Comment fabriquer votre propre pack de batteries 18650

Créer votre propre pack de batteries 18650 peut sembler intimidant, mais c’est en réalité un projet DIY simple si vous avez les bonnes pièces, outils et connaissances. Dans ce guide complet, en tant que professionnel fabricant professionnel de packs de batteries 18650, je vais vous guider à travers tout ce que vous devez savoir pour assembler votre propre batterie lithium-ion puissante et polyvalente.

Pourquoi fabriquer votre propre pack de batteries ?

Avant de commencer, vous vous demandez peut-être pourquoi vous voudriez construire un pack 18650 au lieu de simplement en acheter un. Voici quelques-uns des principaux avantages :

Économies – Fabriquer votre propre pack à partir de cellules 18650 individuelles est beaucoup moins cher que d’acheter un pack préfabriqué de la même capacité. Des économies de 50% ou plus sont courantes.

Personnalisation – Vous pouvez choisir le nombre exact de cellules connectées en série et en parallèle pour atteindre la tension, la capacité, le taux de décharge et la taille physique souhaités. C’est comme des Lego pour batteries !

Recyclage – Une façon facile de se procurer des 18650 est de les récupérer sur d’anciennes batteries d’ordinateur portable destinées à la décharge. Donner une seconde vie à ces cellules est excellent pour l’environnement.

Éducation – Construire votre propre pack est une expérience d’apprentissage pratique sur la technologie des batteries au lithium. Vous acquerrez des compétences concrètes et pourriez même découvrir un nouveau hobby.

Comment fabriquer votre propre pack de batteries 18650

Ce dont vous avez besoin

Construire un pack de batteries nécessite le bon équipement et quelques compétences en bricolage. Voici un aperçu de ce dont vous aurez besoin :

Pièces

• cellules 18650
• Supports de batteries
• Lame en nickel
• Fil
• Connecteurs
• BMS (circuits de protection de batterie)
• Isolants et enveloppes

Outils

• Multimètre
• Soudure par points (ou fer à souder)
• Pistolet à colle chaude
• Coupe-fils/décape-fils
• Pistolet à chaleur
• Équipement de sécurité (gants, lunettes)

Je vais détailler chacun de ces éléments tout au long de l’article pour que vous sachiez exactement quoi obtenir.

Choisissez des cellules 18650

Au cœur de chaque pack 18650 se trouvent – vous l’avez deviné – des cellules de batterie 18650. Mais il existe de nombreuses options différentes pour les cellules lithium-ion sur le marché :

Formats de cellules de batterie

Les tailles de cellules Li-ion les plus courantes que vous rencontrerez sont :

• 18xxx (18650, 18700, etc.)
• 26xxx
• 21700

Chimies des cellules

Les variations dans la chimie de la cathode influencent la performance des cellules lithium :

• NMC (Oxyde de Nickel Manganèse Cobalt)
• NCA (Oxyde de Nickel Cobalt Aluminium)
• LFP (Lithium Fer Phosphate)

Spécifications

Les caractéristiques clés à considérer sont :

• Tension nominale (3,6-3,7V est normale)
• Capacité (notation en mAh)
• Taux de décharge continue maximum (ampères)

Ma recommandation par défaut pour une cellule économique mais fiable est la Samsung 25R 18650. Cette cellule NMC offre un excellent équilibre entre capacité, gestion du courant et sécurité à un coût raisonnable. LG, Sony, Panasonic et Sanyo fabriquent également d'excellentes cellules.

Calculer la configuration de la batterie

Une fois que vous avez choisi vos cellules, l’étape suivante consiste à comprendre comment les câbler ensemble pour former un pack. Cela revient à comprendre en série et en parallèle les connexions.

Connexions de la batterie

Les connexions en série ajoutent la tension.

Les connexions en parallèle ajoutent la capacité et le courant de décharge.

Avec les packs 18650, nous câblons d'abord les cellules en groupes parallèles. Ensuite, nous connectons ces groupes en série pour atteindre la tension cible du pack.

Par exemple, un “3S2P” pack signifie 3 groupes parallèles de 2 cellules connectées en série.

Mathématiques de la configuration

Concevons un pack de 12V 10Ah à partir de cellules Samsung 25R (3,6V, 2500mAh) :

Tension cible = 12V

Capacité cible = 10Ah (ou 10 000mAh)

Caractéristiques d'une seule cellule :

• Tension (nominale) = 3,6V
• Capacité = 2500mAh

Configuration :

Nombre de cellules en série : 12V / 3,6V par cellule = 3 cellules en série

Nombre de groupes parallèles :
Capacité cible de 10 000mAh / 2500mAh par cellule = 4 cellules en parallèle

Notre pack nécessite 3 groupes parallèles de 4 cellules connectées en série = 3S4P

Donc, nous avons besoin d'un total de 3 x 4 = 12 cellules 18650

Assembler les supports de cellules 18650

Une méthode propre et sûre pour assembler des packs Li-ion consiste à utiliser des supports en plastique pour cellules 18650. Ces supports s'enclenchent pour maintenir les cellules bien alignées et espacées. Ils permettent une bonne circulation de l'air pour le refroidissement tout en évitant les courts-circuits.

Disposez les supports pour correspondre à votre configuration prévue 3S4P. Assurez-vous que l'orientation des cellules alterne afin que les bornes positives et négatives soient alignées. Fixez les supports avec de la colle chaude si vous le souhaitez.

Ensuite, insérez vos cellules et connectez-les avec…

Options de câblage de la batterie

Vous devez établir des connexions électriques entre les cellules pour compléter le circuit. Voici deux options :

Soudure à point avec bande de nickel

Soudure à point utilise une impulsion puissante de courant pour faire fondre les bandes de nickel sur les bornes des cellules. Elle crée des joints solides et fiables sans introduire beaucoup de chaleur dans la cellule.

Vous aurez besoin de :

• Soudure à point (~$250 pour machine d'entrée de gamme)
• Bande de nickel pur
• Alimentation de laboratoire

Procédure :

1. Coupez des bandes de nickel
2. Réglez la température et la durée de la soudeuse
3. Soudez d'abord les bandes ENTRE les groupes
4. Puis soudez chaque GROUPE en parallèle
5. Isoler les soudures avec du papier de poisson

Il faut de la pratique pour réaliser de bonnes soudures cohérentes. Commencez par des cellules de récupération.

Soudure de cellules

Vous pouvez souder des cellules ensemble, mais cela demande une touche très douce. Trop de chaleur peut endommager l'intérieur de la cellule.

Matériel nécessaire :

• Fer à souder haute puissance
• Fil ou braid en cuivre pur épais
• Soudure sans plomb à noyau de résine
• Beaucoup de flux

Étapes :

1. Nettoyez la surface de l'extrémité de la cellule et du fil/braid
2. Appliquez un flux généreux
3. Chauffez et faites fondre la soudure pour qu'elle coule sur la jointure
4. Maintenez juste assez longtemps pour que la soudure coule
5. Évitez de chauffer directement la cellule plus de quelques secondes !

Prenez des précautions pour ne pas surchauffer la cellule ou inhaler les fumées lors de la soudure.

Ajoutez un BMS

Aucun pack de batteries 18650 n'est complet sans un BMS, ou système de gestion de batterie. Ce circuit de protection crucial surveille toutes les cellules du pack et empêche :

• La surcharge
• La décharge excessive
• Les courts-circuits
• Le surintensité
• Déséquilibre des cellules

Donc, un BMS aide vraiment à assurer un fonctionnement sûr et fiable de votre pack lithium DIY.

Le choix d'un BMS nécessite de faire correspondre :

• Nombre de cellules (12S, 10S, etc.)
• Capacité de courant maximale (pour le moteur, les charges de l'inverseur)
• Avec ou sans port de charge

Soudez les fils d'équilibrage aux bandes de nickel entre les groupes, fixez-les avec des attaches. Connectez les fils de décharge à la première et à la dernière cellule. Consultez le schéma fourni avec votre BMS pour le câblage correct.

Encasez et protégez le pack

Presque terminé ! Pour compléter votre batterie puissante, il est important d’isoler et de protéger les cellules et le câblage contre les chocs ou l’humidité :

Isoler le métal exposé avec du papier de poisson et du ruban Kapton

Soutenir structurellement les cellules avec un rembourrage en mousse

Isoler électriquement le BMS et les bornes

Fusible les fils de décharge pour protéger contre les courts-circuits

Envelopper l'ensemble du pack dans un plastique isolant

Contenir dans une enceinte ou une boîte de batterie

Pour une finition épurée, appliquez des étiquettes d'avertissement pour la tension, la polarité et la capacité. Ajoutez un interrupteur d'alimentation, un port de charge et du matériel de montage.

Test initial

Avant d'allumer votre création, effectuez quelques vérifications de sécurité finales :

• Confirmez la polarité appropriée de toutes les connexions câblées
• Vérifiez l'isolation partout
• Mesurez et enregistrez les tensions de chaque groupe
• Surveillez le cycle de charge initial pour détecter d'éventuels problèmes
• Utilisez uniquement un chargeur lithium CC/CV approprié

Si tout se passe bien, vous avez maintenant un pack 18650 robuste fait maison pour alimenter vos projets pendant des années ! Construire le vôtre est profondément satisfaisant, et les compétences que vous avez acquises sont utiles pour assembler toutes sortes d’appareils alimentés par batterie.

J’espère que ce guide DIY sur les batteries 18650 vous a été utile – faites-moi savoir si vous avez d’autres questions sur les batteries Li-ion !