鐵鋰電池與鉛酸對(duì)比

1、鐵鋰電池與鉛酸對(duì)比磷酸鐵鋰電池和密封閥控式鉛酸蓄電池的比較一、產(chǎn)品性能比較和系統(tǒng)組成比較磷酸鐵鋰電池和鉛酸電池性能比較詳見表。表 磷酸鐵鋰電池和鉛酸電池性能比較電池性能說明磷酸鐵鋰電池鉛酸電池單體電壓（V）3.22重量比能量（wh/kg）1101303050體積比能量（wh/L環(huán)壽命1C100%充放1000次250350次高溫性能循環(huán)壽命變化45為25時(shí)減半35為25時(shí)減半低溫性能-20容量保持率50%55%自放電常溫?cái)R置28天4%5%充放電效率99%80%耐過充性能一般好安全性優(yōu)優(yōu)環(huán)保無污染污染磷酸鐵鋰蓄電池與鉛酸蓄電池在-48V直流電源系統(tǒng)的組成比較如表所示。表1

2、 磷酸鐵鋰電池組和鉛酸電池組參數(shù)比較資料顯示： 充滿電后4.0V的磷酸鐵鋰蓄電池靜置15分鐘后回落到3.4V，電池開口電壓3.4V。 單體工作電壓為2.0V4.2V。 在3.65V以下可以充電性能穩(wěn)定。 單體電池放電時(shí)，3.0V以下電壓下降很快。綜合以上信息，建議48V直流系統(tǒng)的蓄電池組只數(shù)選擇16只的配置方案。二、基站應(yīng)用方案比較及投資比較磷酸鐵鋰電池應(yīng)用在基站中，主要考慮到不同放電率對(duì)該種電池放電容量的影響較小，以及耐受較寬的環(huán)境溫度。以下將針對(duì)基站的功耗、后備時(shí)間進(jìn)行電池容量選擇的分析?；究煞譃槿缦聝煞N：（1）宏基站和室內(nèi)分布信源站GSM宏基站的功率可按3.5A/載頻計(jì)算，分為鄉(xiāng)鎮(zhèn)（4

3、/4/4）46A、市區(qū)（12/12/12）130A、特大密集市區(qū)（15/15/15）160A。TD宏基站的功率分為單頻段站（含1個(gè)BBU和3個(gè)RRU）1200W 25A、雙頻段站（1個(gè)BBU和6個(gè)RRU）2100W 44A，其中1個(gè)BBU300W，1個(gè)RRU300W。室內(nèi)分布信源站的功率分為單頻段站（含1個(gè)BBU和5個(gè)RRU）1000W 21A、雙頻段站（1個(gè)BBU和10個(gè)RRU）1400W 29A、三頻段站（1個(gè)BBU和15個(gè)RRU）2100W 44A，其中1個(gè)BBU600W，1個(gè)RRU80W。宏基站和室內(nèi)分布信源站的蓄電池后備時(shí)間為：市區(qū)3h，鄉(xiāng)鎮(zhèn)5h，山區(qū)7h。（2）室內(nèi)分布的RRU室內(nèi)

4、分布的RRU，可包括1個(gè)或多個(gè)RRU，單個(gè)RRU耗電量80W 1.67A，需電池后備時(shí)間4小時(shí)。根據(jù)計(jì)算，采用鉛酸蓄電池的配置如下：無線設(shè)備配置安裝地點(diǎn)電流(A)時(shí)間(h)容量（Ah）標(biāo)稱電壓建議鉛酸電池配置12個(gè)載頻（46A）城鎮(zhèn)505423.9148V500Ah*1或200Ah*212個(gè)載頻（46A）山區(qū)507554.8448V300Ah*236個(gè)載頻(130A)市區(qū)1343796.9548V500Ah*236個(gè)載頻(130A)城鎮(zhèn)13451133.7148V600Ah*245個(gè)載頻（160A）市區(qū)1643975.1548V500Ah*2TD宏基站或信源市區(qū)483286.1148V150A

5、h*2TD宏基站或信源城鎮(zhèn)485407.0148V200Ah*2RRU*1市區(qū)1.66514.08 48V50Ah*1RRU*3市區(qū)5542.25 48V50Ah*1受磷酸鐵鋰蓄電池的產(chǎn)品類型所限，目前比較成熟的為50Ah、100Ah、150Ah、200Ah。以48V/50A通信負(fù)荷運(yùn)行5h為例，進(jìn)行選型及投資比較。磷酸鐵鋰蓄電池恒電流放電數(shù)據(jù)如下表所示，該數(shù)據(jù)為質(zhì)檢中心檢測結(jié)果。電池恒電流放電 放電時(shí)間(h)及終止電壓（2.6V)雷天300Ah時(shí)間(h)114.301.951.050.33電流(A)3075165300900容量(Ah)330323321316296放電率0.10C0.25C

6、0.55C1C3C佳貝思200Ah時(shí)間(h)12.654.942.181.150.33電流(A)2050110200600容量(Ah)253247240231200放電率0.10C0.25C0.55C1C3C鉛酸蓄電池恒電流放電數(shù)據(jù)如下表所示。電池容量雙登電池 恒電流放電 放電時(shí)間、終止電壓、放電電流時(shí)間(h)0.5123510終止電壓1.75V1.8V1.8V1.8V1.8V1.8V200Ah電流(A)179 110 68 53 35.6 20.7 300Ah電流(A)268 166 101 80 53.4 31.1 400Ah電流(A)358 221 135 106 71.2 41.4 5

7、00Ah電流(A)44727616913389.0 51.8 暫不考慮環(huán)境溫度對(duì)鉛酸蓄電池容量的影響，查表可知：通信負(fù)荷放電時(shí)間鉛酸電池鐵鋰電池48V/50A5h2V/300Ah*24雙登3.2V/200Ah*16佳貝思各種蓄電池不同安裝方式下的占地面積和承重要求，詳見下表：序號(hào)電池類型容量*只數(shù)安裝方式安裝尺寸(m)(長*寬*高)重量(kg)壓強(qiáng)(kg/m2)1鐵鋰電池3.2V/200Ah*16單層單列880*360*2501304092雙層單列440*360*5001308183鐵鋰電池3.2V/300Ah*16單層單列880*360*306154485 4雙層單列440*360*6121

8、54970 5鉛酸電池2V/300Ah*24單層雙列1488*362*36557610696雙層雙列744*362*7305762139在基站使用鐵鋰電池有以下幾方面優(yōu)點(diǎn)： 容量?。鸿F鋰電池放電容量受不同放電率的影響不如鉛酸電池明顯，故可選較小容量的電池滿足相同通信負(fù)載的用電需求。 高溫性能好：現(xiàn)有基站空調(diào)設(shè)置為28，如果提高到35，需要對(duì)鉛酸電池單獨(dú)配置保溫箱，否則，溫度每上升10度，電池壽命降低一半。而磷酸鐵鋰電池可以耐受高溫55，壽命不受影響，可直接將基站溫度設(shè)置值調(diào)高，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。 體積小、重量輕：3.2V/200Ah鐵鋰電池尺寸（長*寬*高）360*55*250，重量8.1kg；3

9、.2V/300Ah鐵鋰電池尺寸（長*寬*高）360*55*306，重量9.6kg；2V/300Ah鉛酸電池尺寸（長*寬*高）124*181*365，重量19kg。1組48V/200Ah鐵鋰電池組與1組48V/300Ah鉛酸電池組在同樣的安裝方式下，前者占地面積是后者的59%，前者重量是后者的28%。若考慮在機(jī)房承重條件相同的情況下，鐵鋰電池可采用雙層雙列安裝，而鉛酸電池需采用單層雙列安裝，則前者占地面積是后者的29%。同是1組48V/300Ah的鐵鋰電池組和鉛酸電池組，在同樣的安裝方式下，前者占地面積是后者的59%，前者重量是后者的34%。 循環(huán)壽命長：磷酸鐵鋰電池具有更多次數(shù)的循環(huán)壽命，特別

10、適于用在反復(fù)停電的四類市電基站中。 投資持平：1組48V/300Ah鉛酸電池價(jià)格約8640元（集采價(jià)：1.2元/2V.Ah），1組48V/200Ah鐵鋰電池價(jià)格約25600元（市場價(jià)：8元/3.2V.Ah），1組電池保溫箱價(jià)格約10000萬元，1組鐵鋰電池（不需保溫箱）價(jià)格是1組鉛酸電池（含保溫箱）的1.37倍。當(dāng)磷酸鐵鋰電池價(jià)格降至6元/3.2V.Ah時(shí)，1組鐵鋰電池（不需保溫箱）價(jià)格是1.92萬元，兩者費(fèi)用基本相等。另外，機(jī)房面積減少、重量減少可以降低機(jī)房建設(shè)成本，鐵鋰電池循環(huán)壽命更優(yōu)可以延長電池更換周期，高溫性能可以節(jié)約空調(diào)用電等。表2 三年期投資比較表比較項(xiàng)鉛酸電池（含保溫箱）鉛酸電池

11、（不含保溫箱）鐵鋰電池市場價(jià)格鐵鋰電池預(yù)期價(jià)格鐵鋰電池市場價(jià)格鐵鋰電池預(yù)期價(jià)格備注單體容量（Ah）300300300300200200總只數(shù)（只）242416161616單體價(jià)格（元/單體VAh）1.21.28686電池費(fèi)用(萬元)0.860.863.842.882.561.92保溫箱費(fèi)用(萬元)1.00耗電量(kW)0.402.503P柜機(jī)耗電量2.5kW年空調(diào)電費(fèi)(萬元)0.352.191元/kwh占用機(jī)房面積(m2)0.270.270.160.160.160.16均雙層雙列安裝成本(萬元)0.030.030.020.020.020.021000元/m23年總投資(萬元)2.947.463

12、.862.902.581.94表2 五年期投資比較表比較項(xiàng)鉛酸電池（含保溫箱）鉛酸電池（不含保溫箱）鐵鋰電池市場價(jià)格鐵鋰電池預(yù)期價(jià)格鐵鋰電池市場價(jià)格鐵鋰電池預(yù)期價(jià)格備注單體容量（Ah）300300300300200200總只數(shù)（只）242416161616單體價(jià)格（元/單體VAh）1.21.28686電池費(fèi)用(萬元)0.860.863.842.882.561.92保溫箱費(fèi)用(萬元)1.00耗電量(kW)0.402.503P柜機(jī)耗電量2.5kW年空調(diào)電費(fèi)(萬元)0.352.191元/kwh占用機(jī)房面積(m2)0.270.270.160.160.160.16均雙層雙列安裝成本(萬元)0.030.0

13、30.020.020.020.021000元/m2更換電池費(fèi)用(萬元)0.860.86鉛酸電池壽命3年5年總投資(萬元)3.6411.843.862.902.581.94 耐受環(huán)境溫度高：鉛酸電池用于室外站時(shí)，需要安裝在保溫柜內(nèi)，在氣候條件特別惡劣的地區(qū)，還需要埋入凍土層下，給安裝和維護(hù)都帶來極大不便。鐵鋰電池適用環(huán)境溫度高，充電環(huán)境溫度為055，放電環(huán)境溫度為-2060，適用于無機(jī)房、無空調(diào)、環(huán)境溫度在零度以上的室外站。 其他運(yùn)行商經(jīng)驗(yàn)：目前聯(lián)通、電信在光纖到戶工程中應(yīng)用50Ah60Ah鐵鋰電池作為后備電源。三、局房應(yīng)用方案比較及投資比較磷酸鐵鋰電池應(yīng)用在局房中，主要考慮到不同放電率對(duì)該種電

14、池放電容量的影響較小，特別是短時(shí)大電流放電特性優(yōu)。以下將針對(duì)交換局UPS容量、后備時(shí)間進(jìn)行電池容量選擇的分析。常用UPS容量為20kVA、40kVA、60kVA、80kVA、120kVA、160kVA、200kVA、250kVA、300kVA。單機(jī)放電時(shí)間0.5小時(shí)或1小時(shí)。受磷酸鐵鋰蓄電池的產(chǎn)品類型所限，目前比較成熟的為50Ah、100Ah、150Ah、200Ah。以200kVA UPS運(yùn)行0.5h為例，進(jìn)行選型及投資比較。假定200kVA UPS的電池組額定電壓為396V，則電池負(fù)載電流425A。磷酸鐵鋰蓄電池恒電流放電數(shù)據(jù)如下表所示，該數(shù)據(jù)為質(zhì)檢中心檢測結(jié)果。電池恒電流放電 放電時(shí)間(h

15、)及終止電壓（2.6V)雷天300Ah時(shí)間(h)114.301.951.050.33電流(A)3075165300900容量(Ah)330323321316296放電率0.10C0.25C0.55C1C3C佳貝思200Ah時(shí)間(h)12.654.942.181.150.33電流(A)2050110200600容量(Ah)253247240231200放電率0.10C0.25C0.55C1C3C鉛酸蓄電池恒電流放電數(shù)據(jù)如下表所示。電池容量雙登電池 恒電流放電 放電時(shí)間、終止電壓、放電電流時(shí)間(h)0.5123510終止電壓1.75V1.8V1.8V1.8V1.8V1.8V500Ah電流(A)46

16、4 280 175 139 92.0 53.8 600Ah電流(A)557 336 210 167 110.4 64.6 800Ah電流(A)742 448 280 222 147.2 86.1 1000Ah電流(A)928 560 350 278 184.0 107.6 1500Ah電流(A)1430 883 541 426 284.8 165.8 2000Ah電流(A)1788 1104 676 532 356.0 207.2 3000Ah電流(A)2682 1656 1014 798 534.0 310.8 暫不考慮環(huán)境溫度對(duì)鉛酸蓄電池容量的影響，查表可知：通信負(fù)荷放電時(shí)間鉛酸電池鐵鋰電

17、池200kVA0.5h500Ah*198只雙登200Ah*124只佳貝思2種蓄電池不同安裝方式下的占地面積和承重要求，詳見下表：序號(hào)電池類型容量*只數(shù)安裝方式安裝尺寸(m)(長*寬*高)重量(kg)壓強(qiáng)(kg/m2)1鐵鋰電池3.2V/200Ah*124雙層雙列1705*720*50010048182四層雙列880*720*1000100415853鉛酸電池2V/500Ah*198雙層四列3100*736*730613826904四層四列1612*736*146061385173在局房使用鐵鋰電池有以下幾方面優(yōu)點(diǎn)： 容量?。鸿F鋰電池放電容量受不同放電率的影響不如鉛酸電池明顯，短時(shí)大電流放電特性

18、優(yōu)良； 體積小、重量輕：3.2V/200Ah鐵鋰電池尺寸（長*寬*高）360*55*250，重量8.1kg；2V/500Ah鉛酸電池尺寸（長*寬*高）194*184*365，重量31kg。1組396V/200Ah鐵鋰電池組與1組396V/500Ah鉛酸電池組在同樣的安裝方式下，前者占地面積是后者的54%，前者重量是后者的16%。若考慮在機(jī)房承重條件相同的情況下，鐵鋰電池可采用四層雙列安裝，而鉛酸電池需采用雙層四列安裝，則前者占地面積是后者的28%。采用鐵鋰電池，更容易實(shí)現(xiàn)分散供電方式。 維護(hù)水平高：磷酸鐵鋰電池組具有針對(duì)電池單體的蓄電池管理系統(tǒng)，對(duì)每只電池單體進(jìn)行檢測和充電管理，實(shí)時(shí)檢測電池單體的電壓，控制電池單體的充電電流，能夠更