Направи си сам 18650 литиево-йонна батерия

Необходими части:

1. 18650 батерия (GearBest/Amazon)

2. BMS (Banggood/Amazon)

3. Ni ленти (Banggood/Amazon)

4. Индикатор за нивото на батерията (Banggood)

5. Превключвател (Aliexpress/Banggood)

6. DC жак (Banggood/Aliexpress)

7. Държач на батерията 18650 (Banggood)

8. 3M x 10mm винтове (Banggood/Aliexpress)

Използвани инструменти

1. Точков заварчик (Banggood/Amazon)

2. 3D принтер (Creality CR10S)

2. Тел за отстраняване на тел / нож (Amazon)

3. Духалка с горещ въздух (GearBest)

3. Мултиметър (Amazon)

5. Li Ion зарядно (GearBest)

Предпазна екипировка :

1. Предпазни очила (Amazon)

2. Електрически ръкавици (Amazon)

На пазара ще намерите много видове 18650 клетки в ценовия диапазон от 1 до 10 долара, но кои са най-добрите? Силно ще препоръчам да закупите 18650 клетки от маркови компании катоPanasonic,Samsung,СаньоиLG. Тези клетки, които имат добре документирани работни характеристики и отличен контрол на качеството. Реномираните марки 18650 клетки обикновено са скъпи, но ако помислите за продължителна употреба, струва си да ги имате.

Don' не купувайте никакви клетки с думата FIRE в името като Ultrafire, Surefire и Trustfire. В действителност тези клетки са само фабрични отхвърляния, закупени от компании като Ultrafire и преопаковани в собствения си марков капак. Много използвани батерии са опаковани като нови и с бели етикети. Те продават батерията, като маркират капацитет до 5000 mAh, но в действителност капацитетът им е между 1000 и 2000 mAh. Друг основен проблем с тези евтини 18650 клетки са високият риск от експлозия при прегряване по време на зареждане или разреждане.

В този проект използвах зелени клетки на Panasonic 18650B с капацитет 3400 mAh отGearBest.

За да направите батерията, трябва да свържете клетките 18650 посредством никелови ленти или дебела тел. Обикновено никеловите ленти са широко използвани за това. Като цяло на пазара се предлагат два вида никелови ленти: никелирани стоманени ленти и чисти никелови ленти. Ще предложа да купите чистия никел. Това е малко по-скъпо от никелираната стомана, но има много по-ниско съпротивление. Ниското съпротивление означава, по-малко генериране на топлина по време на зареждането и разреждането, което води до по-дълъг полезен живот на батерията.

Никеловите ленти се предлагат с различни размери и дължина. Изберете лентите според текущия рейтинг.

Имате две възможности две да свържете 18650 клетките заедно: 1. Запояване 2. Точково заваряване

Най-добрият избор винаги е точковото заваряване, но точковото заваряване е много по-скъпо от качественото поялник.

Запояване:

Трябва да знаете защо точковото заваряване е за предпочитане пред запояването, проблемът с запояването е, че прилагате много топлина към клетката и тя не се разсейва много бързо. Това подобрява химическата реакция в клетката, която уврежда ефективността на клетката' В крайна сметка ще загубите малко капацитет и ще оживите клетките.

Но ако не се интересувате от закупуването на скъпо струващ заварчик, можете да спойкате никеловите пластини към клетката, като следвате някои предпазни мерки и трикове:

1. За да сведете до минимум времето за контакт на вашия поялник с клетката, уверете се, че повърхността е достатъчно изтъркана и използвате много флюс, за да осигурите бърз поток на спойка.

2. По-добре е да имате висококачествена ютия с висока мощност (мин. 80 W) с добър топлинен капацитет, така че да може бързо да доставя топлината до фугата, така че не трябва да държите ютията на батерията за векове и оставете топлината да проникне в него, причинявайки щети на батерията.

Точково заваряване:

Причината, поради която забелязваме заваряване, е, че той сигурно свързва клетките, без да добавя много топлина към тях. В момента на пазара се предлагат два вида спот заварчици: хоби клас и професионален клас. Приличен хоби клас спот заварчик струва около $ 200 до $ 300, като като добър професионален клас може да струва около десет пъти повече.Така че ще предложа да закупите хоби клас спот заварчик от всеки онлайн магазин като: Banggood, Aliexpress или eBay. използвайкиSUNKKO 709A 1.9kw точков заварчикот Banggood.

Преди да свържете клетките паралелно, първо проверете отделните напрежения на клетките. За успоредка на клетките, напрежението на всяка клетка трябва да е близо една до друга, в противен случай голямо количество ток ще изтече от клетката с по-високо напрежение към клетката с по-ниско Това може да повреди клетките и дори да доведе до пожар в редки случаи.

Ако използвате чисто нови клетки, напрежението на клетката е близо 3,5 V до 3,7 V, можете да ги обедините, без да се притеснявате много. Но ако ще използвате стара батерия на лаптопа, уверете се, че напрежението на клетките е почти същото, като по друг начин зареждате клетките до същото ниво на напрежение, като използвате добро зарядно устройство за батерии Li Ion.Nitecore SC4 зарядноза да заредите всички 18650 клетки, преди да ги обедините.

За да направите акумулаторната батерия, първо трябва да финализирате номиналното напрежение и капацитета на пакета, или ще бъде в Volt, mAh / Ah или Wh. Трябва да свържете клетките паралелно, за да достигнете желания капацитет (mAh) и да свържете последователно такава паралелна група, за да постигнете номиналното напрежение (Волта).

За този проект нека изискването е:11,1 V и 17 Ah батерия

Спецификация на използваните 18650 клетки:3.7V и 3400 mAh

Капацитет (mAh):

Желан капацитет на батерията=17 AH или 17000 mAh.

Капацитет на всяка клетка=3400 mAh

Брой клетки, необходими за паралелна връзка=17000/3400=5 бр

Обикновено клетките в паралел се съкращават в термина „P“, така че този пакет ще бъде известен като „5P пакет“. Когато 5 клетки са свързани паралелно, по височина сте направили една клетка с по-висок капацитет (т.е. 4.2V, 17000 mAh )

Напрежение (волта):

Желаното номинално напрежение на батерията е 11,1V.

Номинално напрежение на всяка клетка=3,7 V

Брой клетки, необходими за последователна връзка=11,1 / 3,7=3 бр

Обикновено клетките в серията се съкращават в термина „S“, така че този пакет ще бъде известен като „3S пакет“.

Така че трябва да свържем последователно 3-те паралелни групи (по 5 клетки във всяка група), за да направим батерията.

Окончателната конфигурация на пакета е обозначена като „3S5P пакет“ с окончателна спецификация 11,1V, 17AH.

От предишната стъпка става ясно, че нашата батерия е съставена от 3 паралелни групи, свързани последователно (3 x 3.7V=11.1V) и всяка паралелна група има 5 клетки (3400 mAh x 5=17000 mAh). трябва да подреди правилно 15-те клетки за осъществяване на електрическата връзка между тях и с BMS платката.

Поставете първата успоредна група клетки (5 носа) положителна страна нагоре, след това поставете втората успоредна група отрицателна страна нагоре и накрая последната успоредна група положителна страна нагоре. За по-добро разбиране можете да видите горната снимка.

Можете да сглобите клетките, за да направите опаковката, като използвате горещо лепило или с помощта на пластмасов държач на батерията 18650. Използвах пластмасови държачи / разделители за клетки 18650, за да сглобя 15-те клетки. Основните предимства на използването на тези държачи за клетки са

1. Можете да направите персонализиран пакет с всякакъв размер според вашите изисквания. Това е като решаване на пъзел.

2. Осигурява пространство между клетките, което позволява преминаването на чист въздух и батерията се охлажда лесно.

3. Прави батерията ви стабилна и надеждна.

4. Осигурява безопасна антивибрация на вашия акумулаторен пакет

Сега е време да се запознаем с процедурата за използване на точков заварчик (говоря заТочков заварчик, който съм използвал в този проект). Точковият заварчик има три възможности за заваряване: неподвижна заваръчна глава, неподвижна заваръчна глава с крачен превключвател, подвижна писалка за точково заваряване с крачен превключвател. Предпочитам да използвам втората опция. Преди заваряването трябва да се подготвите никеловите ленти и заварчик.

Нарежете никеловите ленти:

Поставете никеловата си лента върху 5-те клетки (паралелно), като се уверите, че тя покрива всички клеми на клетките, оставете 10 mm излишни ленти за свързването й с BMS и след това я отрежете. За серийно свързване изрежете малки никелови ленти, както е показано на фигурата. Ще ви трябват четири дълги ленти за паралелно свързване и 10 малки ленти за последователни връзки.

Свържете първия отрицателен извод на паралелната група към положителния извод на втората група и след това отрицателния извод на втората група към положителния извод на третата група.

Заварете лентите за батерии:

Този точков заварчик може да се използва за заваряване на чист никел, както и никелирани стоманени ленти. Трябва да регулирате импулса и копчето на заварчика според дебелината на никеловите ленти.

За 0,15 мм никелови ленти натиснете копчето за импулс 4P и копчето за ток на 4-5. По същия начин за лентата за никел от 0,2 мм натиснете копчето за импулс 4P, 6P и копчето за ток на 7-8. Уверете се, че заваръчната писалка е компресирана с никелова лента и терминал на батерията, след това натиснете крачния превключвател. Ще забележите малка искра и две точки на лентата.

Успешно заваряване:

Можете да проверите качеството на заваряването, като издърпате никеловата лента. Ако не се отлепва с натиск от ръката или изисква много сила, тогава е добър заваръчен шев. Ако можете лесно да го отлепите, тогава трябва да увеличите тока.

Безопасност:Преди да започнете точковото заваряване, винаги носете предпазни очила.

Система за управление на батерията (BMS) е всяка електронна система, която управлява литиева батерия и основните функции са

1. Наблюдава всички паралелни групи в комплекта батерии и го изключва от входящия източник на захранване, когато е напълно зареден (близо до 4.2V)

2. Балансирайте напрежението на всички клетки еднакво

3. Не позволява ли' опаковката да се разтовари прекомерно.

Двата важни параметъра, необходими за закупуване на BMS, са: i) Брой клетки в серия - като 2S / 3S / 4S

ii). Максимален ток на разреждане - като 10A / 20A / 25A / 30A

За този проект използвах3S и 25A BMS платкаТова са спецификациите на този BMS:

Обхват на напрежение: 4.25 ~ 4.35V ± 0.05V

Обхват на напрежението над разреждането: 2.3 ~ 3.0V ± 0.05V

Максимален работен ток: 0 ~ 25A

Работна температура: -40 ℃ ~ +50 ℃

Как да се свържете?

Свържете BMS, както е показано на електрическата схема. BMS има четири запояващи накладки: B-, B1, B2 и B +. Трябва да свържете първата паралелна групова отрицателна терминална шина към B- и положителната шина на терминала към B1. По подобен начин третата паралелна група отрицателна терминална шина към B2 и положителна шина към B +.

Можете да забележите заваряване на никеловите ленти към BMS или да го запоите към подложката на печатни платки. всички подложки, като нанесете малко количество спойка и след това ги запойте заедно.

Кредит:Схемата за свързване е взета от страницата с продукти на Banggood.

Батерията има изцяло изложени никелови ленти, за да избегна случайно късо съединение, проектирах корпус за него. Използвах Autodesk Fusion 360 за проектиране на корпуса за моя батериен пакет. Заграждението има две части: Основно тяло и горен капак. Можете да изтеглите .STL файловете отThingiverse.

Използвах моятаCreality CR-10S3D принтер и 1,75 мм зелена PLA нишка за отпечатване на частите. Отне ми около 6,5 часа за отпечатване на основното тяло и около 1,2 часа за отпечатване на горния капак.

Моите настройки са:

Скорост на печат: 70 mm / s слой

Височина: 0,3

Плътност на запълване: 100%

Температура на екструдера: 205 ° C

Температура на леглото: 65 ° C

Обикновено стандартната батерия има само два терминала за свързване на товара и за зареждане на батерията. Освен това съм добавил индикатор за нивото на батерията, за да видя нивото на батерията, когато някога е необходимо. Използвал съм 5 мм DC жак (12V / 3A ) за вход / изход, 3S модул за индикатор за нивото на батерията, за да видите състоянието на батерията и клавишен превключвател на ON / OFF индикатора за нивото на батерията.

Сега нека' s премине към окабеляването на компонентите. Аз' подготвих тази проста схема на свързване за всички компоненти. Това е доста просто&# 39! За да изолирам проводящите части, използвах термосвиваеми тръби.

Забележка :Don' t не запоявайте проводниците (P + и P-) към BMS, преди да инсталирате компонентите в корпуса.

Първо инсталирайте компонентите в съответните слотове в корпуса с 3D печат. Можете да видите горната снимка.

Припойте положителния (червен проводник) от DC жака и превключвателя Rocker към P + на BMS, отрицателните проводници от DC жака и индикатора за нивото на батерията към P- на BMS.

След това нанесете горещо лепило в основата на отделението за батериите, след това закрепете батерията, така че да стои здраво и да предотврати загуба на жични връзки.

Накрая завийте горните капаци на място! Използвах винтове 3M x 10 за закрепване на капака. Сега батерията е готова за употреба.

Зареждане на батерията:

Можете да зареждате батерията чрез 12,6V DC адаптер катотова.Надявам се, че ви е харесало да четете за моя проект, както и аз на него. Ако мислите да направите свой собствен, бих ви насърчил да го направите, ще научите много. Ако имате предложения за подобрения, моля, коментирайте ги по-долу.