come realizzare un pacco batteria da 12V con 18650

Come Realizzare un Pacco Batteria da 12v 18650 da Zero

Realizzare il proprio pacco batteria personalizzato da 12v batteria al litio 18650 potrebbe sembrare intimidatorio. Ma ti guiderò attraverso l'intero processo, passo dopo passo.

Che tu voglia creare una batteria compatta da 12v per alimentare il tuo ultimo progetto fai-da-te o abbia bisogno di sostituire una vecchia batteria SLA, costruire il tuo pacco 18650 è sorprendentemente semplice.

In questa guida, imparerai cose come:

  • Come calcolare il numero di celle 18650 necessarie
  • Scelta delle celle 18650 giuste
  • Opzioni per il supporto della batteria
  • Configurazioni di cablaggio
  • Aggiunta di un BMS (sistema di gestione della batteria)
  • Ricarica e scarica della tua nuova batteria

E molto altro ancora.

Quindi indossa i tuoi occhiali di sicurezza e iniziamo!

come realizzare un pacco batteria da 12V con 18650

Perché Realizzare il Proprio Pacco Batteria da 12v?

Prima di immergerci, ti starai chiedendo — perché complicarsi a mettere insieme una batteria al litio da 12v?

Ecco le principali ragioni per cui i fai-da-te costruiscono i propri pacchi:

Risparmiare denaro

Le batterie al litio preassemblate da 12V possono costare da $100 a $300+.

Acquistando singoli elementi 18650 e un supporto di base, puoi creare una batteria personalizzata a una frazione del costo.

Specifiche personalizzate

Quando acquisti una batteria SLA da 12V già pronta, probabilmente non soddisferà esattamente le tue esigenze di tensione e capacità.

Ma con un pacco DIY 18650, puoi decidere tensione, capacità, corrente di scarica e altro ancora.

Dimensioni e peso compatti

Un pacco batteria da 12V 5Ah 18650 occupa molto meno spazio rispetto a un blocco al piombo-acido equivalente. E è molto più leggero.

Perfetto quando dimensioni e peso sono un problema (come per scatole di batterie portatili, droni, progetti di robotica, ecc.).

Riutilizzabilità

Una volta che una batteria SLA si esaurisce, di solito è la fine del percorso. Ma con un pacco personalizzato 18650, puoi sostituire le celle usurate nel tempo e continuare a usare.

Ok, con i vantaggi coperti, iniziamo a prepararci per la costruzione della nostra batteria!

Come creare un pacco batteria da 12V 18650?

Fase 1: Calcolare il numero di celle per 12V

La base di qualsiasi batteria al litio fai-da-te sono le singole celle 18650.

Quindi, prima di preoccuparci dei collegamenti o della protezione della batteria, dobbiamo sapere quante celle sono necessarie per il nostro pacco da 12V.

Ecco la formula semplice:

Tensione totale ÷ Tensione di una cella = Numero di celle in serie

Ora inseriamo i numeri.

L'intervallo di tensione standard di una cella 18650 è:

  • 3,6V (Nominale)
  • 4,2V (Massima carica)
  • 2,5V (Soglia di scarica)

Per un pacco batteria da 12V, useremo il valore nominale di 3,6V per il nostro calcolo:

12V ÷ 3,6V = 3,33

Arrotondando per eccesso otteniamo 4 celle in serie.

Tuttavia, possiamo ottenere un po' più di capacità dalla nostra batteria facendo funzionare 3 celle in serie (per circa 10,8V). Questo ci dà un po' di margine prima che il sistema di gestione della batteria interrompa completamente l'alimentazione.

Quindi, la conclusione è…3 celle agli ioni di litio collegate in serie ci danno la tensione di cui abbiamo bisogno.

Ora è il momento di procurarsi le nostre 18650!

Fase 2: Scegliere celle 18650 di qualità

Non tutte le celle agli ioni di litio sono uguali.

Il mercato delle batterie 18650 è invaso da celle ultra-economiche che sembrano un buon affare. Ma credimi, queste celle di bassa qualità ti causeranno solo mal di testa.

Invece, vuoi celle ad alte prestazioni di marchi di prima qualità come:

Samsung

Samsung produce alcune delle migliori celle agli ioni di litio al mondo. Le loro 18650 verde brillante sono la mia scelta preferita.

La Samsung INR18650 35E è una scelta molto popolare che bilancia prestazioni e costo.

LG

Famosa per le potenti batterie per svapo, la linea di celle 18650 di LG non delude.

L'LG MH1 offre una capacità solida di 3.000 mAh.

Sony

Puoi sempre contare su Sony per tecnologia affidabile. E le loro batterie VTC 18650 lo dimostrano.

Sono un fan della cella Sony VTC6 — con il suo limite di 30 ampere e la capacità di 3.000 mAh.

Rimani fedele a uno di quei marchi principali e partirai alla grande.

Ora passiamo al prossimo passo…

Fase 3: Procurati un supporto per batterie 18650

Una volta che hai le tue celle 18650, hai bisogno di qualcosa per collegarle fisicamente.

Hai due opzioni qui:

Saldatura a punti con strisce di nichel

La saldatura a punti prevede l'uso di una macchina da saldatura specializzata per fondere sottili strisce di nichel sui terminali positivo e negativo di una cella 18650.

Questo crea una connessione ultra sicura. Ma l'attrezzatura per la saldatura costa più di $200.

Utilizzo di un supporto in plastica per batterie

Per la maggior parte dei fai-da-te, un supporto in plastica per batterie 18650 è la scelta migliore.

Questi supporti inseriscono più celle insieme e hanno estremità a molla per mantenere la tensione sulla cella. Due fili con connettore JST si collegano ai terminali della prima e dell'ultima cella.

Mi piacciono questi supporti perché sono a prova di idiota. Niente competenze avanzate di saldatura necessarie!

Puoi trovare supporti di qualità per celle 18650 a meno di $10 su Amazon o siti come Banggood. Assicurati solo che il supporto corrisponda al numero di celle necessarie (nel nostro caso, 3 celle in serie).

Fase 4: Collegare le celle in serie

Per ottenere 12V (o vicino a esso), le celle devono essere collegate end-to-end in configurazione in serie.

Questo le collega tra loro in modo che la tensione si sommi.

Ecco come disporre le celle:

Il terminale positivo della cella 1 è rivolto verso l'alto e il terminale negativo verso il basso.

Il terminale positivo della cella 2 è rivolto verso il basso e il terminale negativo verso l'alto.

Il terminale positivo della cella 3 è rivolto verso l'alto e il terminale negativo verso il basso.

Una volta inserite nel supporto di plastica, le celle si collegano automaticamente in serie.

Quei terminali a molla garantiscono una vestibilità salda.

Poi basta collegare i fili del supporto rosso e nero al tuo progetto e ora hai circa 12V di alimentazione CC!

Ma prima di iniziare a caricare, c’è un passaggio di sicurezza importante…

Passo 5: Installare un BMS

Un sistema di gestione della batteria (BMS) è fondamentale quando si costruiscono pacchi di batterie al litio-ion da celle 18650 grezze.

Ecco alcuni compiti critici che svolge un BMS:

  • Prevenire il sovrascaricamento delle celle
  • Interrompere la carica eccessiva
  • Bilanciare tutte le celle allo stesso voltaggio
  • Interrompere se la temperatura della cella diventa troppo alta

Senza un BMS in funzione, le batterie al litio-ion possono essere estremamente pericolose. Possono surriscaldarsi, prendere fuoco o addirittura esplodere.

Nessun BMS significa nessuna sicurezza. Non posso sottolinearlo abbastanza.

Fortunatamente, i piccoli circuiti BMS progettati per pacchi da 3-4 celle sono economici (circa $5).

Per collegarlo, basta collegare i fili dal BMS ai terminali positivo e negativo della prima e dell'ultima cella.

La maggior parte dei BMS avrà anche bisogno di un piccolo filo di bilanciamento collegato. Ma il diagramma dei cablaggi sulla scheda PCB rende l'installazione semplice.

Ora vediamo come usare e prendersi cura del tuo nuovo capolavoro di batteria fai-da-te.

Consigli per la ricarica e lo scaricamento

Ricaricare e scaricare correttamente è fondamentale per ottenere la massima durata dal tuo pacco da 12V fatto in casa.

Ecco alcune linee guida rapide per l'uso:

  • Usa un caricabatterie Li-ion – CC/CV è ideale per massimizzare il numero di cicli. La ricarica tramite controller solare funziona anche.
  • Non scaricare troppo – Rimani sopra i 2,5V per cella minimo. Probabilmente il BMS si disattiverà intorno a questo punto comunque.
  • Controlla le tensioni delle celle – Controlla occasionalmente la tensione di ogni cella per confermare che siano in equilibrio correttamente.
  • Mantieni il fresco – Il calore uccide le batterie! Non chiudere ermeticamente e evita richieste di corrente elevate.

Ecco fatto — tutto ciò che devi sapere per creare la tua centrale di energia al litio da 12V!

Anche se richiede alcune parti specializzate e conoscenze elettroniche, assemblare un pacco batteria personalizzato non è così difficile come sembra.

Lo sforzo ne vale la pena per ottenere una batteria da 12V ultra-leggera, ad alte prestazioni e riutilizzabile.

Ora tocca a te. Prendi alcune celle 18650 e inizia a costruire!

costruisci il tuo pacco di batterie 18650 fai-da-te

Come creare il proprio pacco batteria 18650

Realizzare il proprio pacco batteria 18650 può sembrare intimidatorio, ma in realtà è un progetto fai-da-te semplice se si hanno i pezzi, gli strumenti e le conoscenze giuste. In questa guida completa, come professionista produttore di pacchi batteria 18650, ti guiderò attraverso tutto ciò che devi sapere per assemblare la tua potente e versatile batteria agli ioni di litio.

costruisci il tuo pacco di batterie 18650 fai-da-te

Perché creare il proprio pacco batteria?

Prima di immergerci, potresti chiederti perché vorresti costruire un pacco 18650 invece di comprarne uno. Ecco alcuni dei principali vantaggi:

Risparmio sui costi – Creare il proprio pacco da singoli celle 18650 è molto più economico rispetto all'acquisto di un pacco preassemblato della stessa capacità. Risparmi del 50% o più sono comuni.

Personalizzazione – Puoi scegliere il numero esatto di celle collegate in serie e in parallelo per ottenere la tensione, la capacità, la corrente di scarica e la dimensione fisica desiderate. È come il Lego per le batterie!

Riciclaggio – Un modo semplice per reperire le celle 18650 è recuperarle da vecchie batterie di laptop destinate alle discariche. Dare a queste celle una seconda vita è ottimo per l'ambiente.

Educazione – Costruire il proprio pacco è un'esperienza di apprendimento pratica e illuminante sulla tecnologia delle batterie al litio. Acquisirai competenze pratiche e potresti anche scoprire un nuovo hobby.

Come creare il proprio pacco batteria 18650

Cosa ti servirà

Costruire un pacco batteria richiede l'attrezzatura giusta e alcune capacità fai-da-te. Ecco una panoramica di ciò di cui avrai bisogno:

Componenti

  • celle 18650
  • Supporti per batterie
  • Filo di nichel
  • Filo
  • Connettori
  • BMS (circuito di protezione della batteria)
  • Isolanti e rivestimenti

Strumenti

  • Multimetro
  • Saldatore a punti (o ferro da stagno)
  • Pistola per colla a caldo
  • Tagliacavi/Spellacavi
  • Pistola termica
  • Dispositivi di sicurezza (guanti, occhiali)

Esaminerò ciascuna di queste parti in modo più dettagliato durante l'articolo così saprai esattamente cosa acquistare.

Scegli le celle 18650

Al centro di ogni pacco da 18650 ci sono – l'hai indovinato – celle di batteria 18650. Ma ci sono molte opzioni diverse per le celle agli ioni di litio sul mercato:

Formati delle celle della batteria

Le dimensioni più comuni delle celle agli ioni di litio che incontrerai sono:

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

Chemistry delle celle

Le variazioni nella chimica del catodo influenzano le prestazioni delle celle al litio:

  • NMC (ossido di nichel manganese cobalto)
  • NCA (ossido di nichel cobalto alluminio)
  • LFP (Litio Ferro Fosfato)

Specifiche

Le caratteristiche principali da considerare sono:

  • Tensione nominale (3,6-3,7V è normale)
  • Capacità (valutazione mAh)
  • Tasso massimo di scarica continua (ampere)

La mia raccomandazione predefinita per una cella economica ma affidabile è la Samsung 25R 18650. Questa cella NMC offre un ottimo equilibrio tra capacità, gestione della corrente e sicurezza a un costo ragionevole. LG, Sony, Panasonic e Sanyo producono anche celle eccellenti.

Calcola Configurazione Batteria

Una volta scelte le tue celle, il passo successivo è capire come collegarle insieme in un pacco. Questo dipende dalla comprensione di serie e parallelo connessioni.

Connessioni Batteria

Connessioni in serie aumentano la tensione.

Connessioni in parallelo aumentano la capacità e la corrente di scarica.

Con i pacchi 18650 colleghiamo prima le celle in gruppi paralleli. Poi colleghiamo questi gruppi in serie per ottenere la tensione desiderata del pacco.

Ad esempio, un pacchetto “3S2P” significa 3 gruppi paralleli di 2 celle collegati in serie.

Matematica della Configurazione

Progettiamo un pacco da 12V 10Ah con celle Samsung 25R (3,6V, 2500mAh):

Tensione target = 12V

Capacità target = 10Ah (o 10.000mAh)

Specifiche di una singola cella:

  • Tensione (nominale) = 3,6V
  • Capacità = 2500mAh

Configurazione:

Numero di celle in serie: 12V / 3,6V per cella = 3 celle in serie

Numero di gruppi in parallelo:
Capacità target di 10000mAh / 2500mAh per cella = 4 celle in parallelo

Il nostro pacco necessita di 3 gruppi in parallelo di 4 celle collegate in serie = 3S4P

Quindi abbiamo bisogno di un totale di 3 x 4 = 12 celle 18650

Assemblare i supporti per celle 18650

Un modo pulito e sicuro per assemblare pacchi Li-ion è usare supporti in plastica per celle 18650. Questi supporti si agganciano tra loro per mantenere le celle ben allineate e distanziate. Permettono un buon flusso d'aria per il raffreddamento e prevengono cortocircuiti.

Disponi i supporti per corrispondere al layout 3S4P pianificato. Assicurati che l'orientamento delle celle alterni in modo che i terminali positivo e negativo siano allineati. Incolla i supporti con colla a caldo se desiderato.

Poi inserisci le tue celle e collegale con…

Opzioni di cablaggio della batteria

Devi effettuare connessioni elettriche tra le celle per completare il circuito. Ecco due opzioni:

Saldatura a punti con striscia di nichel

Saldatura a punti utilizza un impulso potente di corrente per fondere le strisce di nichel ai terminali delle celle. Crea giunzioni robuste e affidabili senza introdurre troppo calore nella cella.

Avrai bisogno di:

  • Saldatrice a punti (~$250 per macchina di livello base)
  • Striscia di nichel puro
  • Alimentatore da banco

Procedura:

  1. Taglia le strisce di nichel
  2. Regola la temperatura e la durata della saldatrice
  3. Saldare le strisce TRA i gruppi prima
  4. Poi salda ogni GRUPPO in parallelo
  5. Isola le saldature con carta fish

Ci vuole pratica per fare saldature buone e coerenti. Inizia con celle di scarto.

Saldatura delle celle

Puoi saldare le celle insieme, ma serve un tocco molto delicato. Troppa calore può danneggiare l'interno della cella.

Materiali necessari:

  • Saldatore a stagno ad alta potenza
  • Filo o treccia di rame puro spesso
  • Saldante senza piombo con anima in colofonia
  • Tanta flussante

Passaggi:

  1. Pulire l'estremità della cella e la superficie del filo/treccia
  2. Applicare una generosa quantità di flussante
  3. Scaldare e fondere lo stagno in modo che fluisca sulla giunzione
  4. Tenere abbastanza a lungo affinché lo stagno fluisca
  5. Evitare di riscaldare direttamente la cella più di un paio di secondi!

Prendere precauzioni per non surriscaldare la cella o respirare i vapori durante la saldatura.

Aggiungere un BMS

Nessun pacco di batterie 18650 è completo senza un BMS, o sistema di gestione della batteria. Questo circuito di protezione cruciale monitora tutte le celle del pacco e previene:

  • Sovraccarico
  • Sottodischarging
  • Short circuit
  • Sovracorrente
  • Squilibrio delle celle

Quindi un BMS aiuta davvero a garantire un funzionamento sicuro e affidabile del tuo pacco di litio fai-da-te.

Scegliere un BMS richiede di abbinare:

  • Numero di celle (12S, 10S, ecc.)
  • Valutazione di corrente massima (per motore, carichi inverter)
  • Con o senza porta di ricarica

Saldare i fili di bilanciamento alle strisce di nichel tra i gruppi, fissarli con fascette di plastica. Collegare i fili di scarica alla prima e all'ultima cella. Consultare il diagramma incluso con il vostro BMS per il cablaggio corretto.

Involucro e Protezione del Pacco

Quasi finito! Per completare la tua batteria potente, è importante isolare e proteggere le celle e i cablaggi da urti o umidità:

Isolare metallo esposto con carta di pesce e nastro Kapton

Supportare strutturalmente le celle con imbottitura in schiuma

Isolare elettricamente il BMS e i terminali

Fusibile i fili di scarica per proteggere da cortocircuiti

Avvolgere l'intero pacco in plastica isolante

Contenere in un involucro o scatola batteria

Per una finitura aerodinamica, applicare etichette di avvertimento per tensione, polarità e capacità. Aggiungere un interruttore di alimentazione, porta di ricarica e hardware di montaggio.

Test Iniziali

Prima di accendere la tua creazione, eseguire alcuni controlli di sicurezza finali:

  • Confermare la polarità corretta di tutte le connessioni cablate
  • Verifica l'isolamento ovunque
  • Misura e registra le tensioni di ogni singolo gruppo
  • Osserva il ciclo di carica iniziale per eventuali problemi
  • Usa solo un caricabatterie al litio CC/CV appropriato

Se tutto va bene, ora hai un robusto pacco di batterie fai-da-te 18650 per alimentare progetti per molti anni! Costruire il proprio è molto gratificante, inoltre le competenze acquisite sono utili per assemblare ogni tipo di dispositivo alimentato a batteria.

Spero che questa guida fai-da-te alle batterie 18650 ti sia stata utile – fammi sapere se hai altre domande sulle batterie al litio!