前言
傳統(tǒng)的閥控式密封鉛酸電池以其成本低廉、技術(shù)成熟、維護(hù)方便得到廣泛應(yīng)用，然而，隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展和無線基站應(yīng)用場(chǎng)景的復(fù)雜化，傳統(tǒng)的蓄電池逐步顯現(xiàn)出體積大、對(duì)環(huán)境溫度要求苛刻等劣勢(shì)。磷酸鐵鋰電池由于具有體積小、重量輕，高溫性能突出，循環(huán)性能優(yōu)異，可高倍率充、放電，綠色環(huán)保等眾多優(yōu)點(diǎn)，更適用于環(huán)境溫度高、機(jī)房面積及承重小等惡劣的基站環(huán)境。在末端供電后背電池方面可作為鉛酸蓄電池的有效補(bǔ)充。
1目前后備電源面臨的問題
1.1傳統(tǒng)鉛酸蓄電池對(duì)環(huán)境溫度要求比較高
目前市內(nèi)宏基站的站址選擇越來越難，室外一體化基站開始大規(guī)模建設(shè)。傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池對(duì)環(huán)境溫度要求比較高的特點(diǎn)造成傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池很難適應(yīng)室外高溫等惡劣天氣。林外，除了鉛酸蓄電池外，室內(nèi)宏基站的其他設(shè)備對(duì)環(huán)境溫度的適應(yīng)范圍都比較寬。機(jī)房空調(diào)就是為了給鉛酸蓄電池提供適當(dāng)?shù)沫h(huán)境溫度。為了節(jié)能減排，目前已開發(fā)出蓄電池保溫箱等蓄電池專用的小型空調(diào)設(shè)備。如果能找到一種對(duì)環(huán)境溫度要求不高的電池作為后備電源，不僅能解決室外一體化基站后備電源的問題，而且還能省掉機(jī)房專用空調(diào)，這樣既節(jié)省了工程初期購買空調(diào)的投資，也節(jié)省了基站運(yùn)行時(shí)的大量電費(fèi)開銷。
1.2傳統(tǒng)鉛酸蓄電池對(duì)機(jī)房面積和承重要求高
室內(nèi)宏基站設(shè)備中，電源設(shè)備占比最大，而電源設(shè)備中提及和占地面積最大的就是蓄電池。室內(nèi)宏基站的機(jī)房大多采用民房，根據(jù)結(jié)構(gòu)專業(yè)的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，民房的承重設(shè)計(jì)一般為150~200kg/m，而鉛酸蓄電池對(duì)機(jī)房的承重要求不低于400kg/m，所以在現(xiàn)有的民房?jī)?nèi)擺放鉛酸蓄電池都需要經(jīng)過加固處理。這樣一方面加大了工程量，另一方面也加大了選址難度。另外，目前通信設(shè)備逐步向小型化、分散化的方向發(fā)展，末端設(shè)備的功耗越來越小，要求后備電池的體積更小，重量更輕。
1.3傳統(tǒng)鉛酸蓄電池的高倍率放電性能較差
目前電網(wǎng)質(zhì)量越來越完善，很少出現(xiàn)市電大面積長(zhǎng)時(shí)間停電的狀況，而基站的停電往往是由于市政項(xiàng)目的頻繁建設(shè)所造成的短時(shí)間頻繁停電，這需要蓄電池短時(shí)間大電流高倍率放電，而傳統(tǒng)鉛酸蓄電池的高倍率放電性能較差。
1.4蓄電池沒有納入監(jiān)控系統(tǒng)
蓄電池沒有納入監(jiān)控系統(tǒng)，蓄電池還剩余多少容量不清楚。
1.5傳統(tǒng)鉛酸蓄電池會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染
傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池在生產(chǎn)制造和使用后期，如果處理不當(dāng)，會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
2鋰電池工作原理
鋰電池的正極是鋰的過度氧化物，負(fù)極是石墨或焦炭，電解質(zhì)是李巖和有機(jī)電解液，鋰離子電池得名于鋰離子電池正極材料。圖1示出的是磷酸鐵鋰電池的結(jié)構(gòu)。
磷酸鐵鋰離子電池的工作原理為
3磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢(shì)分析
表1示出的是集中正極材料性能，由表1可以看出磷酸鐵鋰電池再循環(huán)使用壽命、安全性能、價(jià)格等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
3.1高能量密度
能量密度是指在一定的空間或質(zhì)量物質(zhì)中儲(chǔ)存能量的大小。電池的能量密度是指平均單位體積或質(zhì)量所釋放出的電能。在相同踢幾下，鋰離子電池的能量密度是鉛酸電池的3~4倍，是鎳鎘電池的2.5倍，是鎳氫電池的1.8倍，因此在電池榮來那個(gè)相等的情況下，鋰離子電池就會(huì)比鉛酸、鎳鎘、鎳氫電池的體積更小，重量更輕。相同容量的另算鐵鋰電池與鉛酸電池相比，體積減少25%~30%，重量減少50%~60%。
3.2長(zhǎng)壽命
鉛酸電池的循環(huán)壽命在300次左右。而磷酸鐵鋰動(dòng)力電池，循環(huán)壽命達(dá)到800次以上。鉛酸電池對(duì)環(huán)境溫度要求較高，在惡劣的環(huán)境溫度下，使用壽命不超過5年。而磷酸鐵鋰電池在同樣條件下使用壽命更長(zhǎng)。
3.3出色的高溫性能
磷酸鐵鋰電池?zé)岱逯悼蛇_(dá)350~500℃，工作溫度范圍寬廣（-20~+75℃），高溫（60℃）情況下仍可以放出100%容量。
3.4高倍率放電
圖2 示出的是磷酸鐵鋰電池放電曲線。
3.5快速充電
可大電流2C快速充放電，在專用充電器下1.5C充電40min內(nèi)即可將電池充滿，啟動(dòng)電流可達(dá)2C，而鉛酸電池現(xiàn)在無此性能。
3.6安全
安全來自于正極材料的穩(wěn)定性及可靠地安全性設(shè)計(jì)，磷酸鐵鋰完全解決了鈷酸鋰和錳酸鋰的安全隱患問題，鈷酸鋰和錳酸鋰在強(qiáng)烈的碰撞下會(huì)產(chǎn)生爆炸，而磷酸鐵鋰已經(jīng)過嚴(yán)格的安全測(cè)試，即使在劇烈的碰撞中也不會(huì)產(chǎn)生爆炸。
3.7環(huán)保
磷酸鐵鋰材料不含任何重金屬與稀有金屬，無毒，無論在生產(chǎn)及使用中軍無污染，符合歐洲RoHS規(guī)定，為綠色環(huán)保電池。而鉛酸電池中卻存在著大量的鉛，在其廢棄后若處理不當(dāng)，仍會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。
3.8無記憶效應(yīng)
可充電電池經(jīng)常處于充滿不放完的條件下工作，容量會(huì)迅速低于額定容量值，這種現(xiàn)象叫做記憶效應(yīng)。像鎳氫電池、鎳鎘電池、鉛酸電池都存在記憶性，而磷酸鐵鋰電池?zé)o此現(xiàn)象，電池?zé)o論出于什么狀態(tài)，可隨沖隨用，無需先放完全再?zèng)_電。
4磷酸鐵鋰電池的缺點(diǎn)
磷酸鐵鋰電池成本雖然呈下降趨勢(shì)，但任然相對(duì)偏高，而且單體容量也有待進(jìn)一步提升。另外，磷酸鐵鋰電池還沒有經(jīng)過長(zhǎng)期實(shí)踐驗(yàn)證，還不宜在通信行業(yè)中大范圍推廣，短期內(nèi)很難形成產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)。
5磷酸鐵鋰電池在通信行業(yè)中的應(yīng)用
磷酸鐵鋰電池的應(yīng)用領(lǐng)域比較廣泛，包括公交車、電動(dòng)汽車、景點(diǎn)游覽車及混合動(dòng)力車等大型電動(dòng)車輛，電動(dòng)自行車、高爾夫球車、小型平板電瓶車、鏟車、清潔車、電動(dòng)輪椅等輕型電動(dòng)車，電鉆、電鋸、割草機(jī)等電動(dòng)工具，小型醫(yī)療儀器設(shè)備及便攜式儀器等。
在通信行業(yè)，磷酸鐵鋰電池定位于小型化、分散化、環(huán)境惡劣的場(chǎng)景，可作為鉛酸電池的有效補(bǔ)充通信行業(yè)主流電池廠家均已開發(fā)出自己的磷酸鐵鋰電池產(chǎn)品，榮來那個(gè)從10到50Ah，供電系統(tǒng)有48V直流供電系統(tǒng)和UPS交流供電系統(tǒng)，安裝方式有嵌入式和壁掛式等多種方式，應(yīng)用場(chǎng)景包括戶外、樓道、弱電井等，供電設(shè)備包括末端傳輸設(shè)備、直接放站時(shí)而被、RRU等。
6磷酸鐵鋰電池的發(fā)展方向
燃料電池、釩電池等未來電池技術(shù)尚未成熟，鋰電池作為新一代電池技術(shù)的代表，已成功走向市場(chǎng)，開啟了規(guī)?；纳虡I(yè)應(yīng)用。國(guó)家“十二五”計(jì)劃已將鋰電池作為未來電池技術(shù)的重點(diǎn)發(fā)展方向。2009年4月29日《通信用后備式鋰離子電池組》技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)儀征市發(fā)布。我國(guó)現(xiàn)在已有一些工廠生產(chǎn)磷酸鐵鋰電池正極材料及不同容量的磷酸鐵鋰電池。未來磷酸鐵鋰電池將會(huì)更便宜，并且其應(yīng)用將更普遍，將是未來動(dòng)力電池市場(chǎng)的主流。
7 結(jié)束語
目前鋰電池已經(jīng)在電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽電動(dòng)工具等方面得到了較為廣泛的應(yīng)用。但由于鋰電池價(jià)格較高、單位容量較小等缺點(diǎn)，在通信行業(yè)應(yīng)用還較少。然而，我們相信由于鋰電池的眾多優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過不斷的研究和技術(shù)革新，鋰電池將成為劃時(shí)代的后備電源設(shè)備從而在通信行業(yè)得到越來越多的應(yīng)用，問通信設(shè)備提供更好的后備保障。