通信用磷酸铁锂电池的优势和应用场景探讨论文_李智,陈莉

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摘要:通信用磷酸铁锂电池作为一种新式的产品,相较于传统铅酸蓄电池而言优势更为突出,具有重量轻、体积小和高温性能良好的优势,在通信行业得到了广泛的推广和应用。本文就通信用磷酸铁锂电池优势进行分析,结合实际应用特点,在不同程度应用场景中做出重大的贡献,以及为后续的通信蓄电池选择提供支持。

关键词:通信;磷酸铁锂电池;优势;应用场景

在通信设备选择中,电源作为通信设备运行的主要组成房本,如果主电源终端,会影响到通信设备正常运转,所以需要提供备用的蓄电池,确保设备可以不间断运行。蓄电池运行新性能高低直接影响到通信网络运行安全,所以应该选择成熟的、低廉的和资源丰富的工艺,但是传统的铅酸蓄电池在长期使用中,高温性能越来越差,放电循环寿命短,无法快速充电等问题逐渐暴露出来,在不同程度上影响到电池性能。加强对磷酸铁锂电池的研究,可以有效改善这一问题,同时为后续相关工作提供支持,在不同的应用场景中做出更大的贡献。

一、磷酸铁锂电池

(一)磷酸铁锂电池发展现状

2002年,磷酸铁锂动力电池诞生,经过一段时间的创新和完善,在2012年磷酸铁锂电池以其独特的优势得到了广泛推广和应用。纵观当前国际上的通信用磷酸铁锂电池生产商来看,其中当属加拿大Ohostech公司、美国123公司和Valence公司为代表,可以实现不同规格磷酸铁锂电池的大量生产要求。2008年,国内开始尝试着磷酸铁锂电池的生产,经过工艺的创新和完善,逐渐进入到工业化生产[1]。

(二)磷酸铁锂电池的工作原理

磷酸铁锂电池(LiFePO4)在充电过程中,Li+在聚合物隔膜朝着负极方向迁移,放电过程中锂离子Li+朝着正极迁移。由于锂离子电池材料特性,电化学性能较为突出,保证充放电结构稳定。此种材料安全性能良好、无毒、无污染,可以在高温环境下使用,以其独特的优势得到了广泛的应用。

磷酸铁锂电池标准电压为3.2V,通过串联形成48V电池模块,常用容量等级为10AH、50AH、200AH、500AH几种。通信行业中所使用的蓄电池电压等级包括2V和12V两种,与直流开关电源系统连接构建成一个完整的蓄电池组,电压等级48V,和UPS连接形成的交流电源系统蓄电池组,电压等级为240V和384V等多种[2]。与此同时,通信行业在发展中,为了可以更好的满足电池储能需要,应该充分发挥磷酸铁锂电池优势,结合实际情况串并联,可以构建多个电池组,满足通信设备的运行电源需求。

二、通信用磷酸铁锂电池的优势

在通信设备使用中,以往主要是采用铅酸蓄电池,在实际应用中尽管取得了较为可观的成效,但是经过长期的建设和完善,其中逐渐暴露出一系列问题。

(1)能量重量比偏低,占地面积达,楼板承重要求较高,所以为后续的机房选址工作带来了一定的阻碍。

(2)运行环境温度要求高,铅酸蓄电池运行中温度范围较窄,在25℃温度环境下,可能会加剧基站空调运行能耗[3]。如果环境较为恶劣,温度波动较大,可能会缩短铅酸蓄电池使用性能和使用寿命。

(3)充电和放电效率偏低,充放电频率增加,充放电效率随之下降。

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(4)铅酸蓄电池使用寿命缩短,大概在3~5年左右,同时还会对生态环境带来不同程度上的污染和破坏。究其根本,是由于铅酸蓄电池中含有大量的铅重金属物质,不仅会污染生态环境,还会影响到人体健康。

而磷酸铁锂电池的性能较为突出,相较于铅酸蓄电池优势更为突出。磷酸铁锂电池放电倍率要远远优于铅酸蓄电池,标称电压为3.2V,能量体积比大概在160kWh/m³~210kWh/m³;1h率容量C1为0.9C10,3h率容量C3为0.95C10,10h率容量C10为C10;大电流充电和放电性能良好,可以实现3C充放电;运行温度在5℃~40℃左右。尤其是磷酸铁锂电池自身高温环境性能较为可观,对电池使用寿命的影响较小。通过基站可以对环境温度进行调控,有助于减少能耗,带来更为可观的经济效益和社会效益。

三、应用场景分析

磷酸铁锂电池自身技术特点较为鲜明,在通信领域应用对于使用环境要求较高,主要包括以下几个场景。

(一)停电频繁的基站

磷酸铁锂电池优势较为突出,充放电循环次数频繁,效率较高,使用性能可观,可以延长电池使用寿命,更适合应用在停电频繁的基站。

(二)市中心机房面积狭窄的基站

对于市中心机房面积较为狭窄的基站,由于自身结构承重性能较差,为了保证电池正常运转,通常需要承重加固处理。而磷酸铁锂电池重量轻、体积小,并不需要承重加固处理,更适合应用在市中心机房面积较为狭窄的基站[4]。

(三)室外一体化基站

通信运营商在发展中,机房建设难度不断加强,主要是采用室外一体化基站,选择空地和楼定场地,在满足通信运营商发展需要的同时,还可以有效改善机房的问题。磷酸铁锂电池充放电性能良好,通风条件良好,所以可以有效降低高温对电池使用性能和使用寿命的影响。

(四)通信局房的分散式供电

为了可以有效降低供电系统电力损耗,应该积极迎合国家节能减排政策要求,应该对现有通信机房供电模式进一步创新,推行分散式供电模式。通常情况下,直流供电系统距离通信负载越近,电压降就越小,可以有效减少电缆损耗。当前运营商中推行分散式供电模式,可以在通信机房设备机架列端安装供电系统,需要体积较小的蓄电池,而磷酸铁锂电池可以有效满足这一安装要求,容量大、体积小、重量轻,可以满足通信设备的安全稳定运行。

结论:

综上所述,通信运营商应用磷酸铁锂电池是必然选择,有助于改进传统铅酸蓄电池中的缺陷和不足,提升电池可靠性,满足通信设备的安全稳定运行。

参考文献:

[1]梁贵毅,李继,何长江.磷酸铁锂电池在通信基站的应用方案探讨[J].邮电设计技术,2017,36(01):89-92.

[2]张毅.通信用磷酸铁锂电池的优势和应用场景分析[J].电信快报,2016,11(04):41-43.

[3]雷毅.磷酸铁锂电池在通信行业节能减排中的应用[J].电信技术,2016,21(03):30-34.

[4]李志华.通信用磷酸铁锂电池的节能减排应用[J].通信电源技术,2012,29(S1):96-98.

论文作者:李智,陈莉

论文发表刊物:《基层建设》2018年第10期

论文发表时间:2018/6/13

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