鋰電池與鉛酸電池對比分析

yi321yi 2023-10-08 發(fā)布于江蘇

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鋰電池具有能量密度高、占地面積小、放電效率高、循環(huán)壽命長、浮充壽命長等特點，在場地空間受限的場景使用有很大的優(yōu)勢。隨著鋰電成本的持續(xù)降低，從未來數(shù)據(jù)中心機房電源系統(tǒng)發(fā)展方向來看，磷酸鐵鋰電池UPS 與數(shù)據(jù)中心機房發(fā)展趨勢具備很高的契合度。

1、循環(huán)壽命

鉛酸電池平均充放電次數(shù)為 500-700 次，而鋰電池充放電次數(shù)可達 6000 次以上，約是鉛酸電池壽命的 10 倍。鋰電池平均工作壽命為 10 到 15 年，而鉛酸電池基本持續(xù)6 到 8 年。鉛酸電池在電壓不穩(wěn)的情況下，會造成電池壽命降低，需要多更換，帶來建造成本的增加。由此可見，在使用壽命上鋰電池更長的保質期有效降低了電池更換的成本、維護負擔，同時避免了電池更換造成的宕機風險。

2、浮充壽命

浮充壽命：。鉛酸電池在電網(wǎng)環(huán)境較好，25 ℃浮充時，對鉛酸電池進行EOL測試，測試電池壽命只能達到3～7年左右。而鋰電池可達到鉛酸電池 2 倍，甚至更高。鋰電池在電網(wǎng)環(huán)境較好，25℃浮充時，對鋰電池進行 EOL 測試，測試電池壽命可達 15 年左右。

3、放電效率

鉛酸電池在短時間、大倍率放電情況下，可放出的能量很小，隨著放電倍率增加，可放電容量快速下降，在4C放電時，放電容量僅為20%。而鋰電池在短時間、大倍率放電情況下，可放出更多的能量，隨著放電倍率增加，可放電容量變化平緩，放電容量依然可達 90% 以上。

鋰電池大倍率放電能放出更多容量，更適合用于數(shù)據(jù)中心短時大倍率放電場景。

4、占地面積

鋰電池體積能量密度為200~300 Wh/L，鉛酸電池為60~90 Wh/L，鋰電池相對鉛酸電池體積可減小65%以上，其占用空間不到后者的 1/3，大大節(jié)省空間，在空間受限的場景具有更加廣泛的適用性。

鋰電池重量能量密度為100～150 Wh/kg，鉛酸電池為30～50 Wh/kg，使用鋰電池可減輕70%以上的設備重量，在部署空間的選擇性上更具靈活性。

5、溫度敏感性

電池系統(tǒng)進行放電，電池間溫度會出現(xiàn)上升，鉛酸電池的最佳工作環(huán)境一般要求在 20~25℃，而鋰電池的工作環(huán)境溫度要求為 0~60℃，更高的環(huán)境適應力意味著其更廣泛的應用場合。同時，電池在較高溫度條件下工作老化速度都會加快，而鋰電池的標稱使用壽命和老化特性使其在更高工作溫度條件下仍保持比鉛酸電池更長的使用壽命，并可降低制冷系統(tǒng)的負荷。尤其隨著高密、超算等大型數(shù)據(jù)中心逐漸采用能耐受更高工作溫度的設計，在此情況下應用鋰電池也擁有更大優(yōu)勢。

6、充電速度

在典型斷電場景中，從 80%到 100%的充電狀態(tài)方面，鋰電池可在 30 分鐘到 1 小時內(nèi)達到 100%的充電狀態(tài)，而鉛酸電池系統(tǒng)充電到 100%的時間需要6~10 小時。鋰電池充電速度為普通鉛酸電池 4倍以上。同時數(shù)據(jù)中心應用“電池快充”技術也在逐步興起，目前主要在兩種場景：一是供電質量不佳，在一次停電電池放電后未充滿時，發(fā)生二次停電的情況，造成宕機的可能；二是“削峰填谷”，利用峰谷電價差盈利，用電高峰利用 UPS 電池供電，合理節(jié)省電費。如果采用鉛酸電池，需要充電 8 小時是無法實現(xiàn)這一點的。

7、資源綜合利用情況

發(fā)達國家的發(fā)展經(jīng)驗表明，由于鉛具有良好的再生性能，隨著社會使用累積量的不斷增加，工業(yè)化后期，其消費量主要靠再生鉛利用來供應。所以鉛酸電池作為再生鉛的主要來源，其再生利用的效果也是非常成功的。

鋰的循環(huán)利用（即回收利用）很少。但隨著鋰電池應用數(shù)量增加，通過電池回收利用的鋰的數(shù)量也將增加。

8、綠色環(huán)保

鋰電池是綠色環(huán)保的首選，鋰電池不含鉛、鎳、鉻等重金屬有害物質，而鉛酸電池則相反。另一方面，由于鋰電池的使用壽命是鉛酸電池的 1.5~2 倍，因此較長的更新?lián)Q代周期可認為鋰電池 “更環(huán)?！薄?/section>