隨著“鋰進(jìn)鉛退”趨勢推進(jìn)，鋰離子電池的應(yīng)用在數(shù)據(jù)中心行業(yè)成為熱點(diǎn)話題。近日，全球權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)Frost & Sullivan發(fā)布《全球數(shù)據(jù)中心鋰離子電池分析報(bào)告》。該報(bào)告對鋰離子電池應(yīng)用現(xiàn)狀及要求，數(shù)據(jù)中心鋰離子電池市場規(guī)模、市場應(yīng)用場景分析，以及如何提高鋰離子電池的可靠性等方面進(jìn)行了全面的解讀與分析。

該報(bào)告提出了以下關(guān)鍵觀點(diǎn)：

1、鋰離子電池在數(shù)據(jù)中心電池的市場份額

    Frost & Sullivan分析認(rèn)為，2020年，鋰離子電池占全球數(shù)據(jù)中心電池市場的15%，但隨著鋰離子電池在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的不斷增加，預(yù)計(jì)到2025年，這一比例將顯著上升至38.5%。

鋰電池在數(shù)據(jù)中心的使用情況（來源：Frost & Sullivan）

    包括工業(yè)、電網(wǎng)和儲(chǔ)能、汽車和消費(fèi)電子產(chǎn)品等數(shù)據(jù)中心細(xì)分行業(yè)將越來越多地使用鋰離子電池。其中，隨著清潔能源技術(shù)的日益采用，以及對儲(chǔ)能系統(tǒng)（ESS）的需求不斷增長，預(yù)計(jì)將使儲(chǔ)能應(yīng)用在總市場中的總體貢獻(xiàn)從2020年的13%提高到2025年的15%。

各行業(yè)使用現(xiàn)狀及趨勢（來源：Frost & Sullivan）

2、鋰離子電池應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心的優(yōu)勢與劣勢

    對于數(shù)據(jù)中心行業(yè)而言，供電系統(tǒng)如同數(shù)據(jù)中心的心臟，為設(shè)備提供可靠穩(wěn)定的動(dòng)力。而電池被認(rèn)為是供電動(dòng)力的生命之源，鋰電相對于鉛酸電池而言具備壽命長、占地小、低承重要求、簡單維護(hù)、環(huán)保、可靠穩(wěn)定等優(yōu)勢，在未來必將成為數(shù)據(jù)中心備電的首選。

鋰電池的優(yōu)勢（來源：Frost & Sullivan）

01初始成本

    數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商對鋰離子電池的主要擔(dān)憂之一是初始成本大幅提高。鋰離子電池通常比鉛酸電池貴1.3到2倍。據(jù)預(yù)計(jì)，鋰離子電池價(jià)格可能會(huì)穩(wěn)步下降，到2028年，電池價(jià)格將低于$100/kWh。這一趨勢將抵消對初始成本的擔(dān)憂。

價(jià)格趨勢圖（來源：Frost & Sullivan）

02可靠性

    可靠性是鋰離子電池向大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展的瓶頸之一。一般來說，鋰離子電池出現(xiàn)安全問題表現(xiàn)為燃燒，其根源在于電內(nèi)部的內(nèi)短路，以及外部因素，如過充、擠壓、穿刺、跌落等造成的內(nèi)部熱失控。
03兼容性

    鋰離子的充電電路和控制與鉛酸電池不同，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商需考慮現(xiàn)有的UPS系統(tǒng)是否與鋰離子技術(shù)兼容，以及是否需要進(jìn)行硬件和嵌入式軟件升級(jí)。

3、對數(shù)據(jù)中心鋰離子電池部署的建議

    目前對于數(shù)據(jù)中心中鋰離子電池的應(yīng)用，可靠性是客戶主要考慮的因素。針對提高鋰離子電池應(yīng)用的可靠性問題，F(xiàn)rost & Sullivan建議，首先，應(yīng)選擇穩(wěn)定的電芯材質(zhì)。目前所有應(yīng)用的電芯材質(zhì)中，磷酸鐵鋰分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，更難熱失控，而且熱失控后也不會(huì)產(chǎn)生助燃劑（氧氣），并且產(chǎn)熱更小，即使發(fā)生熱失控也很難起火。比如，通過針刺測試驗(yàn)證磷酸鐵鋰可靠性試驗(yàn)，驗(yàn)證電芯內(nèi)部發(fā)生短路熱失控后，測試結(jié)果也不會(huì)起火。

    其次，在系統(tǒng)層面通過智能化手段提升鋰電的可靠性。鋰電的BMS管理系統(tǒng)尤為重要，需要通過多層級(jí)的智能化BMS管理提前識(shí)別故障、提前維護(hù)，將熱失控控制在早期，防止火災(zāi)發(fā)生。一方面可以通過內(nèi)短路算法來預(yù)測電芯的可靠性。在電芯內(nèi)部短路到一定情況時(shí)，可以通過算法識(shí)別出來，從而產(chǎn)生告警提醒使用方及時(shí)更換故障電池，防止熱失控發(fā)生。另一方面，BMS系統(tǒng)應(yīng)具備均流控制功能，在多組電池在并聯(lián)運(yùn)行時(shí)確保每組電池的電流大小一致，從而保證電池的一致性。最大化備電時(shí)間的同時(shí)，也可以提升電池的可靠性，降低故障率。

    最后，將預(yù)防和消防相結(jié)合。鋰電的可靠性重在預(yù)防。一旦出現(xiàn)火災(zāi)，需要將火災(zāi)的影響面控制到最低，將火災(zāi)控制在機(jī)柜內(nèi)不擴(kuò)散。同時(shí)要求柜內(nèi)具備消防手段，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)可以啟動(dòng)柜內(nèi)消防快速滅火。柜內(nèi)消防方式可以是模塊級(jí)別的也可以是機(jī)柜級(jí)別的。

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