通信用磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢和應(yīng)用場景分析

劉斌 劉峰 吳佳亮

摘 要：近年來，我國社會經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，過程中也衍生了許多新的科技手段，新技術(shù)的應(yīng)用與推廣無異味社會的進(jìn)步以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展注入了動力源泉，因此，各行各業(yè)的發(fā)展過程中，定要重視新技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)揮其應(yīng)用優(yōu)勢，進(jìn)而為行業(yè)發(fā)展注入動力源泉。而本文最主要針對通信用磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢與應(yīng)用場景進(jìn)行分析，經(jīng)分析后可知磷酸鐵鋰電池的應(yīng)用過程中具有諸多的優(yōu)點(diǎn)，比如高溫性能好、體積小以及重量輕等等，現(xiàn)階段已基本替代了傳統(tǒng)所用的鉛酸蓄電池，在通信行業(yè)的應(yīng)用范圍越來越廣。本文則以某大型通信運(yùn)營商為例針對發(fā)展過程中對于磷酸鐵鋰電池的應(yīng)用及維護(hù)相關(guān)問題進(jìn)行分析，探索了磷酸鋰電池的應(yīng)用場景，希望本文所作分析可為有關(guān)的通信運(yùn)營商帶來借鑒，逐步推廣磷酸鐵鋰電池，發(fā)揮其應(yīng)用優(yōu)勢，確保行業(yè)穩(wěn)健發(fā)展。

關(guān)鍵詞：通信行業(yè);磷酸鐵鋰電池;優(yōu)勢;場景

中圖分類號：TM912 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）12-0246-02

0 引言

通信移動行業(yè)的發(fā)展過程中需要有各類科技手段以及設(shè)備的動力支持，而移動通信設(shè)備無疑是確保通信行業(yè)不斷發(fā)展的重要組成，而移動通信設(shè)備中的蓄電池則為重中之重，蓄電池的工作性能直接影響著通信企業(yè)網(wǎng)絡(luò)能否安全、可靠、高效運(yùn)行，同時也決定著日后通信行業(yè)能否長遠(yuǎn)化發(fā)展。可見，蓄電池工作性能對于通信行業(yè)的影響。移動通信電源后備電池大多均運(yùn)用閥控式鉛酸蓄電池，但現(xiàn)階段此電池已逐步被磷酸鐵鋰電池所替代，雖說鉛酸蓄電池的工藝已趨成熟，同時可并聯(lián)使用、其投入成本較低、資源較為豐富、質(zhì)量也格外穩(wěn)定，并且具有回收率高等優(yōu)勢。但是，若長時間用鉛酸蓄電池也會伴隨著諸多問題，比如，漏液、谷殼以及裂縫等等，從而影響了鉛酸蓄電池的使用壽命。通信運(yùn)營商為了進(jìn)一步解決此問題，現(xiàn)階段以針對性的引用了磷酸鐵鋰蓄電池，此電池的應(yīng)用優(yōu)勢更為顯著，同時其使用壽命也較長，無論從充電性能、可靠性以及比能量等哪個方面來講及優(yōu)勢均比鉛酸蓄電池顯著。

1 磷酸鐵鋰蓄電池介紹

1.1 工作原理

磷酸鐵鋰電池的應(yīng)用過程中正極鋰離子Li+通過聚合物隔離向負(fù)極遷移，與此同時，負(fù)極中的鋰電子Li+則會穿過隔膜向正極遷移。若將其作為鋰離子電池正極材料，那么其應(yīng)用過程中體現(xiàn)了較佳的電化學(xué)性，放電過程也相對穩(wěn)定、安全，整個過程的結(jié)構(gòu)格外穩(wěn)固。不僅如此，此材料的應(yīng)用具有安全性能好、無毒無污染等諸多優(yōu)勢，在高溫環(huán)境下同樣咳有效利用，并且及原材料都來源范圍相對較廣，可充分獲取，基于這一物理特性，使得磷酸鐵鋰蓄電池的應(yīng)用優(yōu)勢被越來越多的行業(yè)研發(fā)者所關(guān)注，甚至成為研究的重點(diǎn)內(nèi)容。結(jié)合現(xiàn)階段磷酸鐵鋰電池的研究成果，大部分磷酸鐵鋰電池的電壓均為3.2V，并由16節(jié)串聯(lián)電池模塊所組成。磷酸鐵鋰電池較為常見的容量等級有是10AH、20AH、50AH、150AH等等，電芯種類也相對豐富，其中有軟包、圓柱以及方型[1-4]。

當(dāng)下，我國通信行業(yè)的發(fā)展過程中所用蓄電池多為電壓等級為2V亦或是12V都是磷酸鐵鋰蓄電池，直流開關(guān)電壓系統(tǒng)配到所運(yùn)用的蓄電池組電壓等級多為48V。很多時候，通信行業(yè)在選擇蓄電池種類的過程中就會結(jié)合行業(yè)的發(fā)展需求以及電池的儲能性能，在此基礎(chǔ)上，選擇信德將磷酸鐵鋰電池模塊進(jìn)行并聯(lián)，進(jìn)而構(gòu)成結(jié)合多種容量、多種電壓等級的電池組，進(jìn)而滿足不同的開關(guān)電源的需求。

1.2 性能優(yōu)勢

現(xiàn)階段通信運(yùn)營商在選擇應(yīng)用儲能電池的過程中，均意識到了磷酸鐵鋰蓄電池的優(yōu)勢，而接下來本文則主要針對鉛酸蓄電池與磷酸鐵鋰蓄電池的優(yōu)勢及特征進(jìn)行對比與分析，而后發(fā)現(xiàn)閥控式密封鉛酸蓄電池的應(yīng)用過程中主要體現(xiàn)了以下幾項問題。

（1）無法在溫度較高的環(huán)境中運(yùn)行。閥控式密封鉛酸蓄電池運(yùn)行過程中對于外界溫度的要求較高，需控制在25攝氏度左右，但是，很多基站內(nèi)部空調(diào)出現(xiàn)失調(diào)的情況，那么將會導(dǎo)致蓄電池?zé)o法正常運(yùn)行，從而給供電帶來諸多負(fù)面影響。特別是對于并處惡劣環(huán)境的戶外一體化基站來講，外界溫度變化幅度相對較大，這也就意味著鉛酸蓄電池的使用壽命被一定程度的縮短，無法發(fā)揮其應(yīng)用價值。（2）閥控式密封鉛酸蓄電池的使用壽命相對較長，大多均為三年至5年的范圍。（3）閥控式鉛酸蓄電池的能量體積以及能量重量均較高，所涉及的占地面積較大，同時自重也相對較大，這就無疑對機(jī)房面積以及和管承受力提出了更高的要求，導(dǎo)致基站選址以及機(jī)房建設(shè)工作面臨著諸多的困難與阻礙。（4）閥控式鉛酸蓄電池的充放電效率相對較低。隨著時間的推移，鉛酸蓄電池的充放電頻次不斷增加，而充放電效率也會有所下降。（5）對于環(huán)境污染較為嚴(yán)重。通信行業(yè)在應(yīng)用鉛酸蓄電池的過程中，必然會涉及海量的電池數(shù)量，若電池被淘汰，那么蓄電池內(nèi)的鉛必然會給周邊環(huán)境造成污染，甚至?xí)绊懭藗兊纳硇慕】礫5]。

基于此，通信行業(yè)應(yīng)加大對于新型能源設(shè)備的研究力度，并將其作為行業(yè)發(fā)展的狀態(tài)，明確磷酸鐵鋰電池的應(yīng)用優(yōu)勢，進(jìn)而逐步取代閥控式鉛酸蓄電池，保證電池的使用性能。經(jīng)分析或磷酸鐵鋰電池重量與體積僅為閥控式鉛酸蓄電池的30%左右，這就無疑使得基站選址以及機(jī)房建設(shè)更加便捷，此外，磷酸鐵鋰蓄電池的放電倍率也相對較強(qiáng)，1C以內(nèi)的倍率放電對于磷酸鐵鋰的影響極其微弱，甚至可忽略不計，但是，鉛酸蓄電池1C的放電容量則為50%。不僅如此，磷酸鐵鋰電池的應(yīng)用范圍較廣，對于外界環(huán)境的要求低，不會過高的要求低溫環(huán)境，這也就決定著其使用壽命較長。即便在基站內(nèi)關(guān)閉空調(diào)同樣可正常運(yùn)行，發(fā)揮其應(yīng)用價值，并減少能源消耗。

2 通信用磷酸鐵鋰電池的應(yīng)用場景

如上所述，在應(yīng)用里酸鐵鋰電池的過程中需結(jié)合其技術(shù)特點(diǎn)，并根據(jù)通信運(yùn)營商的發(fā)展需求，選擇最為適宜的磷酸鐵鋰電池型號，并將其應(yīng)用于適合的場景中。

2.1 應(yīng)用在承重性能差、面積狹窄的宏基站

由于磷酸鐵鋰電池自身的重量輕，同時電池體積小，因此，若將其應(yīng)用于基站內(nèi)，不必進(jìn)行承重亦或是加固，可直接將其應(yīng)用于承重性能較差的宏基站亦或是市中心機(jī)房面積較為緊張的基站內(nèi)，這就無疑會降低選址難度，使得選址工作高效落實，進(jìn)而為下一環(huán)節(jié)的工作落實奠定基礎(chǔ)。

2.2 應(yīng)用在停電頻繁以及市電質(zhì)量較差的基站內(nèi)

正因為磷酸鐵鋰電池的應(yīng)用過程中具有使用壽命長、充放電循環(huán)次數(shù)多等特點(diǎn)，因此可將其應(yīng)用于沖飯店較為頻繁的以及市電質(zhì)量差的基站內(nèi)，發(fā)揮其使用優(yōu)勢，展現(xiàn)其獨(dú)有的特點(diǎn)，進(jìn)而保證自身的運(yùn)行性能。

2.3 應(yīng)用于室內(nèi)分布基站的墻掛電源中

因磷酸鐵鋰電池具有自重輕、體積小等特點(diǎn)，所以可將其作為強(qiáng)化開關(guān)電源的備用電池，以保證電源及時供應(yīng)，同時也可確保供電的可靠性與安全性。

2.4 應(yīng)用于室外一體化基站

正因為通信運(yùn)營商的發(fā)展水平不斷提高，同時新建站以及租賃機(jī)房的數(shù)量也在不斷增加，這也使得相關(guān)工作的落實面臨著諸多難度。許多基站均采用室外一體化基站管理模式，從而解決機(jī)房租賃難的問題。而室外一體化基站的運(yùn)行過程中容易受各類外界因素的影響，比如溫度、濕度以及大風(fēng)天氣等等，在此惡劣的環(huán)境下可有效利用磷酸鐵鋰電池，保證高溫條件下的充放電性能，即便缺少空調(diào)作為保障，也可使磷酸鐵鋰電池正常運(yùn)行，避免了因高溫而發(fā)生折損的問題，可見，磷酸鐵鋰電池可應(yīng)用于環(huán)境較為惡劣的室外一體化基站內(nèi)。

2.5 應(yīng)用于通信局防的分散式供電

近幾年來，我國針對性的落實了節(jié)能減排戰(zhàn)略發(fā)展，為了順應(yīng)國家號召，并盡可能減少供電系統(tǒng)運(yùn)行過程中的電力消耗，通信機(jī)房供電模式已發(fā)生巨大轉(zhuǎn)變，由傳統(tǒng)的集中式供電轉(zhuǎn)變?yōu)榉稚⑹焦╇?，供電模式的轉(zhuǎn)變對于供電系統(tǒng)的運(yùn)行要求無疑會有所增加。通常情況下，供電系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，直流供電系統(tǒng)靠近通信負(fù)載，那么通信負(fù)載的電壓降也就越小，與此同時，需要的電力電纜也就相對較少?，F(xiàn)階段大部分通信運(yùn)營商均采取分散式供電模式，其原因即是為了使供電系統(tǒng)的安裝位置更加接近通信負(fù)載，從而降低負(fù)載電壓，減少電纜的使用量。除此之外，也有部分通信運(yùn)營商試圖在通信機(jī)房設(shè)備機(jī)架等某一段安裝供電系統(tǒng)，但所安裝的供電系統(tǒng)應(yīng)保證容量、體積小，能滿足這一要求方可實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。這一過程中必然對蓄電池的自重與體積提出了更高的要求，做人就運(yùn)用以往的閥控式鉛酸蓄電池，將無法滿足安裝要求，也達(dá)不到安裝標(biāo)準(zhǔn)，所以，可針對性的采用磷酸鐵鋰電池，發(fā)揮其重量輕、體積小以及容量大等諸多優(yōu)勢，將其作為分散式供電系統(tǒng)高效運(yùn)作的動力源，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而保證供電過程的安全性與可靠性。

3 通信用磷酸鐵鋰電池應(yīng)用過程中的常見問題

磷酸鐵鋰電池由于其自身材料的原因現(xiàn)階段單體容量無法做到很大，但是單節(jié)50AH以下應(yīng)用的可靠性與安全性相對較小。除此之外，現(xiàn)階段市面上也有研發(fā)了100h與200h的磷酸鐵鋰電池單體，其應(yīng)用過程中同樣較為可靠，生產(chǎn)廠商較為常見的處理方式是將50h的電池并聯(lián)，但這樣的并聯(lián)方式無疑會使得內(nèi)存鐵鋰電池在通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用范圍受限。除此之外，磷酸鐵鋰電池的應(yīng)用過程中低溫性能相對較較差，以上海某通信運(yùn)營商所生產(chǎn)的磷酸鐵鋰電池為例進(jìn)行分析，然后發(fā)現(xiàn)若將磷酸鐵鋰電池放置在極端低溫的環(huán)境下，那么電池將難以正常放電，也無法確保通信設(shè)備不間斷運(yùn)行，使得通信設(shè)備運(yùn)行過程中面臨著各類的安全隱患。所以，現(xiàn)階段必須提高對于磷酸鐵鋰電池低溫環(huán)境適應(yīng)性能方面的研究，并將其作為關(guān)注的重點(diǎn)，逐步解決低溫性能差等諸多問題，使得磷酸鐵鋰電池的應(yīng)用更加完善。

4 結(jié)語

綜上所述，本文主要針對通信用磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢及其應(yīng)用場景進(jìn)行分析，首先介紹了一些鐵鋰電池，其中包括工作原理以及性能優(yōu)勢的對比，而后有針對性的探討了通信用磷酸鐵鋰電池的應(yīng)用場景，可應(yīng)用于停電頻繁以及市電質(zhì)量較差的基站內(nèi)、應(yīng)用在承重性能差面積狹窄的宏基站內(nèi)、應(yīng)用于室外一體化基站內(nèi)等等，體現(xiàn)磷酸鐵鋰電池的應(yīng)用優(yōu)勢，并為通信運(yùn)營商的發(fā)展注入動力源泉，從而獲取更高的經(jīng)濟(jì)效益。

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