分析。

3.1通信电源行业对电池的三种典型需求

〔1〕通信直流开关电源系统

鉴于通信的高可靠性要求，完善的通信电源解决方案要求开关电源系统设置电池。主要通信设备和附属设备种类繁多，开关电源的应用领域也很多。总结如下:

〔a〕室外基站；

〔b〕没有空调的村通等基站；

〔c〕室内XX站空间紧密；

〔d〕室内覆盖/分布式信源站直流供电；

〔e〕太阳能光伏基站无市电或三四类市电区；

〔f〕WLAN网站等DC供电策略。

〔2〕通信UPS交流电系统

UPS交流电系统主要用于供电系统的主要交流电路部分，UPS交流电系统在通信行业的应用主要如下：

〔a〕室内覆盖/分布站进行交流供电；

〔b〕微蜂窝站进行交流供电；

〔c〕数据机房内嵌UPS供电；

〔d〕WLAN网站等交流供电方案。

〔3〕240V/336V通信高压DC电源系统〔HVDC〕

通信高压电源DC系统〔HVDC〕目前，它是一种新型的通信机房供电系统，其配套电池组电压等级为240V和336V，电池容量一般为50Ah。～200Ah。

3.2磷酸铁锂电池在通信行业的三大应用优势

对通信行业而言，主要关注磷酸铁锂电池的三大优势，从“节能”入手〞、"节地〞、"节材〞表达节能降耗的角度。

〔1〕体积小，重量轻

对民用住宅网站而言，可以节省加固负荷的费用，进一步加快网站的建立，“节材”〞优势更加明显。

〔2〕优良的高温性能

优异的耐高温性能可以成倍延长室外站电池的使用寿命，降低维护和更换电池的成本，提供系统可靠性；此外，在有空调的基站中，当空调设置为35度时，可以尝试启动，可以有效降低基站的平均电耗。〞优势更加明显。

〔3〕大功率放电

3C以上的铁电池放电仍然可以释放90%以上的所有容量。大功率和深度放电的优势可以有效降低UPS备用电池总容量和容量下降时对机房空间和负载的要求。“节地”〞优势更加明显。

3.3通信磷酸铁锂电池节能降耗应用方向

通信行业三大典型需求与铁电池三大产品优势有机结合，形成了通信铁电池电源系统的独特解决方案，提出了几种通信电源行业节能降耗的应用方案。

〔1〕室外集成铁电池电源解决方案

室外通信基站暴露在阳光下，内置铅酸电池的使用寿命一般不超过2年。本方案采用磷酸铁锂电池，具有优异的耐高温性能和5-10年的使用寿命。

该方案具有电池体积小、重量轻、耐高温、使用寿命长等优点。〞"节材〞"节地〞在有效降低维护运营成本的同时，三个方面实现节能减排。

〔2〕无空调机基站电源解决方案

这些基站位于偏远的农村地区，规模小，设备小，根本没有空调，经常断电。铅酸电池在恶劣环境下工作寿命短，更换频繁，偏远农村地区维护成本高。如果改用铁电池，高温性能好，可以深度充放电，循环寿命长，体积小，重量轻，安装轻，可以“节能”〞"节地〞"节材〞三是达到节能降耗的目的，同时也可以提高网络供电质量。

〔3〕室内XX站电源解决方案空间紧X

室内XX站数量多，覆盖面广，需要可靠的电源，所以一般有两组电池备电。铅酸电池在站内占地面积大，重量过重。当交易量增加导致扩展需求时，站内空间限制了新设备的可能性。

如果使用一体化开关电源配合铁电池，可以减少机房内电源和电池的占地面积，满足设备扩展的需要。同时，铁电池具有优异的耐高温性能，可以将站内空调的启动温度提高到35度左右，从而降低空调的能耗。通过节约电费，可以有效降低运营成本，节约能源。〞"节地〞"节材〞三是达到节能降耗的目的。

〔4〕室内覆盖/分布式站电解决方案

原来，随着2G网络的室内覆盖和3G和WLAN热点的不断建设，室内覆盖站的数量将进一步增加。由于室内覆盖网站通常在附近选择市电，因此选择48V通信电池模型