摘要：經由對鋰電池以及免維護閥控式鉛酸蓄電池二者性能的比較，剖析鋰電池相較于鉛酸蓄電池所具備的優越性能。伴隨鋰電池技術發展步入成熟階段，鋰電池勢必會取代鉛酸電池進而成為電力通信用蓄電池。并針對鋰電池在電力通信行業應用呈現出的廣闊前景予以了給出。

關鍵的詞匯如下，鋰電池，鉛酸蓄電池，電池管理系統其中包括BMS，標稱出來的容量，循環的壽命 。

蓄電池作為一種儲能裝置，可在市電出現異常或者斷電的狀況之下，給負載供應能量。鑒于電力通信行業具備特殊性，負載對于供電的質量以及不間斷性存在極高要求。儲能系統在電力通信電源系統里占據極為重要的位置，其所涉及的性能會直接對電源系統的體積、壽命以及成本產生影響。傳統的做法是以鉛酸蓄電池當作能量儲存裝置，然而鉛酸蓄電池存在能量密度低、體積大、質量大、溫度范圍窄的問題。并且對環境溫度敏感度較高。鉛酸蓄電池還被認定為危險廢物，回收處理難度大，會對環境造成污染。身為綠色環保的首選的鋰電池，相較普通鉛蓄電池來講，它具備體積小的特點，它擁有重量輕的特性，它有著高溫性能突出的表現，它呈現循環性能優異的狀況，它能夠進行高倍率充、放電。它對未來電力通信機房蓄電池室的機房面積、環境溫度之類各方面條件的要求產生降低的效果，它的綜合成本會減少將近一半的情況 。

1 傳統鉛酸蓄電池工作原理及性能分析

由正極為二氧化鉛的正極板、鉛制成的負極板、隔板、硫酸構成的電解液、安全閥與外殼、端子等共同組成密封閥控式蓄電池，其工作原理在于：

放電過程的化學反應：

 

充電過程的化學反應：

 

傳統鉛酸蓄電池具有對環境溫度要求偏高的特性，此特性常常致使對蓄電池室環境有著嚴苛要求，其最佳運行溫度大概為25℃。這造成機房建設經濟成本高昂，并且因環境溫度變化劇烈，嚴重影響蓄電池使用壽命。

圖1 傳統的鉛酸蓄電池溫度與浮充電壓

對于機房的面積，傳統的鉛酸蓄電池有要求，此要求是鋰電池的5倍以上，對于機房的承載能力，傳統的鉛酸蓄電池同樣有要求，這同樣是鋰電池的5倍以上，如此加大了機房建設的工作量，加大了機房建設的選址難度，在后期維護蓄電池工作方面，造成了極大的困難，在后期更換蓄電池工作方面，造成了極大的操作危險性。

圖2 傳統鉛酸蓄電池對機房面積和承重要求高

傳統的鉛酸蓄電池，于高放電率時，放電性能欠佳，且放電容量會變小，通信機房的負荷，常常會達到0.5C10或者更高的放電率，如此一來，鉛酸蓄電池的放電性能會急劇下降，還會影響到蓄電池的使用壽命，并且，在不同的溫度范圍以內，鉛酸蓄電池的放電容量差異極大，給蓄電池運行維護工作帶來了諸多不便。

圖2 12V蓄電池組放電特性曲線

 

 

 

 

圖4 溫度及放電速率對電池容量的影響

2 鋰電池工作原理及性能分析

處于鋰電池之中的正極，是鋰的過度氧化物，負極呢，是石墨或者焦炭，而電解質則是鋰鹽以及有機電解液。

圖5 鋰電池結構圖

鋰電池性能相比傳統鉛酸蓄電池的優勢明顯

2.1 高能量密度

平均單位體積或者質量所釋放出的電能，被稱作電池的能量密度。在同種質量的情形下，磷酸鐵鋰電池的帶電量是鉛酸電池的五至八倍。在同樣體積的狀況下，磷酸鐵鋰電池的帶電量是鉛酸電池的七至九倍。由此能夠看出磷酸鐵鋰電池在能量密度方面相較于鉛酸電池存在的顯著優勢。這會大幅度地降低對于通信蓄電池室使用面積以及承載重力的要求，在日常開展的維護更換工作里也會極大地降低工作難度以及危險程度。

圖6 鋰電池和鉛酸電池的能量質量比和能量體積比

2.2 長壽命

圖7 鉛酸蓄電池及鋰電池循環壽命

在環境溫度為25℃這個條件之下分開來各自對鉛酸電池以及鋰離子電池開展80%放電量的充放電循環，其循環的次數分別是像圖所顯示的那樣，鉛酸電池僅僅只有不到500次這樣子的充放電循環，而鋰離子電池卻能夠達到超過2500次的循環壽命。

2.3 出色的溫度特性及高放電率下出色的容特性表現。

圖8 鋰電池放電特性曲線

相較傳統鉛酸蓄電池，鋰電池于高放電率情形下具備更好放電特性，并且在溫度范圍更寬的0℃至60℃內，電池容量基本一樣。

2.4安全環保免維護

正極材料的穩定性以及可靠的安全性設計帶來安全，哪怕在劇烈撞碰之中都不會引發爆炸。BMS管理系統能夠對電池的電流、電壓、溫度等參數進行實時監控，減少諸多維護工作，切實達成免維護，降低電池管理成本。鋰離子電池不含有鉛、鎳、鉻等重金屬，并且在使用進程里不存在染污物排放。

 

圖9 鉛酸蓄電池及鋰電池性能比較

 

2.5經濟成本優勢明顯

試以一組傳統 600AH 的鉛酸蓄電池組為具體實例，針對其 10 年運行維護所需成本的情況來說，所需耗費的是：

運行成本   電池類型	運行周期	單套價格	維護成本	總價
傳統鉛酸蓄電池	5年	40萬元	2萬/年	100萬
鋰電池	10年	48萬元	0	48萬

表1 鉛酸蓄電池及鋰電池運行成本比較

 

綜上所述，鋰電池多方面性能比傳統鉛酸蓄電池更優，用鋰電池替代傳統鉛酸蓄電池，在運行維護成本計算里，每年每站大約能減少5萬，還可降低專業人員維護次數，減輕工作壓力，減少工作中的不安全因素，提升設備安全穩定運行水平 。