18650 لیتیوم-} سلول یونی و باتری DIY

قطعات مورد نیاز:

باتری1. 18650 (چرخ دنده / وابسته به آمازون )

2. BMS (بنگوگ / وابسته به آمازون)

3. Ni Strips (بنگوگ / وابسته به آمازون )

4. نشانگر سطح باتری (بنگوگ )

5. سوئیچ راکر (عرفان / بنگوگ )

6. DC JACK (بنگوگ /عرفان )

7. 18650 نگهدارنده باتری (بنگوگ )

{0}} M x 10mm پیچ (بنگوگ / عرفان )

ابزارهای مورد استفاده

1. جوشکار نقطه (بنگوگ /وابسته به آمازون)

چاپگر2. 3 D (Creality CR10s )

2 استریپ/ برش سیم (وابسته به آمازون )

3. دمنده هوای گرم (چرخ دنده )

3 مولتی متر (وابسته به آمازون)

5. شارژر لی یون (چرخ دنده )

تجهیزات ایمنی:

1. گوگل ایمنی (وابسته به آمازون )

2. دستکش الکتریکی (وابسته به آمازون)

شما انواع مختلفی از 18650 سلول در بازار را در محدوده قیمت 1 تا 10 دلار پیدا خواهید کرد ، اما کدام یک بهترین هستند؟ من به شدت توصیه می کنم 18650 سلول از شرکت های مارک دار مانند خریداری کنیدپاناسونیک , سامسونگ, سالیووتال جیبشر این سلولهایی که ویژگی های عملکرد خوبی دارند و کنترل کیفیت عالی دارند. سلول های معتبر 18650 به طور کلی پرهزینه هستند ، اما اگر مدت طولانی استفاده را در نظر بگیرید ، آنها ارزش دارند که آن را داشته باشند.

هیچ سلول با کلمه آتش را به نام مانند Ultrafire ، Surefire و Trustfire خریداری نکنید. در واقعیت ، این سلول ها فقط ردیابی کارخانه هستند ، که توسط شرکت هایی مانند Ultrafire خریداری شده و در پوشش مارک تجاری خود بسته بندی شده اند. بسیاری از باتری های استفاده شده به عنوان برچسب جدید و سفید {}}} بسته بندی می شوند. آنها باتری را با علامت گذاری ظرفیت تا 5000mAh به فروش می رسانند ، اما در واقع ظرفیت آنها بین 1000 تا 2000 میلی آمپر است. یکی دیگر از مشکلات مهم این سلول های ارزان قیمت 18650 این است که خطر بالای انفجار هنگام گرم شدن بیش از حد در هنگام شارژ یا تخلیه است.

در این پروژه ، من از سلولهای سبز پاناسونیک 18650B با ظرفیت 3400 میلی آمپر ساعتی استفاده کرده امچرخ دنده.

برای درست کردن باتری ، باید سلولهای 18650 را با استفاده از نوارهای نیکل یا سیم ضخیم به هم وصل کنید. به طور کلی نوارهای نیکل برای این کار بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. به طور کلی دو نوع نوار نیکل در بازار موجود است: نیکل-} نوارهای فولادی اندود و نوارهای نیکل خالص. من پیشنهاد می کنم نیکل خالص را بخرم. کمی از فولاد اندود نیکل کم هزینه تر است ، اما مقاومت بسیار کمتری دارد. مقاومت کم به معنای ، تولید گرمای کمتری در هنگام شارژ و تخلیه است که منجر به عمر باتری طولانی تر می شود.

نوارهای نیکل با ابعاد و طول متفاوتی همراه است. نوارها را با توجه به رتبه فعلی انتخاب کنید.

شما دو گزینه دارید که دو سلول 18650 را به هم وصل می کنند: 1. لحیم کاری 2. جوشکاری لکه

بهترین انتخاب همیشه جوشکاری لکه دار است ، اما جوشکار لکه بسیار گرانتر از آهن لحیم کاری با کیفیت خوب است.

لحیم کاری:

شما باید بدانید که چرا جوشکاری لکه نسبت به لحیم کاری ترجیح داده می شود ، مشکل لحیم کاری این است که شما گرمای زیادی را روی سلول اعمال می کنید و خیلی سریع از بین نمی رود. این باعث افزایش واکنش شیمیایی در سلول می شود که به عملکرد سلول آسیب می رساند. در نهایت شما برخی از ظرفیت ها و زندگی سلول ها را از دست خواهید داد.

اما اگر علاقه ای به خرید جوشکار پرهزینه ندارید ، می توانید با پیروی از برخی احتیاط ها و ترفندها ، برگه های نیکل را به سلول لحیم کنید:

1. برای به حداقل رساندن زمان تماس آهن لحیم کاری خود بر روی سلول ، مطمئن شوید که سطح به اندازه کافی از بین رفته است و از شار زیادی استفاده می کنید تا جریان سریع لحیم کاری انجام شود.

2. بهتر است آهن با کیفیت بالا وات (حداقل 80 وات) با ظرفیت حرارتی خوب داشته باشید تا بتواند به سرعت گرما را به مفصل تحویل دهد ، بنابراین لازم نیست که آهن را برای سنین بالا نگه دارید و بگذارید گرما داخل آن شود و باعث آسیب به باتری شود.

جوش نقطه:

دلیل اینکه ما جوش را مشاهده می کنیم ، زیرا بدون اضافه کردن گرمای زیادی به آنها به طور ایمن به سلول ها می پیوندیم. دو درجه جوشکارهای نقطه ای که در حال حاضر در بازار موجود است وجود دارد: درجه سرگرمی و درجه حرفه ای. یک جوشکار درجه یک سرگرمی مناسب حدود 200 تا 300 دلار هزینه دارد ، جایی که به عنوان یک درجه حرفه ای خوب ممکن است حدود ده برابر بیشتر باشد. بنابراین من پیشنهاد می کنم یک جوشکار درجه یک سرگرمی را از هر فروشگاه آنلاین مانند: Banggood ، Aliexpress یا eBay خریداری کنید.جوشکار نقطه ای Sunkko 709a 1.9kWاز بنگگود.

قبل از اتصال سلولها به طور موازی ، ابتدا ولتاژهای سلول فردی را بررسی کنید. برای موازی با سلولها ، ولتاژ هر سلول باید در نزدیکی یکدیگر باشد ، در غیر این صورت مقدار زیادی از جریان از سلول با ولتاژ بالاتر به سلول با ولتاژ پایین تر جریان می یابد. این می تواند به سلول ها آسیب برساند و حتی در موارد نادر به آتش سوزی منجر می شود.

اگر از سلول های کاملاً جدید استفاده می کنید ، ولتاژ سلول نزدیک به 3.5 ولت تا 3.7 ولت است ، می توانید بدون نگرانی زیاد به آنها بپیوندید. اما اگر می خواهید از باتری لپ تاپ قدیمی استفاده کنید ، مطمئن باشید که ولتاژ سلول ها تقریباً یکسان است ، سایر عاقلانه سلول ها را با استفاده از یک شارژر باتری خوب لیون ، سلول ها را به همان سطح ولتاژ شارژ می کنند. من از من استفاده کردمشارژر Nitecore SC4قبل از پیوستن به آنها ، تمام سلول های 18650 را شارژ کنید.

برای تهیه باتری ، ابتدا باید ولتاژ اسمی و ظرفیت بسته را نهایی کنید. هر یک از آن به صورت ولت ، MAH/ AH یا WH خواهد بود. شما باید سلولها را به طور موازی وصل کنید تا به ظرفیت مورد نظر (MAV) برسید و چنین گروه موازی را به صورت سری وصل کنید تا به ولتاژ اسمی (ولت) برسید.

برای این پروژه اجازه دهید شرط این باشد:بسته باتری 11.1 و 17 ه.

مشخصات 18650 سلول مورد استفاده:3.7 ولت و 3400 میلی آمپر ساعت

ظرفیت (MAH):

ظرفیت مورد نظر باتری=17} AH یا 17000 میلی آمپر ساعت.

ظرفیت هر سلول=3400 MAH

هیچ سلولهای مورد نیاز برای اتصال موازی=17000 / 3400=5 nos

معمولاً سلولها به صورت موازی از نظر "P" مختصر می شوند ، بنابراین این بسته به عنوان "بسته 5p" شناخته می شود. هنگامی که 5 سلول به طور موازی به هم متصل می شوند ، به همین ترتیب شما یک سلول واحد با ظرفیت بالاتر درست کردید (یعنی 4.2 ولت ، 17000 میلی آمپر)

ولتاژ (ولت):

ولتاژ اسمی مورد نظر از باتری 11.1 ولت است.

ولتاژ اسمی هر سلول=3.7 V

هیچ سلول مورد نیاز برای اتصال سری=11.1 /3.7=3 nos

معمولاً سلولهای سری از نظر "S" به اختصار هستند ، بنابراین این بسته به عنوان "بسته 3S" شناخته می شود.

بنابراین ما باید 3 گروه موازی (5 سلول در هر گروه) را به صورت سری وصل کنیم تا باتری درست شود.

پیکربندی بسته نهایی به عنوان "بسته 3S5p" با مشخصات نهایی 11.1V ، 17AH تعیین شده است.

از مرحله قبل ، مشخص است که باتری ما از 3 گروه موازی متصل به سری (3 x 3.7V= 11.1 V) ساخته شده است و هر گروه موازی دارای 5 سلول (3400 میلی آمپر ساعت {6} mAh) است. اکنون ما باید 15 سلول را به درستی ترتیب دهیم تا ارتباط الکتریکی بین آنها و با صفحه BMS برقرار شود.

اولین گروه موازی سلولها (5 NOS) سمت مثبت را به سمت بالا قرار دهید ، سپس طرف منفی گروه موازی دوم را به سمت بالا قرار دهید و سپس در نهایت آخرین گروه موازی مثبت به سمت بالا بروید. برای بهتر بودن در زیر ایستاده ، می توانید تصویر فوق را مشاهده کنید.

شما می توانید سلول ها را با استفاده از چسب داغ یا با استفاده از پلاستیک باتری پلاستیک 18650 جمع کنید. من از نگهدارنده/فاصله سلول های پلاستیکی 18650 برای جمع آوری 15 سلول استفاده کردم. مزایای اصلی استفاده از این دارندگان سلول

1. شما می توانید بسته سفارشی با هر اندازه را با توجه به نیاز خود تهیه کنید. مانند حل یک معما.

2. این فضای بین سلول ها را فراهم می کند ، که اجازه می دهد هوای تازه عبور کند و باتری به راحتی خنک شود.

3. این باعث می شود باتری شما بسته و قابل اعتماد باشد.

4. این ضد ارتعاش ایمنی را در بسته باتری شما فراهم می کند

اکنون وقت آن است که روش استفاده از جوشکار نقطه را بدانید (من در موردجوشکارکه من در این پروژه استفاده کرده ام). جوشکار نقطه ای دارای سه گزینه جوشکاری است: سر جوش ثابت ، سر جوش ثابت با سوئیچ پا ، قلم جوش نقطه ای متحرک با سوئیچ پا. من ترجیح می دهم از گزینه دوم استفاده کنم. قبل از جوشکاری شما باید نوارهای نیکل و جوشکار را آماده کنید.

نوارهای نیکل را برش دهید:

نوار نیکل خود را در بالای 5 سلول (موازی) قرار دهید ، و اطمینان حاصل کنید که تمام ترمینال های سلول را در بر می گیرد ، 10 میلی متر نوارهای اضافی را برای اتصال آن به BMS بگذارید و سپس آن را برش دهید. برای اتصال سری نوارهای نیکل کوچک همانطور که در شکل نشان داده شده است. شما برای اتصال موازی و 10 نوار کوچک برای اتصالات سری به چهار نوار طولانی نیاز خواهید داشت.

اولین ترمینال منفی گروه موازی را به ترمینال مثبت گروه دوم و سپس ترمینال منفی گروه دوم به ترمینال مثبت گروه سوم وصل کنید.

نوارهای باتری را جوش دهید:

از این جوشکار لکه می توان برای جوشکاری نیکل خالص و همچنین نوارهای فولادی نیکل استفاده کرد. شما باید با توجه به ضخامت نوارهای نیکل ، پالس جوشکار و دستگیره جریان را تنظیم کنید.

برای نوارهای نیکل 0.15 میلی متر ، دستگیره پالس 4p و دستگیره فعلی را به 4-5 فشار دهید. به طور متوسط ​​برای 0.2 میلی متر نوار نیکل ، دستگیره پالس 4p ، 6p و جریان فعلی را به 7-8 فشار دهید.

جوشکاری موفق:

با کشیدن نوار نیکل می توانید کیفیت جوش را بررسی کنید. اگر با فشار دست خاموش نشود ، یا به قدرت زیادی نیاز داشته باشد ، جوش خوبی است. اگر می توانید به راحتی آن را از بین ببرید ، باید جریان را افزایش دهید.

ایمنی:قبل از شروع جوش نقطه ، همیشه عینک ایمنی بپوشید.

یک سیستم مدیریت باتری (BMS) هر سیستم الکترونیکی است که بسته باتری AA Lithium را مدیریت می کند و ویژگی های اصلی آن است

1. مانیتور همه گروه های موازی موجود در باتری و جدا کردن آن از منبع انرژی ورودی در هنگام شارژ کامل (نزدیک 4.2 ولت)

2. تمام ولتاژ سلول ها را به طور مساوی متعادل کنید

3. اجازه نمی دهد که بسته از- تخلیه شود.

دو پارامتر مهم مورد نیاز برای خرید BMS عبارتند از: i) تعداد سلول در سری {{0} مانند 2S / 3S / 4S

ii). حداکثر جریان تخلیه- مانند 10A /20A /25A /30A

برای این پروژه ، من ازصفحه 3 و 25A BMSمشخصات آن BMS است:

دامنه ولتاژ: 4.25 ~ 4.35 ولت ± 0.05 ولت

دامنه ولتاژ بیش از حد تخلیه: 0.05 ولت ± 3.0 ولت.

حداکثر جریان عملیاتی: 0 ~ 25a

دمای کار: -40 درجه +50 درجه

چگونه متصل شویم؟

BMS را همانطور که در نمودار سیم کشی نشان داده شده است وصل کنید. BMS دارای چهار لنت لحیم کننده است: B {{1} ، B1 ، B2 و B {4} شما باید اولین اتوبوس ترمینال منفی گروه موازی را به اتوبوس ترمینال B {{5 و مثبت به B1 وصل کنید. به طور مشابه سومین گروه موازی ترمینال منفی به B2 و اتوبوس ترمینال مثبت به B {8}

شما می توانید نوارهای نیکل را به BMS یا لحیم کاری آن را به PCB Pad بچسبانید. من ترجیح می دهم نوارهای نیکل را برای اتصال محکم به PCB لحیم کنم. ابتدا شار لحیم کاری را به لنت های PCB و انتهای نوارهای نیکل بمالید.

اعتبار:نمودار سیم کشی از صفحه محصول Banggood گرفته شده است.

بسته باتری در اطراف نوارهای نیکل در معرض ، برای جلوگیری از هرگونه کوتاه کردن تصادفی ، من یک محفظه را برای آن طراحی کردم. من از Autodesk Fusion 360 برای طراحی محفظه برای باتری خود استفاده کردم. محوطه دارای دو قسمت است: بدنه اصلی و درب بالا. شما می توانید پرونده های .stl را از آن بارگیری کنیدچیز.

من از خودم استفاده کردمCreality CR-10sچاپگر سه بعدی و رشته PLA سبز 1.75 میلی متر برای چاپ قطعات. برای چاپ بدنه اصلی و حدود 1.2 ساعت برای چاپ درب بالا ، حدود 6.5 ساعت طول کشید.

تنظیمات من عبارتند از:

سرعت چاپ: لایه 70 میلی متر در ثانیه

قد: 0.3

چگالی را پر کنید: 100 ٪

دمای اکسترودر: 205 درجه سانتیگراد

دمای تختخواب: 65 درجه سانتیگراد

به طور معمول یک باتری استاندارد فقط دو ترمینال برای اتصال بار و شارژ باتری دارد. از این طریق ، من یک نشانگر سطح باتری را اضافه کرده ام ، تا سطح باتری را در هر زمان مورد نیاز ببینم. من از یک جک 5 میلی متری DC (12V/3A) برای ورودی/خروجی استفاده کرده ام ، ماژول شاخص باتری 3S برای دیدن وضعیت باتری و یک سوئیچ راکر به سمت خاموش/خاموش نشانگر سطح باتری.

حال بیایید به سیم کشی قطعات برویم. من این نمودار سیم کشی ساده را برای همه مؤلفه ها آماده کرده ام. این بسیار ساده است! برای عایق بندی قسمت های رسانا ، من از لوله کوچک شدن گرما استفاده کردم.

توجه:قبل از نصب اجزای موجود در محوطه ، سیم ها (P+ و P-) را به BMS لحیم نکنید.

ابتدا اجزای موجود در اسلات های مربوطه را در محفظه چاپی سه بعدی نصب کنید. می توانید تصویر فوق را مشاهده کنید.

مثبت (سیم قرمز) از جک DC و سوئیچ راکر به P+ BMS ، سیمهای منفی از جک DC و نشانگر سطح باتری به P - BMS.

سپس چسب داغ را در پایه محفظه باتری بمالید ، سپس بسته باتری را ایمن کنید. بنابراین به طور محکم در آن قرار می گیرد و از هرگونه از دست دادن اتصالات سیم جلوگیری می کند.

سرانجام ، درب های بالا را در جای خود پیچ ​​کنید! من از پیچ های 3m x 10 برای ایمن سازی درب استفاده کردم. اکنون بسته باتری آماده استفاده است.

شارژ باتری:

می توانید باتری را با آداپتور DC 12.6 ولت شارژ کنیداین. امیدوارم که از خواندن در مورد پروژه من به همان اندازه که از ساخت آن لذت بردم لذت بردید. اگر به فکر ساختن خود هستید ، شما را به انجام این کار تشویق می کنم ، چیزهای زیادی خواهید آموخت. اگر پیشنهادی برای پیشرفت دارید ، لطفاً در زیر نظر دهید.