目前世界上商用的主流電池是鋰電池，鋰電池分為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元鋰。鈷酸鋰應用在手機等3C類電子產品行業；錳酸鋰應用于電動自行車行業；磷酸鐵鋰廣泛應用于大巴車／公交車儲能，儲能電站；三元鋰廣泛應用于家用車／出租車儲能，儲能電站行業。在數據中心做備用電源使用的電池目前普遍采用磷酸鐵鋰和三元鋰這兩種電池，磷酸鐵鋰電池可靠性更高，三元鋰能量密度有優勢。

1、磷酸鐵鋰結構更穩定(ding)

從分(fen)子(zi)結(jie)(jie)構(gou)來看，磷酸(suan)(suan)鐵鋰(li)(li)(li)分(fen)子(zi)結(jie)(jie)構(gou)為橄欖狀三維結(jie)(jie)構(gou)，而(er)鈷(gu)酸(suan)(suan)鋰(li)(li)(li)、三元鋰(li)(li)(li)分(fen)子(zi)結(jie)(jie)構(gou)都是層狀二維結(jie)(jie)構(gou)，2D層狀結(jie)(jie)構(gou)易(yi)坍塌，相對而(er)言，磷酸(suan)(suan)鐵鋰(li)(li)(li)分(fen)子(zi)結(jie)(jie)構(gou)更(geng)穩(wen)定(ding)。

2、磷酸(suan)鐵鋰熱穩定性高、產熱速率(lv)慢，產熱少

磷(lin)酸鐵鋰(li)(li)高(gao)溫穩定(ding)，高(gao)溫產(chan)(chan)(chan)熱(re)(re)峰不明顯(xian)，峰值產(chan)(chan)(chan)熱(re)(re)功率僅1W左(zuo)右(you)高(gao)溫或高(gao)壓下(xia)，三元易析氧，加(jia)劇燃燒，峰值產(chan)(chan)(chan)熱(re)(re)功速(su)率約80W／min，容易觸發(fa)爆炸式燃燒（秒級），系統難以反(fan)應控制總(zong)產(chan)(chan)(chan)熱(re)(re)量方面(mian)，磷(lin)酸鐵鋰(li)(li)顯(xian)著低于三元、錳(meng)酸鋰(li)(li)等材料（產(chan)(chan)(chan)熱(re)(re)功率曲(qu)線與橫(heng)軸的面(mian)積代表總(zong)產(chan)(chan)(chan)熱(re)(re)量）

3、磷酸(suan)鐵鋰熱失控反應不出現助燃劑(ji)

磷酸(suan)(suan)鐵鋰(li)在熱失控后(hou)不會出現氧(yang)氣，而(er)錳酸(suan)(suan)鋰(li)、鈷(gu)酸(suan)(suan)鋰(li)、三元鋰(li)在熱失控后(hou)都會出現氧(yang)氣，因此(ci)，更容(rong)易起火(huo)。

而(er)磷酸(suan)鐵鋰(li)(li)熱失控所要(yao)的溫度更高，相對而(er)言，錳酸(suan)鋰(li)(li)、鈷酸(suan)鋰(li)(li)、三元(yuan)鋰(li)(li)熱失控要(yao)達到的溫度點都遠低于磷酸(suan)鐵鋰(li)(li)。

一、鋰電池在數據中心做備用(yong)電源應(ying)用(yong)的瓶頸

1、成本是瓶(ping)頸，但未來(lai)可期

隨著鋰(li)電在(zai)電動(dong)汽(qi)車、工業儲能、終(zhong)端(duan)設備等行(xing)業的(de)大量使用，以及(ji)整個行(xing)業生態的(de)建(jian)立，鋰(li)電成(cheng)(cheng)本(ben)成(cheng)(cheng)逐年下降的(de)趨勢，而鉛(qian)(qian)酸電池（含(han)鉛(qian)(qian)）成(cheng)(cheng)本(ben)卻時(shi)高時(shi)低(di)，未來成(cheng)(cheng)本(ben)有上升(sheng)趨勢。因此，在(zai)不久(jiu)的(de)將(jiang)來，鋰(li)電的(de)成(cheng)(cheng)本(ben)優勢會(hui)愈發明顯，鋰(li)電必將(jiang)在(zai)數據中心大規模應用。但是(shi)，就目(mu)前來看，因為行(xing)業鉛(qian)(qian)酸品(pin)牌及(ji)價格層次(ci)不齊，給我們的(de)感覺還是(shi)鋰(li)電比(bi)鉛(qian)(qian)酸貴。

2、可靠性(xing)仍然是未來(lai)鋰(li)電應用最大(da)的障礙

鋰電盡管(guan)應用廣泛，但是(shi)(shi)無能(neng)是(shi)(shi)電動汽(qi)車(che)還是(shi)(shi)手機都出現(xian)過熱失控、起火(huo)等事故(gu)。在數據中(zhong)心，則對可靠性要(yao)求更高，一旦發生火(huo)災，整個(ge)數據中(zhong)心業務可能(neng)都會受到嚴重損失。

數據中心鋰(li)電應用安全(quan)保證

鋰(li)電安(an)全(quan)性(xing)根因

電池內部(bu)在過溫和(he)過壓情(qing)況下(xia)出現(xian)許(xu)多放熱(re)副反應，繼而形成(cheng)熱(re)量正反饋，從而出現(xian)熱(re)失控(kong)，出現(xian)高溫和(he)大(da)量可燃氣體，繼而燃燒。

而機械電熱激(ji)(ji)源刺(ci)激(ji)(ji)下引(yin)發熱失控的根因。

鋰電安全性保障(zhang)

從近幾年鋰(li)離子電(dian)池起火(huo)事故（如：Note7，Tesla等），歸納(na)為內部短路(lu)、析鋰(li)、高溫(wen)、體積變化致起火(huo)爆炸發生。

而電(dian)(dian)芯選擇(ze)磷酸鐵鋰并(bing)不(bu)能(neng)萬無一(yi)失。所以，在鋰電(dian)(dian)的設計應(ying)用中應(ying)該從電(dian)(dian)芯＋PACK＋BMS＋系統＋云計算(suan)／大數據等多(duo)層面保障鋰電(dian)(dian)安全(quan)才能(neng)將鋰電(dian)(dian)的熱(re)失控起火事故(gu)控制(zhi)在最低限度。

（1）電芯材(cai)料體(ti)系的選擇：優選磷(lin)酸鐵鋰，熱失控溫(wen)度(du)點高，產(chan)熱速率慢、產(chan)熱總量少，根本上(shang)保障安(an)全性

（2）電(dian)芯結構(gou)安全設計：機械(xie)結構(gou)及時切(qie)斷，抑(yi)制(zhi)溫(wen)度上升(sheng)；涂層抑(yi)制(zhi)熱(re)失控

機械(xie)結(jie)構：外短路(lu)及(ji)過(guo)(guo)充電濫(lan)用(yong)，通過(guo)(guo)fuse，OSD等機械(xie)結(jie)構及(ji)時切斷，抑制溫(wen)度上(shang)升，阻止連鎖反(fan)應(ying)至熱失控；功能涂層（化學保護(hu)）：發生內短路(lu)，機械(xie)結(jie)構不起用(yong)途，功能涂層抑制隔離(li)膜收縮，防止大(da)面積短路(lu)；

（3）電(dian)池(chi)(chi)模塊(kuai)PACK安全設(she)計：電(dian)池(chi)(chi)模塊(kuai)PACK設(she)計整體從2層(ceng)4點出發。比如

激(ji)光焊規避螺釘(ding)松脫風險多溫度傳感(gan)器確保(bao)模塊內溫、電(dian)壓(ya)等實時監(jian)控夾(jia)緊(jin)力保(bao)證(zheng)結構穩定(ding)性絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)保(bao)護板(ban)保(bao)護正負(fu)端子(zi)塑膠絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)支架(jia)，保(bao)證(zheng)電(dian)芯間絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)和結構強度電(dian)芯表面(mian)絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)膜包覆，保(bao)證(zheng)電(dian)芯與外部絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)力

（4）BMS安全設計(ji)：三級BMS架構，常規V、I、T采樣檢(jian)測、均衡、閾值告警(jing)保護＋內短路算法＋內溫估計(ji)算法＋析鋰估計(ji)算法，確保電(dian)芯不出現熱失(shi)控

（5）系統(tong)安全設計(ji)：

智能電(dian)池控制(zhi)系(xi)統(tong)，做到(dao)單(dan)組電(dian)壓、電(dian)流、功率(lv)可控，防止出現偏流、環流情(qing)況機柜級消防系(xi)統(tong)，做到(dao)熱失(shi)控快速(su)抑制(zhi)，精準、高(gao)效、環保

（6）AI智能安(an)全保(bao)證：關(guan)鍵(jian)數(shu)據上傳(chuan)至云端，實(shi)時監控電池(chi)狀態，通(tong)過橫向縱向比較(jiao)＋數(shu)據庫＋安(an)全算法分(fen)析，提前(qian)進行月／天級(ji)安(an)全預警

二、鋰電池(chi)在(zai)數據中心做備用(yong)電源(yuan)應用(yong)要面臨(lin)解決的(de)問題

數據中心鋰(li)電(dian)大量(liang)應用除了要(yao)解決可靠性及成本問題(ti)(ti)，事實上(shang)，用戶在應用鋰(li)電(dian)時還存在諸多問題(ti)(ti)，這些問題(ti)(ti)也將成為未來(lai)鋰(li)電(dian)大量(liang)應用的關鍵考量(liang)。

1、多(duo)(duo)柜(ju)(ju)(ju)并柜(ju)(ju)(ju)均流(liu)問題，多(duo)(duo)柜(ju)(ju)(ju)并聯放(fang)電，因電芯內阻、容量等不一致、配電的差異等導致的柜(ju)(ju)(ju)間放(fang)電不均流(liu)，尤(you)其是在短時大電流(liu)放(fang)電時，造成電池柜(ju)(ju)(ju)逐個過流(liu)保護。

2、新舊電池柜(ju)(ju)在線擴容問題，鋰(li)電系(xi)統在應用過程中，無(wu)法防止(zhi)部(bu)分(fen)失(shi)效率的(de)問題；或(huo)者因(yin)負載增大而擴容的(de)需求；就會(hui)有新舊電池柜(ju)(ju)并聯使用的(de)場景(jing)。新舊電池柜(ju)(ju)混用因(yin)內阻、容量的(de)不一(yi)致，會(hui)導致嚴重(zhong)偏流，甚至導致單電池柜(ju)(ju)過流斷開(kai)。

3、電芯(xin)串聯(lian)均壓問(wen)題，單(dan)組電池內電芯(xin)內阻容量等不一致，導(dao)致單(dan)電芯(xin)充電過壓，使得整個電池系統無(wu)法(fa)充滿電。

4、故障維護(hu)問題，單串(chuan)電池組內某個電池模塊故障，引(yin)起整組電池無法(fa)正(zheng)常工作，如何(he)快(kuai)速維護(hu)更換。

5、消防問(wen)題，當鋰電入列微模塊(kuai)數據機(ji)房，假如(ru)鋰電柜內(nei)發生火(huo)災(zai)，如(ru)何將火(huo)災(zai)控制在(zai)機(ji)柜內(nei)部，不擴散(san)到周邊ICT設備(bei)？