数据中心运营商如何选择合适的蓄电池

铅酸蓄电池

如今，铅酸蓄电池仍然很受欢迎，因为它们在可靠性方面有着久经考验的记录。对于大规模应用来说，它们是最经济的选择，具有出色的性能和效率、内部阻抗低，对不当处理的耐受性高，采购成本高。

铅酸蓄电池使用的电解液包括水和硫酸，以及由海绵铅（负极）和氧化铅（阳极）组成的极板。主要的铅酸蓄电池电池类型是阀控铅酸蓄电池（VRLA），也称为“密封”或“免维护”蓄电池。

阀控铅酸蓄电池（VRLA）是密封的，但有一个阀门，可以将内部积聚的气体排放到大气中。通常不需要直接维护，不需要加水，因为充电过程中释放的氢气会在内部与氧气重新结合形成水。市场上主要有两种阀控铅酸蓄电池（VRLA），其区别在于电解质混合物：玻璃微纤维隔板(AGM)电池的电解质保持在高度多孔的微纤维玻璃隔板中；而凝胶电池的电解质凝胶由硫酸和二氧化硅的混合物组成。

UPS电源通常使用AGM类型的密封阀控铅酸蓄电池（VRLA），因为它具有较低的内阻，较高的比功率和效率，较低的自放电率和较低的采购成本。玻璃微纤维隔板(AGM)电池的充电速度更快，可以提供短时间的大电流。

富液式铅酸蓄电池的极板浸没在酸性电解质中。由没有密封，因此在运行过程中产生的氢气会直接排放到环境中，其通风系统必须比密封阀控铅酸蓄电池（VRLA）更强大。在大多数情况下，电池组容纳在专用房间中。富液式铅酸蓄电池必须保持直立操作，并且需要人工加满水位。

与密封阀控铅酸蓄电池（VRLA）相比，它们具有更长的使用寿命和更高的可靠性。铅酸蓄电池电池室必须保持在合理恒定的温度（20-25°C），以避免缩短使用寿命，甚至造成损坏。

锂离子电池

在锂离子电池中，“阴极”通常是一种金属氧化物，而阳极通常是多孔碳石墨。两者都浸在由锂盐和有机溶剂制成的液体电解质中。

锂离子电池的种类繁多，可以简化为六种：锂钴氧化物（LCO）、锂锰氧化物（LMO）、锂锰钴氧化物（NMC）、磷酸铁锂（LFP）、镍钴氧化铝（NCA）、锂钛氧化物（LTO）。在这些电池之间的选择取决于几个因素，并且不可能进行精确比较，因为诸如机械，单元尺寸和活性材料混合等许多方面在性能中起重要作用。

在数据中心环境中，锂离子电池正成为越来越具有吸引力为替代铅酸蓄电池的方案，其中电源可用性绝对是最为优先考虑的因素，锂离子电池提供比铅酸蓄电池解决方案更高的可靠性。不仅每块单独的电池本身更安全和稳定，而且每个电池模块都有一个电子控制器，可以持续检查电池是否有任何性能变化迹象。

每块电池的温度、电流、电压和充电状态均在机柜级别进行监控，可以清楚地了解当前电池状态，并预测未来的运行时间和性能。锂离子电池可以比铅酸蓄电池更快地充电，提供比铅酸蓄电池更多的放电/再充电循环，并提供更高的功率密度和效率，尤其是在高放电率下。这消除了电池的过度使用，同时减少了电池安装所需的空间。虽然铅酸蓄电池初始购买价格较低，但锂离子电池的使用寿命至少是规格相同的铅酸蓄电池的两倍，因此降低了整体投资成本。也降低了与电池拆卸和更换相关的人工成本。锂离子电池产生的废热更少，从而降低了冷却成本，并减少了碳足迹。

镍镉电池

镍镉电池电极包括氢氧化镍（正极板）和氢氧化镉（负极板）。镍镉电池具有很长的工作寿命（长达20年），可以应对极端温度（-20°C至40°C）。它们还具有较高的循环寿命，对深放电有良好的耐受性。其他好处与低内阻有关，它提供高功率密度和快速充电能力。镍镉电池可提供较长的存储时间，并提供高度保护，可以防止不当处理。

然而，镍镉电池的成本远高于传统的密封阀控铅酸蓄电池（VRLA）。此外，由于镍和镉都是有毒的，电池处理/回收过程成本高昂。镍镉电池还需要以加水的方式进行维护，特别是在高循环应用中，或在某些充电方法的高充电率下。

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