Jak zrobić własny zestaw baterii 18650

Robienie własnego zestawu baterii 18650 może wydawać się onieśmielające, ale w rzeczywistości jest to prosty projekt DIY, jeśli masz odpowiednie części, narzędzia i wiedzę. W tym kompleksowym przewodniku, jako profesjonalny producent pakietów baterii 18650, przeprowadzę Cię przez wszystko, co musisz wiedzieć, aby złożyć własną potężną i wszechstronną baterię litowo-jonową.

Dlaczego warto zrobić własny zestaw baterii?

Zanim zaczniemy, możesz się zastanawiać, dlaczego warto zbudować zestaw 18650 zamiast po prostu kupić gotowy. Oto niektóre z kluczowych korzyści:

Oszczędność kosztów – Zrobienie własnego zestawu z pojedynczych ogniw 18650 jest znacznie tańsze niż zakup gotowego zestawu o tej samej pojemności. Oszczędności na poziomie 50% lub więcej są powszechne.

Personalizacja – Możesz wybrać dokładną liczbę ogniw połączonych szeregowo i równolegle, aby osiągnąć pożądane napięcie, pojemność, prąd rozładowania i rozmiar fizyczny. To jak Lego dla baterii!

Recykling – Łatwym sposobem na pozyskanie ogniw 18650 jest odzyskiwanie ich ze starych baterii laptopów przeznaczonych do wyrzucenia. Nadanie tym ogniwom drugiego życia jest świetne dla środowiska.

Edukacja – Budowa własnego zestawu to pouczające doświadczenie praktyczne dotyczące technologii baterii litowych. Zdobędziesz praktyczne umiejętności i możesz nawet znaleźć nowe hobby.

Jak zrobić własny zestaw baterii 18650

Co będzie potrzebne

Budowa zestawu baterii wymaga odpowiedniego sprzętu i pewnych umiejętności DIY. Oto przegląd tego, czego będziesz potrzebować:

Części

• komórki 18650
• Uchwyty na baterie
• Taśma niklowa
• Przewód
• Złącza
• BMS (obwód ochrony baterii)
• Izolatory i owijki

Narzędzia

• Multimetr
• Spawarka punktowa (lub lutownica)
• Pistolet do klejenia na gorąco
• Obcinaki/zdzieraki do drutu
• Pistolet na gorące powietrze
• Sprzęt ochronny (rękawice, okulary)

Omówię każdy z tych elementów bardziej szczegółowo w trakcie artykułu, abyś dokładnie wiedział, co zdobyć.

Wybierz ogniwa 18650

W sercu każdego zestawu 18650 są – zgadłeś – ogniwa baterii 18650. Ale na rynku jest mnóstwo różnych opcji ogniw litowo-jonowych:

Formaty ogniw baterii

Najczęstsze rozmiary ogniw Li-ion, z którymi się spotkasz, to:

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

Chemia ogniw

Wariacje w chemii katody wpływają na wydajność ogniw litowych:

• NMC (niklowo-manganowo-tytanowa)
• NCA (niklowo-kobaltowo-aluminiowa)
• LFP (Litowo-żelazowo-fosforan)

Specyfikacje

Kluczowe parametry do rozważenia to:

• Napięcie nominalne (3,6-3,7V jest normalne)
• Pojemność (mAh)
• Maksymalna ciągła wartość rozładowania (ampery)

Moja domyślna rekomendacja dla taniej, ale niezawodnej komórki to Samsung 25R 18650. Ta komórka NMC oferuje świetną równowagę pojemności, obsługi prądu i bezpieczeństwa w rozsądnej cenie. LG, Sony, Panasonic i Sanyo również produkują doskonałe komórki.

Oblicz konfigurację baterii

Po wybraniu swoich ogniw, kolejnym krokiem jest ustalenie, jak je połączyć w zestaw. To sprowadza się do zrozumienia szeregowe oraz równoległe połączenia.

Połączenia baterii

Połączenia szeregowe zwiększają napięcie.

Połączenia równoległe zwiększają pojemność i prąd rozładowania.

W pakietach 18650 najpierw łączymy komórki w grupy równoległe. Następnie te grupy łączymy ze sobą szeregowo, aby osiągnąć docelowe napięcie pakietu.

Na przykład, pakiet „3S2P” oznacza 3 grupy równoległe po 2 komórki połączone szeregowo.

Matematyka konfiguracji

Zaprojektujmy zestaw 12V 10Ah z ogniw Samsung 25R (3,6V, 2500mAh):

Docelowe napięcie = 12V

Docelowa pojemność = 10Ah (lub 10 000mAh)

Specyfikacja pojedynczego ogniwa:

• Napięcie (nominalne) = 3,6V
• Pojemność = 2500mAh

Konfiguracja:

Liczba ogniw w szeregu: 12V / 3,6V na ogniwo = 3 ogniwa w szeregu

Liczba grup równoległych:
Docelowa pojemność 10000mAh / 2500mAh na ogniwo = 4 ogniwa równolegle

Nasz pakiet wymaga 3 grup równoległych po 4 ogniwa połączonych szeregowo = 3S4P

Więc potrzebujemy łącznie 3 x 4 = 12 ogniw 18650

Zmontuj uchwyty na ogniwa 18650

Czysty i bezpieczny sposób montażu pakietów litowo-jonowych to użycie plastikowych uchwytów na ogniwa 18650. Te uchwyty zatrzaskują się, utrzymując ogniwa w ładnym ułożeniu i odstępie. Zapewniają dobrą cyrkulację powietrza dla chłodzenia oraz zapobiegają zwarciom.

Ułóż uchwyty tak, aby pasowały do planowanego układu 3S4P. Upewnij się, że orientacja ogniw jest naprzemienna, aby terminale dodatnie i ujemne się zgadzały. Jeśli chcesz, przyklej uchwyty do siebie za pomocą gorącego kleju.

Następnie włóż swoje ogniwa i połącz je za pomocą…

Opcje okablowania baterii

Musisz wykonać połączenia elektryczne między ogniwami, aby zamknąć obwód. Oto dwie opcje:

Spawanie punktowe taśmy niklowej

Spawanie punktowe używa potężnego impulsu prądu do stopienia taśmy niklowej na terminalach ogniw. Tworzy mocne, niezawodne połączenia bez wprowadzania dużej ilości ciepła do ogniwa.

Będziesz potrzebować:

• Spawarka punktowa (~$250 dla maszyny podstawowej)
• Czysta taśma niklowa
• Zasilacz laboratoryjny

Procedura:

1. Przytnij taśmy niklowe
2. Ustaw temperaturę i czas działania spawarki
3. Najpierw spawaj taśmy MIĘDZY grupami
4. Następnie spawaj każdą GRUPĘ równolegle
5. Izoluj spawy za pomocą papieru rybnego

Wymaga to praktyki, aby wykonywać dobre, spójne spawy. Najpierw ćwicz na odpadach ogniw.

Lutowanie ogniw

Możesz lutować ogniwa razem, ale wymaga to bardzo delikatnego podejścia. Zbyt duża ilość ciepła może uszkodzić wnętrze ogniwa.

Potrzebne materiały:

• Lutownica o wysokiej mocy
• Gruby czysty miedziany drut lub plecionka
• Bezolowiowy cyna z rdzeniem żywicy
• Duża ilość topnika

Kroki:

1. Wyczyść końcówkę ogniwa i powierzchnię drutu/plecionki
2. Nałóż obficie topnik
3. Podgrzej i stop cyna, aby spłynęła na połączenie
4. Trzymaj wystarczająco długo, aby cyna się rozpuściła
5. Unikaj bezpośredniego podgrzewania ogniwa na więcej niż kilka sekund!

Zachowaj ostrożność, aby nie przegrzać ogniwa ani nie wdychać oparów podczas lutowania.

Dodaj BMS

Żadne ogniwo pakietu 18650 nie jest kompletne bez BMS, lub systemu zarządzania baterią. Ten kluczowy układ ochronny monitoruje wszystkie ogniwa w pakiecie i zapobiega:

• Przeładowaniu
• Przeciążeniem
• Skrótami
• Prądowi nadmiernemu
• Nierównowaga między ogniwami

Tak więc BMS naprawdę pomaga zapewnić bezpieczną i niezawodną pracę Twojego własnoręcznie zbudowanego pakietu litowego.

Wybór BMS wymaga dopasowania:

• Liczby ogniw (12S, 10S, itp.)
• Maksymalnej wartości prądu (dla silnika, obciążenia inwertera)
• Z lub bez portu ładowania

Przylutuj przewody równoważące do pasków niklowych między grupami, zwiąż je opaskami kablowymi na miejscu. Podłącz przewody rozładowujące do pierwszej i ostatniej komórki. Skonsultuj się z diagramem dołączonym do Twojego BMS w celu prawidłowego podłączenia.

Obuduj i zabezpiecz pakiet

Prawie gotowe! Aby zakończyć swój zasilający zestaw, ważne jest, aby zaizolować i zabezpieczyć ogniwa oraz okablowanie przed uderzeniami lub wilgocią:

Izoluj metal odsłonięty za pomocą papieru rybnego i taśmy Kapton

Strukturalnie wspieraj komórki za pomocą pianki amortyzującej

Izoluj elektrycznie BMS i terminale

Bezpiecznik przewody rozładowujące w celu ochrony przed zwarciem

Owiń cały pakiet izolacyjnym plastikiem

Zawartość w obudowie lub skrzynce na baterie

Dla estetycznego wykończenia, nałóż ostrzegawcze etykiety dotyczące napięcia, polaryzacji i pojemności. Dodaj wyłącznik zasilania, port ładowania i elementy montażowe.

Wstępne testy

Przed uruchomieniem swojej konstrukcji, wykonaj końcowe kontrole bezpieczeństwa:

• Potwierdź odpowiednią polaryzację wszystkich podłączonych przewodów
• Zweryfikuj izolację wszędzie
• Zmierz i zanotuj napięcia poszczególnych grup
• Obserwuj początkowy cykl ładowania pod kątem problemów
• Używaj tylko odpowiedniego ładowarki litowo-jonowej CC/CV

Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, masz teraz solidny domowy zestaw 18650 do zasilania projektów przez wiele lat! Budowa własnego jest głęboko satysfakcjonująca, a umiejętności, które zdobędziesz, są przydatne przy montażu wszelkiego rodzaju urządzeń zasilanych bateryjnie.

Mam nadzieję, że ten przewodnik DIY dotyczący baterii 18650 okazał się przydatny – daj znać, jeśli masz inne pytania dotyczące baterii litowo-jonowych!