Sweislose litiumbattery: 8 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:23

As u van elektronika hou, is die algemene uitdaging om 'n geskikte kragbron te vind. Dit geld veral vir alle draagbare toestelle/projekte wat u wil bou, en daar is 'n battery waarskynlik die beste opsie vir die kragbron. As u 'n laekragapparaat bou, het u baie opsies om uit te kies, maar as u projek 'n klein honger is, is u moontlik beperk tot litiumbatterye. In baie opsigte is litiumbatterye 'n wonderlike geskenk aan die mensdom van slim batterywetenskaplikes en ek is dankbaar vir hierdie geskenke.

Batterypakke is nodig vir 'n hele reeks produkte met hoë kragvereistes. Dit kan draagbare luidsprekers, e-fietse, elektriese skaatsplanke, kragbanke, flitse, RC-dinge en nog baie meer wees.

Die enigste probleem met hierdie batterye (heeltemal ignoreer hul kieskeurigheid/laai en neiging om in vlamme op te gaan as dit mishandel word) is dat dit redelik duur is in vergelyking met ander minderwaardige batterytegnologieë. Om u eie batterye goedkoop te kan maak, is dus 'n uitstekende hulpmiddel vir ernstige projekte.

Gelukkig is litiumbatterye so gewild dat dit oral om ons is. In hierdie instruksies lei ek u deur die proses om u eie batterypakket uit 18650 litiumbatterye te skep, verwyder van ou skootrekenaars wat u kan gebruik om u kraghonger projekte aan te dryf.

Stap 1: Waarom is dit insiggewend?

Wat onderskei dit dan van die vele ander instruksies oor die bou van 'n battery? Wel, ek het opgemerk dat daar gewoonlik twee opsies gegee word as ek na 'n manier soek om 'n battery te bou. Dit is om die selle saam met 'n puntlasser saam te sweis of om die selle saam te soldeer. Sonder om te veel in detail in te gaan, is daar natuurlik 'n paar voor- en nadele met hierdie opsies. Die voordeel van puntsweis is dat dit 'n betroubare band gee met min skade aan die battery. Die nadeel is egter dat dit 'n puntlasser benodig wat redelik duur kan wees. Soldeer is baie goedkoper en sal 'n beter verbinding skep, maar ten koste van die beskadiging van die battery as gevolg van die hitte -oordrag na die sel. 'N Ander nadeel waaraan albei hierdie metodes ly, is dat hulle redelik permanent is, wat vereis dat die oortjies soldeer of sny om die batterykonfigurasie te verander. Ek kies dus vir 'n derde opsie, 'n sweislose en moontlik soldeerlose battery.

Ek het hierdie modulêre selhouers ontwerp wat dit moontlik maak vir die bou van enige batterypakket sonder die gebruik van duur spotlasers, sonder skade aan die batterye en met die vryheid om die battery te herkonfigureer of om enige selle te eniger tyd te vervang.

Stap 2: Vrywaring

Maar voordat ek begin, moet ek u inlig dat litiumbatterye, hoe wonderlik dit ook al is, redelik gevaarlik is as dit nie reg hanteer word nie. Dit is die sneeuvlokkies van batterye en sal ontplof/in helse vlamme uitbreek as dit mishandel word, deur u projek, motor, huis of wat ook al ontvlambaar is, binne te haal. Die hoë energie -inhoud van hierdie batterye kan ook ernstige skade veroorsaak as dit kortkom. Ek aanvaar geen verantwoordelikheid vir beskadigde eiendom, lewende wesens of geestelike/geestelike entiteit as gevolg van iets wat verkeerd loop as gevolg van hierdie instruksies nie. U moet dit slegs doen as u voldoende kennis van litiumbatterye het en die nodige voorsorgmaatreëls getref het.

Kortom, u doen dit op eie risiko en ek neem geen verantwoordelikheid vir enigiets wat hiermee verkeerd kan gaan nie. As u niks wil waag nie, stel ek voor dat u 'n voltooide pak koop wat deur professionele persone gemaak is.

Beperkings:

Die instruksies hier konsentreer hoofsaaklik op die skep van 'n onbeskermde battery pack, daarom word geen rekening gehou met BMS of ander veiligheidsmetings waarmee ons die battery veilig kan gebruik nie. Dit word oorgelaat aan elkeen wat dit wil bou om op te los.

Stap 3: Verkry 18650 batteryselle

As u reeds 18650 batterye het en u net geïnteresseerd is in die proses om 'n battery te skep, kan u na die stap "Bou die pakket".

Een van die mees algemene batterytipes wat u teëkom, is die 18650 -batterysel (van nou af na genoem), die batterytipe wat die meeste in skootrekenaars gebruik word. (Feit, 18650 beskryf eintlik die grootte van die sel met 'n deursnee van 18 mm en 'n lengte van 65,0 mm). Daar is natuurlik ander selle soos 21700 en 26650, maar vanweë hul gewildheid fokus hierdie instruksies slegs op die 18650 -selsoort.

Ongetwyfeld is ou skootrekenaars die belangrikste bron om gratis 18650 te behaal. Dit hou gewoonlik 6-9 selle in, afhangende van die tipe skootrekenaar. Selfs as die batterye van die skootrekenaar sleg is, is daar slegs 'n paar selle wat sleg is, terwyl die res nog bruikbaar is. Ander plekke om selle te kry, is van e-bike-batterye, kragbanke en ook aanlynwinkels soos eBay en Amazon, hoewel dit natuurlik nie gratis is nie.

As u eers 'n skootrekenaar se battery in die hande het, is dit tyd om dit oop te maak. LET WEL, aangesien u nie die batterye wil deurboor of kort nie. My aanbeveling is om 'n plastiekgereedskap vir die nuuskierige deel te gebruik. As u nog steeds 'n metaalvoorwerp, soos 'n skroewedraaier, gebruik, moet u dit versigtig doen om geen ongelukke te veroorsaak nie.

As u eers u selle het, is dit tyd om die kapasiteit daarvan te toets. Daarvoor beveel ek aan om 'n batterylaaier/toetser soos die OPUS BT-C3100 (aangeslote skakel) te gebruik. Hierdie handige klein toestelle laai/ontlaai, toets en onderhou u litiumselle vir u, wat wonderlik is as u van plan is om litiumselle vir projekte te gebruik.

Stap 4: Batterypakke

Batterye word om twee redes gebou: om die spanning te verhoog of om die kapasiteit te verhoog. 'N Sel is 'n individuele battery in 'n pakkie en as selle in serie verbind word, word die spanning bygevoeg. As selle parallel bedraad word, word die kapasiteit van die selle in plaas daarvan bygevoeg, wat 'n battery met 'n hoër kapasiteit naboots. Die konfigurasie van 'n battery word gewoonlik beskryf as XsYp waar X die aantal selle in serie en Y, die aantal selle in parallel aandui. Deur dit te vermenigvuldig, kry ons die totale aantal selle wat nodig is vir ons pak.

Die spanningsbereik van 'n tipiese 18650 is tussen 4,2V en ~ 2,5V, en as u 'n 12V -battery wil hê wat drie selle in reeks 3s1p verbind, sal dit 12,6V volgelaai en tot 7,5V heeltemal leeg wees (alhoewel dit nie aanbeveel word om ontladingselle onder 3V).

Kapasiteit in selle wissel baie tussen model en vervaardiger. Maar van die groot hoeveelheid batterye wat ek getoets het, wissel die verwagte kapasiteit vir gebruikte skootrekenaarbatterye van 2000mAh tot 3000mAh. Natuurlik vind u batterye met 'n laer kapasiteit as dit en dié wat ek gewoonlik weggooi.

Laat ons dus sê dat u 'n kragbank met 'n kapasiteit van 10000mAh wil skep en u 'n klomp 2000mAh -selle het … dan, as u raai, moet u vyf van hulle parallel in 1s5p -konfigurasie koppel om die 10000mAh te kry en natuurlik 'n DC-DC-reguleerder om dit op 5V te kry.

As u byvoorbeeld 12V en ten minste 10000mAh wou hê, sou die konfigurasie 3s5p wees en dit beteken dat die benodigde hoeveelheid selle 15 sal wees om die pakket te skep.

Dit is inderdaad baie handig om u eie battery te skep, en daar is tonne leesstof op die internet. As u dus nie nuut is in die skep van pakkies nie, stel ek voor dat u dit ondersoek, aangesien hierdie instruksie nie alle besonderhede oor batterypakke en hul beperkings sal verskaf nie. Wenke oor 'n paar dinge om op te soek, is huidige trekking en stroomverdeling, BMS, balanslading, spanning, interne weerstand van die battery, grootte van die oortjies, batterykemie en termiese wegloop.

Stap 5: Bou die pak

Daar is 'n paar dinge wat ons nodig het om hierdie battery te bou.

Die eerste stap om die battery te bou, is om te besluit watter konfigurasie u wil/benodig. Dit word bepaal deur die spanning, kapasiteit en huidige vereistes. In hierdie instruksies sal ons 'n 3s2p-batterypak skep wat 'n 12V 4-5000mAh-battery tot gevolg het.

Aangesien ons ons selhouers gaan druk, sal 'n 3D -drukker ongelooflik nuttig wees. Dit is dus die deel waar u veronderstel is om 'n 3D -drukker uit u sak te haal of 'n vriendelike vriend met 'n drukker te vra om u te help. Hierdie selhouers is redelik klein, dus om die regte verdraagsaamheid te kry om dit aanmekaar te slaan, sou ek aanbeveel dat u 'n 0,4 mm -spuitstuk of kleiner gebruik. Die STL- en modellêers kan gevind word op die onderstaande skakel, waar u ook drukinstruksies kan vind.

'N Boor kan ook nodig wees, afhangende van die gekose monteermetode (meer hieroor in latere skyfies)

Soos voorheen genoem, is geen sweiswerk nodig nie en soldeer is opsioneel. Die belangrikste gebruik vir 'n soldeerbout is om leidings aan die battery te koppel. Dit kan egter vermy word deur ringterminale op drade te gebruik, of deur die oortjies as leidrade te laat optree en individuele selleidings (balanseringsleidings) te ignoreer.

Skakel na stl-lêers: STL-lêers

Stap 6: Onderdele benodig

Druk soveel houers as wat nodig is vir u pak en begin met die verkryging van die ander benodigde dele. Vir hierdie opbou moet ons altesaam ses selhouers druk. Druk ook die omhulsel, deksel en opsioneel die houer af, aangesien die omhulsel die battery baie duursamer en betroubaarder maak.

Onderdele lys:

• Nikkel -oortjie (maksimum breedte van 7, 5 mm)
• 2x M5 -skroewe (minstens 100 mm lank)
• 2x M5 -vleuelneute
• 12x M3 skroewe en moere*
• Aansluitkabels (rooi en swart)
• Balanseer leidrade*

*Opsionele onderdeel

Stap 7: Monteer die pakkie

Sodra u al die onderdele het, is dit tyd om die pakkie bymekaar te maak, en dit is redelik eenvoudig, aangesien die gedrukte selhouers in mekaar vasgeknyp kan word om die vereiste verpakkingsgrootte te skep.

Die selhouers is so ontwerp dat daar verskeie maniere is om dit te gebruik om 'n battery te bou.

1. Die eerste opsie is om oortjies deur die selhouer te draai om verskeie selle te verbind. Die houers is ontwerp met 'n mate van veerkragtigheid wat die regte kontak met die batterysel moet verseker.
2. Die tweede opsie is om M3 -skroewe as aansluitkontakte te gebruik en die oortjies met die moere aan die skroewe vas te trek. Hiervoor kan dit nuttig wees om gate in die oortjies te boor sodat die M3 -skroewe kan deurgaan. Ek het 'n jig verskaf wat sal help met die afstand tussen hierdie gate. Dit kan verstandig wees om nylon moere of loctite te gebruik om te voorkom dat die moere losskroef as die battery trillings verduur.

Alle soldeersels van drade en drade (soos balanseringsdrade) en verbindingsblaaie (om reeksverbindings te skep) moet op hierdie stadium gedoen word, en maak seker dat die regte oortjies verbind is.

Sodra die eerste deel (laat ons dit die onderste deel noem) klaar is en die regte looddrade gesoldeer/vasgemaak is, kan dit onder in die omhulsel geplaas word. Dit sal styf pas. Dit is doelbewus om 'n robuuste verpakking te skep en onnodige gedreun in die verpakking te verminder.

Plaas die batterye en maak seker dat alle parallelle pare op dieselfde spanningsvlak is en dat die selle dieselfde kapasiteit het. Om 'n reeksverbinding te skep, moet die selpaar afwisselende rigting wys, wat beteken dat die middelste paar die teenoorgestelde van die ander twee pare moet sien.

Plaas die boonste selhouers in die verpakking. Hierdie stap kan 'n bietjie kronkel en wroeging vereis sodat al die selle behoorlik in die boonste houer pas.

BELANGRIK!

• Maak seker dat u die polariteit en oriëntasie van die selle reg kry, anders loop u die risiko om die selle te kort en daarmee hul volle potensiaal te ontketen, wat selde 'n goeie ding is.
• As u selle van ou skootrekenaarbatterye of ander elektroniese toestelle gebruik, moet u alle plakkers, gomreste of enigiets anders wat op die sel voorkom, verwyder, maar wees versigtig om nie die krimpfolie te verwyder nie. U wil hê dat die sel vrylik in die selhouer moet beweeg om goeie kontak met die terminale moontlik te maak.

Stap 8: Toets die pak

Skroef die deksel saggies op en voila! u het hopelik 'n werkende battery. Dit is natuurlik nou die tyd om u multimeter uit te haal en die pak te toets om te sien of dit die verwagte spanning lewer.

Soos op die foto's gesien kan word, het ek 'n paar batterye saamgestel met hierdie houers, en ek moet sê dat hulle baie goed is. Dit is nou moontlik om pakke te bou waar u maklik slegte selle kan uitruil, die konfigurasie kan verander en selle afsonderlik kan laai.

Daar is egter 'n paar dinge om op te noem oor hierdie manier om pakke te bou. Aangesien die verbinding nie aan die selle gebind is nie, moet ekstra sorg geneem word om te verseker dat elke sel behoorlik kontak maak. As selle nie behoorlik kontak maak nie, kan vonke ontstaan, aangesien die batterye ongelyk ontlaai. Nog 'n ding om in gedagte te hou, is dat hierdie oplossing 'n minder kompakte batterypak in vergelyking met byvoorbeeld sweiswerk tot gevolg sal hê. Die derde nadeel is dat alhoewel die modulêre konstruksie dit buigsaam maak, u steeds beperk is tot die patroonpatroonkonfigurasies, en dit dus moeiliker word om die vorm van die battery aan te pas.

Maar as geen van die bogenoemde nadele u pla nie, gelukwensing met die instruksies en dat u al u toekomstige kraguitdagings kan oplos.

Onthou dat die gebruik van litiumbatterye sonder beskerming baie riskant is, dus 'n aanbeveling is om 'n geskikte BMS (batterymoniteringstelsel) te gebruik om die pak te beskerm teen oorlading/ontlading, en as 'n balanseringsfunksie ingesluit is, kan dit ook gebruik word om op te laai die pak. Sien die onderstaande skakels van my voorgestelde BMS om vir klein pakkies te gebruik.

12V BMS (3s pak)

16V BMS (4s pak)