1、 收稿日期：作者簡介：陳建煌（），男，福建莆田人，通信工程中級工程師，主要從事通信配套規劃、建設工作。： 運營探討淺析新型磷酸鐵鋰電池在移動網基站中的應用陳建煌（中國聯通莆田市分公司，福建莆田）摘要：作為一種新型環保電池，磷酸鐵鋰電池體積較小、重量較輕，對溫度的適應性較強，安全性好，壽命較長，且能量密度較高，環保無毒無污染。文章介紹了磷酸鐵鋰電池的結構和工作原理，分析了在移動基站應用中，它與傳統的鉛酸蓄電池相比所具有的優勢。關鍵詞：新型；磷酸鐵鋰；電池；應用（，）：，：；由于我國電力行業發展不均衡，部分地區用電緊張。這導致有些基站閥控密封鉛酸蓄電池充放電次數增加，直接影響電池的性能和使用壽命，

2、增加維護成本。磷酸鐵鋰電池應運而生，它使用磷酸鐵鋰作為正極材料，又可稱為鐵鋰電池或鐵電池。磷酸鐵鋰電池對溫度的適應性較強、安全性好、壽命較長，且能量密度較高，環保無毒無污染，相較于傳統的鉛酸蓄電池來說具有絕對的優勢。起初鋰離子電池主要用于便攜式電子設備、電動工具中，隨著技術的發展，通信、國家電網以及電動汽車等多行業的電力供應，鋰離子電池所占比例越來越大。通信電源行業要實現節能減排的目標，就需要更大容量的鋰離子電池，因此，逐步出現了通信用磷酸鐵鋰電池。本文簡要分析磷酸鐵鋰電池在移動基站中的應用。磷酸鐵鋰蓄電池的結構磷酸鐵鋰蓄電池是由正負極板、隔膜、電解液、極耳和鋁塑膜組成。其中正負極板是電化學反

3、應的區域。鋰離子電池的正極材料有很多種：錳酸鋰、鈷酸鋰、鎳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料等，是通過粘結劑附著在鋁箔上，從而為電池充放電提供鋰離子。負極主要為石墨材料，是通過粘結劑附著在銅箔上，從而為電池的充電提供空隙，接收嵌入的鋰離子。為離子提供傳輸通道的是隔膜和電解液，電解液的電解質是六氟磷酸鋰，而極耳則是在電池導電時所使用。磷酸鐵鋰電池的工作原理當電池開始充電時，磷酸鐵鋰材料中的鋰離子便會從正極板材料中脫出，到達晶體表面，在借助電場力的推動下，鋰離子再經電解液，逐步穿過隔膜，遷移到石墨晶體的表面，最終嵌入到負極的石墨材料中。與此同時，電池中的電子將先通過正極鋁箔，再依次通過極耳電池極柱負載負極極

4、柱負極耳負極的銅箔電極，最終到達石墨負極從而使負極的電荷達到平衡。電池放電時原理則相反。由此可見，從材料的原理上來講，磷酸鐵鋰電池其實就是鋰離子在充電過程中的一種嵌入、脫嵌的過程。磷酸鐵鋰電池的優點與鉛酸蓄電池相比，磷酸鐵鋰電池具有以下優點。（）壽命較長圖為磷酸鐵鋰電池組循環次數放電深度關系曲線，可以看到，在常溫下充電和放電，磷酸鐵鋰電池在經歷兩千次循環之后，其容量減少量可控制在內，循環壽命可達到三千次以上。而鉛酸電池在常溫下循環次，容量只剩余。圖磷酸鐵鋰電池組循環次數放電深度曲線（）高、低溫性能較好磷酸鐵鋰電池在外部溫度時，電池仍能夠正常工作。耐高溫這一特點將會大大延長戶外基站電池的壽命，節

5、約了電池更換和維護的成本，使系統更加可靠。圖為兩種電池溫度特性對比。·· 圖兩種電池溫度特性對比高溫是影響鉛酸蓄電池使用壽命的主要因素之一。鉛酸蓄電池在高溫狀態下，隨著溫度的上升，電池循環壽命迅速下降。特別是室外型移動網基站，一體化機柜幾乎是密封的，夏天南方的氣溫比較高，機柜在太陽直射再加上設備散熱機柜內溫度比較高，筆者測試過，在左右；傳統的鉛酸電池存在外觀鼓起、爬酸、漏液的現象；所以，每年夏天基站更換電池的頻率就高。磷酸鐵鋰電池高溫性能明顯優于鉛酸蓄電池，在的溫度狀態下電池循環壽命仍然在以上。從年莆田聯通公司部分基站使用磷酸鐵鋰電池代替傳統的鉛酸蓄電池后，獲得很好的效果

6、。圖磷酸鐵鋰電池在不同溫度下以放電時電池容量保持率如圖所示，磷酸鐵鋰電池低溫放電容量保持率明顯優于鉛酸電池，磷酸鐵鋰電池特別適合北方一些區域在低溫環境下的使用。（）安全性較強磷酸鐵鋰電池正極材料電化學性能比較穩定，這決定了它具有著平穩的充放電平臺，因此，在充放電過程中電池的結構不會發生變化，不會燃燒爆炸，并且即使是在短路、過充、擠壓、針刺等特殊條件下，仍然是非常安全的。（）高功率輸出標準放電為，并支持大電流快速充放電。（）能量密度較高磷酸鐵鋰電池能量密度大約是傳統鉛酸蓄電池的倍，它的體積較小（占用空間小），重量較輕，重量比能量可達到左右，如圖。磷酸鐵鋰電池可落地、壁掛、嵌入式安裝，安裝方式多樣

7、，應用場景多，維護方便。圖兩種電池能量密度對比（）充電時間兩種電池的充電時間對比見圖 。圖充電時間對比鉛酸蓄電池由于其特性限制，充電時間較長（一般為充電）。磷酸鐵鋰電池允許電池充電，快速充電性能明顯優于鉛酸蓄電池。（）綠色環保磷酸鐵鋰電池不含任何重金屬和稀有金屬，安全，無毒無污染，為絕對的綠色環保電池。由于磷酸鐵鋰材料整個生產過程中，清潔無毒，所有的原材料均無毒無污染。（）無記憶效應磷酸鐵鋰電池無記憶效應。··年月日第卷第期陳建煌：淺析新型磷酸鐵鋰電池在移動網基站中的應用 ，影響電池性能的兩個因素環境溫度的影響對于閥控密封鉛酸蓄電池來說，當環境溫度持續升高時，電池的極板腐蝕

8、程度將隨溫度升高而加劇，在這一過程中，會消耗掉大量的水，電池的壽命也會相應縮短。是鉛酸蓄電池適宜的工作溫度，在此溫度下，電池壽命較長。而電池長期運行會導致溫度升高，每升高，電池的壽命將會降低大約。每降低，電池放電量將會減少約，所以說，溫度對于鉛酸蓄電池的壽命來說影響很大。而對于磷酸鐵鋰電池來說，溫度的影響相對于鉛酸蓄電池要小了很多，特別是在放電過程中。磷酸鐵鋰材料的特性決定了該電池在充電時溫度需達到以上，磷酸鐵鋰電池在的環境溫度下仍然可以較好的循環充放電，因此它的高溫放電能力是非常好的。經研究測試表明，相同的溫度條件下，同種規格的磷酸鐵鋰電池比鉛酸蓄電池的容量要高出左右。間歇浮充電對于鉛酸蓄電

9、池來說，直流系統開關電源所提供的浮充電流有三大作用：提供日常負載所用電流，補充電池自放電所造成的損失，維持電池內氧的循環。如果蓄電池在長期浮充電的狀態下，只充電而不放電，將會造成蓄電池內阻變大，電池容量減小，最終會影響蓄電池的使用壽命。此外，如果電池的浮充電壓不合適，要么會造成電池過充，要么則會使電池長期充電不足。對于磷酸鐵鋰電池來說，材料里的鋰金屬是一種非常活躍的元素，電池的電解液則是有機液體，所以，電池的保存需要一個密閉的環境，在正常的充電放電過程中，電池結構穩定，幾乎不會產生氣體。由此可見，長期處于浮充電狀態下的電池內部不會形成較高的壓力，電池是比較安全可靠的。而且磷酸鐵鋰電池的自放電量

10、很少，正常情況下，即使擱置一個月左右，電池的容量減小率也會控制在左右。所以，電池在長期浮充電狀態下，浮充電流用于補充自放電損失的電流量是很小的，幾乎全部用于日常負載中。另外，浮充電壓對磷酸鐵鋰電池造成的影響不大，電池耐浮充，因此比較適合作為基站電源而使用。移動基站對后備電源選擇的要求節能、節材、節地基于通信行業要求可靠性高，通信電源解決方案合理完善，隨著微電子領域關鍵技術的突破，電信運營商所需要的通信設備趨向于集成化、小型化、輕型化，即在有限的空間內安裝更多的設備。因此，需合理配置蓄電池。其中，蓄電池應用的場景大致包括以下幾種：戶外基站；空間緊張的室內宏基站；村村通等無空調的基站；直流供電的室

11、內覆蓋分布式信源站；直流供電方案的站點；無市電或三四類市電地區的太陽能光伏基站等。因此對于通信行業來說，應主要從節能、節材、節地的角度來選型，體現節能減排。（）磷酸鐵鋰電池耐高溫性能優異，在沒有空調內的基站中也可以充分發揮其性能。因此，它的使用能夠最大程度地降低基站耗電量，突出體現了“節能”這一優勢。（）磷酸鐵鋰電池占地面積小，重量輕，在民用住宅內的站點應用較為廣泛，在使用過程中由于較為輕便，可節約加固承重的費用，突出體現了“節材”這一優勢。（）磷酸鐵鋰電池可高功率放電，電池即使在以上放電仍能夠達到全部電量的以上，這個優勢解決了機房空間占地過大的問題，突出體現了“節地”這一優勢。由此可見，磷酸鐵鋰電池相比較傳統的鉛酸蓄電池來說，更能夠體現節能減排的工作要求。節約成本在移動基站中，選擇電池時應綜合考慮使用壽命、購買成本，以及在電池的使用過程中所需的人工維護費用和保養費用等。和磷酸鐵鋰電池相比，鉛酸蓄電池雖然價格低廉，但其缺點是壽命較短，電池在使用過程中還要不斷的進行人工維護和檢測，即使這樣，有的電池壽命甚至還達不到年，因此使用成本是非常高的。而磷酸鐵鋰電池壽命長，節約了人工維護和檢測成本，從而降低了電池的整體使用成本，更隨著磷酸鐵鋰電池技術成熟、廠家產量提高，近年