鋰電池不能用于UPS電源的原因是什么？鋰電池電解液對人體有什么危害
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-15 22:46
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鋰電池優(yōu)點眾多但遲遲不能用在UPS電源上
不間斷電源系統(tǒng)（UPS）一直是機房電力設備非常重要的一環(huán)，而UPS上的電池至今也都是鉛酸電池沒有變更。然而鉛酸電池生產(chǎn)過程及后續(xù)回收所造成的污染大家都清楚，鉛酸電池還有記憶效應、儲電效能不佳，溫度影響度大、體積大、重量重，無法有精確的電量估算，壽命短需常更換等…種種問題，工程技術人員也都知道而且習以為常，因為也沒有替代方案。
鋰電芯這十年來發(fā)展迅速，體積與容量密度比有非常顯著的進步，最重要的是成本價格隨著大量生產(chǎn)已經(jīng)下降許多，鋰電池體積小、重量輕、壽命長，可以精確的估算電量、沒有污染等…種種優(yōu)良因素，大家也都有聽過。但是不管現(xiàn)在舊UPS使用客戶端或是現(xiàn)有UPS供應廠商，至今都沒有任何廠商把鉛酸蓄電池更換成鋰電的產(chǎn)品，關于這一點，很多技術人員大都不知道原因。
成本設計門檻高一般廠商難換鋰電
由于鋰電與鉛酸電池特性不同，充電曲線及回路不同，充電設備隨著不同廠牌UPS不同規(guī)格也有不同，所以在舊有UPS使用客戶端在每年更替電池時，將鉛酸電池直接更換成鋰電，幾乎是不可能的任務。困難點更大的是，鉛酸電池的規(guī)格12V電壓，電容量從7AH到70AH都有，機房電力需求從100AH??到500AH或是更高需求，鉛酸電池都是按需求串并聯(lián)堆疊而成，然而鋰電池組都有一個控制過充過放的保護板（BatteryManagementSystem簡稱BMS）。所以如果現(xiàn)在鋰電池按鉛酸電池方式，以一個電壓及電容量存一個單元（假設是48V，30AH）然后再按每個機房的電力需求進行并聯(lián)堆疊，就會發(fā)生每個電池組BMS之間，因為每個電池組已存在的電壓及電量不同，在充電或放電時產(chǎn)生保護狀況，無法使用。
如果按客戶實際需求做成單一電池組，會因機房需求通常要數(shù)百AH（雖然鋰電池已經(jīng)只有鉛酸電池體積重量比1/3），一個電池組也會有超過100kg以上，尤其對于散落在全臺各地的行動電話通信機房，安裝上非常不便，更嚴重的是每個客戶需求差異大，如果按UPS生產(chǎn)廠商無法標準化量產(chǎn)，每個電池都需要客制化，相對的成本及價格就會高高在上，令人望之卻步。這就是現(xiàn)在看遍了國內外各大品牌的UPS電源廠商沒有任何鋰電池產(chǎn)品在UPS上的重大原因。
除此之外，UPS在工業(yè)領域、通信基站等領域得到了廣泛而深入的應用，各種高端、精密設備也隨之大量增加，不僅對供電質量提出了更高的要求，同時供電的連續(xù)性也要得到可靠保障。隨著UPS市場的高速發(fā)展，UPS電池需求也在日益增加。電池作為UPS系統(tǒng)的重要組成部分，有許多規(guī)格種類，而不同應用領域要選擇相應的電池種類。UPS常用電池種類如下：
1.鉛蓄電池
目前最常用的鉛蓄電池為閥控式鉛酸免維護蓄電池，電解液主要由鉛和硫酸構成，特點是使用時不需要加水加酸，密封性能好，體積相對較小，作為UPS蓄電池使用性價比高。
除了免維護鉛蓄電池，還有開放式液體鉛蓄電池，需要定期測量比重，加水加酸，若使用這類電池，安裝環(huán)境需要鋪設防腐蝕磚。
鉛蓄電池中還有一種高溫鉛蓄電池，主要適用于常年環(huán)境溫度35℃以上的地區(qū)高溫基站、停電頻繁基站、環(huán)境惡劣基站和偏遠基站在內的通信基站、太陽能/風能儲能電站等諸多領域。
2.膠體蓄電池
膠體蓄電池作為UPS蓄電池另一種常用種類，其電解液呈膠態(tài)而被稱為膠體蓄電池，膠體蓄電池的設計使用壽命比普通的鉛蓄電池要長，并且性能更加穩(wěn)定，因而價格也相對較高。
3.鋰電池
鋰電池則是綠色環(huán)保的首選，鋰電池不含鉛、鎳、鉻等重金屬，相對普通的鉛蓄電池而言，鋰電池具有重量輕、儲能高并且自放電低的特點，但價格也相對較高。
一、健康危害
侵入途徑：吸入。
健康危害：在潮濕空氣中產(chǎn)生有毒和腐蝕性的氟化氫。本品對皮膚、眼睛、粘膜有強烈刺激作用，吸入后可引起呼吸道炎癥，肺水腫。
二、毒理學資料及環(huán)境行為
毒性：具刺激性。
危險特性：在潮濕空氣中產(chǎn)生白色有腐蝕性和刺激性的氟化氫煙霧。在水中分解放出劇毒的腐蝕性氣體。遇堿分解。
燃燒（分解）產(chǎn)物：氧化磷、磷烷、氟化氫。
?、?。應急處理處置方法
一、泄漏應急處理
迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風處，并立即進行隔離，小泄漏時隔離300米，大泄漏時隔離450米，嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防毒服。盡可能切斷泄漏源。合理通風，加速擴散。漏氣容器要妥善處理，修復、檢驗后再用。
二、防護措施
呼吸系統(tǒng)防護：可能接觸其蒸氣時，必須佩戴自吸過濾式防毒面具（全面罩）。必要時，佩戴空氣呼吸器。
眼睛防護：呼吸系統(tǒng)防護中已作防護。
身體防護：穿膠布防毒衣。
手防護：戴橡膠手套。
其它：工作現(xiàn)場嚴禁吸煙。注意個人清潔衛(wèi)生。
三、急救措施
皮膚接觸：脫去被污染的衣著，用大量流動清水沖洗。就醫(yī)。
眼睛接觸：提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫(yī)。
吸入：迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫(yī)。
滅火方法：消防人員必須穿戴全身防火防毒服。切斷氣源。噴水冷卻容器，可能的話將容器從火場移至空曠處。滅火劑：干粉、二氧化碳。
8.氫氟酸
本品根據(jù)《危險化學品安全管理條例》受公安部門管制。
無色透明發(fā)煙液體。為氟化氫氣體的水溶液。呈弱酸性。有刺激性氣味。與硅和硅化合物反應生成氣態(tài)的四氟化硅，但對塑料、石蠟、鉛、金、鉑不起腐蝕作用。能與水和乙醇混溶。相對密度1.298。38.2%的氫氟酸為共沸混合物，共沸點112.2℃。有毒，最小致死量（大鼠，腹腔）25mG/kG。有腐蝕性，能強烈地腐蝕金屬、玻璃和含硅的物體。如吸入蒸氣或接觸皮膚能形成較難愈合的潰瘍。
?、侔踩胧?/span>
泄漏：迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至安全區(qū)，并進行隔離，嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防酸堿工作服。不要直接接觸泄漏物。盡可能切斷泄漏源，防止進入下水道、排洪溝等限制性空間。
小量泄露：用砂土、干燥石灰或蘇打灰混合。也可用大量水沖洗，洗水稀釋后放入廢水系統(tǒng)。
大量泄露：構筑圍堤或挖坑收容;用泵轉移至槽車或專用收集器內，回收或運至廢物處理場所處置。
?、跍缁鸱椒?/span>
燃燒性：不燃
滅火劑：霧狀水、泡沫。
滅火注意事項：消防人員必須佩戴氧氣呼吸器、穿全身防護服。
③緊急處理
吸入：迅速脫離現(xiàn)場至新鮮空氣處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫(yī)。
食入：誤服者用水漱口，給飲牛奶或蛋清。就醫(yī)。
皮膚接觸：立即脫去被污染衣著，用大量流動清水沖洗，至少15分鐘。就醫(yī)?；蛘?，立即脫去被污染衣著，用敵腐特靈沖洗，如果是含氟的酸，用六氟靈沖洗。就醫(yī)。
眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。或者用敵腐特靈洗眼器（如果是含氟的酸，用六氟靈沖洗）就醫(yī)。
④理化性質
氫氟酸是氟化氫氣體的水溶液，為無色透明至淡黃色冒煙液體。有刺激性氣味。
具有弱酸性，但濃時的電離度比稀時大而與一般弱電解質有別。腐蝕性強，對牙、骨損害較嚴重。對硅的化合物有強腐蝕性。應在密閉的塑料瓶內保存。
用HF溶于水而得。用于雕刻玻璃、清洗鑄件上的殘砂、控制發(fā)酵、電拋光和清洗腐蝕半導體硅片（與HNO3的混酸）。因為氫原子和氟原子間結合的能力相對較強，使得氫氟酸在水中不能完全電離。
不間斷電源系統(tǒng)（UPS）一直是機房電力設備非常重要的一環(huán)，而UPS上的電池至今也都是鉛酸電池沒有變更。然而鉛酸電池生產(chǎn)過程及后續(xù)回收所造成的污染大家都清楚，鉛酸電池還有記憶效應、儲電效能不佳，溫度影響度大、體積大、重量重，無法有精確的電量估算，壽命短需常更換等…種種問題，工程技術人員也都知道而且習以為常，因為也沒有替代方案。
鋰電芯這十年來發(fā)展迅速，體積與容量密度比有非常顯著的進步，最重要的是成本價格隨著大量生產(chǎn)已經(jīng)下降許多，鋰電池體積小、重量輕、壽命長，可以精確的估算電量、沒有污染等…種種優(yōu)良因素，大家也都有聽過。但是不管現(xiàn)在舊UPS使用客戶端或是現(xiàn)有UPS供應廠商，至今都沒有任何廠商把鉛酸蓄電池更換成鋰電的產(chǎn)品，關于這一點，很多技術人員大都不知道原因。
成本設計門檻高一般廠商難換鋰電
由于鋰電與鉛酸電池特性不同，充電曲線及回路不同，充電設備隨著不同廠牌UPS不同規(guī)格也有不同，所以在舊有UPS使用客戶端在每年更替電池時，將鉛酸電池直接更換成鋰電，幾乎是不可能的任務。困難點更大的是，鉛酸電池的規(guī)格12V電壓，電容量從7AH到70AH都有，機房電力需求從100AH??到500AH或是更高需求，鉛酸電池都是按需求串并聯(lián)堆疊而成，然而鋰電池組都有一個控制過充過放的保護板（BatteryManagementSystem簡稱BMS）。所以如果現(xiàn)在鋰電池按鉛酸電池方式，以一個電壓及電容量存一個單元（假設是48V，30AH）然后再按每個機房的電力需求進行并聯(lián)堆疊，就會發(fā)生每個電池組BMS之間，因為每個電池組已存在的電壓及電量不同，在充電或放電時產(chǎn)生保護狀況，無法使用。
如果按客戶實際需求做成單一電池組，會因機房需求通常要數(shù)百AH（雖然鋰電池已經(jīng)只有鉛酸電池體積重量比1/3），一個電池組也會有超過100kg以上，尤其對于散落在全臺各地的行動電話通信機房，安裝上非常不便，更嚴重的是每個客戶需求差異大，如果按UPS生產(chǎn)廠商無法標準化量產(chǎn)，每個電池都需要客制化，相對的成本及價格就會高高在上，令人望之卻步。這就是現(xiàn)在看遍了國內外各大品牌的UPS電源廠商沒有任何鋰電池產(chǎn)品在UPS上的重大原因。
除此之外，UPS在工業(yè)領域、通信基站等領域得到了廣泛而深入的應用，各種高端、精密設備也隨之大量增加，不僅對供電質量提出了更高的要求，同時供電的連續(xù)性也要得到可靠保障。隨著UPS市場的高速發(fā)展，UPS電池需求也在日益增加。電池作為UPS系統(tǒng)的重要組成部分，有許多規(guī)格種類，而不同應用領域要選擇相應的電池種類。UPS常用電池種類如下：
1.鉛蓄電池
目前最常用的鉛蓄電池為閥控式鉛酸免維護蓄電池，電解液主要由鉛和硫酸構成，特點是使用時不需要加水加酸，密封性能好，體積相對較小，作為UPS蓄電池使用性價比高。
除了免維護鉛蓄電池，還有開放式液體鉛蓄電池，需要定期測量比重，加水加酸，若使用這類電池，安裝環(huán)境需要鋪設防腐蝕磚。
鉛蓄電池中還有一種高溫鉛蓄電池，主要適用于常年環(huán)境溫度35℃以上的地區(qū)高溫基站、停電頻繁基站、環(huán)境惡劣基站和偏遠基站在內的通信基站、太陽能/風能儲能電站等諸多領域。
2.膠體蓄電池
膠體蓄電池作為UPS蓄電池另一種常用種類，其電解液呈膠態(tài)而被稱為膠體蓄電池，膠體蓄電池的設計使用壽命比普通的鉛蓄電池要長，并且性能更加穩(wěn)定，因而價格也相對較高。
3.鋰電池
鋰電池則是綠色環(huán)保的首選，鋰電池不含鉛、鎳、鉻等重金屬，相對普通的鉛蓄電池而言，鋰電池具有重量輕、儲能高并且自放電低的特點，但價格也相對較高。
一、健康危害
侵入途徑：吸入。
健康危害：在潮濕空氣中產(chǎn)生有毒和腐蝕性的氟化氫。本品對皮膚、眼睛、粘膜有強烈刺激作用，吸入后可引起呼吸道炎癥，肺水腫。
二、毒理學資料及環(huán)境行為
毒性：具刺激性。
危險特性：在潮濕空氣中產(chǎn)生白色有腐蝕性和刺激性的氟化氫煙霧。在水中分解放出劇毒的腐蝕性氣體。遇堿分解。
燃燒（分解）產(chǎn)物：氧化磷、磷烷、氟化氫。
?、?。應急處理處置方法
一、泄漏應急處理
迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風處，并立即進行隔離，小泄漏時隔離300米，大泄漏時隔離450米，嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防毒服。盡可能切斷泄漏源。合理通風，加速擴散。漏氣容器要妥善處理，修復、檢驗后再用。
二、防護措施
呼吸系統(tǒng)防護：可能接觸其蒸氣時，必須佩戴自吸過濾式防毒面具（全面罩）。必要時，佩戴空氣呼吸器。
眼睛防護：呼吸系統(tǒng)防護中已作防護。
身體防護：穿膠布防毒衣。
手防護：戴橡膠手套。
其它：工作現(xiàn)場嚴禁吸煙。注意個人清潔衛(wèi)生。
三、急救措施
皮膚接觸：脫去被污染的衣著，用大量流動清水沖洗。就醫(yī)。
眼睛接觸：提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫(yī)。
吸入：迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫(yī)。
滅火方法：消防人員必須穿戴全身防火防毒服。切斷氣源。噴水冷卻容器，可能的話將容器從火場移至空曠處。滅火劑：干粉、二氧化碳。
8.氫氟酸
本品根據(jù)《危險化學品安全管理條例》受公安部門管制。
無色透明發(fā)煙液體。為氟化氫氣體的水溶液。呈弱酸性。有刺激性氣味。與硅和硅化合物反應生成氣態(tài)的四氟化硅，但對塑料、石蠟、鉛、金、鉑不起腐蝕作用。能與水和乙醇混溶。相對密度1.298。38.2%的氫氟酸為共沸混合物，共沸點112.2℃。有毒，最小致死量（大鼠，腹腔）25mG/kG。有腐蝕性，能強烈地腐蝕金屬、玻璃和含硅的物體。如吸入蒸氣或接觸皮膚能形成較難愈合的潰瘍。
?、侔踩胧?/span>
泄漏：迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至安全區(qū)，并進行隔離，嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防酸堿工作服。不要直接接觸泄漏物。盡可能切斷泄漏源，防止進入下水道、排洪溝等限制性空間。
小量泄露：用砂土、干燥石灰或蘇打灰混合。也可用大量水沖洗，洗水稀釋后放入廢水系統(tǒng)。
大量泄露：構筑圍堤或挖坑收容;用泵轉移至槽車或專用收集器內，回收或運至廢物處理場所處置。
?、跍缁鸱椒?/span>
燃燒性：不燃
滅火劑：霧狀水、泡沫。
滅火注意事項：消防人員必須佩戴氧氣呼吸器、穿全身防護服。
③緊急處理
吸入：迅速脫離現(xiàn)場至新鮮空氣處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫(yī)。
食入：誤服者用水漱口，給飲牛奶或蛋清。就醫(yī)。
皮膚接觸：立即脫去被污染衣著，用大量流動清水沖洗，至少15分鐘。就醫(yī)?；蛘?，立即脫去被污染衣著，用敵腐特靈沖洗，如果是含氟的酸，用六氟靈沖洗。就醫(yī)。
眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。或者用敵腐特靈洗眼器（如果是含氟的酸，用六氟靈沖洗）就醫(yī)。
④理化性質
氫氟酸是氟化氫氣體的水溶液，為無色透明至淡黃色冒煙液體。有刺激性氣味。
具有弱酸性，但濃時的電離度比稀時大而與一般弱電解質有別。腐蝕性強，對牙、骨損害較嚴重。對硅的化合物有強腐蝕性。應在密閉的塑料瓶內保存。
用HF溶于水而得。用于雕刻玻璃、清洗鑄件上的殘砂、控制發(fā)酵、電拋光和清洗腐蝕半導體硅片（與HNO3的混酸）。因為氫原子和氟原子間結合的能力相對較強，使得氫氟酸在水中不能完全電離。
