解决方案
SOLUTION
锂电在数据中心应用的分析
什么是锂电池？
锂电池是指锂金属电池和锂离子电池的总称，通常所说的锂电池是锂离子电池，其特点是不含有金属态的锂，支持反复充放电使用。
锂电池的发展历程
从 1991 年 SONY 公司推出第一只商用锂离子电池，到 2009 年华为在通信基站大规模使用锂电，再到2016 年电动车（锂电）市场爆发，目前，全球前十锂电厂商的动力电池销量接近 90GWh。
而随着锂离子电池的能量密度和安全性能的持续提升、成本的持续降低，锂电在通信领域、电力领域、动力汽车领域、数据中心等领域的需求越来越大，锂电正在向着成为新一代主流能源的方向稳步迈进。
为什么要用锂电？
铅酸电池在通信行业领域数十年来长期占主导地位。
但铅酸电池循环寿命短、占地大、对机房承重要求高，生产制程容易造成环境污染，各国的铅酸电池发展都趋于萎缩，中国铁塔已经明确不再招标铅酸电池。
而锂电池天然具有能量密度高、占地小、长循环寿命等铅酸不具备的优势。
伴随着铅酸电池市场占有率快速下降，锂电池在全球的应用急剧增加，其中 5G 站点几乎全部被锂电池覆盖，数据中心的锂电应用在国外一些大型的 ISP 客户也在开始规模使用。
可以预测未来 3~5 年时间，锂电池市场份额将接近或超过铅酸电池，锂电池未来占据市场主导已经是各领域的共识。
——锂电池种类（一般按照正极材料分类）
磷酸铁锂（LFP）
钴酸锂（LCO）
锰酸锂（LMO）
三元锂（NCM）
——锂电循环寿命长
锂电池循环寿命长、浮充寿命长、放电效率高、快放容量损失小、能量密度高、占地面积小的特点，在场地空间受限的场景使用有很大的优势。
随着锂电成本的持续降低，未来锂电在数据中心的应用必将成为趋势。
锂电的循环寿命远高于铅电池。
锂电和铅酸电池的循环寿命曲线
——锂电浮充寿命长
锂电浮充寿命长锂电的浮充寿命是铅酸电池 2 倍以上。
锂电和铅酸电池的浮充寿命曲线
——放电效率高，快放容量损失小
锂电：短时大倍率放电，可放出的能量更多，随着放电倍率增加，可放电容量变化平缓，放电容量可达90% 以上。
铅酸：短时大倍率放电，可放出的能量很小，随着放电倍率增加，可放电容量呈现快速下降趋势，只能通过多配置电池解决，增加电池投资。
锂电和铅酸电池不同倍率放电曲线
—— 占地面积小
能量密度高，占地面积小。
锂电和铅酸电池相同备电时间占地和承重对比图
锂电池相对铅酸电池重量减少约 70%, 体积减少约 70%，更节省空间，更适用于空间受限的应用场景。
为什么要用磷酸铁锂？
目前业界主流的锂电分为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元锂。
钴酸锂主要应用与手机电池行业；锰酸锂主要应用于电动自行车行业；磷酸铁锂广泛应用于大巴车 / 公交车储能，储能电站；三元锂广泛应用于家用车 / 出租车储能，储能电站行业。
在数据中心场景目前普遍采用磷酸铁锂和三元锂 2 种电芯，磷酸铁锂可靠性更高，三元锂能量密度有优势。
——磷酸铁锂结构更稳定
磷酸铁锂热稳定性高、产热速率慢，产热少。
不同锂电高温状态下产热量对比曲线
——测试验证磷酸铁锂更稳定
测试验证结论：磷酸铁锂比三元锂更可靠。
磷酸铁锂 (LFP) VS 三元锂 (NCM) 安全测试对比图（针刺测试）
数据中心锂电池应用总结
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