1.梯次电池概述
自2015年10月起，我国就开始在梯次电池应用上进行试验站点建设。2016年10月，中国铁塔公司、哈尔滨工业大学以及多家电池厂商联合进行电池梯次利用可行性研究，历时4个月，组织了多场专题讨论会及现场调研，并于2017年1月完成《电动汽车退役电池梯次利用及再生利用可行性论证与产业化建议书》。研究得出结论：通信基站是梯次电池的最佳应用场景。
2.锂电池基础知识
图1是锂电池的工作原理示意图。充电时，锂电子从正极（钴酸锂）晶格中脱嵌出来，经过电解质嵌入到负极晶格中，正极释放电子，负极得到电子，发生钴和碳的氧化还原反应；放电时与充电时正好相反，锂电子从负极中脱嵌出来，经过电解质嵌入正极，负极释放电子，正极得到电子，同样发生氧化还原反应。
锂电池与镍镉电池、镍氢电池、铅酸电池相比，在电压、能量、自放电率、循环寿命、记忆性、工作温度、维护周期方面的优势是很明显的。更重要的一点是，锂电池对环境影响相对较低。但是，锂电池工艺复杂，导致一致性控制较难，因此需要复杂的电池管理系统，对电池进行实时管理，并进行均衡管理。而且，锂电池价格约是铅酸电池价格的3~4倍。镍镉电池、镍氢电池、铅酸电池、锂电池的指标对比见表1。
3.通信电池管理系统
对于原有通信基站的后备直流供电系统来说，总体与原先保持一致，同样由开关电源、负载、蓄电池组成，新增加通信电池管理系统。直流供电系统组成示意如图2所示。
通信电池管理系统采用集成化的设计，将采集、管理、通信等功能集成于一体，实现对每个单体电池进行实时监测、充放电管理、安全管理等功能，保证锂电池运行的安全稳定性。主要功能包括：高精度电压、电流、温度检测功能；保护功能（如过充保护、过放保护、充放电过流保护、短路保护、高低温度保护等）；充电平衡功能，提高电池电压、容量的一致性，保证所有单体电芯都达到饱和状态；充、放电自动切换功能，满足充电及供电的需求；异常预报功能，对充放电过程中即将产生的异常使用LED灯指示状态；电池剩余容量计算功能，能够使用电流积分法估算并记录电池的剩余容量；智能间歇式充电管理功能，当电池组容量低于95%时，开启充电；自动休眠/唤醒功能；支持存储功能；支持充电限流及限流失效告警功能；支持上位机软件监控功能，修改电池组的保护参数，支持系统通信级联；支持电池加热膜控制功能。
4.梯次电池的应用
4.1梯次电池容量配置
梯次电池的容量配置应以服务协议为依据，精准测算用户需求，全面实施标准化配置，有效降低系统造价，杜绝设备容量超配现象。采用最小电池模块配置原则，根据负荷规模确定最基本的电池模块单位，后续只需根据负荷发展，通过电池共用管理器按基本单位逐步扩展模块。
备电模式：电池容量（Ah）=基站负载A×备电时长h÷充放电深度（0.9）
而削峰填谷（Peakcut）基站需要首先确定需要削峰的时长，一般情况下，削峰的时长等于高峰电价的时长，大部分地区是8个小时。削峰填谷基站的电池放电时长=削峰时长+备电时长。
有市电基站电池容量：按照正常备电时长配置，一般3~5小时，多余的光伏电量并网。
电池容量（Ah）=基站负载A×正常备电时长h÷充放电深度（0.9）
无市电基站电池容量：配置1~2天备电时长的电池。
电池容量（Ah）=基站负载A×备电时长h÷充放电深度（0.9）
4.2梯次电池及配件的选择
1）梯次电池安装方式拉远站选用19英寸（48.26cm）嵌入式梯次电池，采用入柜、挂杆或壁挂安装方式。机柜站选用19英寸嵌入式梯次电池，采用入柜安装方式。机房站选用落地架式或落地箱式梯次电池。
2）梯次电池选型同一站点内应优先选用同初始标称容量、同标称容量、同厂家、同规格的梯次电池。不同容量、不同厂家梯次电池混用时，可采用电池共用管理器。
3）电缆选型
开关电源每个电池分路至电池间电缆应按照承载全部备电负载进行设计。
4.3梯次电池的库存与搬运
1）库存要求
梯次电池应存放在干燥、清洁、通风、无腐蚀气体的环境中，要远离火源，避免暴晒；外接端子应处于绝缘防护状态；储存期超过3个月的电池应进行补充电，以60A（0.2C3）电流进行充电，使电池剩余容量达到50%；不要在超过60℃的高温下长期储存或放置，否则会引起功能衰退、寿命减小。
2）搬运要求
梯次电池在运输及搬运过程中，应注意轻拿轻放，避免设备受剧烈震动；禁止倒置、翻滚、摔、撞电池，避免破坏电池的外观；搬运过程中应做好绝缘措施，严禁出现正负极短路的情况。
5.结论
电动汽车上淘汰的磷酸铁锂电池，尽管在性能上不能满足车辆使用，但还是足以在移动基站的直流供电系统中使用。大力推广梯次使用该类型电池，既能够大幅节约投资，又能够极大地减少重金属、废弃物排放。这在移动基站建设领域是一个很大的创新。当然，在前期的应用中也会面临着一些问题需要解决，随着研究的进一步深入，产品进一步成熟、丰富，梯次电池在通信领域的应用必然会更加合理和完善，实现更大的突破。