通信电源前景分析及优势

通信电源前景分析及产品优势

一、通信电源市场前景

作为国民经济支柱产业之一，我国通信业一直处于快速发展的态势，其中通信储能市场被锂电池生产商看作是当前“最现实、最明确”的发展方向。磷酸铁锂电池相比传统的铅酸电池具有体积小、重量轻、能量密度高、绿色环保等优点，所以在通信基站电源中应用比例逐渐提高。中国移动、中国联通、中国电信三大运营商均已采购磷酸铁锂电池作为通信基站后备电源，其中仅2012年12月份发布的江苏移动和广东移动的采购额已经达到或超过3000万元金额。

根据锂电产业研究所统计，我国锂电池企业2012年应用于国内外通信基站的锂电池市场规模为5亿元，同比2011年增长100%，2013年延续高增长。业内资深人士表示，通信储能方面，全国三大运营商大概有170万个基站要用电池，还不包括末端供电的小型设备，按照基站每年10%的铅酸电池更换磷酸铁锂电池计算，每年锂电池市场提供的空间是几百亿元，通信储能为锂电行业带来一个广阔的空间。并且，通信用铅酸蓄电池使用寿命一般为4-6年，随着通信基站数量增长，带动后备电源新增及更换市场的快速稳定发展。

由于锂电池在基站领域有更长的寿命、更优越的抗环境压力和更小的体积，运营商也在积极采用锂离子电池作为储能电池进行基站建设。业内预计由于三大运营商集团采购，锂电池在通信领域将出现爆发式增长。目前部分地方性采购已经开始，至少5、6个省在招投标，各个运营商也在全国各地做试点。中国联通人士认为，三大运营商的应用引发锂电行业快速增长，预计明年上半年锂电池应用会出现放量趋势。

二、节能环保的客观需求

国家“十二五”重点扶持的7大战略性新型产业包括节能环保、新能源、新材料和新能源汽车等战略性新兴产业，这些都与通信设备有关，而三大通信运营商的能耗占了整个社会能耗水平的3%，随着大数据时代的到来有增大趋势，因此通信电源的发展方向是环保型电源设备。

近几年，随着全球对节能减排的关注，锂离子电池也逐渐被应用于通信、国家电网以及电动汽车等多种行业。对于通信电源行业节能减排来说，要求蓄电池体积更小、重量更轻、寿命更长、更耐高温、维护更容易、性能更稳定、更环保等，因此为了顺应这些需求，锂离子电池也正逐渐向大容量电池方向转变，通信用磷酸铁锂电池应运而生。

运营商换电意愿较强

从2010年开始，我国已经开始在通信基站试用绿色环保的锂电池。其中在铅酸电池不太适用的环境，或新建3G、4G基站中需要增容时，锂电池应用很受欢迎。实际上，电信运营商在节能安全方面的需求促使开始试用锂电池替代铅酸电池。

相比于铅酸电池而言，锂电池可以将机房内空调温度调高10度，节能力度很大，而且随着通信业对电池容量要求提高，继续试用铅酸电池需要增大存放空间，也迫使通信基站进行锂电替代。

通信行业相对电动汽车行业，对电池没有特别高的比能量要求，电池是固定式，因此当前磷酸铁锂电池能够满足需求。目前移动、联通等通信运营商已经拟以磷酸铁锂电池为储能电池，行业在未来相当长一段时间内，应该以磷酸铁锂电池为主。并中国联通人士表示，电池选用最注重是安全稳定、节能环保，锂电池的安全稳定性在供电系统中通过反复测试，安全稳定性非常好。从节能方面来说，采用锂电池，一个通信基站一年可以省电7200度，而三大运营商在一个省就有9万个通信基站，省电力度不容小觑。环保方面，锂电池没有重金属，对环境影响不大。

三、通信用磷酸铁锂电池的优势

通信用磷酸铁锂电池与传统的铅酸蓄电池相比，具有以下优点：

1）能量密度高：标称电压为3.2V，能量密度是铅酸电池的4倍左右，体积小、重量轻；

2）安全性强：磷酸铁锂正极材料具有良好的电化学性能，充放电平台十分平稳，充放电过程中结构稳定，电池不燃烧、不爆炸、安全性好；

3）高温性能好：外部温度55℃时电池正常工作；

4）高功率输出：标准放电为0.2C、可3C充放；

5）长循环寿命：常温1C充放电，单体经2000次循环后容量仍大于80%；

6）环保：整个生产过程清洁无毒，所有原料都无毒。

四、环宇赛尔新能源科技有限公司产品与优势

环宇赛尔新能源科技有限公司是河南环宇集团和英国欧瑞投资基金公司联合组建的，专注于新型动力和储能锂离子电池开发、制造和销售的合资企业。公司总部和研发中心位于北京，制造基地设立在河南新乡。

环宇赛尔承继了三十年在二次电池和电池材料领域所积累的专利技术和丰富经验，所设计制造的大容量、软包装、叠片式、贫液态锂离子电池系列产品，实现了“把安全设计进产品”的设计理念，一致性更好，使用寿命更长，安全性更高，能够360度任意摆放，极大提高了系统空间的利用率，是国内外用户广泛应用于各类电动车辆和储能系统的首选电池。

1、自主知识产权软包装锂离子电池

1)独特的叠片式、软包装、贫液态、模块化锂离子电池，将安全设计进产品，安全性能好，循环寿命长，倍率放电高，可满足快速充放电。

2)模块化的设计模型，利于优化的模块组合电池组，提高开发效率。

3)符合环宇赛尔电芯规格的多款成熟电池模块，满足主流型号对电压和容量的要求。

4)严格的测试手段，保证产品安全和性能。

2、强大技术力量支持

环宇赛尔的核心竞争力源于不断创新的科技能力，拥有实力强劲的技术研发团队，先后成立“博士后科研工作站”，“新型二次电池技术工程研究中心”，二十多名博士生导师，教授，高级工程师立于技术发展的前沿，不断创新、为动力和储能电池提供最先进的解决方案。

技术研发中心先后承担了动力聚合物锂离子电池、动力锂离子电池材料等几十项国家研发和技术攻关项目，特别是在锂离子电池、超级电容器与超级电容电池体系及其材料等方面，先后承担和参与了国家973、国家科技支撑计划、863计划、国家自然科学基金、省部级重大、重点科项目20多项，获得了多个与本项目相关的产业化成果，有多项相关成果获国家及省部级以上科研奖励。这些在

储能体系及其材料的研究、开发与产业化方面积累的丰富经验，可保证本项目的顺利开展。

3、一体化生产体系

环宇赛尔建构的从材料制造到电池生产纵向整合一体化产业体系，能有效控制产品性能和降低成本，提高客户总体收益。环宇集团于1982年开始制造和开发电池的关键材料，环宇赛尔凭借垂直整合的优势，借助公司自主研发的关键原材料，更好的实现产品控制，提高了产品的一致性和寿命。

4、三十年专业经验

三十年生产电池和电池材料所积累的丰富经验，使环宇赛尔实现以研发体系为支持，不断关注客户需求，最终形成系统解决方案的循环体系，并形成公司强大自主知识产权，为客户创造更大价值。例如公司自有的专利技术《水系磷酸铁锂电池》及《一种软包装大容量锂离子电池》等为开发一款通信用低成本高安全储能锂离子电池提供技术支持。

5、安全有效的质量保障

环宇赛尔建立了科学先进的全面质量管理体系。涵盖了研发、制造、销售、服务等流程环节，先后通过ISO9001：2008认证和ISO14001环境管理体系认证，以及UL、CE、UN、ROHS、SGS和201所等权威检测认证，为实现产品的高品质和稳定性提供了优质保障，环宇赛尔产品的各项性能均满足国际和国内行业要求，达到同类产品先进水平。

五、环宇赛尔通信电源优势及发展

环宇赛尔针对通信行业重点从“节能”、“节地”、“节材”的角度体现节能减排的三大需求出发，设计研发的通信电源系列，采用大容量、叠片式、软包装、贫液态锂离子电池专利技术，具有占地空间小、能量密度高、循环寿命长、安全可靠、绿色环保等优点，符合严格的国际规范，是通信领域的理想电源，已经被国内外客户广泛应用。

产品特点：

1、安全：产品的安全来自于正极材料的稳定性及可靠的安全性设计。环宇赛尔

锂离子电池采用独特的软包装，叠片式，贫液态，使安全性更好，无需安全阀；

2、循环寿命长：铅酸蓄电池循环寿命普遍在300次左右，环宇赛尔锂离子产品

单只电芯循环超过3000次，电池组寿命大于2000次；

3、电池内阻小，倍率放电性能优越；

4、比能量高，重量比能量可达120Wh/Kg, 体积比能量可达210Wh/L, 高于行业

平均水平；

5、免维护，使用温度范围广；

6、绿色环保，不会对环境造成污染；

环宇赛尔在通信储能领域与通信运营商携手，共建企业标准，在多个省份成功运行示范试点项目，成功合作案例有：广东移动、新疆移动、辽宁移动、新乡移动等。

公司先后获得中国通信标准化协会的全权会员资格，及中国移动、中国电信认可的泰尔实验室认证报告，不仅能够及时与三大通信运营商，工信部电信研究院等专业科研单位及通信设备开发制造单位进行经常性的技术交流，跟踪了解最新的通信产品和通信技术发展，还将根据中国通信标准化协会的章程，力争在通信电源产业应用这一重点领域取得研究成果。同时中国通信三大运营商所需的认证报告全部按期完成，为通信行业招投标工作奠定良好基础，大大拓宽了市场范围。

2013年，环宇赛尔作为领先的通信电源解决方案供应商荣膺工信部赛迪研究院等权威部门颁发的“中国通信设备供应商50强”和“中国通信电源技术创新奖”两项大奖，再次表明环宇赛尔的产品技术在通信行业应用已得到充分的认可与肯定，并向通信行业展示了公司的强劲实力与影响力。

六、公司项目研究内容和技术关键及创新

1、项目研究内容

（1）低成本高安全磷酸铁锂电池产业化建设；

（2）通信用储能磷酸铁锂电池模块系统的标准化（模块性能、应用、BMS等）。

2、关键技术

2.1电芯关键技术

(1)软碳在热处理温度达到石墨化温度后，材料具有较高的石墨化程度。软碳

负极材料具有低而平稳的充放电电位平台，充放电容量大且效率高、循环性能

好的优点。

(2)以煤基焦粉为原料制备锂离子电池负极材料，采用纯化-改性两步工艺。首

先采取优化的酸碱综合新方法对煤基焦粉进行提纯，通过在碱酸法工艺中添加

合适的助剂降低碱熔的温度，并配合少量酸的加入提高焦粉的纯度，以达到电

池用碳素纯度要求；然后以沥青、树脂等为主要原料，选择合适的金属掺杂元素，在溶剂中生成元素分布均匀的前驱体，与纯化焦粉进行混合改性，通过控

制包覆前驱体和掺杂元素的种类、用量和条件实现定位包覆掺杂改性，获得电

化学性能优良的改性材料。

(3)锂离子电池正极制备是将磷酸铁锂、导电极、粘结剂按一定比例制浆后涂

覆在铝箔上，其中磷酸铁锂重量配比为85%-92%；导电剂为super-P、KS、碳

纳米管、VGCF中一种或几种，重量配比为2-5%；粘结剂为聚偏氟乙烯(PVDF)

系列，其重量配比为3-5%。负极是将中间相碳微球(或石墨、钛酸锂、硅碳化

合物）、导电剂、丁苯橡胶(SBR)按一定比例制浆后涂覆在铜箔上，其中活性物

质重量配比为90%-95%；导电剂为super-P、KS、碳纳米管、VGCF中一种或几种，重量配比为1%-3%；丁苯橡胶重量配比为2%-5%。正负极浆料制备采取机

械搅拌的方法：搅拌速度为40-70r/min，时间为8-12h；高速分散速度为1500-2200r/min，时间为4~8h。以叠片方式制成软包电池：装配在湿度≤10%RH

下进行，采用叠片方式制成软包电池，极耳焊接采用大功率超声波焊接。

(4)铝塑复合膜外壳和壳体内相互叠置的正极片、负极片以及正、负极片之间的隔膜，正、负极极片数目多，满足大容量的要求，其中，隔膜为绝缘、双向拉伸、单层多孔的高分子结构。解决了电池在重物冲击等滥用的情况下，由于隔膜破裂导致电池短路问题，避免电池发生起火、爆炸等安全问题，大大提高电池的安全性

（5）使用水系粘合剂代替PVDF，并使用去离子水溶剂，根据水系粘合剂特性调整打浆与涂布工艺；使用去离子水为浆料溶剂，增加极片烘烤时间保证涂布后极片干燥性；电解液的选择性与化成、抽真空工艺的调整，针对水系粘合剂特性增加电解液添加剂，控制电芯内部水份；已达到降低电池成本的需求。另外，此正极配方更环保。

（6）优化电芯的叠片结构，可提升大容量软包装锂离子电池的安全性能，保证电池在运行过程中安全可靠。

2.2模块的关键技术

（1）节能：磷酸铁锂电池组适应范围更宽的新型蓄电池，扩大蓄电池运行环境温度范围，可以大大减少空调耗电，节能能源（空调调高1度自身节能5%左右）；（2）环保：无论生产、使用和报废，都不含有、也不产生任何铅、汞、镉等有毒有害金属元素和物质；

（3）自放电率低，无记忆效应；

（4）具备高功率承受能力；

（5）充放电显示及报警：系统状态（通信和充放电状态）通过LED灯显示（6）通信：通过RS485实现电池管理系统之间通信，通过RS232实现与上位机通信；

（7）数据存储：电池管理可将电池电压、温度、每次的充放电电量，充放电次数等记录下来；

（8）SOC估计：采用Joint EKF算法，对各电池组分别进行SOC动态估计，根据电池之前数据自学习功能，SOC评估更精确；

（9）SOC评估：根据采集的信息，对整个电池组进行SOH估计；

（10）均衡管理：提高单体电池电压的一致性，并设置温度，均衡失效等多重保护，确保均衡的稳定可靠；

（11）单体电压采集：对单体电池电压进行实时检测；

（12）温度检测：在电池组箱体内部放置6个温度传感器，可对电芯温度进行实时检测；

（13）电流检测：检测单体电池串联组成的电池箱模块的充放电电流；

（14）充放电控制：过流、过放、过热、过流、短路等异常状态下断开故障模块充放电，实现每模块的故障就地隔离，减小故障影响范围。

3.创新点

3.1电芯创新点

（1）采用以煤焦粉为基材制作的软碳负极材料；

（2）使用单层、多孔、双向拉伸的隔离膜；

（3）采用水系正极、软包装的制作方式；

（4）电芯叠片方式改进。

3.2模块创新点

（1）产品整体性能优于信息产业邮电工业产品质量监督检验中心标准或中华

人民共和国通信行业标准，并领先取得通信相关认证等项目；

（2）整体外形结构依据GB3047.1-82、GB3047.4-86；

（3）智能加热系统：当电池环境温度低于0℃时（可以通过管理系统设定），

管理系统接通加热器件电源控制开关，加热体得电发热，电池或电池组被加热；当电池组温度达到设定温度时（可以设定在0-20℃之间）就断开加热电源，

停止对电池的加热，如此反复，从而达到提高电池组温度的目的。安全方面电

池组中安装有温度保护装置，一旦其温度超过其最高保护点，温度保护装置会

断开加热部件的供电回路，以防止动力锂离子电池过热受损，从而保证了磷酸

铁锂电池的安全。

七、预期目标

备用电源领域是公司目前推出商用产品的唯一领域，此领域可以作为公司深耕细作的产品发展方向。通信基站备用电源市场是备用电源领域中应用量最大的市场，每个基站均需配置备用电源。磷酸铁锂电池作为备用电源领域的新兴产品，具有安全、可靠、循环寿命长等特点，未来在通信用备用电源领域一定大有作为。研究方案

环宇赛尔结合近年来和各厂家合作的经验，总结各厂家的需求，取各家需求之长，舍去其中的不足，对磷酸铁锂电池进行性能研究提升及产业化建设，并对通信用储能电池进行模块化设计，进行研究和产业化。初步在2015年将储能电池模块生产形成稳定性量化生产线。

产品一：电压48V，容量10Ah,重量约9.5kg,尺寸H43*W482*L260（mm）产品二：电压48V，容量20Ah,重量约15.6kg,尺寸H88*W482*L320（mm）产品三：电压48V，容量30Ah,重量约21.5kg,尺寸H88*W482*L320（mm）产品四：电压48V，容量40Ah,重量约27kg,尺寸H132.5*W482*L420（mm）产品五：电压48V，容量50Ah,重量约31.5kg,尺寸H132.5*W482*L420（mm）产品六：电压48V，容量500Ah,重量约335kg,尺寸L 750*W800*H 1600（mm）