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類電子產品行業；錳酸鋰應用于電動自行車行業；磷酸鐵鋰廣泛應用于大巴車／公交車儲能，儲能電站；三元鋰廣泛應用于家用車／出租車儲能，儲能電站行業。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勢。

1、磷酸鐵鋰結構更穩定

從分子結構來看，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、產熱速率慢，產熱少

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

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出現氧氣，而錳酸鋰、鈷酸鋰、三元鋰在熱失控后都會出現氧氣，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，但未來可期

隨著鋰電在電動汽車、工業儲能、終端設備等行業的大量使用，以及整個行業生態的建立，鋰電成本成逐年下降的趨勢，而鉛酸電池（含鉛）成本卻時高時低，未來成本有上升趨勢。因此，在不久的將來，鋰電的成本優勢會愈發明顯，鋰電必將在數據中心大規模應用。但是，就目前來看，因為行業鉛酸品牌及價格層次不齊，給我們的感覺還是鋰電比鉛酸貴。

2、可靠性仍然是未來鋰電應用最大的障礙

鋰電盡管應用廣泛，但是無能是電動汽車還是手機都出現過熱失控、起火等事故。在數據中心，則對可靠性要求更高，一旦發生火災，整個數據中心業務可能都會受到嚴重損失。

數據中心鋰電應用安全保證

鋰電安全性根因

電池內部在過溫和過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生。

而電芯選擇磷酸鐵鋰并不能萬無一失。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：優選磷酸鐵鋰，熱失控溫度點高，產熱速率慢、產熱總量少，根本上保障安全性

（2）電芯結構安全設計：機械結構及時切斷，抑制溫度上升；涂層抑制熱失控

機械結構：外短路及過充電濫用，通過fuse，OSD等機械結構及時切斷，抑制溫度上升，阻止連鎖反應至熱失控；功能涂層（化學保護）：發生內短路，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點出發。比如

激光焊規避螺釘松脫風險多溫度傳感器確保模塊內溫、電壓等實時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、環流情況機柜級消防系統，做到熱失控快速抑制，精準、高效、環保

（6）AI智能安全保證：關鍵數據上傳至云端，實時監控電池狀態，通過橫向縱向比較＋數據庫＋安全算法分析，提前進行月／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題

數據中心鋰電大量應用除了要解決可靠性及成本問題，事實上，用戶在應用鋰電時還存在諸多問題，這些問題也將成為未來鋰電大量應用的關鍵考量。

1、多柜并柜均流問題，多柜并聯放電，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，尤其是在短時大電流放電時，造成電池柜逐個過流保護。

2、新舊電池柜在線擴容問題，鋰電系統在應用過程中，無法防止部分失效率的問題；或者因負載增大而擴容的需求；就會有新舊電池柜并聯使用的場景。新舊電池柜混用因內阻、容量的不一致，會導致嚴重偏流，甚至導致單電池柜過流斷開。

3、電芯串聯均壓問題，單組電池內電芯內阻容量等不一致，導致單電芯充電過壓，使得整個電池系統無法充滿電。

4、故障維護問題，單串電池組內某個電池模塊故障，引起整組電池無法正常工作，如何快速維護更換。

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