鐵鋰電池與鉛酸對比

1、鐵鋰電池與鉛酸對比磷酸鐵鋰電池和密封閥控式鉛酸蓄電池的比較、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時減半35為 25時減半低溫性能-20 容量保持率50%55%自放電常溫擱置 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

2、統(tǒng)的組成比較如表所示表 1 磷酸鐵鋰電池組和鉛酸電池組參數(shù)比較電池設(shè)備工作范圍只數(shù)標稱電壓 (V)放電終止電壓 (V) 浮充電壓 (V)均充電壓 (V)電壓比值組單體組單體組單體組單體浮充均充鉛酸電池40572448243.21.854.02.2556.42.351.131.18鐵鋰電池40571651.23.243.22.755.23.4557.63.61.081.13鐵鋰電池405715483.243.22.8854.03.656.43.761.131.18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

3、 2.0V4.2V 。? 在 3.65V 以下可以充電性能穩(wěn)定。? 單體電池放電時， 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。以下將針對基站的功耗、后備時間進 行電池容量選擇的分析。基站可分為如下兩種：（1）宏基站和室內(nèi)分布信源站GSM宏基站的功率可按 3.5A/ 載頻計算，分為鄉(xiāng)鎮(zhèn)（ 4/4/4 ） 46A、市區(qū) （ 12/12/12 ）130A、特大密集市區(qū)（ 15/15/15 ）160A。TD宏基站

4、的功率分為單頻段站（含 1 個 BBU和 3個 RRU）1200W 25A、雙頻 段站（1個 BBU和6個RRU）2100W 44A，其中 1個BBU300W，1個RRU300W。室內(nèi)分布信源站的功率分為單頻段站（含 1 個 BBU和 5 個 RRU）1000W2 1A、 雙頻段站（ 1個BBU和10個RRU）1400W2 9A、三頻段站（ 1個 BBU和15個 RRU） 2100W 44A，其中 1個BBU600W，1個 RRU80。W宏基站和室內(nèi)分布信源站的蓄電池后備時間為： 市區(qū) 3h，鄉(xiāng)鎮(zhèn) 5h，山區(qū) 7h。（2）室內(nèi)分布的 RRU室內(nèi)分布的 RRU，可包括 1 個或多個 RRU，單個

5、 RRU耗電量 80W 1.67A，需電池后備時間 4 小時。根據(jù)計算，采用鉛酸蓄電池的配置如下：無線設(shè)備配置安裝地點電流（A）時間（h）容量 （Ah）標稱電壓建議鉛酸 電池配置12 個載頻（ 46A）城鎮(zhèn)505423.9148V500Ah*1 或 200Ah*212 個載頻（ 46A）山區(qū)507554.8448V300Ah*236個載頻 (130A)市區(qū)1343796.9548V500Ah*236個載頻 (130A)城鎮(zhèn)13451133.7148V600Ah*245 個載頻（ 160A）市區(qū)1643975.1548V500Ah*2TD宏基站或信源市區(qū)483286.1148V150Ah*2TD

6、宏基站或信源城鎮(zhèn)485407.0148V200Ah*2RRU*1市區(qū)1.66514.0848V50Ah*1RRU*3市區(qū)5542.2548V50Ah*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 通信負荷運行 5h為例，進行選型及投資比較。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 放電時間 （h） 及終止電壓（ 2.6V）雷天300Ah時間 （h）114.301.951.050.33電流（A）3075165300900容量 (Ah)330323321316296放電率0.10C0.

7、25C0.55C1C3C佳貝思時間 （h）12.654.942.181.150.33電流（A）2050110200600200Ah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 放電時間、終止電壓、放電電流時間(h)0.5123510終止電壓1.75V1.8V1.8V1.8V1.8V1.8V200Ah電流(A)179110685335.620.7300Ah電流(A)2681661018053.431.1400Ah電流(A)35822113510671.241.4500Ah電流(A)44727

8、616913389.051.8暫不考慮環(huán)境溫度對鉛酸蓄電池容量的影響，查表可知：通信負荷放電時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(kg/m2)1鐵鋰電3.2V/200Ah*16單層單 列880*360*2501304092池雙層單 列440*360*5001308183鐵鋰電3.2V/300Ah*16單層單 列880*360*3061544854池雙層單 列440*360*6121549705鉛

9、酸電2V/300Ah*24單層雙 列1488*362*36557610696池雙層雙 列744*362*7305762139在基站使用鐵鋰電池有以下幾方面優(yōu)點：? 容量小：鐵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 ，需要對鉛 酸電池單獨配置保溫箱，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*

10、250 ， 重量 8.1kg ；3.2V/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 5

11、9%，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 鉛酸電池價格約 8640 元（集采價： 1.2 元 /2V.Ah ），1 組 48V/200Ah 鐵鋰電池價格約 25600 元（市場價： 8 元 /3.2V.Ah ），1 組電池保溫箱價格約 10000萬元， 1組鐵鋰電池（不需保 溫箱）價格是 1 組鉛酸電池（含保溫箱）的 1.37 倍。當磷酸鐵鋰電池 價格降至 6 元/3.2V.Ah 時， 1 組鐵鋰電池（不需保溫箱）價格是 1.92 萬元，兩者費用基本相等。另外，機房面積

12、減少、重量減少可以降低機 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鉛酸電池（含保溫箱）鉛酸電池 （不 含保溫箱）鐵鋰電池市場價格鐵鋰電池預(yù)期價格鐵鋰電池市場價格鐵鋰電池預(yù)期價格備注單體容量（Ah)300300300300200200總只數(shù)（只）242416161616單體價格 （元 / 單體 VAh）1.21.28686電池費用 （ 萬元）0.860.863.842.882.561.92保溫箱費用 （萬元 ）1.00耗電量 （kW）0.402.503P柜機耗電量 2.5kW年空調(diào)電費 （萬元 ）0.352.191 元 /

13、kwh占用 面積 （m2）0.270.270.160.160.160.16均雙層雙列安裝機房成本（ 萬元 ）0.030.030.020.020.020.021000 元 /m23 年總投資 （萬元 ）2.947.463.862.902.581.94表 2 五年期投資比較表比較項鉛酸電池 （含保溫 箱）鉛酸電池 （不 含保溫箱）鐵鋰電池 市場價格鐵鋰電池預(yù) 期價格鐵鋰電池 市場價格鐵鋰電池 預(yù)期價格備注單體容量（ Ah）300300300300200200總只數(shù)（只）242416161616單體價格 （元 / 單體 VAh）1.21.28686電池費用 （ 萬元 ）0.860.863.842.8

14、82.561.92保溫箱費用 （萬元 ）1.00耗電量 （kW）0.402.503P 柜機耗電量2.5kW年空調(diào)電費 （萬元 ）0.352.191 元 /kwh占用機房面積 (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 /m2更換電池費用 （ 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，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，給安裝和維護都帶來極 大

15、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 -20 60，適用于無機房、無空調(diào)、環(huán)境溫度在零度以上的 室外站。? 其他運行商經(jīng)驗：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該種電池放電容量 的影響較小，特別是短時大電流放電特性優(yōu)。以下將針對交換局UPS容量、后備時間進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。單機放電時間 0.5 小時或

16、1 小時。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運行 0.5h 為例，進行選型及投資比較。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 放電時間 (h) 及終止電壓( 2.6V)時間 (h)114.301.951.050.33雷天300Ah電流(A)3075165300900容量 (Ah)330323321316296放電率0.10C0.25C0.55C1C3C佳貝 思 200Ah時間 (h)

17、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 放電時間、終止電壓、放電電流時間 (h)0.5123510終止電壓1.75V1.8V1.8V1.8V1.8V1.8V500Ah電流 (A)46428017513992.053.8600Ah電流 (A)557336210167110.464.6800Ah電流 (A)742448280222147.286.11000Ah電流 (A)928560350278184.0107

18、.61500Ah電流 (A)1430883541426284.8165.82000Ah電流 (A)17881104676532356.0207.23000Ah電流 (A)268216561014798534.0310.8暫不考慮環(huán)境溫度對鉛酸蓄電池容量的影響，查表可知：通信負荷放電時間鉛酸電池鐵鋰電池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(kg/m2)1鐵鋰電池3.2V/200Ah*124雙層雙列1705*720*5001

19、0048182四層雙列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：? 容量小：鐵鋰電池放電容量受不同放電率的影響不如鉛酸電池明顯，短時大電流放電特性優(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，更容易實現(xiàn)分散供電方式。? 維護水平高：磷酸鐵鋰電池組具有針對電池單體的蓄電池管理系統(tǒng)，對 每只電池單體進行檢測和充電管理，實時檢測電池單體的電壓，控