自1859年法國物理學家賈斯頓?普蘭特發明了可充電的鉛酸電池，到鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰電池及燃料電池的先后問世，新型材料的大量涌現及應用讓電池性能有了長足進步。電池正負極材料或電解液每一次更新改良都會讓電池的整體性能有一定的提升。電池的發展方向一直在追求高容量、高功率、高穩定性、低污染、超長的使用壽命，隨著性能的不斷提升，其應用領域也在不斷擴大。

用電設備小型化催生新型電池

按照電解液的性質不同，蓄電池可以分為酸性電池和堿性電池兩種。酸性電池主要以鉛酸蓄電池為主，電極為鉛，電解液為硫酸溶液。鉛酸蓄電池具有容量大、可靠性高、大電流放電性能優越、應用溫度范圍寬泛及性價比高等優點，是目前應用范圍最為廣泛的二次電池，占據了二次電池70%以上的市場份額，主要應用于備用電源、電動自行車和汽車啟動等。堿性電池主要有鎘鎳蓄電池、鐵鎳蓄電池等，其電解液為氫氧化鈉和氫氧化鉀等。主要可用作自動化控制、儀器儀表等電子設備的直流電源。

隨著*技術的不斷發展，用電設備趨于高度集成化、智能化、輕小型化，以及傳統的蓄電池逐步呈現出體積大、對環境溫度要求苛刻等劣勢，對備用電源的比能量、工作的溫度范圍等提出了更高的要求。近年來，蓄電池家族出現了集眾多優點于一身的新型電池，磷酸鐵鋰電池和燃料電池就是新型電池的典型代表。

　　自備電源的供電方式

室內分布系統電源是指專門為室內分布系統用電設備（BBU、RRU及監控設備）供給電能的獨立電源。

自備備用電源一般采用自備柴油發電機組、蓄電池組、不間斷電源裝置（UPS）、應急電源裝置（EPS）等。由于用電設備允許中斷供電的時間不同，對自備備用電源的選擇也不同。

逆變電源后備式供電：原中國聯通CDMA網絡大量采用逆變電源后備式供電方式。長期運行的結果證明，所采用的逆變電源后備式供電方案存在可靠性較低、維護頻率較高的缺點。若采用逆變電源后備式供電方案，可考慮采用帶有冗余模塊化的逆變電源后備式供電設備，從而提高整體供電的可靠性，減少運行維護的成本。

UPS供電：UPS是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要元件，穩壓穩頻輸出的電源保護設備。UPS供電方案的優勢在于，具備相對穩定的后備時間，容易實現較遠距離的交流供電。

UPS的劣勢也較為明顯。如果把UPS設備放置到運行環境較為惡劣的用戶側設備間（如豎井、電梯間甚至是地下室），運行環境的惡劣以及市電的“電源污染”會造成UPS工作壽命的大為縮短；小型UPS電池管理較弱，會減少電池的使用壽命；部分機架式設備，為了縮小設備體積，大量使用強制風冷來提高輸出功率密度，運行過程中噪聲較大，容易造成業主投訴，給建站以及今后的運行維護工作增加了難度。

壁掛式開關電源供電：使用小型UPS可解決后備供電問題，但其輸出效率通常只有80%左右，整個供電環節由UPS通過AC->DC->AC，轉換過程多、能效損失大，20%左右的能量變為熱量白白消耗掉；若小型UPS考慮冗余備份，只能采用雙機或多機并聯冗余，不能實現模塊化的備份冗余，而開關電源具備模塊化冗余備份、轉化效率高的特點。同時，開關電源可以實現精確的均浮充控制和溫度補償功能，能有效地提供蓄電池的綜合管理功能。

磷酸鐵鋰電池成重要方向

磷酸鐵鋰電池與傳統鉛酸電池相比優勢主要體現在以下幾個方面。

1）高能量密度，磷酸鐵鋰電池的體積及重量只有同容量鉛酸電池的三分之一左右。

2）單只磷酸鐵鋰電池理想條件下循環壽命能達3000次，大大優于鉛酸電池（循環使用次數500次）。

3）溫度性能良好，尤其是高溫性能突出。磷酸鐵鋰電池的工作范圍可達-20℃~60℃，可長時間在高溫狀態下工作而不影響電池壽命。

4）功率性能好。在不影響電池容量的前提下，磷酸鐵鋰電池可滿足大電流充放電需要，解決了傳統鉛酸電池大電流放電時電池容量損失過大的問題。在相同容量的情況下，磷酸鐵鋰電池大電流輸出能量大概是鉛酸電池的兩倍。若用磷酸鐵鋰電池取代鉛酸電池應用于功率型備電的UPS，其容量將減少50%。

5）高安全性。在針刺、擠壓、短路、過沖等惡劣條件下仍然安全，無變形，容量保持率極高。

6）清潔環保，磷酸鐵鋰材料不含任何重金屬與稀有金屬，無論在生產和使用過程中都不會對環境造成污染，避免了傳統電池對環境的污染。

磷酸鐵鋰作為鋰電池正極材料，是目前最安全的鋰離子電池正極材料，雖然振實密度低、電壓平臺低，但由于正極材料安全穩定，使其在擠壓、過充、短路等濫用條件下依然安全，由于其安全穩定性，磷酸鐵鋰電池已經成為鋰離子動力電池的重要發展方向。

　　燃料電池具備綜合成本優勢

與傳統鉛酸電池相比，燃料電池也具有很大優勢。

1）適應環境溫度范圍廣，在-15℃～45℃的范圍內都可以保持性能穩定。

2）工作平穩，輸出電壓穩定，不會像鉛酸電池在其供電過程中電壓一直在降低。

3）重量輕，不需特殊的承重處理。

4）占地面積小，安置位置靈活，可安置在室外，大大節約了空間。5）抗自然災害能力較強，只要保證氫氣的供應就可持續供電。

6）電池的設計壽命（累計使用時間/累計開關次數/儲藏壽命）超長，而不像鉛酸電池隔幾年就要進行更換。

7）安全性高，燃料電池可實現遠程監控。

目前，燃料電池采購成本比鉛酸電池要高，但在大批量生產的前提下，綜合考慮場地改造、維護費用和使用壽命等因素，燃料電池的成本要比鉛酸電池低。

作為備用電源的重要組成部分，蓄電池組性能的好壞直接影響整個供電系統的可靠性。甚至可以說，后備電源是電源系統安全運行的最后防線。新型電池的商用，為室內分布系統工程后備式蓄電池組的應用提供了新的方式。同時，隨著新型電池自身性能的不斷提高、生產成本的不斷下降，其在室內分布系統工程的應用前景將逐漸明朗清晰。

編輯：Harris

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