鋰電池是海量消費(fèi)電子設(shè)備(如智能手機(jī)等)的常見(jiàn)電源。此項(xiàng)技術(shù)也正不斷被用于不間斷電源，用來(lái)確保數(shù)據(jù)中心關(guān)鍵任務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施正常運(yùn)行時(shí)間。對(duì)于希望部署分布式計(jì)算和邊緣網(wǎng)絡(luò)的公司來(lái)說(shuō)，鋰電池非常適合用于偏遠(yuǎn)地區(qū)的 IT 部署。鋰電池比鉛酸電池性能更可靠，維護(hù)量較少，功率密度更高。鋰電池的壽命是鉛酸電池的 2-3 倍，因此電池更換少，勞動(dòng)力成本低。鋰電池還具有電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和其他有助于確保電池安全運(yùn)行的功能。雖然鋰電池的初始成本仍然高于鉛酸電池，但這種成本差異正在縮小。鋰電池現(xiàn)在可以在短短 5 年內(nèi)提供比鉛酸電池更低的總擁有成本。據(jù)估計(jì)，在不間斷電源的典型使用壽命內(nèi)，鋰電池系統(tǒng)可節(jié)省 40%或更多的總擁有成本。

　　如果貴公司需要建立本地化的 IT 資源，您可能會(huì)考慮在遠(yuǎn)程位置投資和部署多個(gè) IT 覆蓋區(qū)， 作為分布式計(jì)算或邊緣網(wǎng)絡(luò)的一部分。例如， 如果您是一家銀行、金融或零售公司，您可能希望在分支機(jī)構(gòu)或商店地點(diǎn)部署 IT 系統(tǒng)。如果您是一家教育或醫(yī)療保健組織，您可能希望在廣泛的地理范圍內(nèi)的幾個(gè)大學(xué)或醫(yī)院中部署 IT系統(tǒng)。如果您是一家工業(yè)公司，您可能希望在多個(gè)制造工廠建立邊緣計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施。這些節(jié)點(diǎn)依賴中小不間斷電源為其 IT 基礎(chǔ)設(shè)施供電，而非為大型設(shè)施供電的三相不間斷電源。與大功率UPS 一樣，中小不間斷電源系統(tǒng)也需要可靠的備用電源。使用的電池系統(tǒng)應(yīng)在不間斷電源必須向負(fù)載提供備用電源的關(guān)鍵時(shí)刻能夠正常運(yùn)行。

　　在不間斷電源使用鋰電池

　　在過(guò)去的幾年時(shí)間里，很多制造商已經(jīng)開始開發(fā)適用于不間斷電源應(yīng)用的鋰電池解決方案。不間斷電源應(yīng)用中使用的鋰電池化學(xué)物質(zhì)有磷酸鐵鋰(Li FePO4，簡(jiǎn)稱“LFP” )、錳酸鋰(L iMnO2，簡(jiǎn)稱“LMO”)和鎳錳鈷(LiNiMnCoO2，簡(jiǎn)稱“NMC”)。還有的不間斷電源電池使用LMO/NMC混合來(lái)提高性能。

　　鋰電池的優(yōu)勢(shì)

　　——可靠性和可用性增加

　　符合不間斷電源應(yīng)用條件的鋰電池制造商利用改進(jìn)的電池設(shè)計(jì)、優(yōu)質(zhì)材料和更好的制造方法。由于壽命更長(zhǎng)，維護(hù)要求更低，鋰電池在關(guān)鍵任務(wù)環(huán)境中的故障極其罕見(jiàn)。

　　此外，所有鋰電池都包括一個(gè)內(nèi)置的電池管理系統(tǒng)(BMS)，該系統(tǒng)為每個(gè)電池單元提供故障監(jiān)測(cè)、電池平衡和功率優(yōu)化功能。電池管理系統(tǒng)有助于最大限度地延長(zhǎng)電池壽命，減少停機(jī)時(shí)間。

　　——壽命更長(zhǎng)

　　鋰電池的設(shè)計(jì)壽命通常為8-10年，這意味著它與中小不間斷電源(UPS)的壽命相同。當(dāng)閥控式鉛酸電池達(dá)到80%的容量(壽命末期)時(shí)，鋰電池的容量仍為93%。

　　這就避免了更換電池的麻煩，鋰電池不必每3-5年更換一次，能夠節(jié)省大量成本。此外，與閥控式鉛酸電池相比，鋰電池可以充滿電并儲(chǔ)存更長(zhǎng)時(shí)間，對(duì)電池壽命的影響極小。

　　——重量較低

　　鋰電池比鉛酸電池輕60%左右。這使得電池更容易運(yùn)輸和在偏遠(yuǎn)設(shè)施中的安裝。

　　——占地面積更小

　　鋰電池的占地面積比鉛酸電池少70%?？蔀槿魏维F(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程設(shè)施以節(jié)省空間，進(jìn)行重新配置部署，增加IT服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可用架構(gòu)空間。

　　——能量密度和功率密度更高

　　鋰電池具有更高的能量密度(Wh/kg或瓦時(shí)/千克)和功率密度(W/kg或瓦時(shí)/千克)。它們提供的能量與鉛酸電池相同，但體積更小，重量更輕。

　　——適應(yīng)更高的溫度

　　不間斷電源用鋰電池的設(shè)計(jì)溫度比鉛酸電池高，因此較高的溫度對(duì)電池的影響較小。大多數(shù)鋰電池可以在30℃的溫度下工作，比鉛酸電池高近10℃，而且不會(huì)老化或縮短日歷壽命。如此便可升高數(shù)據(jù)中心或遠(yuǎn)程服務(wù)器機(jī)房的室溫，減少冷卻能源的使用來(lái)降低冷卻成本。

　　——充電更快

　　對(duì)于架構(gòu)型系統(tǒng)而言，鋰電池通常可以在不到2小時(shí)的時(shí)間內(nèi)充電到90%的容量，而閥控式鉛酸電池可能需要4小時(shí)以上才能達(dá)到相同的容量，充滿電需要24小時(shí)。如果數(shù)據(jù)中心連續(xù)幾次斷電，鋰電池可以快速充電，為每次斷電提供備用電源。

　　運(yùn)行成本低=總擁有成本低

　　鋰電池的高初始成本是其應(yīng)用于不間斷電源的一個(gè)障礙。但在過(guò)去的五年里，這一成本已大幅降低。如今，用于邊緣數(shù)據(jù)中心的鋰電池系統(tǒng)的初始資本投資平均是用于這些設(shè)施的閥控式鉛酸電池系統(tǒng)成本的1.75倍至2.25倍。隨著鋰電池在數(shù)據(jù)中心的廣泛使用，預(yù)計(jì)未來(lái)十年價(jià)格還會(huì)進(jìn)一步下降。

　　與閥控式鉛酸電池相比，鋰電池可為數(shù)據(jù)中心所有者長(zhǎng)期節(jié)省運(yùn)行成本，從而降低總擁有成本。如前所述，鋰電池的設(shè)計(jì)壽命估計(jì)為8-10年，可能與不間斷電源相同。這便可以免除每3-5年更換一次鉛酸電池的成本，以及在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心更換閥控式鉛酸電池所需的運(yùn)輸、行程和人工成本。

　　鋰電池安全嗎?

　　安全。不間斷電源應(yīng)用中使用的鋰電池配備電池管理系統(tǒng)，可監(jiān)測(cè)電池單元的關(guān)鍵參數(shù)(如溫度、電壓和電流)，確保系統(tǒng)在整個(gè)壽命周期內(nèi)安全可靠地運(yùn)行。所有類型的電池都容易受到熱逸散的影響。當(dāng)電池內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)達(dá)到超過(guò)其散熱能力的高溫時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致熱失控，從而發(fā)生故障。

　　但不間斷電源應(yīng)用中使用的鋰化學(xué)物質(zhì)，熱失控溫度高于200℃ 。出于對(duì)壽命的考慮，大多數(shù)鋰電池的過(guò)溫保護(hù)點(diǎn)限制在70℃ 以內(nèi)。當(dāng)電池達(dá)到該溫度極限時(shí)，電池管理系統(tǒng)將自動(dòng)斷開電池與不間斷電源負(fù)載或充電器的連接。也就是說(shuō)，在電池達(dá)到熱失控溫度之前，電池管理系統(tǒng)會(huì)在低閾值下斷開電池。

　　當(dāng)今領(lǐng)先的電池制造商針對(duì)不間斷電源系統(tǒng)制造出了高質(zhì)量的鋰電池，電池設(shè)計(jì)和包裝可進(jìn)一步保障電池持久耐用。電池包括安全保險(xiǎn)絲、過(guò)充電保護(hù)和硬化材料層。大多數(shù)鋰電池都是按照UL和其他適用的安全標(biāo)準(zhǔn)制造的。

　　結(jié)語(yǔ)

　　成本分析和性能數(shù)據(jù)表明鋰電池是中小不間斷電源系統(tǒng)更好的儲(chǔ)能源。不間斷電源在10年的使用壽命中，鋰電池?zé)o需像鉛酸電池一般更換電池，從而顯著降低了總擁有成本。鋰電池更長(zhǎng)的壽命和更低的維護(hù)需求能在不到五年的時(shí)間里為IT經(jīng)理帶來(lái)顯著的投資回報(bào)。

　　鋰電池體積更小、重量更輕，為在邊緣數(shù)據(jù)中心中使用提供了更好的靈活性。憑借卓越的性能，鋰電池可以幫助確保IT部署的正常運(yùn)行時(shí)間和持續(xù)運(yùn)行。性價(jià)比、性能和安全性方面的綜合優(yōu)勢(shì)非常值得投資，鋰電池會(huì)為中小機(jī)房和邊緣數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵IT基礎(chǔ)架構(gòu)提供可靠的長(zhǎng)期服務(wù)。