鉅大LARGE | 點擊量：909次 | 2021年11月12日
數(shù)據(jù)中心使用鋰離子電池的優(yōu)缺點
閥控型鉛酸(VRLA)蓄電池常用于不間斷電源（UPS）系統(tǒng)。由于其重量與尺寸的緣故，數(shù)據(jù)中心需具備強化的承載結(jié)構(gòu)。VRLA電池的性能特性也會受溫度影響，進(jìn)而新增空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)載。VRLA電池并非特別耐用且需按時更換，這也造成運營成本的新增。
由于VRLA電池沒有經(jīng)濟可行的替代方式，因此設(shè)計工程師必須忍受其缺點。不過，近年來鋰離子電池的情況有所改變。直到目前為止，由于在價格、能源、容量、安全與可靠性之間未達(dá)到合理平衡，因此數(shù)據(jù)中心的不間斷電源系統(tǒng)并沒有使用的可行性。但由于電動汽車技術(shù)的進(jìn)步，此問題已獲得解決。第一部由鋰離子電池供電的不間斷電源系統(tǒng)已于2016年上市。現(xiàn)在所有的重要大廠皆使用鋰離子電池，此方向已公認(rèn)為最有希望的選擇。根據(jù)BloombergNewEnergyFinance報導(dǎo)，截至2025年，鋰離子電池解決方法將占數(shù)據(jù)中心使用UPS市場的40%。
鋰離子電池的優(yōu)缺點
消費電子公司通常使用鋰鈷電池，該電池容量可達(dá)多個安培時，這些不間斷電源系統(tǒng)均搭載矩形的鋰錳電池。而其安裝容量為60安培時，并搭載更長的使用壽命與多種程度的故障防護(hù)。有時個別模塊，甚至個別電池需負(fù)責(zé)監(jiān)控重要性能參數(shù)，如溫度、電壓和電流。有時電源機柜或甚至整部系統(tǒng)都可負(fù)責(zé)此監(jiān)控流程。必須執(zhí)行監(jiān)控才能完全掌控充電與放電流程，防止發(fā)生臨界加熱與不可逆的化學(xué)程序。鋰離子電池也具備更高的能量密度(Wh/kg)與更高的輸出功率密度(W/kg)。擁有與鉛酸電池相似的能量儲存容量，而重量則是鉛酸電池的三分之一不到，此優(yōu)點有助于降低系統(tǒng)的總質(zhì)量達(dá)60-80%。
近年來，數(shù)據(jù)中心因空間限制與更高效率營運的需求而皆以新增其功率密度為重要目標(biāo)。更加有效率的可用空間儼然是數(shù)據(jù)中心擁有者最重要的工作之一。體積小巧的鋰離子電池能減少在不間斷電源系統(tǒng)中的占用空間達(dá)50-80%。此類電池的充電時間更少且自行放電的速率更佳，當(dāng)發(fā)生頻繁的運行中斷時可扮演重要的角色。閑置時，鋰離子電池每月會損失約1-2%的電量。最重要的優(yōu)勢為其長效的使用壽命。鉛酸電池的使用壽命極短，只有3至6年。而另一方面，鋰離子電池則能持續(xù)使用約10年。根據(jù)不同的化學(xué)、技術(shù)與溫度，鋰離子電池的充電效率可長達(dá)5,000次生命周期且免維護(hù)，而鉛酸電池的平均充電效率則只有700次生命周期。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
閥控型鉛酸(VRLA)蓄電池與鋰離子電池比較
鋰離子電池的整體擁有成本為期10年（數(shù)據(jù)中心UPS的平均使用壽命），相較之下鉛酸電池少了39%。盡管此為樂觀預(yù)估值，但至少能保證節(jié)省10%。鋰離子電池唯一一個嚴(yán)重的缺點就是初期投資明顯更高。這也是為何大型數(shù)據(jù)中心早已成為導(dǎo)入新型解決方法的先驅(qū)。此設(shè)施更重要的目的在于降低整體擁有成本，而非短時間獲利，即便在此情況下積少成多的節(jié)省成本仍相當(dāng)可觀。另外，小型電池的好處能更加有效的利用可用空間，同時可靠的監(jiān)控系統(tǒng)也能確保更優(yōu)異的安全及穩(wěn)定的性能。鋰離子電池可在比VRLA更高溫度下運行，而不會損失容量，并可降低冷卻系統(tǒng)的負(fù)荷。當(dāng)然，甚至還有配備鋰離子電池的單相UPS。各種應(yīng)用模型都是從最大數(shù)據(jù)中心開始、其次為工業(yè)應(yīng)用，最后于小型服務(wù)器室或甚至個別機架結(jié)束。
方便更換
所有用戶最后都會問到的最重要問題是：目前是否是將不間斷電源系統(tǒng)升級為鋰離子電池的適當(dāng)時機？若要回答此問題，首先要考慮的是技術(shù)容量的可用性。新電池?zé)o法適用于所有UPS機型，因此可能要重大的硬件與嵌入式軟件升級。即使在相同的標(biāo)稱電壓下，電池充電與放電的特性也會有不同。
在數(shù)據(jù)中心中一般UPS系統(tǒng)的預(yù)期壽命通常為10-15年。鉛酸電池可使用3-6年，而鋰離子電池可使用長達(dá)10年或甚至更久。在UPS系統(tǒng)（低于5年）的使用初期，大量更換為鉛酸電池可證明其實用性。不過換成鋰離子電池后，極可能到UPS系統(tǒng)使用壽命結(jié)束時鋰離子電池還能使用。若用戶的不間斷電源系統(tǒng)使用壽命接近中期，電池使用壽命可能更長，因此在大多數(shù)情況下更換電池根本毫無意義。在其使用壽命結(jié)束時，應(yīng)考慮將其整套的UPS系統(tǒng)換為全新的鋰離子電池解決方法。不過，即便對老舊的UPS系統(tǒng)而言，安裝價格昂貴的電池仍十分方便。用戶應(yīng)考慮其價格不斷下降，以及老舊系統(tǒng)維護(hù)成本與完全更換成本的比率。
（來源：臺達(dá)集團）
