鋰電池包括鋰金屬電池和鋰離子電池，通常所說的鋰電池是鋰離子電池，其特點是不含有金屬態(tài)的鋰，支持反復(fù)充放電使用。　　　

從1991年SONY公司推出第一只商用鋰離子電池,到2009年華為在通信基站大規(guī)模使用鋰電,再到2016年電動車(鋰電)市場爆發(fā),目前,全球前十鋰電廠商的動力電池銷量接近90GWh。　　

而隨著鋰離子電池(簡稱:鋰電池)的能量密度和安全性能的持續(xù)提升、成本的持續(xù)降低,鋰電池在通信領(lǐng)域、電力領(lǐng)域、動力汽車領(lǐng)域、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域的需求越來越大,鋰電正在向著成為新一代主流能源的方向穩(wěn)步邁進。

為什么要用鋰電池(見圖1)

鉛酸電池在通信行業(yè)領(lǐng)域數(shù)十年來長期占主導(dǎo)地位。但鉛酸電池循環(huán)壽命短、占地大、對機房承重要求高,生產(chǎn)制程容易造成環(huán)境污染,各國的鉛酸電池發(fā)展都趨于萎縮,中國鐵塔已經(jīng)明確不再招標鉛酸電池。而鋰電池具有能量密度高、占地小、長循環(huán)壽命等鉛酸不具備的優(yōu)勢。伴隨著鉛酸電池市場占有率快速下降,鋰電池在全球的應(yīng)用急劇增加,其中5G站點幾乎全部被鋰電池覆蓋,數(shù)據(jù)中心的鋰電池應(yīng)用在國外一些大型的ISP客戶也在開始規(guī)模使用。可以預(yù)測未來3～5年的時間內(nèi),鋰電池市場份額將接近或超過鉛酸電池,鋰電池未來占據(jù)市場主導(dǎo)已經(jīng)是各行業(yè)領(lǐng)域的共識。

電池技術(shù)路線趨勢（見圖2）

13C類:鈷酸鋰提升充電電壓上限,持續(xù)提升能量密度;預(yù)計2025年后,全固態(tài)電解質(zhì)可進一步提升電壓,逐步逼近材料理論上限4.9V;2動力:高端EV三元(液態(tài))提升Ni含量+充電電壓提升能量密度,Ni含量(811)和電壓(4.25V)后能量密度提升不明顯;預(yù)計2025年后全固態(tài)電解質(zhì)商用，電壓可以進一步提升；中低端EV+大巴，轉(zhuǎn)向磷酸鐵鋰路線;3循環(huán)儲能:磷酸鐵鋰材料克容量(當(dāng)前155mAh/g)已接近理論極限(172mAh/g),電壓提升已達到極限;主要向循環(huán)和安全特性演進;鈉離子電池是未來潛在選項:原材料廉價,復(fù)用鋰電產(chǎn)業(yè)鏈;4短時備電:磷酸鐵鋰，安全、壽命、性價比最優(yōu)，向功率密度提升、安全等特性演進；未來預(yù)計為電池+電容等復(fù)合路線。

鋰電池的基本參數(shù)和工作原理

1鋰電池基本參數(shù)概念 

電池容量(Ah):在一定條件下(放電率、溫度、終止電壓等)電池放出的電量,通常以安培·小時為單位。    

充放電倍率(C):充放電倍率=充放電電流/額定容量。

2鋰電池工作原理介紹 

鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。　　　　

正極材料:可選的正極材料很多,主流產(chǎn)品為磷酸鐵鋰和三元(鎳鈷錳或鎳鈷鋁)。　　　　

負極材料:多采用石墨。　　　

以磷酸鐵鋰電池為例:

正極反應(yīng):放電時鋰離子嵌入,充電時鋰離子脫嵌。　　

充電時:　　        

放電時:

負極反應(yīng):放電時鋰離子脫嵌,充電時鋰離子嵌入。　　

充電時:       

放電時:　　

鋰電池種類(一般按照正極材料分類):鈷酸鋰(LCO)、錳酸鋰(LMO)、磷酸鐵鋰(LFP)、三元鋰(NCM)。

數(shù)據(jù)中心推薦采用什么材質(zhì)鋰電池?

1推薦選用磷酸鐵鋰材質(zhì)“Goodenough” 

2019年諾貝爾化學(xué)獎授予了JohnB Goodenough、M.Stanley Whittingham和Akira Yoshino,以表彰他們在鋰離子電池發(fā)展上所做的貢獻。　　　　尤其John Goodenough成為歷史上最高齡的諾獎得主,其一生對于鋰電池的探索尤為令人敬佩,磷酸鐵鋰(LFP)作為他的重要貢獻之一,磷酸鐵鋰也被認為是目前最安全,最環(huán)保的鋰離子電池正極材料。鋰電池,尤其是磷酸鐵鋰在數(shù)據(jù)中心和通訊基站的應(yīng)用,就如同老爺子的名字一樣,已經(jīng)Goodenough了。

2為什么推薦采用磷酸鐵鋰材質(zhì)?