Как сделать портативный аккумулятор с батареями 18650: Полное руководство

Итак, вы хотите научиться как сделать внешний аккумулятор с батареями 18650?

Вы в правильном месте.

Может быть, у вас есть старые аккумуляторы ноутбуков, лежащие без дела. Или вы устали платить $50+ за приличные портативные аккумуляторы, которые едва служат год.

Вот в чем дело:

Создать собственный аккумулятор на базе 18650 не является ракетной наукой. На самом деле, с правильными компонентами и немного терпения, вы можете создать индивидуальный аккумулятор, который будет мощнее (и намного круче), чем что-либо, что вы найдете на Amazon.

Я собрал десятки таких за эти годы. И в этом руководстве, как профессионал производитель аккумуляторных блоков 18650, я покажу вам точно, как сделать аккумулятор с батареей 18650 пошагово.

Давайте погрузимся в это.

Что вам понадобится (Полный список деталей)

Прежде всего:

Вы не можете собрать аккумулятор без правильных компонентов.

Вот что именно вам понадобится:

Основные компоненты

Батареи литий-ион 18650: Это ваш источник питания. Вам нужно как минимум 2 элемента (хотя я рекомендую 4 для лучшей емкости). Ищите элементы с емкостью 2500-3500mAh.

Плата/модуль зарядки: Это мозг вашего самодельного внешнего аккумулятора. Я рекомендую платы с:

• BMS (система управления батареями) для безопасности
• Встроенный повышающий преобразователь (поднимает 3.7V до 5V USB-выхода)
• Чип TP4056 для надежной зарядки

Провода: силиконовый провод 22 AWG отлично подходит. Не используйте тоньше – вам нужен провод, который сможет выдержать ток.

Корпус/Кейс: Вы можете распечатать его на 3D-принтере, купить готовый корпус или даже переделать старую емкость.

Инструменты, которые вам понадобятся

• Паяльник и припой
• Обжимные клещи для проводов
• Мультиметр (для тестирования)
• Пистолет горячего клея (опционально, но полезно)
• Точечный сварочный аппарат (идеально) или держатели для батарей (более простой вариант)

Совет профессионала: если вы только начинаете, используйте держатели для батарей вместо точечной сварки. Это безопаснее, и вы сможете позже заменить элементы.

Где найти качественные батареи 18650

Это очень важно:

Батарея — самая дорогая часть вашего пауэрбанка. И существует множество поддельных 18650.

Вот где найти легитимные элементы:

Вариант 1: Восстановление из старых батарей ноутбуков

Мертвые батареи ноутбуков — золотая жила.

Даже «разряженные» аккумуляторы ноутбуков обычно содержат 2-3 рабочих элемента внутри. Я спас сотни идеально исправных 18650 таким образом.

Просто будьте осторожны при открытии блока. Используйте правильные инструменты и носите защитные очки.

Вариант 2: Покупка новых у проверенных поставщиков

Если хотите новые элементы, выбирайте проверенные бренды:

• Samsung
• LG
• Panasonic
• Sony

Избегайте подозрительно дешевых элементов на eBay или случайных сайтах. Если элемент емкостью 3500mAh стоит $2, он поддельный.

Обычно я плачу $5-8 за настоящий высокоемкий элемент.

Как сделать внешний аккумулятор с батареями 18650: пошаговая инструкция

Теперь самое интересное.

Давайте соберем эту штуку.

Шаг 1: Проверьте ваши батареи

Перед тем как делать что-либо еще:

Проверьте напряжение каждого элемента мультиметром. Оно должно быть в диапазоне от 2.5В до 4.2В.

Если какая-либо ячейка показывает ниже 2.5В, не используйте её. Это потенциально опасно.

Также, если вы используете несколько ячеек, убедитесь, что они все в пределах 0.1В друг от друга перед подключением.

Шаг 2: Соедините батареи параллельно

Для простого внешнего аккумулятора соедините ваши ячейки параллельно.

Это означает:

• Все положительные клеммы соединены вместе
• Все отрицательные клеммы соединены вместе

Это поддерживает напряжение на уровне 3,7В при увеличении емкости.

Например:

• 2 x 2500мАч ячейки = всего 5000мАч
• 4 x 2500мАч ячейки = всего 10 000мАч

Используйте никелевые полоски и точечную сварку для постоянных соединений. Или используйте держатели для батарей для более простого подхода.

Шаг 3: Подключите модуль зарядки

Здесь большинство людей совершают ошибки.

Ваша плата зарядки будет иметь клеммы, обозначенные:

• B+ (положительный вывод батареи)
• B- (отрицательный вывод батареи)
• OUT+ (положительный вывод USB)
• OUT- (отрицательный вывод USB)

Подключите положительный вывод вашего аккумуляторного блока к B+ и отрицательный к B-.

Подключения USB-выхода обычно предварительно подключены к USB-портам на плате.

Шаг 4: Проверьте перед окончательной сборкой

КРИТИЧЕСКИЙ шаг:

Перед тем как поместить всё в корпус, проверьте соединения.

Используйте мультиметр для проверки:

• Напряжения батареи на клеммах B+ и B-
• Выхода 5V на USB-порту
• Отсутствия короткого замыкания между положительным и отрицательным выводами

Подключите USB-кабель и проверьте работу индикатора зарядки.

Шаг 5: Зафиксируйте всё в корпусе

Когда всё работает:

1. Используйте горячий клей, чтобы закрепить плату в корпусе
2. Убедитесь, что USB-порты совпадают с отверстиями корпуса
3. Закрепите аккумуляторы (они не должны болтаться)
4. Дважды проверьте, чтобы оголённые провода не касались друг друга

Мне нравится обернуть весь аккумуляторный блок изолентой для дополнительной изоляции.

Меры безопасности (Не пропустите эту часть)

Послушайте:

Батареи типа 18650 обладают серьёзной мощностью. Обращайтесь с ними с уважением.

Вот основные правила безопасности, которые нельзя нарушать:

Никогда не коротите батареи. Короткое замыкание может вызвать пожар или взрыв.

Используйте защищённые элементы, когда это возможно. Они оснащены встроенными защитными цепями.

Не смешивайте старые и новые ячейки. Это может привести к неравномерному разряду и повреждению.

Храните в прохладном, сухом месте. Тепло — враг литиевых батарей.

Используйте систему управления батареями (BMS). Это предотвращает перезаряд, переразряд и короткие замыкания.

Я видел, как люди пропускают BMS, чтобы сэкономить $5. Не будьте таким человеком.

Усилитель против понижающего преобразователя: какой дизайн выбрать?

Вот кое-что, о чем большинство руководств по самодельным проектам не рассказывают:

Есть два способа собрать внешний аккумулятор.

Конфигурация повышения (проще)

Использует одну ячейку или параллельные ячейки (3,7 В) и повышает напряжение до 5 В.

Плюсы:

• Проще в сборке
• Меньше компонентов требуется
• Дешевле

Минусы:

• Менее эффективно при низком уровне заряда батареи
• Может испытывать трудности с поддержанием выхода 5 В при низком заряде батареи
• Медленные скорости зарядки

Конфигурация понижения (лучшие показатели)

Использует ячейки в серии (например, 3S для 11,1 В) и понижает до 5 В.

Плюсы:

• Более стабильный выход 5 В
• Работает эффективно даже при низком заряде батареи
• Может заряжать ваш внешний аккумулятор быстрее

Минусы:

• Более сложная в сборке
• Требует правильного BMS для нескольких ячеек в серии
• Стоит дороже

Для вашей первой сборки? Выбирайте конфигурацию с повышением напряжения. Это гораздо проще.

Расчет емкости вашего аккумулятора

Хотите узнать, как долго он прослужит?

Вот математика:

Емкость (мАч) = Количество элементов × Ёмкость элемента

Но есть один нюанс:

Вам нужно учитывать потери при преобразовании. Повышающий преобразователь не имеет 100% эффективности.

Реальная емкость = Ёмкость батареи × 0.85

Итак, аккумулятор емкостью 10 000 мАч дает примерно 8 500 мАч полезной энергии.

Для справки:

• iPhone 13: аккумулятор 3 227 мАч
• Samsung S21: аккумулятор 4 000 мАч
• iPad Air: аккумулятор 7 606 мАч

Ваш внешний аккумулятор емкостью 10 000 мАч может зарядить iPhone примерно 2,5 раза.

Распространённые ошибки, которых следует избегать

Я видел, как люди совершают эти ошибки снова и снова:

Ошибка 1ТП5Т1: Использование тонких проводов
Тонкие провода не выдерживают ток. Они нагреваются и могут расплавиться. Используйте провода не тоньше 22 AWG или толще.

Ошибка 1ТП5Т2: Пропуск выравнивания напряжения
Подключение элементов с разным напряжением вызывает сильный ток между ними. Всегда сначала выравнивайте напряжение.

Ошибка 1ТП5Т3: Перегрев при пайке
Слишком сильный нагрев повреждает элементы. Используйте флюс и работайте быстро. Лучше всего использовать держатели для батарей или точечную сварку.

Ошибка 1ТП5Т4: Отсутствие вентиляции в корпусе
Аккумуляторы требуют циркуляции воздуха. Не герметизируйте корпус полностью.

Продвинутые модификации, которые вы можете попробовать

После сборки первого внешнего аккумулятора, вы можете захотеть улучшить его.

Вот некоторые классные модификации:

Добавить цифровой дисплей

Дисплеи с отображением напряжения показывают оставшийся заряд. Они недорогие и легко подключаются.

Несколько выходных портов

Добавьте дополнительные USB-модули параллельно для зарядки нескольких устройств.

Зарядка от солнечной энергии

Интегрируйте небольшую солнечную панель для аварийной зарядки. Отлично подходит для кемпинга.

Поддержка быстрой зарядки

Используйте модули, поддерживающие Quick Charge или USB-C Power Delivery.

Встроенный LED-фонарь

Очень удобно в экстренных случаях. Просто добавьте LED и небольшой переключатель.

Тестирование и устранение неисправностей

Собрали внешний аккумулятор, но что-то не работает?

Вот как диагностировать:

Проблема: Нет USB-выхода

• Проверьте напряжение батареи (должно быть 3В-4,2В)
• Проверьте соединения с зарядной платой
• Проверьте повышающий преобразователь отдельно

Проблема: не заряжает устройства

• USB-порт может быть поврежден
• Текущий вывод слишком низкий (проверьте характеристики платы)
• Батареи могут быть разряжены

Проблема: нагревается во время зарядки

• Нормально немного теплый
• Если очень горячий, проверьте на короткое замыкание
• Ток зарядки может быть слишком высоким

Проблема: короткий срок службы батареи

• Проверьте фактическую емкость ячейки
• Проверьте наличие паразитного разряда
• Повышающий преобразователь может быть неэффективным

Сравнение стоимости: своими руками против магазинной

Давайте поговорим о деньгах.

Вот что я обычно трачу на самодельный внешний аккумулятор емкостью 10 000мАч:

• 4 x 18650 ячейки (использованные): $8
• Плата для зарядки: $5
• Корпус: $3
• Провода и прочее: $2

Итого: примерно $18

Аналогичный коммерческий портативный аккумулятор? $30-50.

Плюс, ваша версия своими руками:

• Ремонтопригоден
• Модульный
• Настраиваемый
• На самом деле интересно собирать

Экономия складывается, если собираешь несколько устройств.

Заключительные размышления

Создавать собственную портативную зарядку с батареями 18650 — это не только способ сэкономить деньги.

Это понимание технологий, которые вы используете каждый день. Плюс, есть что-то приятное в зарядке телефона чем-то, что вы сделали сами.

Начинайте просто. Используйте качественные компоненты. Соблюдайте правила безопасности.

Ваша первая сборка может быть не идеальной. Это нормально. У меня тоже не было идеально.

Но как только вы освоите это? Вы больше никогда не купите переплаченный внешний аккумулятор.

Самое лучшее:

Когда ваши друзья спросят, где вы взяли этот классный индивидуальный внешний аккумулятор, вы сможете сказать «Я сделал это сам».

Довольно круто, правда?

Теперь, когда вы знаете как сделать внешний аккумулятор с батареями 18650, пора начать сборку. Возьмите эти компоненты и приступайте. Ваша будущая версия (с полностью заряженным телефоном) скажет вам спасибо.