鐵電池UPS——UPS行業的鋼鐵動力

    摘要：金融、通信、交通行業行業的高速發展帶動了UPS行業一直持續穩步的增長，UPS技術也不斷的發生著變革，單機冗余并機、雙總線冗余并機、三總線冗余并機、單機模塊化UPS、發展智能的監控與管理、直流UPS等，UPS的新技術層出不窮，但在電池方面UPS還未突破鉛酸電池的束縛。據行業專家透露，2010年國際金融展上曾有一款名為IRON 6K的UPS，因其搭載的電池不是傳統鉛酸電池，而是一種名為鐵電池的新型動力電池，專家組最后一致認定該款產品為“最具潛力獎”。 

    1          傳統UPS鉛酸電池存在的問題

    蓄電池是1859年由法國人普蘭特(Plante)發明的，至今已有一百多年的歷史。鉛酸蓄電池自發明后，在化學電源中一直占有絕對優勢。這是因為其價格低廉、原材料易于獲得。但是到了21世紀，鉛酸電池行業的技術門檻越來越低，市場上品牌泛濫，技術停滯不前，長此以往勢必會影響電源產業以及新能源行業的發展。

    與次形成鮮明對比的是，隨著金融和電信兩大重點行業的高速發展帶動了UPS行業一直持續穩步的增長，UPS技術也不斷的發生著變革，單機冗余并機、雙總線冗余并機、三總線冗余并機、單機模塊化UPS、發展智能的監控與管理、直流UPS等，UPS的新技術層出不窮，但在電池方面UPS還未突破鉛酸電池的束縛。

    鉛酸電池在UPS應用中主要存在以下問題：

    1.1         壽命問題：

    1.1.1  鉛酸電池對環境溫度要求較高，工作環境一般要求在20℃-25℃之間，低于15℃時，其放電容量下降，溫度每降低1℃，其容量下降1%，而溫度過高（大于30℃）其壽命就會成倍縮短；

    1.1.2  要防止鉛酸電池深度放電，深度放電會造成鉛酸電池內阻增大或充電電壓過低，從而導致降低甚至失去充電能力，對于鉛酸電池來講放電程度越深，循環壽命越短；

    1.1.3  要避免大電流充放電，對于鉛酸電池來說標準充電電流為0.2C，如果過大則會造成電池極板膨脹變形，使得極板活性物質脫落，內阻增大，容量下降，壽命縮短；

    1.1.4  對于不經常停電的地區，建議用戶每隔三個月對UPS進行一次人為的斷電，讓UPS電源在逆變狀態下工作一段時間，防止電解液沉淀，以便讓蓄電池維持良好的充放電特性，延長使用壽命；

    1.2         安全問題

    近年來，由蓄電池漏液、高溫性能差、維護不到位、負極析出氫氣等原因引起的火災層出不窮，機房著火、系統崩潰、業務中斷、數據丟失…… 帶來的損失難以估量，也給鉛酸蓄電池的UPS系統行業帶來了巨大的挑戰！

    案例一：

    2005年5月，某省網通分公司一接入網機房發生火災事故，燒毀蓄電池組及其附近的電纜、入戶木門、空調等物品，造成該接入網實裝機465戶及數據20線的通信全部中斷(用戶主要為企業用戶)。故障歷時17小時35分。

    原因：機房中的蓄電池組正常維護巡檢不到位，未能嚴格按規程要求落實檢查、檢測，致使不能及時發現并排除蓄電池故障和安全隱患電池故障引起高溫，長時間的持續高溫引燃蓄電池ABS塑料外殼，導致火災發生。

圖一 鉛酸電池引起的機房火災事故

    案例二：

    2010年6月24日凌晨、天津某公司新大路與中山路交口附近一家公司機房著火，整個機房內幾乎全被火苗和濃煙覆蓋、設備被燒毀。

    事故原因：消防人員分析事故原因是蓄電池因漏液短路引起自燃。

    1.3         空間問題

    鉛酸電池受自身固有特性限制，備電配置原則通常為DOD30-50%，導致在典型的室內IDC機房中需要的鉛酸電池容量巨大，2-4組的電池占地面積巨大，而且機房承建單位通常會考慮到安全問題而要求用戶建立單獨的電池組機房，空間利用率很低，用戶承擔了巨大了電池房建設成本和額外的空調配置費用，造成了用戶使用成本的巨大浪費！ 

圖二 典型數據機房平面簡圖

    2          鐵電池優勢分析

    比亞迪公司是國內最大也是最早做鋰電池的廠家，據悉，該公司推出的電動汽車F3DM、E6上的電池就是鐵電池。鐵電池究竟有哪些顯著特點呢？