中国联通研究院：2022新一代智慧锂电技术演进白皮书（42页）.pdf

1、 新一代智慧锂电新一代智慧锂电技术技术 演进演进白皮书白皮书 中国联通研究院 2022 年 5 月 新一代智慧锂电技术演进白皮书 目录目录前 言 . 1 一、电池系统面对的挑战 . 3 （一）电池系统应用现状 . 3 1.通信用铅酸电池现状 . 3 2.通信用锂电池应用现状 . 4 3.梯次锂电的现状 . 7 （二）通信系统备电现状 . 9 1.电池应用情况 . 9 2.电池应用场景和备电时间 . 10 3.电池在建设和运维中的问题 . 11 4.5G 网络对电池备电的挑战. 12 （三）现有电池存在问题 . 13 1.传统通信铅酸电池的问题 . 14 2.锂电池存在的问题 . 15 3.梯次

2、电池的问题 . 18 二、电池系统技术演进 . 20 （一）技术演进方向 . 20 （二）技术架构组成 . 26 三、适应 5G 网络的电池备电策略 . 30 （一）备电架构技术演进方向 . 30 （二）各等级机房备电方案 . 33 1.业务分级思路 . 33 2.业务分级及备电策略 . 33 3.多级备电方案 . 34 四、智慧锂电推进规划 . 36 （一）实施规划 . 36 （二）产业链推进建议 . 37 五、总结和展望 . 39 新一代智慧锂电技术演进白皮书 -1- 前前 言言 在过去的三十年里， 移动通信经历了从语音业务到移动宽带数据业务的飞跃式发展，不仅深刻地改变了人们的生活方式，也

3、极大地促进了社会和经济的飞速发展。 移动互联网和物联网作为未来移动通信发展的两大主要驱动力，为第五代移动通信（5G）提供了广阔的应用前景。面向 2022 年及未来，数据流量的千倍增长，千亿设备连接和多样化的业务需求都将对 5G 系统设计带来严峻挑战。 与 4G 相比，5G 将支持更加多样化的场景，融合多种无线接入方式，并充分利用低频和高频等频谱资源。同时，5G 还将满足网络灵活部署和高效运营维护的需求，大幅提升频谱效率、能源效率和成本效率，实现移动通信网络的可持续发展。随着通信业务的快速发展，通信设备集成化程度和业务承载能力大幅度升高，单架设备用电需求增长迅速，对通信局房现有的电池备电系统提出

4、了更高的保障等级要求。 随着互联网、云计算等蓬勃发展，ICT 业务融合的趋势也不断加强，下一代未来网络对供电系统建设和运营提出了新的要求：具备高可靠性、高效、灵活扩展的供电能力，可应对突发业务的高承载力，具备融合性、智能化、可扩展性的保障电源系统运营管理能力，以及轻量化、低成本的保障电源系统建设模式和运行模式。电池是保障电源系统的重要组成部分， 目前正处于铅酸电池时代向锂电池时代迈进的关键时期，如何解决铅酸电池时代遗留的主要问题，应对国际、国内双碳政策，都将是锂电池时代亟需解决的关键难题。 新一代智慧锂电技术演进白皮书 -2- 本白皮书将研究可用于 5G 网络、数据中心的智慧锂电技术，并提出具

5、体的发展方向，结合在网通信备电系统建设现状，提出分阶段备电架构演进规划。 编写组成员编写组成员（排名不分先后） ： 刘郑海、董雯、张燕琴、孟熙慧子、李宁、王蕾、韩振东、李福昌 新一代智慧锂电技术演进白皮书 -3- 一一、电池电池系统系统面对面对的挑战的挑战 （一）电池系统应用现状（一）电池系统应用现状 1.1.通信通信用铅酸电池现状用铅酸电池现状 铅酸蓄电池由于其安全稳定、性价比高等优点，在电池领域占据较高的市场份额，并被广泛应用于汽车起动、通信、储能等领域。尤其在通信领域，铅酸电池市场占有率在 90%以上。铅酸蓄电池与可供选择的其它电化学储能系统相比，具有较低的能量密度，但仍然是世界上最重要

6、的二次电源，这是因为只考虑能量密度是不够的，在最终的评价中，能量密度、寿命、成本共同决定了电池在工业中的使用价值。此外，电池的特性，如比能量、可靠性、原材料的来源以及回收再利用的可能性，也非常重要。综合考虑上述因素，铅酸蓄电池是一个好的折中选择。因此，铅酸蓄电池在未来一定时期，仍然是最重要的电化学储能系统， 这在对铅的重量要求不高的固定电池应用中特别适用，对于这些应用，体积能量密度比重量能量密度更重要，因此铅酸蓄电池是更合适的选择。 随着 5G 通信技术发展，市电保障提升，运营商对铅酸蓄电池的应用提出了多样化的需求，如短时大电流放电、集成化等要求。5G技术的主要特点为：高可靠，低延时；增强型移