通信用磷酸铁锂电池的优势和应用场景分析

刘斌 刘峰 吴佳亮

摘 要：近年来，我国社会经济飞速发展，过程中也衍生了许多新的科技手段，新技术的应用与推广无异味社会的进步以及经济的发展注入了动力源泉，因此，各行各业的发展过程中，定要重视新技术的应用，发挥其应用优势，进而为行业发展注入动力源泉。而本文最主要针对通信用磷酸铁锂电池的优势与应用场景进行分析，经分析后可知磷酸铁锂电池的应用过程中具有诸多的优点，比如高温性能好、体积小以及重量轻等等，现阶段已基本替代了传统所用的铅酸蓄电池，在通信行业的应用范围越来越广。本文则以某大型通信运营商为例针对发展过程中对于磷酸铁锂电池的应用及维护相关问题进行分析，探索了磷酸锂电池的应用场景，希望本文所作分析可为有关的通信运营商带来借鉴，逐步推广磷酸铁锂电池，发挥其应用优势，确保行业稳健发展。

关键词：通信行业;磷酸铁锂电池;优势;场景

中图分类号：TM912 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）12-0246-02

0 引言

通信移动行业的发展过程中需要有各类科技手段以及设备的动力支持，而移动通信设备无疑是确保通信行业不断发展的重要组成，而移动通信设备中的蓄电池则为重中之重，蓄电池的工作性能直接影响着通信企业网络能否安全、可靠、高效运行，同时也决定着日后通信行业能否长远化发展。可见，蓄电池工作性能对于通信行业的影响。移动通信电源后备电池大多均运用阀控式铅酸蓄电池，但现阶段此电池已逐步被磷酸铁锂电池所替代，虽说铅酸蓄电池的工艺已趋成熟，同时可并联使用、其投入成本较低、资源较为丰富、质量也格外稳定，并且具有回收率高等优势。但是，若长时间用铅酸蓄电池也会伴随着诸多问题，比如，漏液、谷壳以及裂缝等等，从而影响了铅酸蓄电池的使用寿命。通信运营商为了进一步解决此问题，现阶段以针对性的引用了磷酸铁锂蓄电池，此电池的应用优势更为显著，同时其使用寿命也较长，无论从充电性能、可靠性以及比能量等哪个方面来讲及优势均比铅酸蓄电池显著。

1 磷酸铁锂蓄电池介绍

1.1 工作原理

磷酸铁锂电池的应用过程中正极锂离子Li+通过聚合物隔离向负极迁移，与此同时，负极中的锂电子Li+则会穿过隔膜向正极迁移。若将其作为锂离子电池正极材料，那么其应用过程中体现了较佳的电化学性，放电过程也相对稳定、安全，整个过程的结构格外稳固。不仅如此，此材料的应用具有安全性能好、无毒无污染等诸多优势，在高温环境下同样咳有效利用，并且及原材料都来源范围相对较广，可充分获取，基于这一物理特性，使得磷酸铁锂蓄电池的应用优势被越来越多的行业研发者所关注，甚至成为研究的重点内容。结合现阶段磷酸铁锂电池的研究成果，大部分磷酸铁锂电池的电压均为3.2V，并由16节串联电池模块所组成。磷酸铁锂电池较为常见的容量等级有是10AH、20AH、50AH、150AH等等，电芯种类也相对丰富，其中有软包、圆柱以及方型[1-4]。

当下，我国通信行业的发展过程中所用蓄电池多为电压等级为2V亦或是12V都是磷酸铁锂蓄电池，直流开关电压系统配到所运用的蓄电池组电压等级多为48V。很多时候，通信行业在选择蓄电池种类的过程中就会结合行业的发展需求以及电池的储能性能，在此基础上，选择信德将磷酸铁锂电池模块进行并联，进而构成结合多种容量、多种电压等级的电池组，进而满足不同的开关电源的需求。

1.2 性能优势

现阶段通信運营商在选择应用储能电池的过程中，均意识到了磷酸铁锂蓄电池的优势，而接下来本文则主要针对铅酸蓄电池与磷酸铁锂蓄电池的优势及特征进行对比与分析，而后发现阀控式密封铅酸蓄电池的应用过程中主要体现了以下几项问题。

（1）无法在温度较高的环境中运行。阀控式密封铅酸蓄电池运行过程中对于外界温度的要求较高，需控制在25摄氏度左右，但是，很多基站内部空调出现失调的情况，那么将会导致蓄电池无法正常运行，从而给供电带来诸多负面影响。特别是对于并处恶劣环境的户外一体化基站来讲，外界温度变化幅度相对较大，这也就意味着铅酸蓄电池的使用寿命被一定程度的缩短，无法发挥其应用价值。（2）阀控式密封铅酸蓄电池的使用寿命相对较长，大多均为三年至5年的范围。（3）阀控式铅酸蓄电池的能量体积以及能量重量均较高，所涉及的占地面积较大，同时自重也相对较大，这就无疑对机房面积以及和管承受力提出了更高的要求，导致基站选址以及机房建设工作面临着诸多的困难与阻碍。（4）阀控式铅酸蓄电池的充放电效率相对较低。随着时间的推移，铅酸蓄电池的充放电频次不断增加，而充放电效率也会有所下降。（5）对于环境污染较为严重。通信行业在应用铅酸蓄电池的过程中，必然会涉及海量的电池数量，若电池被淘汰，那么蓄电池内的铅必然会给周边环境造成污染，甚至会影响人们的身心健康[5]。

基于此，通信行业应加大对于新型能源设备的研究力度，并将其作为行业发展的状态，明确磷酸铁锂电池的应用优势，进而逐步取代阀控式铅酸蓄电池，保证电池的使用性能。经分析或磷酸铁锂电池重量与体积仅为阀控式铅酸蓄电池的30%左右，这就无疑使得基站选址以及机房建设更加便捷，此外，磷酸铁锂蓄电池的放电倍率也相对较强，1C以内的倍率放电对于磷酸铁锂的影响极其微弱，甚至可忽略不计，但是，铅酸蓄电池1C的放电容量则为50%。不仅如此，磷酸铁锂电池的应用范围较广，对于外界环境的要求低，不会过高的要求低温环境，这也就决定着其使用寿命较长。即便在基站内关闭空调同样可正常运行，发挥其应用价值，并减少能源消耗。

2 通信用磷酸铁锂电池的应用场景

如上所述，在应用里酸铁锂电池的过程中需结合其技术特点，并根据通信运营商的发展需求，选择最为适宜的磷酸铁锂电池型号，并将其应用于适合的场景中。

2.1 应用在承重性能差、面积狭窄的宏基站

由于磷酸铁锂电池自身的重量轻，同时电池体积小，因此，若将其应用于基站内，不必进行承重亦或是加固，可直接将其应用于承重性能较差的宏基站亦或是市中心机房面积较为紧张的基站内，这就无疑会降低选址难度，使得选址工作高效落实，进而为下一环节的工作落实奠定基础。

2.2 应用在停电频繁以及市电质量较差的基站内

正因为磷酸铁锂电池的应用过程中具有使用寿命长、充放电循环次数多等特点，因此可将其应用于冲饭店较为频繁的以及市电质量差的基站内，发挥其使用优势，展现其独有的特点，进而保证自身的运行性能。

2.3 应用于室内分布基站的墙挂电源中

因磷酸铁锂电池具有自重轻、体积小等特点，所以可将其作为强化开关电源的备用电池，以保证电源及时供应，同时也可确保供电的可靠性与安全性。

2.4 应用于室外一体化基站

正因为通信运营商的发展水平不断提高，同时新建站以及租赁机房的数量也在不断增加，这也使得相关工作的落实面临着诸多难度。许多基站均采用室外一体化基站管理模式，从而解决机房租赁难的问题。而室外一体化基站的运行过程中容易受各类外界因素的影响，比如温度、湿度以及大风天气等等，在此惡劣的环境下可有效利用磷酸铁锂电池，保证高温条件下的充放电性能，即便缺少空调作为保障，也可使磷酸铁锂电池正常运行，避免了因高温而发生折损的问题，可见，磷酸铁锂电池可应用于环境较为恶劣的室外一体化基站内。

2.5 应用于通信局防的分散式供电

近几年来，我国针对性的落实了节能减排战略发展，为了顺应国家号召，并尽可能减少供电系统运行过程中的电力消耗，通信机房供电模式已发生巨大转变，由传统的集中式供电转变为分散式供电，供电模式的转变对于供电系统的运行要求无疑会有所增加。通常情况下，供电系统的运行过程中，直流供电系统靠近通信负载，那么通信负载的电压降也就越小，与此同时，需要的电力电缆也就相对较少。现阶段大部分通信运营商均采取分散式供电模式，其原因即是为了使供电系统的安装位置更加接近通信负载，从而降低负载电压，减少电缆的使用量。除此之外，也有部分通信运营商试图在通信机房设备机架等某一段安装供电系统，但所安装的供电系统应保证容量、体积小，能满足这一要求方可实现节能减排的目标。这一过程中必然对蓄电池的自重与体积提出了更高的要求，做人就运用以往的阀控式铅酸蓄电池，将无法满足安装要求，也达不到安装标准，所以，可针对性的采用磷酸铁锂电池，发挥其重量轻、体积小以及容量大等诸多优势，将其作为分散式供电系统高效运作的动力源，确保系统稳定运行，进而保证供电过程的安全性与可靠性。

3 通信用磷酸铁锂电池应用过程中的常见问题

磷酸铁锂电池由于其自身材料的原因现阶段单体容量无法做到很大，但是单节50AH以下应用的可靠性与安全性相对较小。除此之外，现阶段市面上也有研发了100h与200h的磷酸铁锂电池单体，其应用过程中同样较为可靠，生产厂商较为常见的处理方式是将50h的电池并联，但这样的并联方式无疑会使得内存铁锂电池在通信网络中的应用范围受限。除此之外，磷酸铁锂电池的应用过程中低温性能相对较较差，以上海某通信运营商所生产的磷酸铁锂电池为例进行分析，然后发现若将磷酸铁锂电池放置在极端低温的环境下，那么电池将难以正常放电，也无法确保通信设备不间断运行，使得通信设备运行过程中面临着各类的安全隐患。所以，现阶段必须提高对于磷酸铁锂电池低温环境适应性能方面的研究，并将其作为关注的重点，逐步解决低温性能差等诸多问题，使得磷酸铁锂电池的应用更加完善。

4 结语

综上所述，本文主要针对通信用磷酸铁锂电池的优势及其应用场景进行分析，首先介绍了一些铁锂电池，其中包括工作原理以及性能优势的对比，而后有针对性的探讨了通信用磷酸铁锂电池的应用场景，可应用于停电频繁以及市电质量较差的基站内、应用在承重性能差面积狭窄的宏基站内、应用于室外一体化基站内等等，体现磷酸铁锂电池的应用优势，并为通信运营商的发展注入动力源泉，从而获取更高的经济效益。

参考文献

[1] 宋承鹏，蒋宁懿，潘磊.大容量磷酸铁锂通信后备电池的设计研究[J].电源技术，2016（8）：1585-1587.

[2] 邱斌斌，刘和平，杨金林，等.一种磷酸铁锂动力电池组主动均衡充电系统[J].电工电能新技术，2014（1）：71-75.

[3] 刘和平，向杰，张煜欣，等.CAN总线的磷酸铁锂动力电池检测方法[J].电源技术，2011（4）：452-454.

[4] 刘学鹏，郝晓红，张东升.磷酸铁锂电池组三级管理系统的开发与应用[J].电源技术，2015（10）：2108-2109.

[5] 曹涛，朱清峰，陈燕昌.动力锂离子电池在通信行业的梯次应用[J].邮电设计技术，2018（10）：83-87.