鐵鋰電池在通信基站中的梯次利用實踐

孫書林 烽火通信科技股份有限公司

引言：鋰離子電池產業在現如今這個時代背景中可謂是發展迅猛，錳酸鋰、三元聚合、磷酸鐵鋰相較于傳統的鈷酸鋰而言有著較為顯著的成本優勢，所以也開始逐漸成為我國鋰電池主要發展方向。磷酸鐵鋰較錳酸鋰電池、高倍率動力電池都是現如今較為恰當的電池，得到的應用范圍也十分的廣泛，其中也包含了通信基站，而為了能夠更好地發揮出其價值，筆者也對鐵鋰電池在通信基站中的梯次利用實踐進行了如下概述：

一、鐵鋰電池在通信基站中梯次利用現狀與優勢

（一）現狀

我國汽車技術研究中心在數據調查過程中指出，2020年純電動商用車和乘用退役電池容量將分別為 1737 千瓦時和 684 千瓦時，總共合計為2421 萬千瓦時。對于這些電池假設不能對其進行有效的回收與處理，退役動力電池之中的鈷鎳、電解液等金屬物質就會在一定程度施工污染水土；另外，資源的稀缺性也促使企業在發展過程中，開始從原材料的獲取和成本控制等角度來重視梯次利用，雖然退役動力電池無法再滿足電動車需求，但是我們卻可以將其用于其他領域，以此來實現循環使用，像是將其應用到通信基站設備之中就是較為有效的一種方式。

（二）優勢

鐵鋰電池在通信基站中的梯次利用是現代時代發展的必然要求，也具有較為顯著的優勢，具體表現在以下幾個方面：（1）一致性強。常見的通信基站，其所需要的備用電池容量大多是48V、500Ah2 組合48KWh，如果按照80% 的退役容量與60% 的梯次利用成組率進行計算的話，這個時候就需要大概100KWh 的退役動力電池，和常見的2輛新能源汽車動力電池容量大概是一致的。為此，這個時候我們可以將2 輛新能源汽車退役無法再私用的動力電池拼裝做成單個或多個模組，這樣就能有效滿足一個通信基站的需求。（2）利用率較高。分析常見新能源汽車使用的鐵鋰充電次數情況，我們能夠發現5年之后一般汽車用戶大多具有了換車的需求，假設5 年期間充電次數為一星期一次的話，電車全生命周期內充電次數為 250 次左右。按照常見鐵鋰電池的實驗室測試曲線我們能夠得到，容量在下降到原有90% 左右，而其實際工況容量下降到80% 左右的時候，其應用到通信基站中的效果還是較為良好的。（3）模塊化性能較強。鐵鋰電池在通信基站中的梯次利用，會使用電池模塊化的方式使用，而這一種利用方式即使是出現了問題只需要對電池進行替換，對于其它系統并不會造成影響，所以利用效果較為良好。（4）安全系數較高。通信基站的要求就是電池的相應速度，對于電池日常充放電速度并不會有過高的要求，而鐵鋰電池在通信基站中的梯次利用則能夠降低爆炸、燃燒等事故的發生，安全系數較高。

二、鐵鋰電池在通信基站中梯次利用實踐分析

在上述分析中我們對鐵鋰電池在通信基站中梯次利用現狀與優勢進行了分析，而為了能夠將其有效的應用到實踐之中，筆者還從技術與經濟可行性來進行了實踐分析，然后提出了具體的建議：

（一）技術可行性分析

技術可行性通常情況下主要是包含了后期衰退、老化程度、可靠性、安全性等多方面。對于替換下來的電池其本身就存在以下幾個問題：首先，使用工況存在差異，電池包在實際應用的時候本身就存在地域、充放電倍率、使用頻次、車況及管理、退役時限等多方面的差異；其次，梯次電池出廠廠家存在差異，所以在規格、化學成分以及結構上也存在差異；再次，梯次電池容量保持率差異也十分明顯；最后，相同容量的梯次電池生命周期點也是無法確定的，在梯次電池成組之后，循環使用衰減趨勢自然也會存在不同。梯次利用最為合理的就是將電池拆解到模組級之中，所以在使用過程中一定要做好合理的分組、重組與BMS 管理。

（二）經濟可行性分析

從經濟方面來分析鐵鋰電池在通信基站中的梯次利用情況，我們也能發現其十分可行。經濟層面的分析則包含了電池成本計運輸、重組成本、電池成本檢測等等。鐵鋰電池在通信基站中的梯次利用最為顯著的優勢之一，就體現在成本優勢這一點上，這也是梯次利用經濟效益的來源，在實際利用過程中一定要做好成本控制，在利用的時候可以將系統成本做到新電池產品的三分之一，這樣其就能夠有效地運行下去。在對產品進行開發的過程中，系統的集成則十分的重要，而系統柔性化設計、電池模組混用、BMS魯棒性設計等活動都能夠有效降低產品物料成本。

（三）實踐建議

鐵鋰電池在通信基站中的梯次利用的時候，需要注重以下幾點：（1）所使用的鐵鋰電池單體電芯電池容量最好是其初始容量的70%；（2）電池組內各單體電池及電芯最好是同一廠家生產的；（3）所使用的鐵鋰電池組最好是使用16只電池單體串聯的方式進行組合；（4）假設電池使用的多只并聯的方式，這個時候其數量不能超過8；（5）單只電池初始標稱容量需要≤10Ah，梯級成組容量則需要小于50Ah。

結語：綜上所述，在社會不斷發展過程中動力電池技術也得到了明顯的發展和進步，相關標準也在這一過程中不斷完善，這些也都為梯次利用提供了較為良好的環境，而鐵鋰電池在通信基站中的梯次利用本就具有較強的可行性，具有較大的發展潛力，所以本文也基于此展開了研究與分析。