供电故障是影响数据中心正常工作的第一大事故原因，AIDC备电需求具备刚性。据《数据中心运行事故分析与对策》统计，2020-2023年所有数据中心运行中断事故中，供电问题导致的事故占比近50%，影响时间也较长[1]。而在AIDC数据中心，计算集群以较高的功率密度持续不间断运行，与传统数据中心不同，即使是非常短的电力中断也可能造成重大的计算和业务损失。对于训练工作负载，通常会导致训练中断、数据和检查点丢失、项目工期延长、并且会缩短硬件寿命；对于推理工作负载，可能会出现服务中断、数据前后不一致等问题。因此当电网电力波动或中断时，需要有备电设备提供稳定的电源，直到发电机或其他电源完全恢复运行。

备电向着数据中心层级的灾备电源、设施级的UPS/HVDC蓄电池、机架级的BBU和超级电容多层级体系演进。在数据中心层级，通常依靠柴油发电机来提供数小时的长时间备用电源，但其响应时间在10-60秒，因此需要其他环节备电来提供支持；在设施层级，可以选择通过UPS集中式电池组，为整个数据中心提供10-15分钟的过渡电力，由于铅酸电池成本较低，并且具有可靠性验证，因此当前主要以铅酸电池为主；在机柜层级，通常可采用电池备份单元和电容备份单元，直接放置于IT机柜或电源sidecar中，提供秒至分钟级别的短时间备电，由于高体积密度和响应速度的要求，通常选择能量密度和放电倍率较高的锂离子电池，目前采用较多的是18650圆柱三元电芯。在数据中心备电体系中，不同环节可以根据客户的需求进行选择性装配。

AI 算力密度呈指数级增长的驱动下，单机柜功率正在不断攀升。复盘OCP推出的HPR v1至HPRv4的方案变化，机柜总功耗设计已经从HPR v1的93.5kw提升至HPRv4的800kw，同时HPR v4也放弃了一直沿用的50V输出电压，采用了 /-400Vdc 高压直流方案。在HPR v1-v2，BBU采用IT机柜内置方案，在HPR v3-v4转向了侧置电源柜。

高功率机柜中数据中心备电运行工况，决定了其核心需求为高放电倍率和小体积。动力电池或储能的运行工况是每天都经过1-2次的充放电循环，要求电池能够更平稳地输出，数据中心备电电池长期处于浮充的备而不用状态，极少放电，但在放电时需要在短时间内爆发出和功率匹配的电流，这也要求备电电池拥有较高的放电倍率。

从空间利用率、放电倍率和TCO3个角度看，锂电池较铅酸电池更具优势。从空间利用率角度，铅酸电池的能量密度在50-70Wh/kg，而锂电池的能量密度在180-200Wh/kg左右，在同样的空间中锂电池能够支持更高的机柜功率；从放电特性角度，铅酸电池随着放电倍率提升，可放电容量呈现快速下降的趋势，需要较高冗余配置，而锂电池能够实现短时间高倍率放电，同时可用容量较高；从TCO角度，传统铅酸电池的使用寿命较短，通常在5年就需要整体更换一次，而锂电池的寿命长达15年。虽然从价格看铅酸电池在0.5-0.6元/Wh，而锂电池在1-2元/Wh左右。但就全生命周期看，更换1次锂电池相当于更换2-3次铅酸电池，叠加更换时复杂的人工维护成本，锂电池有更大的TCO优势。

海内外 CSP 纷纷转向具有高效率、高可靠性、稳定性等优势的 HVDC 架构。相比于传统的 UPS 方案，HVDC 的优势在于效率更高、可靠性更好、稳定性更佳，接入可再生能源分布式发电系统也更方便，方便微电网建设改造，随着 AIDC 整体功率的提升，海内外 CSP 纷纷从传统 UPS 转向 HVDC。从路线看，国内主要采用 240V/336V HVDC，海外主要采用更高电压的±400V 或 800V HVDC，虽然电压不同，但整体拓扑结构基本类似，相比于传统的 UPS 方案，其在前端的输配电环节变化不大，但在内部取消了逆变环节，直接输出直流电。

锂电响应速度快，放电电压平稳，占地面积小，更适配HVDC蓄电池直挂母线方案。我们认为当前备电铅转锂的节奏趋向于存量UPS先锂电化，后续HVDC建设时有望采用锂电。

► HVDC蓄电池直挂母线，更需要较快的响应速度的锂电池：UPS中蓄电池和最终负载中间隔着逆变器，是通过逆变器给负载供电，充当电气隔离墙与能量缓冲带，因此对于应对负载瞬态变化冲击的能力要求较低，HVDC不同于UPS，蓄电池直挂直流母线，当市电出现中断时，需要蓄电池直接响应给负载提供足够的电流支持，防止后续的IT负载宕机，这要求对应的蓄电池具有较高的响应速度。

► HVDC对蓄电池电压要求高，锂电有较高的电压平台：铅酸电池在放电时，电压下降非常快，为了满足HVDC的电压要求，往往需要串联更多的铅酸电池来拉高初始电压，较多的串联单体不仅占地面积较大，同时对于单体的一致性要求也较高，任意电池出现故障都会在高压母线上被放大，而磷酸铁锂电池有较为平缓的放电电压平台期，在10-90%的放电容量之间，电压几乎呈现水平直线，能够在高电压下更加稳定的供电。

► HVDC架构向机房末端延伸，需要能量密度更高的锂电：HVDC架构正在从外挂式低压 HVDC→机柜级混合供电→全链路高压直流直供服务器，逐步淘汰低压 50V 环节，实现从母线到服务器的全 HVDC 架构，其趋势是向机房末端（列头柜或机柜内）延伸，缩短供电链路以减少线损，如果采用集中式铅酸，需要庞大且承重较高的独立电池室，锂电池能量密度更高，使得HVDC可以采用更轻、体积更小的锂电池来实现铅酸电池的同等效果。

当前AIDC备电整体以铅酸电池为主。根据Frost & Sullivan数据，2024年全球铅酸电池解决方案的市场份额约为89.1%、仍然占据主要份额，其中国内/海外铅酸备电份额96.3%/82.3%。

在AI算力密度和机柜功率密度提升的趋势下，数据中心备电系统铅转锂已经成为业内较强共识，但海外和国内的渗透节奏尚有分化：

海外由于算力芯片功率迭代较快，同时人工成本较高，高倍率、占地小、全生命周期TCO更低的锂电已成大趋势。海外铅酸转锂电已成大趋势，在东南亚、欧美新建项目中，锂电渗透率已较高。从底层逻辑看，这主要受2重逻辑驱动：1）海外算力芯片功率迭代较快，在英伟达现有路线图下，每年芯片功率都呈现翻倍增长，2027年推出的Rubin Ultra芯片的TDP或超4000W，需要高倍率的锂电来作为备电支撑。2）海外通常人工成本较高，同时东南亚地区国土面积也较小，笨重且占地面积大的传统铅酸电池已无法满足需求。锂电池不仅功率密度高，而且使用寿命长，后续维护简单，全生命周期TCO成本更低。此外，经过多年的实际运行（海外部分厂商较早推行锂电），未发生重大安全事故，市场认可度较高。

国内芯片功率相对较低，出于消防安全考量目前仍以铅酸为主，我们认为2026年有望步入锂电应用元年。国内数据中心目前锂电渗透率较低，约为5-10%。从算力迭代角度看，国内芯片当前功率仍和海外有较大差距，大多都集中在单芯片500W以下；从运营环境角度看，国内数据中心的最终业主方多为通信运营商和国有企业，他们在基础设施建设上将绝对的安全与稳定放在首位，对锂电池的消防与起火风险仍存在较大顾虑。铅酸电池因使用多年、安全性经过长期验证，成为难以被轻易替换的路径依赖。展望未来，我们认为随着国产算力的突破，芯片功率有望进一步提升，国内也正逐步跟进海外HVDC供电方案，锂电应用有望加速。业内也正在推出高安全性方案，我们认为未来有望形成示范效应，2026年或为国内锂电应用元年。

AIDC锂电为倍率型电池，动力和储能更侧重于容量型。AIDC的备电电池侧重于瞬时高功率支撑，在电网发生异常、电压暂降或彻底断电的瞬间，提供电压稳定性和瞬时电力连续性，同时较小的放置空间也要求其具有高能量密度。动力电池作为车辆的主牵引动力源，其运行特征表现为高度动态和随机变化的负载曲线，需兼顾持续输出、瞬时爆发与大功率快充，在能量密度与功率密度间平衡。储能电池聚焦长时能量调度，以削峰填谷、能源套利为目标，充放电平缓、持续时间长，核心在于降低度电成本、提升循环寿命与长期运行安全性。

AIDC锂电的配方、生产工艺均与传统锂电不同。

► 在材料层面，对于蓄电池，出于安全性考虑，通常采用磷酸铁锂材料，但是LFP的锂离子的扩散系数低，需要通过纳米化或者复合改性来缩短锂离子从晶格内部扩散至表面的时间，这需要在电池制造的制浆、涂布、辊压等工序都采用精细控制。为了高倍率放电，也需要。在电解液层面，可也需要重构溶剂结构，例如南都电源发布的AIDC备电系统AIOn X-Rate中，就引入高熵电解液技术，通过重构溶剂化结构，缩小离子团簇尺寸，让离子更容易脱离束缚、快速移动，提升了离子传输效率。

► 在产品规格方面，常规动力电池单体容量在100-300Ah，储能电池容量则更高、普遍在280-500 Ah，以方形为主；数据中心备电单体电芯(方形)容量通常在100Ah以下、以满足高放电倍率需求，而若为BBU布局方式、一般采用圆柱的封装形式。因此，数据中心备电或因容量更小(方形)、或因封装形式差异(圆柱)，其产线与常规动力、储能产线无法共线，需要新投资本开支。此外，为了减少了充放电时的温升，还会采用不同于传统锂电的常规极耳结构的全极耳或多极耳结构，通过增加电流传导的横截面积，降低电芯的内阻，在产线步骤也需要做出适配其性能的改进。

AIDC锂电备电有集中式BBS和分布式BBU两种技术架构路线。数据中心备电通常有2种架构路线可以选择：1）集中式BBS：由锂电池和分立DC/DC构成，DC/DC模块用于双向变流，可以支持单簇或两簇电池独立控制或多个并连，灵活适应各种功率和备电时间的需求。通常集中式BBS在UPS架构中放置在AC/DC和DC/AC模块之间，在HVDC架构中放置在DC/DC模块之后。2）分布式BBU：分布式BBU多为模块化解决方案，根据Open rack V3，BBU采用“5 1”冗余架构，每个BBU插框包含6个BBU模块和1个PMI监控模块，通常采用的是三元小圆柱电池。在UPS供电架构下，BBU可以和PSU一起并连在IT机柜的50V直流母线上，在HVDC架构下，BBU可以和交流转高压直流的PSU一起，放置在HVDC电源sidecar中。

BBS和BBU路线预期共存，主要影响因素在于责任划分、业务场景需求和部署速度。下游数据中心对于BBS和BBU备电模式选择有所分化，当前以BBS方案为主，而部分海外CSP自建数据中心则采用BBU方案备电。我们认为主要受到责任划分、业务场景需求和部署速度和资金需求三方面因素影响：

► 责任划分：第三方托管数据中心建设中，客户往往需要和Colo商签署服务水平协议（SLA），Colo商需承担断电罚款的违约责任，因此必须在基础设施侧做高可靠性的集中备电，以实现IT设备与基础设施的解耦，客户仅需纯IT设备上架，无需再配置BBU；

► 业务场景需求：Meta和AWS等头部CSP的自建数据中心采用BBU备电架构，我们认为这主要是其业务模式决定的。Meta主业为社交媒体而非云服务，其数据中心主要服务于自身的广告业务和用户社交，对于瞬间掉电的容错率较高，因此可以采用BBU；AWS拥有强大的AWS EC2虚拟机架构，可以通过Elastic Load Balancing[2]自动分配来自用户的流量到多个区域内的EC2实例，保证跨区域的负载均衡,由于软件端容错和迁移能力较强，其物理基础设施可以尽量轻量化、分布式，只要有电即可快速部署，局部机房掉电不影响全局算力。而国内云厂商目前基本采用BBS，主要是由于底层跨区调度能力不足，服务器的调配高度依赖物理搬运，备电需要以可靠性为主。

► 部署速度和资金需求：BBS需要数据中心在建设时搭建UPS、ATS、STS等复杂设备，建设周期长，前期沉淀资金大，适合规划稳定、客户明确的商业收租模式。BBU直供则更有灵活性，备电下沉到了机柜内部或者sidecar中，只需要市电直供即可，简化了前期基建，让客户能够根据服务器上架节奏按需扩容，实现算力集群的快速交付，适合需要快速响应或分布式架构的需求场景。

我们认为在全球AI算力加速建设，以及数据中心备电铅转锂的驱动下，全球AIDC备电市场需求有望迎来释放。我们基于全球通算/AI算力增长假设，以及在CSP自建和Colo商建设的数据中心中BBS和BBU的渗透预期、BBS和BBU的价值量假设，预计全球AIDC备用电源市场2028年有望达512.7亿元，2025-2028 CAGR达42.3%，其中锂代铅技术转向使得锂电备电市场增速更快，2028年有接近400亿元、占比78%，2025-2028 CAGR 达68.2%。

全球数据中心铅酸电池竞争格局稳固，海外存在本土优势品牌。根据Frost&Sullivan，全球数据中心备电集中度较高，从主流铅酸技术看，2024年CR6合计占比达到63%；国内市场格局更集中、CR3占比接近80%。由于铅酸市场相对成熟、且扩张存在环保等限制，因此全球范围看，铅酸备电格局相对稳固。北美具备本土优势的铅酸电池品牌在北美本土品牌、渠道积淀深厚，国内备电厂商突围有较大难度。

我们认为铅转锂趋势下，海外传统铅酸厂商面临技术储备不足局限，有望打破现有备电市场格局，国产厂商有望迎来出海机遇。海外市场AIDC锂电备电渗透持续加速，而海外本土的老牌铅酸厂商面临锂电技术储备不足的局限，海外AIDC备电原有格局有望打破。我们认为国内备电厂商在锂代铅趋势加速下，有望迎来出海机遇，核心三点逻辑：

► 借力传统电池/电源厂进行贴牌生产，实现渠道突围。海外传统铅酸企业早年深耕通信后备电源，部分colo商即当年的通信运营商，国内锂电厂商可以借助给此类企业贴牌代工生产，凭借多年的渠道和客户粘性将产品导入下游客户。

► 利用磷酸铁锂安全性和成本优势出海抢占日韩三元份额，或有望进入客户的二三供体系。日韩多采用三元锂电池作为数据中心备电方案，但三元电池成本高、安全性较差，在数据中心储能领域应用存在风险；国内锂电备电厂商主要采用安全系数更高的磷酸铁锂电池，相较于三元电池磷酸铁锂技术路线热稳定性好、成本更优，催生下游客户铁锂备选需求。目前国内磷酸铁锂电池产业处于全球领先地位，我们认为国内企业有望凭借安全性和成本优势，进入客户供应链，占据二三供地位。

► 跟随在东南亚或北美建数据中心Colo商，借船出海。在备电决策链中，云厂商一般会根据供应商历史质量表现、工厂审核情况等形成短名单，若云厂商未形成短名单，则由Colo商进行选择，整体看，Colo商具有一定的选择权利，国内电池厂可以通过打通Colo商招标采购环节，跟随其在东南亚或北美建设数据中心，从而实现出海。

AIDC发展不及预期。数据中心备电增长的主要驱动力来源于AI数据中心的快速建设，若未来全球AI大模型迭代速度放缓，或海外云服务商与数据中心托管商等底层算力基础设施的资本开支扩张放缓，可能导致新建数据中心数量减少或高功率机柜建设延缓。这将直接影响市场对高倍率集中式BBS和分布式BBU等锂电备电系统的需求，进而导致全球数据中心备电市场整体规模的增速不及预期。

国际贸易政策变化。国内电池厂商的重要业务增长逻辑在于凭借磷酸铁锂的成本与安全优势打破海外备电固有竞争格局并加速出海。目前海外市场（如北美、东南亚等地）是数据中心建设和“铅转锂”趋势的核心区域，锂电渗透率已达较高水平。若未来相关国家或地区针对中国锂电池产品、储能系统及电力设备出台更严苛的关税壁垒或其他贸易保护政策，可能会显著提高国内企业的出口成本，从而对国内厂商通过贴牌代工或跟随Colo商“借船出海”的进程产生不利影响。

新技术路线变化。当前备电市场的核心技术演进方向主要围绕高压直流架构的普及，以及采用高倍率磷酸铁锂电池替代传统铅酸电池展开。然而，行业技术迭代迅速，若未来如钠离子电池、燃料电池、固态电池等其他储能技术在成本、安全或能量密度上取得颠覆性突破并大规模商业化，或者海外主流算力芯片的快速迭代催生出完全不同于当前HVDC或BBU的底层供电与散热架构，可能会对现有的磷酸铁锂备电技术路线形成替代风险，进而削弱当前产业链内相关布局厂商的先发竞争优势。