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數(shù)據(jù)中心運營商如何選擇合適的蓄電池
來源:
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作者:DISTONG
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發(fā)布時間: 1508天前
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鉛酸蓄電池
如今，鉛酸蓄電池仍然很受歡迎，因為它們在可靠性方面有著久經(jīng)考驗的記錄。對于大規(guī)模應(yīng)用來說，它們是最經(jīng)濟的選擇，具有出色的性能和效率、內(nèi)部阻抗低，對不當(dāng)處理的耐受性高，采購成本高。
鉛酸蓄電池使用的電解液包括水和硫酸，以及由海綿鉛（負極）和氧化鉛（陽極）組成的極板。主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”蓄電池。
閥控鉛酸蓄電池（VRLA）是密封的，但有一個閥門，可以將內(nèi)部積聚的氣體排放到大氣中。通常不需要直接維護，不需要加水，因為充電過程中釋放的氫氣會在內(nèi)部與氧氣重新結(jié)合形成水。市場上主要有兩種閥控鉛酸蓄電池（VRLA），其區(qū)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），因為它具有較低的內(nèi)阻，較高的比功率和效率，較低的自放電率和較低的采購成本。玻璃微纖維隔板(AGM)電池的充電速度更快，可以提供短時間的大電流。
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，因此在運行過程中產(chǎn)生的氫氣會直接排放到環(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，并且需要人工加滿水位。
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），以避免縮短使用壽命，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因素，并且不可能進行精確比較，因為諸如機械，單元尺寸和活性材料混合等許多方面在性能中起重要作用。
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案，其中電源可用性絕對是最為優(yōu)先考慮的因素，鋰離子電池提供比鉛酸蓄電池解決方案更高的可靠性。不僅每塊單獨的電池本身更安全和穩(wěn)定，而且每個電池模塊都有一個電子控制器，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)均在機柜級別進行監(jiān)控，可以清楚地了解當(dāng)前電池狀態(tài)，并預(yù)測未來的運行時間和性能。鋰離子電池可以比鉛酸蓄電池更快地充電，提供比鉛酸蓄電池更多的放電/再充電循環(huán)，并提供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，同時減少了電池安裝所需的空間。雖然鉛酸蓄電池初始購買價格較低，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。鋰離子電池產(chǎn)生的廢熱更少，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（負極板）。鎳鎘電池具有很長的工作壽命（長達20年），可以應(yīng)對極端溫度（-20°C至40°C）。它們還具有較高的循環(huán)壽命，對深放電有良好的耐受性。其他好處與低內(nèi)阻有關(guān)，它提供高功率密度和快速充電能力。鎳鎘電池可提供較長的存儲時間，并提供高度保護，可以防止不當(dāng)處理。
然而，鎳鎘電池的成本遠高于傳統(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。鎳鎘電池還需要以加水的方式進行維護，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。