1  引言

鋰電池問(wèn)世至今,，主要還是作為動(dòng)力電池使用,，因此很多工作特性和指標(biāo)要求都是按動(dòng)

力電池來(lái)考慮的。中國(guó)電信由集團(tuán)電源中心牽頭從2006年開(kāi)始跟蹤研究磷酸鐵鋰蓄電池用做通信電源的后備用蓄電池,，并在通信網(wǎng)絡(luò)電源設(shè)備中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用,，從此展開(kāi)了后備式鋰電池在通信網(wǎng)絡(luò)乃至數(shù)據(jù)中心供電保障實(shí)際應(yīng)用的探索。近幾年來(lái),，隨著材料技術(shù)的進(jìn)步和人們對(duì)磷酸鐵鋰蓄電池設(shè)計(jì),、制造、檢測(cè)和使用諸方面要求的認(rèn)識(shí)不斷加深,，還有生產(chǎn)成本的大幅下降以及節(jié)能減排的要求,，特別是2011年以來(lái)國(guó)家對(duì)鉛酸蓄電池生產(chǎn)的整治等各種原因,，促進(jìn)了后備式磷酸鐵鋰蓄電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，應(yīng)用規(guī)模也不斷擴(kuò)大,。但是,，后備式磷酸鐵鋰蓄電池的一些根本性要求并沒(méi)有得到明確規(guī)定，人們對(duì)鋰電池的認(rèn)識(shí)上存在不同的看法,，給鋰電池的發(fā)展和推廣應(yīng)用帶來(lái)了困難,，為了規(guī)范后備用磷酸鐵鋰蓄電池在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用方式，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展,，有必要統(tǒng)一認(rèn)識(shí)并盡快確定后備式鋰電池應(yīng)用的基本原則和相關(guān)技術(shù)要求,。

2 鋰電池的基本情況和特點(diǎn)

（1）鋰電池的分類(lèi)

鋰電池大致可分為兩類(lèi)：鋰金屬電池和鋰離子電池。

①鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料,、金屬鋰或其合金金屬為負(fù)極材料,、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。

鋰金屬電池放電反應(yīng)為：Li+MnO2=LiMnO2

可充電的第五代產(chǎn)品鋰金屬電池在1996年誕生,，其安全性,、比容量、自放電率和性能價(jià)格比均優(yōu)于鋰離子電池,。由于其自身的高技術(shù)要求限制,，現(xiàn)在只有少數(shù)的幾個(gè)國(guó)家的公司在生產(chǎn)這種鋰金屬電池。

②鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰,，并且是可以充電的,。鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負(fù)極材料,、使用非水電解質(zhì)的電池,。

充電正極上發(fā)生的反應(yīng)為

LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(電子)

充電負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為

6C+XLi++Xe-=LixC6

充電電池總反應(yīng)：LiCoO2+6C=Li(1-x)CoO2+LixC6

根據(jù)鋰離子電池所用電解質(zhì)材料的不同，鋰離子電池分為液態(tài)鋰離子電池(LiquifiedLithium-IonBattery,，簡(jiǎn)稱(chēng)為L(zhǎng)IB)和聚合物鋰離子電池(PolymerLithium-IonBattery,簡(jiǎn)稱(chēng)為PLB)或塑料鋰離子電池（PlasticLithiumIonBatteries,簡(jiǎn)稱(chēng)為PLB),。它們的主要區(qū)別在于電解質(zhì)的不同，液態(tài)鋰離子電池使用液體電解質(zhì),，聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質(zhì)來(lái)代替,，這種聚合物可以是“干態(tài)”的，也可以是“膠態(tài)”的,，目前大部分采用聚合物凝膠電解質(zhì),。

根據(jù)正極材料的不同鋰離子電池可分為鈷酸鋰、錳酸鋰,、三元材料和磷酸鐵鋰等多種,，其電池工作原理是基本一致的。目前在我國(guó)作為后備式應(yīng)用最廣泛的磷酸鐵鋰蓄電池是其中一種

（2）后備用蓄電池組的性能要求

蓄電池組的儲(chǔ)能主要有兩種用途：動(dòng)力用儲(chǔ)能和后備用儲(chǔ)能。在數(shù)據(jù)中心不間斷電源系統(tǒng)使用的蓄電池組是一種后備儲(chǔ)能用蓄電池組,。與的動(dòng)力用儲(chǔ)能電池最大的不同之處在于,，后備儲(chǔ)能蓄電池只在市電停電或電源設(shè)備發(fā)生故障等應(yīng)急情況下時(shí)才起作用，市電正常時(shí)是不需要的,。因此,，蓄電池組的可用性是首要的。正如消防車(chē)一樣,，一輛普通的卡車(chē)甚至手推車(chē)都可以作為消防車(chē)使用,，而在大城市中上千萬(wàn)一輛的專(zhuān)業(yè)消防車(chē)也就是作為消防車(chē)使用，其實(shí)人們更關(guān)注的就是它的可用性能,。正所謂“養(yǎng)兵千日,，用兵一時(shí)”，如果在關(guān)鍵時(shí)刻,，正需要蓄電池放出電時(shí),，它卻失效了，那么就沒(méi)有必要配置后備蓄電池組了,。

對(duì)后備式蓄電池組的性能要求,，一般可以關(guān)注以下幾個(gè)方面：

——安全特性：如蓄電池使用的安全性、供電的可用性等,；

——能量特性：如電池的比容量、比能量等,；

——工作特性：如循環(huán)壽命,、工作電壓平臺(tái)、阻抗,、荷電保持率等,；

——適應(yīng)能力：如高溫性能、低溫性能,、抗振動(dòng)沖擊性能,、安全性能等；

——配套特性：主要指和用電設(shè)備的配套能力好壞,，如尺寸適應(yīng)能力,、快速充電、脈沖放電等,。

（3）磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢(shì)

與普通的鉛酸蓄電池及其他電池相比較,，磷酸鐵鋰電池具有以下的優(yōu)點(diǎn)：

①能量特性好。磷酸鐵鋰電池的比容量和比能量都比較高,，具有高儲(chǔ)存能量密度,。如圖2所示。

②循環(huán)壽命長(zhǎng)。根據(jù)YD/T2344.1-2011《通信用磷酸鐵鋰電池組第1部分：集成式電池組》的要求,，磷酸鐵鋰電池組的循環(huán)壽命應(yīng)不少于1000次,。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，其使用壽命可達(dá)到6年以上,，按1C（100%DOD）充放電,，有可以使用10,000次的記錄。而按照YD/T799-2010《通信用閥控式密封鉛酸蓄電池》中的規(guī)定,，鉛酸蓄電池壽命以循環(huán)耐久性試驗(yàn)測(cè)量,，也只要求不少于400次。

③額定電壓高,。磷酸鐵鋰電池組的單體標(biāo)稱(chēng)工作電壓為3.2V,，組成蓄電池組所需串聯(lián)的電池只數(shù)要鉛酸蓄電池約減少30%。

④具備高功率承受力,。其中電動(dòng)汽車(chē)用的磷酸鐵鋰電池可以達(dá)到15C-30C充放電的能力,，便于高強(qiáng)度的啟動(dòng)加速。

⑤自放電率低,。這是磷酸鐵鋰電池最突出的優(yōu)越性之一,，一般可做到1%/月以下，不到鎳氫電池的1/20,。根據(jù)YD/T2344.1-2011《通信用磷酸鐵鋰電池組第1部分：集成式電池組》的要求,，在環(huán)境溫度為25℃±2℃的條件下將充滿(mǎn)電后電池組開(kāi)路靜置28天，再以1.0I10A電流放電至終止電壓,，電池組容量應(yīng)不低于額定容量的95％,。

⑥重量輕。相同體積下重量約為鉛酸蓄電池的1/6-1/5,。

⑦高溫適應(yīng)性強(qiáng),。可以在高達(dá)60℃的環(huán)境下使用,。經(jīng)過(guò)工藝上的處理,，還可以在-45℃環(huán)境下使用。

⑧綠色環(huán)保,。磷酸鐵鋰電池的正極為橄欖石晶體結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰材料通過(guò)粘結(jié)劑附著在鋁箔上,，負(fù)極是石墨材料通過(guò)粘結(jié)劑附著在銅箔上，電解質(zhì)是六氟磷酸鋰,，正負(fù)極間的隔膜采用聚乙烯或者是聚丙烯和聚乙烯復(fù)合隔膜或者是陶瓷隔膜,，這些材料對(duì)人體無(wú)害，屬于環(huán)保型電池,。不論生產(chǎn),、使用和報(bào)廢,，都不含有、也不產(chǎn)生任何鉛,、汞,、鎘等有毒有害重金屬元素和物質(zhì)。

（4）后備式磷酸鐵鋰電池組的可用性分析

根據(jù)數(shù)據(jù)中心供電保障的特點(diǎn)和對(duì)后備式蓄電池組的要求,，我們可以設(shè)定鉛酸蓄電池和磷酸鐵鋰電池的可靠性模型如圖3所示,。

如圖3（a）所表示的，在不間斷電源技術(shù)中,，鉛酸蓄電池一般是作為裸電池使用的,。對(duì)鉛酸蓄電池組的充放電都是由開(kāi)關(guān)電源或UPS負(fù)責(zé)實(shí)施的，即使對(duì)電池組附加一些單體電池監(jiān)控或接入動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)中,，一般也是“只監(jiān)不控”,，即便這些監(jiān)控設(shè)備有問(wèn)題，也不會(huì)影響鉛酸蓄電池組的輸出,。鉛酸蓄電池可以視作一種化學(xué)電源,，其可靠性R一般都可高于電子電源設(shè)備。

對(duì)于磷酸鐵鋰蓄電池組而言,，由于其一致性差等固有缺點(diǎn),，就必須要有對(duì)蓄電池充電過(guò)程和放電過(guò)程進(jìn)行管理等保護(hù)措施和相關(guān)的管理控制，故電池管理系統(tǒng)（BMS）或相關(guān)功能是必不可少的,，并成為電池組的必要組成部分,。理論上分析，在結(jié)構(gòu)上相當(dāng)于在裸電池后面串聯(lián)了BMS,，即一個(gè)化學(xué)電源和一個(gè)電子電源設(shè)備的串聯(lián),，如圖3b）所示。其可靠性為R1×R2,。因R1≤1且R2≤R1，故即使磷酸鐵鋰電池本身的可靠性R1與鉛酸蓄電池的可靠性R相同,，R1×R2≤R,，故可以得出磷酸鐵鋰電池的可靠性是要低于鉛酸蓄電池的。實(shí)際使用情況也是如此,。

3 磷酸鐵鋰電池在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的思路

磷酸鐵鋰電池在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用應(yīng)該揚(yáng)長(zhǎng)避短,，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)（循環(huán)壽命長(zhǎng)、耐高溫,、體積能量密度等）,，避免劣勢(shì)（價(jià)格高、可用性較低,、安全性較差等）,。

（1）后備式磷酸鐵鋰電池的應(yīng)用尚應(yīng)作為鉛酸蓄電池的補(bǔ)充

鉛酸蓄電池作為二次化學(xué)電池,，問(wèn)世已經(jīng)有上百年的歷史，具有安全,、廉價(jià)等優(yōu)勢(shì)而經(jīng)歷多年發(fā)展而不衰,，雖然歷經(jīng)改進(jìn)但基本的原理和結(jié)構(gòu)并沒(méi)有很大的變化。盡管它在體積,、重量等方面有許多局限性,，在生產(chǎn)、使用過(guò)程也存在著大量的詬病,，而人們卻無(wú)法拋棄它,。近年來(lái)鉛酸蓄電池仍占到二次化學(xué)電池總量的60%～65%（在數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)中幾乎100%），預(yù)計(jì)在10年甚至更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi),，鉛酸蓄電池仍將是二次化學(xué)電池中非常有競(jìng)爭(zhēng)力的一種,。“存在就是道理!”一種傳統(tǒng)的電力電子產(chǎn)品,，能夠在世間生存這么久而且經(jīng)久不衰,，又沒(méi)有更好的替換品，一定有它存在且不易被替代的價(jià)值,。反觀鋰電池技術(shù),，雖然有很多的優(yōu)點(diǎn)，但畢竟問(wèn)世的尚短,，有待時(shí)間去檢驗(yàn),。后備式磷酸鐵鋰電池在通信網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用只不過(guò)幾年的時(shí)間，而在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用尚在試驗(yàn)和探討之中,，還有許多問(wèn)題需要進(jìn)一步去探討,、解決。

由此看來(lái),，目前要用磷酸鐵鋰電池去全面替代鉛酸蓄電池,，摒棄鉛酸蓄電池的使用是不現(xiàn)實(shí)的，至少在后備式儲(chǔ)能上是這樣,。因此,，磷酸鐵鋰電池相對(duì)于鉛酸蓄電池來(lái)說(shuō)，當(dāng)前應(yīng)該定位為是一種“補(bǔ)充”,。應(yīng)該應(yīng)用在一些能夠充分發(fā)揮磷酸鐵鋰電池特性的場(chǎng)合,，即利用磷酸鐵鋰電池的長(zhǎng)處，去補(bǔ)充鉛酸蓄電池的不足,。應(yīng)該充分探討磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢(shì)以及信息通信和數(shù)據(jù)中心對(duì)后備用蓄電池的不同需求,，找到和找準(zhǔn)磷酸鐵鋰電池補(bǔ)充鉛酸蓄電池的突破口。

（2）發(fā)揮優(yōu)勢(shì),，合理選擇鋰電池的應(yīng)用環(huán)境

數(shù)據(jù)中心耗能主要以電為主,，用電集中而且耗電量越來(lái)越大,，一般都選擇部署在市電供電條件比較好的地方。在供電保障方面,，一般都會(huì)配置雙路供電或后備油機(jī),，停電的概率相當(dāng)?shù)停ｋ姶螖?shù)少且間隔時(shí)間也比較短,，對(duì)蓄電池的循環(huán)充放電次數(shù)要求并不敏感,。其次，在機(jī)房環(huán)境方面,，一般數(shù)據(jù)中心都配置大型的中央空調(diào)或機(jī)房精密空調(diào),，有較好的空氣控制調(diào)節(jié)能力，正常情況下室內(nèi)溫度都不會(huì)過(guò)高,，基本上不需要高溫運(yùn)行的要求,。因此，在數(shù)據(jù)中心的供電保障系統(tǒng)中,，磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命和耐高溫性能等方面并無(wú)法發(fā)揮優(yōu)勢(shì),。

從供電保障需求的角度，數(shù)據(jù)中心可以分為集中式供電和分布式供電兩大類(lèi),。

對(duì)于集中式的供電電源系統(tǒng),，在數(shù)據(jù)中心建設(shè)時(shí)一般都會(huì)根據(jù)發(fā)展和規(guī)劃預(yù)留足夠的電源機(jī)房空間和儲(chǔ)備，非特殊情況對(duì)蓄電池的擺放面積和空間都不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題,。因此,，磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢(shì)難以得到很好發(fā)揮。相反,，目前磷酸鐵鋰電池價(jià)格較高以及集中供電耗電量大,、需要大容量、高電壓的蓄電池組（更多串聯(lián)節(jié)數(shù)）的問(wèn)題會(huì)凸顯,。

對(duì)于分布式供電電源系統(tǒng)（例如DPS及模塊化數(shù)據(jù)中心和微模塊）,，由于其需要的容量相對(duì)較小，以及需要接近設(shè)備甚至與設(shè)備同機(jī)柜內(nèi)放置帶來(lái)的空間,、承重限制,，采用磷酸鐵鋰蓄電池是比較鉛酸蓄電池更適合的。

（3）根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合和需求合理選擇磷酸鐵鋰電池的配置

我們將由一個(gè)電解液系統(tǒng)構(gòu)成,、單體標(biāo)稱(chēng)電壓為3.2V的磷酸鐵鋰電池稱(chēng)為單體電池；由2個(gè)或2個(gè)以上磷酸鐵鋰單體電池串聯(lián)組合而成的電池組合成為電池模塊,，則磷酸鐵鋰蓄電池組是由1個(gè)或多個(gè)電池模塊加上BMS組成的一個(gè)整體,。

目前，對(duì)磷酸鐵鋰蓄電池組在數(shù)據(jù)中心中的使用尚未有相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可以作為應(yīng)用依據(jù)?，F(xiàn)階段在通信網(wǎng)絡(luò)中用磷酸鐵鋰電池作為通信網(wǎng)絡(luò)后備電源,，主要參照通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T2344.1-2011《通信用磷酸鐵鋰電池組第1部分：集成式電池組》的技術(shù)要求,。對(duì)磷酸鐵鋰蓄電池組的配置和主要技術(shù)要求包括如下：

①蓄電池組標(biāo)稱(chēng)電壓：48V；

②電池模塊額定容量：5Ah,、10Ah,、20Ah、30Ah,、40Ah,、50Ah；

③蓄電池組額定容量：10Ah,、20Ah、40Ah,、50Ah,、100Ah；

④每個(gè)電源系統(tǒng)中,，蓄電池組宜分兩組或多組配置,，最多不應(yīng)超過(guò)4組。

其他具體的技術(shù)要求可以參考YD/T2344.1-2011《通信用磷酸鐵鋰電池組第1部分：集成式電池組》的相關(guān)內(nèi)容,。

值得注意的是,，目前對(duì)與UPS或高電壓直流電源系統(tǒng)所配置的磷酸鐵鋰蓄電池組，一般都是以48V的集成式磷酸鐵鋰蓄電池組為基礎(chǔ),，采用多個(gè)串聯(lián)而組成,。這種方式需要在原有的集成式電池組BMS之上再增加一級(jí)電池管理或控制，形成了兩級(jí)甚至多級(jí)的多重電池管理,，容易導(dǎo)致管理紊亂和供電可靠性下降,。這并非可取之舉。

4 磷酸鐵鋰電池在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用應(yīng)注意的問(wèn)題

（1）兼容性能要好

在數(shù)據(jù)中心總采用交流UPS系統(tǒng)或直流電源系統(tǒng)作為不間斷供電保障技術(shù)應(yīng)用已久,，已經(jīng)成為是整個(gè)數(shù)據(jù)中心供電電源的核心,。相關(guān)的交流UPS系統(tǒng)和高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范已經(jīng)制定在前并都已經(jīng)有較全面詳細(xì)的要求（詳見(jiàn)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T1095-2008《通信用不間斷電源-UPS》以及YD/T1058-2007《通信用高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)》等）。后備式磷酸鐵鋰電池組應(yīng)去適應(yīng)現(xiàn)有交流UPS系統(tǒng)和高頻開(kāi)關(guān)電源的技術(shù)條件,，在不改變現(xiàn)有技術(shù)要求的情況下能夠與鉛酸蓄電池組兼容應(yīng)用,。也就是說(shuō)，盡量在不改變現(xiàn)有交流UPS系統(tǒng)和高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的參數(shù)配置或在可調(diào)整的參數(shù)設(shè)置范圍內(nèi)去使用磷酸鐵鋰蓄電池組,。否則,，就有可能需要去修改交流UPS系統(tǒng)和高頻開(kāi)關(guān)電源的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，造成老舊設(shè)備不兼容或改造工作牽涉面廣等問(wèn)題,。由此導(dǎo)致不能夠在現(xiàn)有的電源系統(tǒng)中使用磷酸鐵鋰蓄電池組或者新電源系統(tǒng)不能兼容使用鉛酸蓄電池組,，造成推廣應(yīng)用的局限性。

（2）不宜作為裸電池直接使用

從磷酸鐵鋰蓄電池的特性以及實(shí)際推廣實(shí)踐證明,，由于磷酸鐵鋰電池與鉛酸蓄電池的特性確實(shí)存在較大的差異,。在電池單體串聯(lián)成組使用的情況下，單體之間一致性靠自身控制是非常困難和低效的,，其均衡性以及過(guò)充過(guò)放對(duì)電池本身的不可逆損壞等問(wèn)題決定當(dāng)使用磷酸鐵鋰電池作為后備電源時(shí),，不可能不作管理而直接使用。也就說(shuō),，電池組管理功能不能簡(jiǎn)單省去,，磷酸鐵鋰蓄電池不應(yīng)該作為裸電池直接在數(shù)據(jù)中心供電電源系統(tǒng)中使用,，否則很容易出現(xiàn)均衡性嚴(yán)重劣化的不利后果,。

（3）關(guān)注蓄電池的實(shí)時(shí)控制和管理

電池管理功能是指用于實(shí)現(xiàn)對(duì)磷酸鐵鋰蓄電池組的實(shí)時(shí)控制管理,，特別是對(duì)蓄電池組中單體電池的均衡性,、一致性管理以及過(guò)充過(guò)放的限流管理。電池管理功能的應(yīng)用可以有效延長(zhǎng)磷酸鐵鋰電池組的使用壽命,，并對(duì)電池組提供一定的安全保障。這是磷酸鐵鋰蓄電池應(yīng)用與鉛酸蓄電池的最大不同之處,，也是其最明顯的優(yōu)勢(shì)之處,。

對(duì)磷酸鐵鋰蓄電池的管理作為一種功能要求，可以有不同的型式,。有些可以是分散式的控制方式,，甚至可以利用高頻開(kāi)關(guān)電源的蓄電池管理功能來(lái)實(shí)現(xiàn),。其中,，通過(guò)電池管理系統(tǒng)（BMS）來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)磷酸鐵鋰蓄電池的管理，是目前常見(jiàn)和有效的方式,。

由于BMS的概念來(lái)自于對(duì)汽車(chē)動(dòng)力用鋰電池的應(yīng)用,，其功能要求更多地是適合于動(dòng)力型鋰電池系統(tǒng)的控制。但后備用磷酸鐵鋰蓄電池BMS的應(yīng)用要求和特點(diǎn)與動(dòng)力用是不一樣的,，且BMS屬于電力電子控制技術(shù)范疇與電化學(xué)是兩個(gè)不同的學(xué)科,，許多擅長(zhǎng)電化學(xué)技術(shù)的廠家在BMS技術(shù)方面明確存在短板。加上尚沒(méi)有統(tǒng)一的后備式磷酸鐵鋰蓄電池BMS功能的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,，目前,，各廠家的磷酸鐵鋰蓄電池的產(chǎn)品主要的差別就是在BMS技術(shù)上。

（4）蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）的功能

在磷酸鐵鋰蓄電池組的BMS或管理功能中,，以下幾點(diǎn)是必不可少的：

①必須包括對(duì)單體電池的均衡性的管理,；

②在實(shí)施充電過(guò)流保護(hù)時(shí)，應(yīng)保證繼續(xù)的限流充電而不是截止型的停止充電措施；

③在實(shí)施放電過(guò)流保護(hù)時(shí),，應(yīng)保證在最大限流值內(nèi)電流輸出而不得中斷蓄電池組輸出；

④對(duì)蓄電池的管理可以是分散的,，但不應(yīng)是多級(jí)串聯(lián)式進(jìn)行管理或多重管理,。

（5）繼續(xù)關(guān)注鋰電池的安全性能

鋰電池的熱穩(wěn)定性和過(guò)充保護(hù)對(duì)其本身的安全性有直接影響。雖然磷酸鐵鋰蓄電池的安全性能遠(yuǎn)比其他材料的鋰電池要好,，但作為在數(shù)據(jù)中心這種特定環(huán)境下應(yīng)用的磷酸鐵鋰蓄電池,，其安全性能仍然不容忽視。正負(fù)極材料,、電解液及其添加劑、電池的結(jié)構(gòu)以及制備工藝條件都對(duì)磷酸鐵鋰電池的安全性有重要影響,。實(shí)際使用時(shí),，尤其在濫用情況下：如高溫環(huán)境、內(nèi)部,，外部短路,、過(guò)充放、振動(dòng),、擠壓和撞擊,，保護(hù)電路失靈等，更容易出現(xiàn)冒煙,、著火甚至爆炸情況,。因此，要保證磷酸鐵鋰蓄電池的可用性,，其本身的安全性能是絕對(duì)不可忽視的,！

（6）目前鋰電池組不宜作為大容量或高電壓后備電池組使用

由于磷酸鐵鋰單體電池的標(biāo)稱(chēng)電壓恒定為3.2V，目前的技術(shù)條件也不允許單體容量做的很大,，故大容量或高電壓的蓄電池組需要靠更多單體電池的串聯(lián)和并聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn),。而在大容量、高電壓的磷酸鐵鋰蓄電池組的生產(chǎn)和應(yīng)用中還存在許多技術(shù)問(wèn)題,，例如：技術(shù)開(kāi)發(fā),、技術(shù)規(guī)范、散熱問(wèn)題,、可靠性設(shè)計(jì)問(wèn)題,、大功率保護(hù)電路開(kāi)發(fā)、安全性等諸多技術(shù)難題,，需要整個(gè)行業(yè)從材料到生產(chǎn)以及使用單位,，同心協(xié)力，不斷改進(jìn)，方能真正實(shí)現(xiàn)推廣應(yīng)用,。

另一方面,，磷酸鐵鋰蓄電池組容量越大、電壓越高,，存在不安全因素可能性也越大,。并且到目前為止，并沒(méi)有很好的技術(shù)手段來(lái)克服這些根本性問(wèn)題,。這一點(diǎn)對(duì)安全性要求越來(lái)越高的數(shù)據(jù)中心不間斷供電保障電源系統(tǒng)是無(wú)法接受的,。因此，目前磷酸鐵鋰蓄電池組不宜作為大容量或高電壓后備電池組使用,。

?。?）不可能長(zhǎng)期均充也不應(yīng)長(zhǎng)期浮充

磷酸鐵鋰蓄電池充滿(mǎn)電后，只要BMS由外界電源維持工作,，電芯的自耗電非比較低,，在一段時(shí)間內(nèi)可以不需要再補(bǔ)充電。另一方面,，若在已經(jīng)充滿(mǎn)電的狀態(tài)下,，長(zhǎng)期維持外界電源電壓加在電芯上，會(huì)出現(xiàn)時(shí)充時(shí)放或反復(fù)微電流充電工作模式,，BMS或電池管理功能中均衡電路,、充放電MOSFET管都要頻繁工作，對(duì)鋰電池反而不利,。從電化學(xué)的角度來(lái)說(shuō),，長(zhǎng)期浮充會(huì)使電解液的緩慢分解、促進(jìn)氧化膜的形成,，造成電池容量的損失,。基于鋰電池與鉛酸電池不同的特點(diǎn),，磷酸鐵鋰電池不應(yīng)長(zhǎng)期工作在浮充狀態(tài),，而應(yīng)該采用間隙性充電模式，比如有的產(chǎn)品的間歇性充電模式是充電到最高一節(jié)單體3.75V停止整組充電,，自放電到最低一節(jié)單體3.5V時(shí)再次啟動(dòng)整組充電（各廠家條件數(shù)值也許有些不同,，還可以用荷電量（SOC）變化作為判斷條件，但基本原則相同）,。

磷酸鐵鋰電池充電電壓與容量變化曲線與鉛酸蓄電池有不同之處在于：鉛酸蓄電池在接近充電電壓上限時(shí)增加0.1V電壓（比如從2.23V上升到2.33V）,，容量還可以充進(jìn)去10%以上；而磷酸鐵鋰電池則不同,，在接近充電電壓上限時(shí)增加0.1V電壓（比如3.6V上升到3.7V）,，最多再充進(jìn)1%~2%電量，幾乎沒(méi)有多大實(shí)際意義。而且即使用更高電壓對(duì)磷酸鐵鋰電池進(jìn)行了均充,，把電壓和容量都充上去了,，隨著長(zhǎng)期處于浮充電壓狀態(tài)，電池的自放電也會(huì)將電壓和容量退回原來(lái)狀態(tài),。因此,，可以考慮在交流UPS系統(tǒng)和高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)采用磷酸鐵鋰電池時(shí)，關(guān)閉系統(tǒng)內(nèi)的自動(dòng)或手動(dòng)均充功能,，將浮充電壓設(shè)定為磷酸鐵鋰電池的正常工作電壓即可。

　　作者簡(jiǎn)介

侯福平,中國(guó)電信股份有限公司廣州研究院高級(jí)技術(shù)經(jīng)理,、高級(jí)工程師,、中國(guó)通信學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員、中國(guó)通信學(xué)會(huì)電源專(zhuān)業(yè)委員會(huì)委員,、中國(guó)電源學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員,。中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)通信電源與通信局站工作環(huán)境技術(shù)工作委員會(huì)（TC4）第二工作組（WG2）組長(zhǎng)、工業(yè)和信息化部通信電源專(zhuān)業(yè)情報(bào)網(wǎng)專(zhuān)家,、廣東省電源行業(yè)協(xié)會(huì)監(jiān)事,、廣東省電源行業(yè)協(xié)會(huì)電源及電力電子專(zhuān)業(yè)技術(shù)委員會(huì)專(zhuān)家、《電信技術(shù)》雜志特邀技術(shù)顧問(wèn),、《通信電源技術(shù)》編委會(huì)委員,。

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