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數據中心運營商如何選擇合適的蓄電池?
發布时间:2019-02-28 11:39:51
關鍵詞:锂電池 鉛蓄電池

數據中心運營商如何選擇合適的蓄電池?


對于數據中心運營商來說,並沒有一個“最佳”的蓄電池技术。每种蓄電池都有自己的优点和缺点,而运营商应该选择根据自己的要求选择最适合的蓄電池产品。


铅酸電池


如今,铅酸電池仍然很受欢迎,因为它们在可靠性方面有着久经考验的记录。对于大规模应用来说,它们是最经济的选择,具有出色的性能和效率、内部阻抗低,对不当处理的耐受性高,采购成本高。


铅酸蓄電池使用的电解液包括水和硫酸,以及由海绵铅(负极)和氧化铅(阳极)组成的极板。主要的铅酸蓄電池電池类型是阀控铅酸電池(VRLA),也称为“密封”或“免维护”蓄電池。


阀控铅酸電池(VRLA)是密封的,但有一个阀门,可以将内部积聚的气体排放到大气中。通常不需要直接维护,不需要加水,因为充电过程中释放的氢气会在内部与氧气重新结合形成水。市场上主要有两种阀控铅酸電池(VRLA),其区别在于电解质混合物:玻璃微纤维隔板(AGM)電池的电解质保持在高度多孔的微纤维玻璃隔板中;而凝胶電池的电解质凝胶由硫酸和二氧化硅的混合物组成。


UPS电源通常使用AGM类型的密封阀控铅酸電池(VRLA),因为它具有较低的内阻,较高的比功率和效率,较低的自放电率和较低的采购成本。玻璃微纤维隔板(AGM)電池的充电速度更快,可以提供短时间的大电流。


富液式铅酸蓄電池的极板浸没在酸性电解质中。由没有密封,因此在运行过程中产生的氢气会直接排放到环境中,其通风系统必须比密封阀控铅酸電池(VRLA)更强大。在大多数情况下,電池组容纳在专用房间中。富液式铅酸蓄電池必须保持直立操作,并且需要人工加满水位。


与密封阀控铅酸電池(VRLA)相比,它们具有更长的使用寿命和更高的可靠性。铅酸蓄電池電池室必须保持在合理恒定的温度(20-25°C),以避免缩短使用寿命,甚至造成损坏。


锂离子電池


在锂离子電池中,“阴极”通常是一种金属氧化物,而阳极通常是多孔碳石墨。两者都浸在由锂盐和有机溶剂制成的液体电解质中。


锂离子電池的种类繁多,可以简化为六种:锂钴氧化物(LCO)、锂锰氧化物(LMO)、锂锰钴氧化物(NMC)、磷酸铁锂(LFP)、镍钴氧化铝(NCA)、锂钛氧化物(LTO)。在这些電池之间的选择取决于几个因素,并且不可能進行精確比較,因爲諸如機械,單元尺寸和活性材料混合等許多方面在性能中起重要作用。


在数据中心环境中,锂离子電池正成为越来越具有吸引力为替代铅酸蓄電池的方案,其中电源可用性绝对是最为优先考虑的因素,锂离子電池提供比铅酸蓄電池解决方案更高的可靠性。不仅每块单独的電池本身更安全和稳定,而且每个電池模块都有一个电子控制器,可以持续检查電池是否有任何性能变化迹象。


每块電池的温度、电流、电压和充电状态均在机柜级别进行监控,可以清楚地了解当前電池状态,并预测未来的运行时间和性能。锂离子電池可以比铅酸蓄電池更快地充电,提供比铅酸電池更多的放电/再充电循环,并提供更高的功率密度和效率,尤其是在高放电率下。这消除了電池的过度使用,同时减少了電池安装所需的空间。虽然铅酸電池初始购买价格较低,但锂离子電池的使用寿命至少是规格相同的铅酸電池的两倍,因此降低了整体投资成本。也降低了与電池拆卸和更换相关的人工成本。锂离子電池产生的废热更少,从而降低了冷却成本,并减少了碳足迹。


镍镉電池


镍镉電池电极包括氢氧化镍(正极板)和氢氧化镉(负极板)。镍镉電池具有很长的工作寿命(长达20年),可以应对极端温度(-20°C至40°C)。它们还具有较高的循环寿命,对深放电有良好的耐受性。其他好处与低内阻有关,它提供高功率密度和快速充电能力。镍镉電池可提供较长的存储时间,并提供高度保护,可以防止不当处理。


然而,镍镉電池的成本远高于传统的密封阀控铅酸電池(VRLA)。此外,由于镍和镉都是有毒的,電池处理/回收过程成本高昂。镍镉電池还需要以加水的方式进行维护,特别是在高循环应用中,或在某些充电方法的高充电率下。


稿件来源: UPS应用
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