动力锂离子电池在通信行业的应用分析

梁茂青

摘   要：通过通信行业利用锂离子电池的安全性，提高使用的时间，保证能够在高低温下正常运行等，文章主要阐述动力锂离子电池的相关内容，分析动力锂离子电池的使用情況，对动力锂离子电池在通信行业的应用进行分析，希望可以促进通信基站的正常运行。

关键词：动力锂离子;通信行业;策略

为了保证退役的动力锂离子电池还能够发挥自身的价值，我国开始把其运用到通信行业中。对动力锂离子电池的性能、外观重新进行分类重组，保证其可以给通信行业带来电量，保证电网的运行。

1    动力锂离子电池的相关概述

随着社会的不断发展，能源短缺和环境污染问题日益突出，电动汽车的推广主要受到节能、环保的影响。在电动汽车使用的动力锂离子电池容量下降不能满足电动汽车继续行驶时，就可以对动力锂离子电池进行退役处理。随着电动汽车的应用越来越多，很多动力锂离子电池从车上被淘汰，为了给退役动力锂电池找出路，人们开始想到把其运用到通信行业中。通信基站的备电储能系统对电池性能的要求比较低，可以二次利用到通信基站储能备电的系统中。所以，对退役锂离子电池的梯级利用有着很重要的意义。

梯次利用是把一些不能够满足电动车辆能量需求的动力锂离子电池，转用到对动力锂离子电池要求低的领域中，充分发挥它的作用。2017年1—10月，新能源汽车产销51.7万辆和49万辆，同比增长85.9%和106.7%，10月份的汽车装载动力电池量约2.93 Gwh，2018年4月1日正式推广《新能源汽车计分并行管理办法》，并自2019年度起实施企业平均燃料消耗量积分核算。通过这一推广，有一些退役的动力锂离子电池就无处可归，为了环保可以把其应用到通信行业中[1]。梯次利用就是为了把产品的性能最大地发挥出来，保证它的生命周期，给社会创造经济价值的同时，还可以达到节能、减排、降耗、进行低碳生活的目的。退役动力锂离子电池的梯次利用充分体现了绿色经济，在推广的过程中势必会给社会带来一定的效益。

2    动力锂离子电池的利用情况

2.1  国内动力锂离子使用情况

当前，我国各行各业都开始对动力锂离子电池梯次回收进行相关的研究，比如国家电网、政府和电池企业等，虽然取得了一定的进展，但是仍然处于初级阶段，还没有相关的完整产业链。最早提出动力锂离子电池梯次回收的主要是国家电网浙江公司，对其进行的相关探索主要运用在电动自行车上。国家电网浙江电力公司在2013年就提出了《动力锂离子电池电动自行车梯次利用技术方案》，主要是从废弃的车上把一些电池进行重新组装，通过这样的改造可以保证电动车的动力电源。

在退役电池储能示范工程中，河南电网公司联合一些电池制造企业，在全国开始推广退役锂离子电池的分选和充足工作，真正地把退役动力锂离子电池应用到混合微电网系统中。而在通信领域中，我国主要是在2015年梯次利用动力锂离子电池在备电和储能方面有相关的研究，通过在通信基站中使用梯次利用动力锂离子电池来代替传统的铅酸电池，我国开始有了试验站。我国锂离子电池的市场正处于高速增长期，2010—2016年我国锂离子电池的占比在动力类呈上升趋势，随着储能电站的建设，锂离子电池在移动通信基站储能电池的应用越来越广，2016年储能型锂离子电池的应用占比达到4.94%[2]。

2.2  国外动力锂离子电池的使用情况

国外在动力锂离子电池的使用方面比我国要早，最重视动力锂离子电池回收的国家是日本，他们在电动汽车推广前就开始考虑了动力锂离子电池的梯级利用问题。日本主要是在汽车上的使用和合资企业进行新能源的开发。

美国在动力锂离子电池梯级方面的研究比较广，经济效益、相关技术和商业上的发展进行了相关的分析，多次进行尝试。在2010年就有大学在对混合电动汽车的研究上，对动力锂离子电池的二次使用进行了相关的研究，在研究的过程中对电池性能的要求、储能系统和电池的价值进行了系统的分析。最后，把其应用到汽车试验中，对电池组采集电能收集到的电量进行测评，看电网能否实现家用和商用。通用汽车和ABB进行了合作，对电池的再利用进行了尝试，把雪佛兰使用过的锂离子电池运用和沃蓝达蓄电池进行重新组合，发现它能够给家庭提供一定时间的电力供应。

韩国知名企业LG化学和三星SDI是韩国主要的动力电池企业，在经济全球化的推动下，韩国开始发展国际贸易，在中、美、日等国家建立生产基地，建立稳定的供货关系。韩国有基础研发、原材料、生产装备和电池产业技术，建立相对完整的锂离子动力电池产业链。

3    动力锂离子的使用方案

3.1  动力锂离子电池使用的可行性

锂离子电池分为正、负极材料，具有可逆嵌锂的能力，锂离子可嵌入材料并且从材料中脱离出来，所以锂电池能够达到循环使用的效果。锂离子电池失去效果是需要一个过程的，容量下降也就是容量跳水，主要是因为在生产设计的过程中对其控制的不到位。

3.2  单体电池筛选方法

动力锂离子电池出现问题主要是因为一致性差、性能出现衰退，如果不对其进行细致的分类，就会影响到梯次利用电池组性能的发挥。在梯级电池组成前要对单体退役的电池进行相关筛选，从容量、内阻和自放电率等方面对其进行相关调整，保证参数在成组的一致，这样可以保证成组中的参数都在合理的范围内，能够有效地发挥梯级利用电池组的性能。

当前，筛选的方法主要有两种，测试筛选和大数据筛选。在测试筛选过程中，梯次利用主要是对退役的动力锂离子电池进行相关测试，对其进行分组重组，可以从外观、内部的电压、内阻、放电率等进行相关筛选。大数据筛选，主要是动力锂离子运用在电动车上，一些电池厂商能够对单体电池电压和相关指标进行一定的监控和分析，通过这样的方式可以发现存在的问题。在利用梯次进行分选时，可以通过实时的监控来分析得到的数据，对有问题的单体电池进行重组，不再像测试筛选那样复杂，在一定程度上可以提高电池的处理时间，降低成本。

3.3  成组工艺

根据分选的情况，可以发现单体的电池容量、荷电状态、内阻、自放电率等都需要进行重组，这样才能够保证电池的一致性。在成组的过程中，可以对一些不用的动力锂离子电池进行拆除变成小模组，通过不同数目的串联，利用大数据筛选的方式可以把一些一致性较差或者存在故障的电池进行筛除，把剩下一部分的小模组一致性较好的进行组合，无需再次筛选就可以进行使用。

3.4  电池组测试

梯次利用动力锂离子电池成组后，就需要进行相关一系列的测试。通过梯次利用可以保证动力锂离子电池的安全性能。当动力锂离子电池在运用到电动车前，需要進行高温测试、挤压测试、过充测试、过放测试、短路测试、针刺测试、跌落测试等有关安全方面的测试，只有所有性能都达到相关的额指标后才可以使用在电动车上。动力锂离子电池在长时间使用后，容电量就会出现下降的情况，但是电池安全性能对于刚开始使用时是没有什么变化的，当经过外观和性能的第二次筛选，安全性才能够满足长时间的使用。

动力退役锂离子电池在进行梯次利用时，可以通过对电池的安全性能进行把控，保证它可以正常的使用。首先，要对其进行严格的电池筛选和安全性能的抽查，保证电池的安全性。在进行成组前，要对动力锂离子电池的外观、电压、电阻、放电率等进行相关的筛选，保证同一批次、同一状态下的电池或者电池模块进行相关的抽样检查，保证梯次利用电池的安全性。其次，要对电池模组进行相关的设计。在梯次利用电池成组设计方面，要从安全的角度对其进行模组的设计，着重考虑到模组的绝缘问题、保护的等级、元器件的使用、电阻的设计等相关因素。最后，还要利用相关措施保证安全性。梯次利用电池是对于全新电池来说的，内阻、电压平台、容量方面都会有不同程度的损耗。在通信基站的使用过程中，由于电池组长期处于使用的状态并无人看守，就会导致BMS和开关电源等直流电源之间出现没有通信的情况，当BMS保护出现问题时，梯次利用电池就会出现放电没有保护措施的问题[3]。所以，要根据梯次利用电池组运行的实际情况，制定合理的充放电措施，保证电力的正常运行。

4    结语

在通信行业中，要想保证动力锂离子电池可以正常运行，就需要采取相关措施对退役的锂离子电池进行分析，多个角度综合考量，保证电压的稳定。保证通信信号的稳定，从安全的角度入手，促进通信行业的发展。