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锂电池备电替代铅酸

锂电池正在数据中心备电领域加速替代铅酸电池。开源证券研究报告显示,锂电池能量密度(200-300W/L)为铅酸电池的3-4倍,使用寿命10-15年为铅酸电池的2.5倍,循环寿命3500-5000次为铅酸电池的6-8倍,满足相同备电时间要求时占地面积减少2/3。英伟达GB300将BBU(电池备份单元)作为标配,进一步加速锂电池在数据中心的应用渗透。雄韬股份LFP锂电UPS全球出货第一,南都电源位列中国基站/数据中心用锂电池第二。

锂电池vs铅酸电池:综合性能全面领先

锂电池在数据中心备电领域对铅酸电池形成全面性能优势。

能量密度与占地方面,锂电池能量密度200-300W/L为铅酸电池(60-90W/L)的3-4倍,重量密度100-150W/kg为铅酸电池的2-3倍。满足相同备电时间要求时,锂电池占地面积比铅酸电池少2/3,重量轻2/3,对地板承重要求更低,数据中心选址更容易、改造更便捷。

使用寿命与循环寿命方面,锂电池使用寿命10-15年,为铅酸电池4-6年的2.5倍。锂电池在10年内可以不用更换,进而提高供电可靠性、简化运维、降低OPEX。循环寿命方面,锂电池3500-5000次为铅酸电池(600次)的6-8倍,在电网不稳定场景下可以保证更长的使用寿命,支持大电流充电,充电时间可缩短到1-2小时。

环保性能方面,锂电池生产及使用中均无污染,而铅酸电池使用不当会产生污染。从全生命周期成本(购置成本+更换成本+运维成本+占地面积成本)角度看,锂电池的综合经济性优势更为突出。
锂电池与铅酸电池性能对比
性能指标锂电池铅酸电池锂电优势
能量密度(W/L)200-30060-903-4倍
重量密度(W/kg)100-15030-502-3倍
使用寿命(年)10-154-62.5倍
循环寿命(次)3500-50006006-8倍

双重应用场景:机柜外备电+机柜内BBU

锂电池在数据中心的应用可分为机柜外和机柜内两个场景。

机柜外备电:搭配UPS/HVDC系统的集中式备电电池。锂电池不受HVDC与UPS技术方案选型影响,在机柜功率持续加大的背景下渗透率提升确定性较强。开源证券预测,2025年全球数据中心锂电池出货有望达3.9GWh,2030年将达7.1GWh。锂电池渗透率预计从2024年的54.2%提升至2030年的76.5%。

机柜内BBU:英伟达GB300服务器架构整合了超级电容器与电池备份单元(BBU),进一步提升了电源质量与可靠性。BBU作为服务器内部的备用电源系统,通过锂电池提供短期供电保障,在市电中断时为服务器提供5-7分钟电力支持,确保数据备份与系统安全关闭。BBU与机柜外集中式备电电池功能互补,终端负载持续加大背景下紧急备电电池锂电化趋势确定性强。

竞争格局:雄韬股份全球第一,南都电源中国第二

雄韬股份在UPS备电领域深耕30余年,开拓了铅酸电池、锂电池、氢燃料三大业务。在数据中心领域,公司LFP锂电UPS领域全球出货第一,产品广泛应用于欧美、东南亚与中国数据中心建设。针对智算中心最新推出的REVO3.0产品单柜功率高达600kW,远超同行200-300kW水平,功率密度领先一倍以上。

南都电源是数据中心后备电源行业头部企业,已迭代开发完成6C/5C/2C/1C高压锂电全系列产品。国内市场先后与万国数据、字节跳动、阿里巴巴等头部互联网企业形成长期合作。海外市场入选美国大型数据中心非美国本土品牌电池优选供应商,并进入亚太、拉美等大型数据管理中心高端市场。2023年位列全球基站/数据中心用锂电池出货量(中国企业)排行榜第二,位居海外数据中心用高压锂电出货量(中国企业)榜首。

投资建议:锂电池备电产业链核心标的

数据中心锂电池备电市场空间快速扩张,核心受益标的包括:雄韬股份(LFP锂电UPS全球出货第一,REVO3.0单柜功率600kW领先同业)、南都电源(数据中心备电龙头,海外数据中心用高压锂电出货中国第一)。

开源证券预测,2025年全球数据中心锂电池市场空间将达67.4亿元,2030年将达107.5亿元。锂电备电产业链有望持续受益于数据中心资本开支扩张和锂电渗透率提升双重驱动,相关标的业绩弹性可期。
点击阅读报告原文: 电力设备行业深度报告:高功率密度智算数据中心资本开支扩张供配电系统迎来升级迭代-250206(25页)
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