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(lèi)電子產(chǎn)品行業(yè)；錳酸鋰應用于電動(dòng)自行車(chē)行業(yè)；磷酸鐵鋰廣泛應用于大巴車(chē)／公交車(chē)儲能，儲能電站；三元鋰廣泛應用于家用車(chē)／出租車(chē)儲能，儲能電站行業(yè)。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(yōu)勢。

1、磷酸鐵鋰結構更穩定

從分子結構來(lái)看，磷酸鐵鋰分子結構為橄欖狀三維結構，而鈷酸鋰、三元鋰分子結構都是層狀二維結構，2D層狀結構易坍塌，相對而言，磷酸鐵鋰分子結構更穩定。

2、磷酸鐵鋰熱穩定性高、產(chǎn)熱速率慢，產(chǎn)熱少

磷酸鐵鋰高溫穩定，高溫產(chǎn)熱峰不明顯，峰值產(chǎn)熱功率僅1W左右高溫或高壓下，三元易析氧，加劇燃燒，峰值產(chǎn)熱功速率約80W／min，容易觸發(fā)爆炸式燃燒（秒級），系統難以反應控制總產(chǎn)熱量方面，磷酸鐵鋰顯著(zhù)低于三元、錳酸鋰等材料（產(chǎn)熱功率曲線(xiàn)與橫軸的面積代表總產(chǎn)熱量）

3、磷酸鐵鋰熱失控反應不出現助燃劑

磷酸鐵鋰在熱失控后不會(huì )出現氧氣，而錳酸鋰、鈷酸鋰、三元鋰在熱失控后都會(huì )出現氧氣，因此，更容易起火。

而磷酸鐵鋰熱失控所要的溫度更高，相對而言，錳酸鋰、鈷酸鋰、三元鋰熱失控要達到的溫度點(diǎn)都遠低于磷酸鐵鋰。

一、鋰電池在數據中心做備用電源應用的瓶頸

1、成本是瓶頸，但未來(lái)可期

隨著(zhù)鋰電在電動(dòng)汽車(chē)、工業(yè)儲能、終端設備等行業(yè)的大量使用，以及整個(gè)行業(yè)生態(tài)的建立，鋰電成本成逐年下降的趨勢，而鉛酸電池（含鉛）成本卻時(shí)高時(shí)低，未來(lái)成本有上升趨勢。因此，在不久的將來(lái)，鋰電的成本優(yōu)勢會(huì )愈發(fā)明顯，鋰電必將在數據中心大規模應用。但是，就目前來(lái)看，因為行業(yè)鉛酸品牌及價(jià)格層次不齊，給我們的感覺(jué)還是鋰電比鉛酸貴。

2、可靠性仍然是未來(lái)鋰電應用最大的障礙

鋰電盡管應用廣泛，但是無(wú)能是電動(dòng)汽車(chē)還是手機都出現過(guò)熱失控、起火等事故。在數據中心，則對可靠性要求更高，一旦發(fā)生火災，整個(gè)數據中心業(yè)務(wù)可能都會(huì )受到嚴重損失。

數據中心鋰電應用安全保證

鋰電安全性根因

電池內部在過(guò)溫和過(guò)壓情況下出現許多放熱副反應，繼而形成熱量正反饋，從而出現熱失控，出現高溫和大量可燃氣體，繼而燃燒。

而機械電熱激源刺激下引發(fā)熱失控的根因。

鋰電安全性保障

從近幾年鋰離子電池起火事故（如：Note7，Tesla等），歸納為內部短路、析鋰、高溫、體積變化致起火爆炸發(fā)生。

而電芯選擇磷酸鐵鋰并不能萬(wàn)無(wú)一失。所以，在鋰電的設計應用中應該從電芯＋PACK＋BMS＋系統＋云計算／大數據等多層面保障鋰電安全才能將鋰電的熱失控起火事故控制在最低限度。

（1）電芯材料體系的選擇：優(yōu)選磷酸鐵鋰，熱失控溫度點(diǎn)高，產(chǎn)熱速率慢、產(chǎn)熱總量少，根本上保障安全性

（2）電芯結構安全設計：機械結構及時(shí)切斷，抑制溫度上升；涂層抑制熱失控

機械結構：外短路及過(guò)充電濫用，通過(guò)fuse，OSD等機械結構及時(shí)切斷，抑制溫度上升，阻止連鎖反應至熱失控；功能涂層（化學(xué)保護）：發(fā)生內短路，機械結構不起用途，功能涂層抑制隔離膜收縮，防止大面積短路；

（3）電池模塊PACK安全設計：電池模塊PACK設計整體從2層4點(diǎn)出發(fā)。比如

激光焊規避螺釘松脫風(fēng)險多溫度傳感器確保模塊內溫、電壓等實(shí)時(shí)監控夾緊力保證結構穩定性絕緣保護板保護正負端子塑膠絕緣支架，保證電芯間絕緣和結構強度電芯表面絕緣膜包覆，保證電芯與外部絕緣力

（4）BMS安全設計：三級BMS架構，常規V、I、T采樣檢測、均衡、閾值告警保護＋內短路算法＋內溫估計算法＋析鋰估計算法，確保電芯不出現熱失控

（5）系統安全設計：

智能電池控制系統，做到單組電壓、電流、功率可控，防止出現偏流、環(huán)流情況機柜級消防系統，做到熱失控快速抑制，精準、高效、環(huán)保

（6）AI智能安全保證：關(guān)鍵數據上傳至云端，實(shí)時(shí)監控電池狀態(tài)，通過(guò)橫向縱向比較＋數據庫＋安全算法分析，提前進(jìn)行月／天級安全預警

二、鋰電池在數據中心做備用電源應用要面臨解決的問(wèn)題

數據中心鋰電大量應用除了要解決可靠性及成本問(wèn)題，事實(shí)上，用戶(hù)在應用鋰電時(shí)還存在諸多問(wèn)題，這些問(wèn)題也將成為未來(lái)鋰電大量應用的關(guān)鍵考量。

1、多柜并柜均流問(wèn)題，多柜并聯(lián)放電，因電芯內阻、容量等不一致、配電的差異等導致的柜間放電不均流，尤其是在短時(shí)大電流放電時(shí)，造成電池柜逐個(gè)過(guò)流保護。

2、新舊電池柜在線(xiàn)擴容問(wèn)題，鋰電系統在應用過(guò)程中，無(wú)法防止部分失效率的問(wèn)題；或者因負載增大而擴容的需求；就會(huì )有新舊電池柜并聯(lián)使用的場(chǎng)景。新舊電池柜混用因內阻、容量的不一致，會(huì )導致嚴重偏流，甚至導致單電池柜過(guò)流斷開(kāi)。

3、電芯串聯(lián)均壓?jiǎn)?wèn)題，單組電池內電芯內阻容量等不一致，導致單電芯充電過(guò)壓，使得整個(gè)電池系統無(wú)法充滿(mǎn)電。

4、故障維護問(wèn)題，單串電池組內某個(gè)電池模塊故障，引起整組電池無(wú)法正常工作，如何快速維護更換。

5、消防問(wèn)題，當鋰電入列微模塊數據機房，假如鋰電柜內發(fā)生火災，如何將火災控制在機柜內部，不擴散到周邊ICT設備？