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          銀隆

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          中國儲能網:鐵塔基站采用鈦酸鋰電池的優勢解析

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          日期:2019-08-05  文章來源: 中國儲能網

          根據國家統計局數據顯示,2018年,我國鋰離子電池產量已累計達139.87億只。按照國家規定,當動力電池容量衰減至80%以下,需要進行強制回收。預計到2020年,我國退役動力電池將累計約達20萬噸,可以說首個動力電池“退役潮”已經到來,廢棄動力電池的回收與利用,已經成為一個重要的社會議題。

          中國鐵塔公司是動力電池梯次利用的最主要用戶之一,有著“基站之王”的稱號。自2018年起,公司旗下200萬個基站,已開始全部采用退役動力鋰電池。預計到2020年,鐵塔基站的需求可以消化1000萬輛新能源汽車的退役動力電池,成為 “退役潮”中資源回收和環境保護的中堅力量。

          鈦酸鋰電池的基本特性

          鈦酸鋰(LTO)電池,通常是指以鈦酸鋰材料為負極,與錳酸鋰、三元鋰或磷酸鐵鋰等正極材料,組成的2.4V或1.9V的鋰離子二次電池。目前,國內最大的鈦酸鋰電池生產企業是總部位于珠海的銀隆新能源股份有限公司,其掌握了鈦酸鋰電池的核心技術,批量生產鈦酸鋰電池并廣泛應用新能源汽車與儲能方面。

          鈦酸鋰材料(Li4Ti5O12)具有穩定的三維晶體結構,被稱為“零應變材料”,充放電過程中結構幾乎不發生變化,在鋰電池負極材料中備受關注。同時具有電化學反應速度快,放電平臺平坦且可達1.55V的先天性優勢??梢灶A見,未來鈦酸鋰將會成為新一代鋰離子電池的負極材料而被廣泛應用在新能源汽車和儲能應領域。

           銀隆通過納米化工藝與結構控制技術相結合,研發、生產的鈦酸鋰電池,具有高安全、快充放、耐寬溫、長壽命等突出性能。

          梯次鈦酸鋰電池的對比優勢

          新能源汽車動力電池大多采用鎳系列和鋰系列,這些動力電池的梯次利用被譽為是目前的重點發展對象。其中鋰電池因其不含任何重金屬與稀有金屬,對環境友好無污染,在儲能應用中受到了廣泛關注。對比鉛酸電池和磷酸鐵鋰電池,以鈦酸鋰動力電池作為梯次利用對象,優勢十分明顯。

          首先,鉛酸電池穩定工作的溫度范圍為15~35℃,磷酸鐵鋰為-20~50℃;而鈦酸鋰電池具備-50~60℃的超寬溫使用范圍,在高溫和低溫環境下仍可保持電池的優良性能。其次,鈦酸鋰電池具有5~10C的充放電倍率,大于磷酸鐵鋰電池2C的充放電和5C以上的啟動電流倍率,而鉛酸電池無此功能。

          此外,相較于全生命周期僅有5年左右的鉛酸電池,鈦酸鋰電池的梯次利用壽命,理論上還剩余10~20年,仍具有上萬次的深度循環次數;而且占地小、重量輕、運輸成本低,重量和體積為同容量鉛酸電池的1/2~2/3。其優秀的性能,讓同等級的鉛酸電池、磷酸鐵鋰電池等望塵莫及。

          銀隆鈦酸鋰儲能系統

          銀隆鈦酸鋰儲能系統可為客戶提供定制化的設計,為基站提供穩定、安全、可靠的通信電源,降低因供電不足或意外斷電所造成通信中斷、系統癱瘓的風險,非常適用于鐵塔基站儲能,特別是在離網模式下,優勢尤為顯著。

          與并網模式下的鐵塔基站相比,離網模式下的鐵塔基站大多分布在氣候、環境復雜,且較為偏遠的地區,若儲能電池安全性不高,循環壽命不足,則需定期維護及更換,增加維護、購置、運輸、安裝等成本。

          銀隆鈦酸鋰電池具備全生命周期內基本無需維護,有效節省維護成本;應用年限內無需更換電池,大大節省購置、運輸、安裝成本的優勢。而且當鐵塔基站處于多云、連雨等光照時間較短的特殊氣候條件下時,銀隆鈦酸鋰電池6~10分鐘即可補充90%以上的電量,從而保證鐵塔基站正常工作;針對處于低溫環境下的鐵塔基站,銀隆鈦酸鋰電池無需電加熱功能即可穩定應用,避免了系統啟動緩慢,甚至無法啟動的情況發生,保障鐵塔基站穩定工作,可謂鐵塔基站儲能的不二之選。 

          銀隆鈦酸鋰電池管理系統

          安全,從來都是鈦酸鋰的核心優勢之一。而銀隆鈦酸鋰儲能系統更有第二層保險屏障——電池管理系統(BMS)。銀隆電池管理系統(BMS)主要用于對蓄電池充放電過程進行管理,一般由監測、保護電路、電氣通訊接口等組成,以保證電池安全使用、充分發揮電池性能、延長使用壽命為目的,除具備欠過壓保護、過流報警、短路防護等標準功能外,還具有以下優勢:

          雙向均衡:雙向主動均衡,高能量單體直接轉移到低能量單體,均衡速度快;

          高精度:單體電池電壓采集精度2mV,電流采集精度0.5%,SOC估算誤差±5%;

          快充放:通過主動均衡快速均衡,能使電池組快充放條件及復雜運行工況下也能保證容量不衰減;

          高安全:硬件電路采用多重隔離,抗干擾能力強,有效保障系統安全。

           

          鐵塔基站的實際應用

          目前,銀隆鈦酸鋰儲能系統已在四川涼山、綿陽、阿壩以及甘肅敦煌等地的鐵塔基站投入使用,事實證明,在高海拔、無市電接入、多陰雨天氣的偏遠地區,仍可穩定高效運行。

          投入使用的梯次銀隆鈦酸鋰儲能系統中,實現了光伏控制器與BMS之間的信息交互。同時配備遠程智能監控平臺,運用互聯網+技術、GPS、無線通訊(GPRS、CDMA)和地理信息(GIS)技術,具備數據采集、解析、緩存等功能,對儲能系統地理位置和運行狀態實時監控,快速判斷系統運行狀況進行故障診斷,還可防止偷盜行為。

          光伏DC/DC與儲能BMS系統交互信息:針對一些無市電接入的基站,光伏與儲能系統僅存在電氣物理連接,沒有通訊。銀隆電池管理系統支持與光伏控制器進行信息交互,協同控制整個系統:當儲能電池按照既定策略充滿時,BMS請求光伏控制器停止充電,限制光伏輸出功率;當儲能電池按照既定策略未充滿時,光伏控制器協同BMS實現功率有效調節,BMS與光伏控制器雙層保護機制大大增加了整個系統的安全可靠性。

          基站儲能系統數據統一監管:基站儲能電池數據由BMS監管,光伏電站數據由光伏控制器內監控單元管理,所以存在數據無法統一,管理混亂的問題。銀隆遠程智能監控平臺,可對基站內電池信息(報警、保護)、光伏控制器電壓電流等信息進行統一有效的遠程監管。

          大數據分析運行狀況提前預警:針對一些偏遠山區的儲能系統,若無大數據分析,就地信息無法傳輸,基站無信息傳出時才發現系統出現了異常,且無法監測具體的異常情況,這將大大增加了基站運營成本。銀隆遠程智能監控平臺,可進行大數據分析對比,對電池的性能及運行狀況做到提前預警,當發現電池一致性不好時,可遠程查看系統哪一串哪一個電池的一致性下降,遠程排查異常,去到現場直接更換特定的電池,大大增加了基站運營效率,降低運營成本。

          《中國汽車動力電池回收拆解及梯次利用行業發展白皮書》分別對鋰電池的經濟價值進行了測算,對鋰電池進行梯次利用,經濟收益能達到每噸3~4萬元。如果對“退役潮”中的動力鋰電池進行有效地回收和梯次利用,可以產生的經濟效益和環保效果是十分巨大的,鐵塔基站項目和銀隆鈦酸鋰儲能電池都在貢獻自己的力量。

          梯次電池的應用,應遵循小模塊、低電壓、高冗余、小電流、非移動的原則使用,因此通信基站相比于其他場景更適合應用梯次電池。而且動力電池的梯次利用,是國家節能環保、發展新能源等戰略中,新興產業發展的重大創新,對于推動低碳經濟、綠色經濟、循環經濟具有非常重要的現實意義。

           

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