蓄电池品种选择随着蓄电池技术的不时进步和改造，越来越多的蓄电池技术被尝在数据中心，飞轮、超级电容、氢燃料、液流电池等等技术也被越来越多提及和尝试。但是，目前可以稳定牢靠应用于数据中心的蓄电池技术，并具备完好应用经历、取得行业认可的仍以铅酸蓄电池为主；随着近年来锂电技术的不时完善和打破、以及本钱的持续降落，其在数据中心的应用也逐步取得了广阔从业人员的分歧认同，并逐渐成为铅酸蓄电池之外的另一种普遍应用于数据中心的蓄电池技术。铅酸蓄电池铅酸蓄电池自1859年问世以来，经过一百多年的开展和优化，凭仗其低廉的价钱、原资料易于取得、有充沛的的运用牢靠性以及适用于大电流及普遍的环境温度范围等优点，不只在数据中心，以至在整个电池行业，不断占领着的主力位置。铅酸蓄电池普通由壳体、极板和隔板及其衔接件等组成，壳体用于盛放电解液和支撑极板群；极板分为正极板和负极板，由正负极活性物质和导电板栅组成；隔板由多孔资料组成，用于正负极板之间的绝缘，并为电解液和电子自在经过提供通道。

适用范围

适用于数据中心设计、建立施工和日常运维中触及到蓄电池系统的相关工作环节；适用于数据中心相关的管理人员、建立施工人员、工程技术人员、运维人员、系统集成商、产品制造商等。1.3 参考规范《数据中心设计标准》（GB50174-2017）《通讯局站防雷与接地工程设计标准》（GB 50689-2011）《塑料 熄灭性能的测定 程度法和垂直法》（GB/T 2408-2008）《固定型阀控式铅酸蓄电池 第 2 局部：产品种类和规格》（GB/T 19638.2-2014）《电工用铜线坯》（GB/T 3952-2016）《铅锭》（GB/T 469-2013）《电力储能用锂离子电池》 （GB/T 36276-2018）《铅酸蓄电池用电解液》 (GB/T 10052-2010)《铅酸蓄电池用水》（GB/T 10053-2010）《通讯电源设备装置工程设计标准》(YD T 5040-2005)《通讯用高倍率阀控式密封铅酸蓄电池》(YDT3427-2018)《通讯用阀控式密封铅酸蓄电池》（YD/T 799-2010）《通讯用阀控式密封胶体蓄电池》（YD/T 1360-2005）《通讯用后备式锂离子电池组》（YDB 032-2009）《铅蓄电池行业标准条件（2015 年本）》《铅蓄电池行业标准公告管理方法（2015 年本）》《通讯用电源设备抗地震性能检测标准》（YD/T 5096-2016）

– Safety requirements for secondary lithium cells and batteries,for use in industrial applications> （IEC62619-2017）

蓄电池系统蓄电池系统作为数据中心不连续电源系统中***一道，其设计的合理性和适配性直接决议着整个不连续电源系统的牢靠性和平安性。3.1 蓄电池品种选择随着蓄电池技术的不时进步和改造，越来越多的蓄电池技术被尝在数据中心，飞轮、超级电容、氢燃料、液流电池等等技术也被越来越多提及和尝试。但是，目前可以稳定牢靠应用于数据中心的蓄电池技术，并具备完好应用经历、取得行业认可的仍以铅酸蓄电池为主；随着近年来锂电技术的不时完善和打破、以及本钱的持续降落，其在数据中心的应用也逐步取得了广阔从业人员的分歧认同，并逐渐成为铅酸蓄电池之外的另一种普遍应用于数据中心的蓄电池技术。铅酸蓄电池铅酸蓄电池自 1859 年问世以来，经过一百多年的开展和优化，凭仗其低廉的价钱、原资料易于取得、有充沛的的运用牢靠性以及适用于大电流及普遍的环境温度范围等优点，不只在数据中心，以至在整个电池行业，不断占领着的主力位置。铅酸蓄电池普通由壳体、极板和隔板及其衔接件等组成，壳体用于盛放电解液和支撑极板群；极板分为正极板和负极板，由正负极活性物质和导电板栅组成；隔板由多孔资料组成，用于正负极板之间的绝缘，并为电解液和电子自在经过提供通道正极：负极：充电时将电能转化成化学能在电池内贮存起来，放电时将化学能转化为电能供应外系统。其充电和放电过程经过电化学反响完成，参见上述电化学反响式。铅酸蓄电池具有良好的电性能和丰厚的应用经历，其相对较高的工作电压、宽广的运用温度、相对较好的上下倍率放电性能、丰厚的原资料来源、低廉的价格使其成为目前数据中心应用最多的蓄电池品种；但较低的能量密度，使其空间占有率过大，并且请求建筑物具有较高的承重设计，也为数据中心行业带来***的不便；加之

铅酸蓄电池较短的循环寿命，在数据中心全生命周期内常常会停止屡次蓄电池系统改换，这给数据中心运转形成了***的搅扰；同时，由于铅的重金属特性，在消费过程中不管对从业人员或是环境都有一定的毁坏，随着环保理念的提高和新型电池技术的进步和完善，各国的铅酸蓄电池开展都趋于萎缩。锂离子电池自 1991 年，日本 SONY 公司推出***锂离子电池以来，锂离子电池曾经经过了二十九年的开展进程，随着研讨的深化和技术改造，锂离子电池凭仗其优良的性能，备受各行各业喜爱。数据中心对锂离子电池的应用探究开端于 2015 年前后，锂离子电池凭仗其高能量密度、长循环寿命等铅酸蓄电池不具备的优势，正在逐步成为数据中心行业蓄电池系统新的主流配置，随着铅酸蓄电池***的快速降落，锂离子电池的应用将急剧增加，能够预测将来三到五年内，在数据中心行业，锂离子电池市场份额将接近或超越铅酸蓄电池，锂离子电池将来占据数据中心行业将来主导曾经是行业共识。SENRY三瑞6FM150Z-X深循环阀控式蓄电池风力发电储能

锂离子电池特性主要取决于其正极“阴极”资料品种，不同的正极资料种类使锂离子电池具有完整不同的电池特性，在电性能、平安性等方面差别明显。目前，应用最普遍、投入研发资源最多的锂离子电池为磷酸铁锂离子电池“简称LFP”和三元锂离子电池“以镍钴锰最为普遍，简称 NCM”，此外还有以钴酸锂为正极资料的钴酸锂离子电池、以锰酸锂为正极资料的锰酸锂离子电池、以镍钴铝混合资料为正常的 NCA 三元锂离子电池以及以钛酸锂为负极、石墨为正极的钛酸锂离子电池等等。本白皮书重点讨论磷酸铁锂离子电池和 NCM 三元锂离子电池。下表简单比照了磷酸铁锂离子电池和两种三元锂离子电池各自的特性：表 1：三种常见锂离子电池性能比照类型 磷酸铁锂电池 镍钴锰三元锂电池 镍钴铝三元锂电池简介 正极资料由磷酸铁锂及添加剂组成正极资料由镍钴锰三种资料依照一定比例组合而成，常见的比例有 NCM111、523、622、811 等正极资料有镍钴铝三种资料组合而成，以铝代锰，是将镍钴锰酸锂经过离子掺杂和外表包覆停止改性，以加强稳定性和循环性能。常见摩尔配比为 8:1.5:0.5 消费厂家雄韬、双登、南都、比亚迪宁德时期、比亚迪、松下、LG 化学、三星SDI 等松下、LG、三星、AESC 等能量密度 120~180wh/kg 160~280wh/kg 230~300wh/kg热效应具有稳定的微观结构， 

热 稳 定 性 强，需求较强的能量才干使正极资料合成，分解温度七百度以上，合成过程为化合物分解，不会产生氧气二维层状构造，稳定性相对磷酸铁锂差。热稳定性随着充电截止电压的进步而降落；镍含量越高，热稳定性越差。合成过程中会产生氧气二维层状构造，热失控典型温度比 NCM ***，且充放电过程中会严重产氧，在使用过程中需求严厉控制充放电制度和温度类型 磷酸铁锂电池 镍钴锰三元锂电池 镍钴铝三元锂电池BMS对 于 BMS 依 赖 相 对较低，但仍需求契合其特性的参数设置和管控，由于充放电末期存在大幅度的电压漂移，参数设置不合理容易由单体维护促使系统宕机对 BMS 依赖较高，需要严厉控制各项参数，同时对 BMS 本身稳定性请求较高，以确保整个系统的平安性，特别是温度由于其热稳定性较 NCM 更差，所以需求 BMS 更多的介入系统工作，需求严厉管控充放电过程的电压、电流和温度等本钱由于其能量密度相对其他类型锂离子电池而言***，招致单位本钱相对偏高，不过由于其原资料的可获得性更好，价钱连年降低，目前单位价钱曾经持平或略低于三元锂离子电池进步镍含量能够有效进步 NCM 的比容量，比容量越高，其单位本钱会越低，但是随着用量的增加，且原资料的可取得性较差，其价钱上升曾经不可防止由于铝较难堆积，且 NCA 锂离子电池消费过程中需求严格控制在较低的湿度，因而本钱高于 NCM 锂离子电池工艺请求关于消费过程请求相对宽松高镍 NCM 资料的性能和构造与制备工艺紧密相关，不同制备过程与条件直接影响产品的最终构造和性能消费全程中需严厉控制湿度在 10%RH 以内循环寿命 3000 次 2000 次 1500 次衰减水平正常充放电过程中，产气较少，且磷酸铁锂本身构造稳定，随着运用的停止，整体衰减水平相对较小由于 NCM 二次颗粒内部产生裂纹，招致部分一次颗粒与主颗粒之间别离，招致接触阻抗增加，从而惹起极化增大招致电池的放电容量降落充放电过程中严重，易招致电池鼓胀变形、寿命降落同铅酸蓄电池一样，锂离子电池普通也由壳体、极片、

隔阂及其他衔接部件和平安部件组成。其中壳体用于盛放电解液和支撑极片群；极片分为正极片和负极板，由阴阳极活性物质和导电金属箔组成；隔板由多孔资料组成，用于正负极板之间的绝缘，并为电解液和锂离子自在经过提供通道。不同于铅酸蓄电池的是，锂离子电池产生电流的根本离子不是电子，而是锂离子；锂离子经过在阴阳极活性物质中脱嵌和嵌入，并在电解液中挪动来产生电流。下图是锂离子电池在充放电过程中，锂离子的动作轨迹表示图：充电时，锂离子从正极活性物质中脱嵌，经过电解质和隔阂，嵌入负极活性物质，此时负极处于富锂状态；放电过程相反。以下以常见的磷酸铁锂离子电池为例，简述一下在充放电过程中，锂离子电池正负极活性物质的变化状况。SENRY三瑞6FM150Z-X深循环阀控式蓄电池风力发电储能

正极反响：放电时锂离子嵌入，充电时锂离子脱嵌。

充电：LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe-

放电：Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4

负极反响：放电时锂离子脱嵌，充电时锂离子嵌入。

充电：xLi+ + xe- + 6C → LixC6

放电：LixC6 → xLi+ + xe- + 6C

锂离子电池以其高的工作电压平台、高比能量、自放电小、循环寿命长、重量轻、体积小等优势，正在各个范畴加速取代铅酸蓄电池，成为新型蓄电池的和主流。但是受限于其本身特性，锂离子电池的平安性不断是各范畴重点关注的，其必需搭配完好的 BMS 管理系统运用，以确保其平安性，BMS 管理系统的牢靠度和性，大大的限制了锂离子普遍应用于一些对平安性请求极高的范畴。3.2 蓄电池系统设计与选型作为数据中心不连续电源系统中的中心系统，如何选择合适的蓄电池品种和容量，是整个蓄电池系统工作中的重中之重。此外，除蓄电池的品种选择和容量计算之外，在整个蓄电池系统设计中，需求的思索的方面还有很多，包括蓄电池柜（架）设计、蓄电池衔接件及布线设计、直流开关箱(柜) 设计等等，本章重点论述蓄电池品种选择和容量选型计算。品种选择选择合适的蓄电池，关于数据中心不连续电源系统尤为重要。当下，能够作为数据中心用的蓄电池品种曾经不只仅只局限于传统的铅酸蓄电池了，不只备受蓄电池行业关注的锂离子电池，还有飞轮、超级电容、氢燃料电池、液流电池等等都在被逐一讨论和尝于数据中心蓄电池系统，以为将来的数据中心蓄电池系统提供愈加丰厚和宽广的选择。不过现阶段而言，铅酸蓄电池仍是数据中心蓄电池系统的主流选择，是绝大多数数据中心的蓄电池品种；其次，锂离子电池正在以简直不可逆转的态势逐渐取代铅酸蓄电池在数据中心的位置，在欧美地域和其他地域相对狭窄的国度及地域曾经开端大范围应用于数据中心机房，局部国度和地域在新的数据中心设计时已明白运用锂离子电池；其他各种蓄电池技术也在逐渐开端考证其在数据中心应用的可行性，略微有大规模应用案例和经历。容量计算蓄电池作为不连续电源系统的重要组成局部，其选型设计受限于负载大小和电源安装限制，