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數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商如何選擇合適的蓄電池

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:347次  |  2023年07月07日  

鉛酸蓄電池


如今,鉛酸蓄電池仍然很受歡迎,因?yàn)樗鼈冊(cè)诳煽啃苑矫嬗兄媒?jīng)考驗(yàn)的記錄。有關(guān)大規(guī)模應(yīng)用來說,它們是最經(jīng)濟(jì)的選擇,具有出色的性能和效率、內(nèi)部阻抗低,對(duì)不當(dāng)處理的耐受性高,采購(gòu)成本高。


鉛酸蓄電池使用的電解液包括水和硫酸,以及由海綿鉛(負(fù)極)和氧化鉛(陽極)組成的極板。重要的鉛酸蓄電池電池類型是閥控鉛酸蓄電池(VRLA),也稱為“密封”或“免維護(hù)”蓄電池。


閥控鉛酸蓄電池(VRLA)是密封的,但有一個(gè)閥門,可以將內(nèi)部積聚的氣體排放到大氣中。通常不要直接維護(hù),不要加水,因?yàn)槌潆娺^程中釋放的氫氣會(huì)在內(nèi)部與氧氣重新結(jié)合形成水。市場(chǎng)上重要有兩種閥控鉛酸蓄電池(VRLA),其差別在于電解質(zhì)混合物:玻璃微纖維隔板(AGM)電池的電解質(zhì)保持在高度多孔的微纖維玻璃隔板中;而凝膠電池的電解質(zhì)凝膠由硫酸和二氧化硅的混合物組成。


UPS電源通常使用AGM類型的密封閥控鉛酸蓄電池(VRLA),因?yàn)樗哂休^低的內(nèi)阻,較高的比功率和效率,較低的自放電率和較低的采購(gòu)成本。玻璃微纖維隔板(AGM)電池的充電速度更快,可以供應(yīng)短時(shí)間的大電流。

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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%

富液式鉛酸蓄電池的極板浸沒在酸性電解質(zhì)中。由沒有密封,因此在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的氫氣會(huì)直接排放到環(huán)境中,其通風(fēng)系統(tǒng)必須比密封閥控鉛酸蓄電池(VRLA)更強(qiáng)大。在大多數(shù)情況下,電池組容納在專用房間中。富液式鉛酸蓄電池必須保持直立操作,并且要人工加滿水位。


與密封閥控鉛酸蓄電池(VRLA)相比,它們具有更長(zhǎng)的使用壽命和更高的可靠性。鉛酸蓄電池電池室必須保持在合理恒定的溫度(20-25°C),以防止縮短使用壽命,甚至造成損壞。


鋰離子電池


在鋰離子電池中,“陰極”通常是一種金屬氧化物,而陽極通常是多孔碳石墨。兩者都浸在由鋰鹽和有機(jī)溶劑制成的液體電解質(zhì)中。


鋰離子電池的種類繁多,可以簡(jiǎn)化為六種:鋰鈷氧化物(LCO)、鋰錳氧化物(LMO)、鋰錳鈷氧化物(NMC)、磷酸鐵鋰(LFP)、鎳鈷氧化鋁(NCA)、鋰鈦氧化物(LTO)。在這些電池之間的選擇取決于幾個(gè)因素,并且不可能進(jìn)行精確比較,因?yàn)橹T如機(jī)械,單元尺寸和活性材料混合等許多方面在性能中起重要用途。

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標(biāo)稱電壓:28.8V
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應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備

在數(shù)據(jù)中心環(huán)境中,鋰離子電池正成為越來越具有吸引力為替代鉛酸蓄電池的方法,其中電源可用性絕對(duì)是最為優(yōu)先考慮的因素,鋰離子電池供應(yīng)比鉛酸蓄電池解決方法更高的可靠性。不僅每塊單獨(dú)的電池本身更安全和穩(wěn)定,而且每個(gè)電池模塊都有一個(gè)電子控制器,可以持續(xù)檢查電池是否有任何性能變化跡象。


每塊電池的溫度、電流、電壓和充電狀態(tài)均在機(jī)柜級(jí)別進(jìn)行監(jiān)控,可以清楚地了解當(dāng)前電池狀態(tài),并預(yù)測(cè)未來的運(yùn)行時(shí)間和性能。鋰離子電池可以比鉛酸蓄電池更快地充電,供應(yīng)比鉛酸蓄電池更多的放電/再充電循環(huán),并供應(yīng)更高的功率密度和效率,尤其是在高放電率下。這消除了電池的過度使用,同時(shí)減少了電池安裝所需的空間。雖然鉛酸蓄電池初始購(gòu)買價(jià)格較低,但鋰離子電池的使用壽命至少是規(guī)格相同的鉛酸蓄電池的兩倍,因此降低了整體投資成本。也降低了與電池拆卸和更換相關(guān)的人工成本。鋰離子電池出現(xiàn)的廢熱更少,從而降低了冷卻成本,并減少了碳足跡。


鎳鎘電池


鎳鎘電池電極包括氫氧化鎳(正極板)和氫氧化鎘(負(fù)極板)。鎳鎘電池具有很長(zhǎng)的工作壽命(長(zhǎng)達(dá)20年),可以應(yīng)對(duì)極端溫度(-20°C至40°C)。它們還具有較高的循環(huán)壽命,對(duì)深放電有良好的耐受性。其他好處與低內(nèi)阻有關(guān),它供應(yīng)高功率密度和快速充電能力。鎳鎘電池可供應(yīng)較長(zhǎng)的存儲(chǔ)時(shí)間,并供應(yīng)高度保護(hù),可以防止不當(dāng)處理。


然而,鎳鎘電池的成本遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的密封閥控鉛酸蓄電池(VRLA)。此外,由于鎳和鎘都是有毒的,電池處理/回收過程成本高昂。鎳鎘電池還要以加水的方式進(jìn)行維護(hù),特別是在高循環(huán)應(yīng)用中,或在某些充電方法的高充電率下。



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