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2013/12/18 10:45

电池:搭起通信网络的“起搏器”

通信产业报  尹恒

随着现代移动通信技术的发展,通信机房、基站的建设越来越广泛,由于全国电力资源紧缺,供电部门频繁实施错峰拉闸限电措施,经常出现机房、基站大面积停电,而运营商的通信网络是不能中断的,此时作为通信供电系统关键基础设施的蓄电池,其举足轻重的地位就彰显出来了。

目前,通信行业的飞速发展使我国电信网的总体规模居于世界前列,更加需要有一个与之相适应的通信电源来支撑通信大网的安全、可靠运行,蓄电池是保障通信设备不间断供电的核心设备,通信设备对供电质量的要求决定了对蓄电池设备的要求。

首先使用寿命要长。从投资经济性考虑,电池的使用寿命应与通信设备的更新周期相匹配,即10年左右。

其次安全性要高。对于一些密封蓄电池,蓄电池的电化学过程会产生气体,增加蓄电池内部压力,压力超过一定限度时会造成蓄电池爆裂,释放出有毒、腐蚀性气体、液体,因此蓄电池必须具备优秀的安全防爆性能。

另外,蓄电池还必须具备安装方便、免维护、低内阻等特性。

铅蓄电池仍将是主流

铅蓄电池是当前通信电源中应用最为广泛的储能电池,产品技术主要包括阀控密封技术(AGM和胶体技术)与富液式技术两大类。

富液式技术拥有较长的使用寿命和很高的可靠性,在欧美等发达国家大型基站和中心机房的通信电源中至今仍大量应用,约占70%以上。

传统的阀控式密封铅酸蓄电池以其成本低廉、技术成熟、维护方便得到广泛应用。阀控式密封铅酸电池设有安全阀和防酸片,自动调节蓄电池内压,防酸片具有阻液和防爆功能,可安装在通信机房内,可立放、卧放、叠放,具有少维护的特点。

随着阀控式密封铅酸蓄电池新技术的应用(包括新技术、新结构的电池等),铅酸蓄电池的比能量和功率密度将有较大幅度提高,与其他新型电池的差距将缩小,其循环寿命将较大幅度延长,充放电效率更高,高性价比的竞争优势仍将存在,其应用领域将进一步扩展。

而运营商的集采情况也显示着,在今后一段时间内,具有良好性价比的铅蓄电池仍将是通信电源领域使用最广泛的电池技术,其“电池老大”的地位仍旧不能撼动。

虽然铅蓄电池在一段时间内依然不可或缺,但是其也有着无法被忽视的问题。首当其冲的就是环保问题。

“铅污染主要出现在铅蓄电池的制造和回收过程中,其中一道工序是将铅熔化。熔化和回收过程容易产生污染。”职业知识国际协会总裁Perry Gottesfeld称。

事实上,对于铅蓄电池行业来说,比生产环节更有可能造成污染的是回收环节。中国电工技术学会铅酸蓄电池专业委员会秘书长徐红曾表示,中国有七成废旧铅酸蓄电池没有得到规范处理。

国外运营商在采购铅酸蓄电池时会与制造商签订回收合同,由他们负责处理回收废旧铅酸蓄电池。中国运营商也应当积极采取更加有组织,更加遵守环保规则的回收制度,避免随意倒酸和酸泄露的问题。

其次,就是可靠性、稳定性的问题。阀控式密封铅酸蓄电池的寿命极大地依赖其工作温度,当温度增加时,加速极板的腐蚀和失水,电池的容量下降,寿命也随着减短。

新型电池潜力巨大

中国电池发展趋势较快,在铅蓄电池行业整改整顿的情况下,特别是国家积极推动新能源的举动,使得新型电池如雨后春笋般崛起,兴起了一股“新能源电池热”。

高温电池:目前广泛应用于通信基站和IDC机房的后备电源为普通铅酸阀控密封电池,最佳使用温度为20℃-25℃,对高温使用环境非常敏感,即长期在25℃以上环境下使用,温度每提高10℃电池寿命将缩减一半,因此大部分基站和IDC机房都需要配备空调,能耗大。提高蓄电池的工作温度,既能大大提高了通信基站后备电池的可靠性和安全性,又能大幅降低了由于电池降温带来的空调能耗,推动我国通信行业的节能减排。

锂电池:在通信用后备式电源领域,随着接入网的发展和通信机柜的小型化,具有更高重量和体积比能量的锂离子电池正在得到通信领域电源工作者的关注与重视。国外多个通信设备制造商已推出一系列通信用后备式锂离子电池组,大型运营商已开始成功应用。

环宇赛尔新能源科技有限公司副总裁张京表示,随着技术的不断发展,成本的不断降低,后续一定会有新的技术替代铅酸电池,所以在未来的通信电源领域里,运营商将会接受并且大规模地使用磷酸铁锂电池。

具有更高比能量的锂离子电池发展很快,以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池已经表现出良好的浮充性能、安全性、可靠性和卓越的循环性能,必将成为未来通信电源用电池的重要技术类型。

但是锂离子电池的成本相当于铅酸蓄电池的4-5倍,在一定程度上制约了该产品的广泛使用,其应用方向在一段时间内将局限在宽带、接入网等小容量通信设备电源或作为移动式通信电源。

燃料电池:纵观燃料电池170多年的发展历程,可以看出:燃料电池正在逐步从航空航天、独立式发电站向电动车电源、便携式数码产品电源、后备式电源等领域延伸,因为其具有能量转化效率高(可高达50%以上)、可靠性好、不排出污染物、噪音低(<55dBA),可连续工作而不需要充电等突出优点。另外,燃料电池还可以与太阳能,市电、蓄电池等电源组成灵活的混合供电方案。在今年的通信展上,也有参展商展示了使用氢能的蓄电池。

产业链协同,搭好起搏器

为通信设备提供动力的通信电源号称通信系统的“心脏”,稳定可靠的通信电源供电系统,是保证通信系统安全、可靠运行的关键,一旦通信电源系统故障引起对通信设备的供电中断,通信设备就无法运行,就会造成通信电路中断、通信系统瘫痪,从而造成极大的经济和社会效益损失。

而作为不间断供电基础的蓄电池就好比安放在心脏处的起搏器,起搏器性能的好坏将直接决定心脏是否规律跳动。蓄电池制造商们应当积极寻求合作,良性竞争,加快产品结构调整,不断发展电池修复和保护技术,努力推动通信电池的健康发展。而运营商也应当积极主动同制造商开展合作,规范蓄电池的回收和再生市场,减少废弃蓄电池对环境的污染,向无害化和资源节约型方向发展。

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