目前由于锂电池已经受到了广泛关注和大力推广，再加之其技术水平的不断成熟，而且铅酸蓄电池生产过程会给环境带来污染，日益升高的污染物排放和日渐减少的全球能源使得人们越来越为之提忧，相信在不久的将来锂电池必定能代替铅酸电池用于不间断电源系统中作为蓄电池使用，本文主要对不间断电源系统中锂电池的应用进行了探讨。
　　【关键词】不间断电源系统；锂电池；应用
　　引言
　　什么是不间断电源系统？即有储能装置，保障计算机系统在停电之后继续工作一段时间以使用能够紧急存盘，使您不致因停电而影响工作或丢失数据。它在计算机系统和网络应用中，主要起到两个作用：一是应急使用，防止突然断电而影响正常工作，给计算机造成损害；二是消除市电上的电涌、瞬间高电压、瞬间低电压、电线噪声和频率偏移等“电源污染”，改善电源质量，为计算机系统提供高质量的电源。该系统可以提供高质量电力，解决或防止上述问题，保证较高工作效率，增加仪器以及机器的寿命。

　　1.不间断电源系统中使用蓄电池的关键性

　　不间断电源系统主要有四大部分组成，即整流器，逆变器，静态转换开关以及储能装置蓄电池组，如图1所示。

　　图1 UPS结构图
　　在不间断电源系统中，蓄电池是一种用来储存电能由很多电池串联成的装置，其容量直接影响着放电时间长短。其功能包括：当市电供电正常时可以对电能进行转换，使之以化学能形式存于电池中；当市电遇到故障时再做相反的转化，即将化学能变为电能以满足逆变器以及负载要求。蓄电池对于不间断电源系统来说，毫无疑问占据着支柱地位，如果一个不间断电源系统缺乏蓄电池，那么其充其量只能算作稳压稳频电源。正是因为蓄电池的存在，不间断电源系统才可以持续供电。
　　不间断电源系统内配置的蓄电池性能是否优劣，直接影响着不间断电源系统是否有一个良好的性能。例如：（1）在市电供应出现异常时，通过不间断电源系统可以给用电设备充分的备用电源以确保机器设备正常工作。这是该系统的一个重要作用，以上我们已经做了详细介绍，知道了其是依靠蓄电池才得以实现的。因此蓄电池容量直接影响着市电中断后该系统持续放电的时间，也就是该系统备用工作时间的长短。（2）增加蓄电池使用时间，有利于避免不间断电源系统频繁换电池，这样不仅节约了开支，而且降低了用户用来维护该系统的工作量。（3）蓄电池工作过程中的温度范围直接决定了该系统的使用温度，进而增强了该系统对所处环境的适应性。

　　2.锂电池发展与分类

　　（1）锂电池发展

　　有关数据表明铅酸蓄电池生产厂将从2006年的2000家锐减至2015年的300家，原因就是因为铅酸蓄电池的生产过程会给环境带来污染。国家为了治理污染制定了相关的法律法规和相关的标准，要达到标准，治理污染，企业将需大量地投入资金，致使很多小企业无力支撑，纷纷落马。而锂电池产业的环境温度宽、体积小等，使得锂电池普遍应用于电站储能电源系统、电动工具、UPS、通信电源、电动车辆、航空航天等多个领域，其市场需求极其可观。就中国市场而言，2013年锂电池整体市场规模将达到741.7亿元，到2015年预计达到1251.5亿元。
　　锂电池产业是我国高新技术未来发展的趋势，经济的发展对于动力电池的要求也越来越高，这就导致动力电池开始朝着高科技和高性能的方向发展，而低温锂电池正好能够适应目前的发展要求。低温锂电池开始慢慢走入人们的生活，在给人们带来便利的同时也增加了锂电池的消耗量，这就要求相关的研究人员积极开发新方法，提高低温锂电池的利用率。

　　（2）锂电池分类

　　
    目前，锂电池可以分为液态的和聚合物的两种，液态锂电池分具有正负极，它所采用的材料为两种物质的层间化合物。锂电池还能够分为可以充电的和不可充电的两种，可以充电的锂电池在电量耗尽时还能够通过其他方式将电能通过转化重新使用（锂离子由能量较低的正极材料被赶往负极材料），能够充电的电池相当于一个银行，能够储蓄电能，这也是它最大的特点。不能够充电的锂电池也叫一次性电池，它是单向的，不能够储存电能。锂电池有很多优点，因此，它的使用范围也比较广泛，锂电池的体积比较小，使用方便，由于锂电池的材料比较特殊，因此，它的质量比较轻，而且能量比较高，污染很小，还能够循环利用。由于锂电池众多的优点，因此，它也成为了21世纪的理想能源。锂聚合物电池从正负极材料（添加剂）分类：可分为锂离子LIB，聚合物PLB。

　　3. 锂电池在不间断电源系统中应用

　　现今随着我国锂电池领域的迅猛发展，锂电池逐渐受到了关注，其应用领域在不断拓宽，通信行业则已捷足先登。可以肯定地说：锂电池不仅是便携式摄录机、电动玩具和数码相机等产品的首选电池，也将成为通信电源、UPS用后备电池的更新换代产品。我国锂电池领域在1997年末形成产业，之后逐渐走上了产业化道路，其发展先后经历了两个阶段，即从最初的学习阶段到后来的自主研发阶段。从2001年开始，由于深圳地区一些知名锂离子电池厂家的迅猛发展，带动了我国锂电池领域的迅猛发展，其年均产量增加值已经达到了140%以上。根据相关调查资料可以知道，从2000开始到2003年短短的三年时间里，由于我国锂电池领域的迅猛发展，致使其市场规模上升为3200万片/月，占据全球市场总额的29%。
　　由于锂电池领域的快速发展，目前阻碍锂电池大力普及和推广的一些制约因素已经迎刃而解，比如价格以及技术方面的问题，将锂电池选择为不间断电源系统蓄电池的时机已经到来。当前，就有一些厂商已经成功研制了锂蓄电池不间断电源系统，例如：LG化学自1995年进入中国以来，事业快速发展，已先后在天津、宁波、广州、南京等地建立了8家生产工厂制造锂电池，应用于不间断电源系统中；北京地区某公司研发的锂电池不间断电源系统系列。
　　在此我们以北京某公司成功研制的锂电池不间断电源系统为例进行介绍。它是一款选择锂电池为不间断电源系统蓄电池的不间断电源系统，为在线小功率式。其逆变器一直都在不间断工作，其结构的特殊性直接决定了市电输入和该系统之间的无关性，其不管是输入还是输出都是独立的，有专门的控制装置。所以对市电输入具有很强的适应性，特别是对频率变化方面的适应性。输出环节为质量非常好的正弦波交流电源，其不管是电压还是频率都非常稳定以及精确，与此同时，整机的一些保护功能也得到了显著改善，比如浪涌保护以及噪声抑制等。锂电池不间断系统由四个部分构成，即锂电池，整流器，逆变器以及电池管理系统。它的工作方式类似于铅酸电池不间断电源系统，二者的区别主要表现在锂电池不间断电源系统选择锂离子电池为不间断电源系统的蓄电池，同时还为其设计了独特的电池管理系统以满足锂电池的使用要求。蓄电池选择15.4Ah以及16.8V大小的锂离子电池组。

　　4.结语

　　相比于铅酸电池来说，锂电池在不少方面都具有显著的优越性，选择锂电池为不间断电源系统的蓄电池，可以大大改善不间断电源系统的相关性能指标。现今，因为锂电池不间断电源系统才刚刚开始发展，相比于铅酸电池不间断电源系统来说，其技术水平还非常落后，不过目前由于锂电池已经受到了广泛关注和大力推广，再加之其技术水平的不断成熟，相信在不久的将来锂电池必定能代替铅酸电池用于不间断电源系统中作为蓄电池使用。

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本文由日本NEC锂电池中国营销中心于2023-11-28 16:34:19 整理发布。
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