Ультрабюджетная точечная сварка литиевых аккумуляторов дома
В жизни каждого «радиогубителя» возникает момент, когда нужно сварить между собой несколько литиевых аккумуляторов — либо при ремонте сдохшей от возраста АКБ ноутбука, либо при сборке питания для очередной поделки. Паять «литий» 60-ваттным паяльником неудобно и страшновато — чуть перегреешь — и у тебя в руках дымовая граната, которую бесполезно тушить водой.
Коллективный опыт предлагает два варианта — либо отправиться на помойку в поисках старой микроволновки, раскурочить её и достать трансформатор, либо изрядно потратиться.
Мне совершенно не хотелось ради нескольких сварок в год искать трансформатор, пилить его и перематывать. Хотелось найти ультрадешёвый и ультрапростой способ сваривать аккумуляторы электрическим током.
Мощный низковольтный источник постоянного тока, доступный каждому — это обычная б.у. АКБ от машины. Готов поспорить, что он у вас уже есть где-то в кладовке или найдётся у соседа.
Чтобы сваривать аккумуляторы током от батареи, нам нужно будет выдавать ток короткими импульсами в считанные миллисекунды — иначе получим не сварку, а выжигание дыр в металле. Самый дешёвый и доступный способ коммутировать ток 12-вольтовой батареи — электромеханическое реле (соленоидное).
Проблема в том, что обычные автомобильные реле на 12 вольт рассчитаны максимум на 100 ампер, а токи короткого замыкания при сварке в разы больше. Есть риск, что якорь реле просто приварится. И тогда на просторах Алиэкспресс я наткнулся на мотоциклетные реле стартера. Подумалось, что если эти реле выдерживают ток стартера, причём много тысяч раз, то и для моих целей сгодится. Окончательно убедило вот это видео, где автор испытывает аналогичное реле:
Моё реле было куплено за 253 рубля и доехало до Москвы меньше, чем за 20 дней. Характеристики реле с сайта продавца:
- Предназначено для мотоциклов с двигателем 110 или 125 кубов
- Номинальный ток — 100 ампер сроком до 30 секунд
- Ток возбуждения обмотки — 3 ампера
- Рассчитано на 50 тыс. циклов
- Вес — 156 граммов
Агрегат порадовал качеством — под контакты выведены два омеднённых резьбовых соединения, все провода — залиты компаундом для водонепроницаемости.
На скорую руку собрал «тестовый стенд», контакты реле замыкал вручную. Провод использовал одножильный, сечением 4 квадрата, зачищенные наконечники фиксировал клеммником. Для подстраховки снабдил одну из клемм к АКБ «страховочной петлёй» — если бы якорь реле решил бы пригореть и устроить короткое замыкание, я бы успел сдёрнуть клемму с АКБ за эту верёвку:
Испытания показали, что машинка работает на твёрдую пятёрку. Якорь очень громко стучит, а электроды дают чёткие вспышки; реле не пригорает. Чтобы не тратить никелевую полосу и не практиковаться на опасном литии, мучил лезвие канцелярского ножа. На фото вы видите несколько качественных точек и несколько передержанных:
Передержанные точки видны и на изнанке лезвия:
Едем дальше. Как показал эксперимент на лезвии, выдержать необходимую длину импульса для сварки вручную невозможно, надо делать управление от тактовой кнопки или на микроконтроллере.
Сначала нагородил простую схему на мощном транзисторе, но быстро вспомнил, что соленоид в реле хочет кушать аж 3 ампера. Порылся в ящике и нашёл взамен транзистору MOSFET IRF3205 и набросал простую схему с ним:
Схема довольно нехитрая — собственно, MOSFET, два резистора — на 1К и 10К, да диод, предохраняющий цепь от индуцированного соленоидом тока в момент обесточивания реле.
Сначала пробуем схему на фольге (с радостными щелчками жжёт дырки насквозь через несколько слоёв), потом достаём из загашника никелевую ленту для соединения аккумуляторных сборок. Коротко жмём кнопку, получаем громкую вспышку, и рассматриваем прожжённую дыру. Блокноту тоже досталось — прожгло не только никель, но и пару листов под ним 🙂
Даже сваренную двумя точками ленту разделить руками не выходит.
Очевидно, что схема работает, дело за тонкой настройкой «выдержки и экспозиции». Если верить экспериментам с осциллографом того же товарища с YouTube, у которого я подсмотрел идею с реле стартера, то на срыв якоря уходит около 21мс — от этого времени и будем плясать.
Дополняем схему — вместо нажатий кнопки вручную доверим отсчёт миллисекунд Ардуине. Нам понадобятся:
Соединение 18650 без сварки
Собрка аккумулятора для электровелосипеда без пайки
- Сообщений: 318
- Город: Москва Последний визит:
Сегодня в 11:05
Собственно заказал батарейки на Алике(выбрал вариант без напайки) под 24В двигатель что идёт в комплекте из этой темы.
Комплект из 10-и штук был в РФ, взял его. В итоге, учитывая что компания СДЭК козлы и уже месяц катают мой комплект по МО. А вот батарейки доставили за 3-4 дня.
Ещё придет Литокала из этой темы, затестим ёмкость.
Далее, так как точечной сварки нет, и искать не очень хочется решил взять вот эти холдеры.
Специально с ушками дабы к ним припояться и собрать акб.
Мне нужно 7 батареек соединить последовательно, чтобы получить акб на 24В и 3000мАч. Если холдеры как я думаю, то увеличить эту батарею я смогу легко, просто докупив холдеров и батарей.
БМС пока не будет, она появиться чуть позже. Я смогу за счет холдеров, вытаскивать батарейки и балансировать их литокалой.
- Сообщений: 318
- Город: Москва Последний визит:
Сегодня в 11:05
Получил литокалу, поставил 4 батарейки на тест, 2900мАч с копейками они выдают все, что очень неплохо за 140 рублей и доставку за 5 дней:
- Сообщений: 318
- Город: Москва Последний визит:
Сегодня в 11:05
Вот и пришли холдеры, очень достойное качество и пластик хороший:
Для монтажа конструкции вырезал основу из пластикового стенда. На неё при помощи винтов М3х10 и гаек на 3 закрепил холдеры, длины винта в 10мм хватает, чтобы повесить ещё ряд холдеров с другой стороны пластика:
И с обратной стороны, можно будет легко разместить ещё группу элементов. Фото ниже, проверял что длины винтов хватает и они не мешают вставленным элементам:
Далее, чтобы избежать пайки сварки и прочих занимательных процессов. Докупил в магазине электрики клемники, термоусадку, и провод. Сделал соединители:
В дальнейшем термоусадку сажал на всю длину клемм.
В итоге получилась вот такая конструкция:
И при установке элементов, она работает как положено:
По недостаткам конструкции будем смотреть, как завершу проект.
Пока мне очень нравиться, что не нужна точечная сварка или пайка. А ещё, что можно вытащить любой элемент и заменить на другой. Все элементы можно махнуть за пару минут.
Сама батарея будет на раме между рулем и сиденьем, я думаю, в мягкой сумке. Ну и небольшое видео, что всё это дело работает, осталось только установить на велик:
- Сообщений: 318
- Город: Москва Последний визит:
Сегодня в 11:05
В итоге ушел от приобретения аккумуляторов с Алика, т.к. приходится долго ждать и проверять каждый элемент.
Разброс ёмкости может быть достаточно велик. Нашел товарища у себя в Подольске(кончились у него), у него чуть дороже, привозит с завода китайского с гарантией.
Пользователи портала могут заказывать через меня, договорился о скидке в 50 руб.
- Сообщений: 1
- Город: Киев Последний визит:
13 марта 2021 в 00:40
- Сообщений: 318
- Город: Москва Последний визит:
Сегодня в 11:05
Kolya2021:
Ухты! Давно искал подобную инфу! Скажите, сколько мм батареи ваши в длинну? А то многие пишут что не влазят ихние батарейки в эти холдеры, они ломят их. И удобно ли вам их доставать для подзарядки? Спасибо.
Оживляем шуруповерт. Все для переделки шуруповерта на 18650 литий-ионные аккумуляторы
Аккумулятор шуруповерта рано или поздно «устанет» и его необходимо будет менять. Купить новый аккумулятор оправданно в ситуации когда инструмент стоит копейки. Но если у вас что-то более-менее приличное, или аккумулятор старый на Ni-CD, то однозначно имеет смысл поменять севшие 18650 аккумуляторы на новые или полностью перевести шуруповертс никеля на литиевые.
Безусловно, как и в любом деле, тут есть свои нюансы, но если ваши руки хотя бы минимально прямые, то самостоятельно переделать шуруповерт на литий совсем несложно. Нужно лишь знать что купить для переделки и понимать базовые нюансы процесса. А уж купить на алиэкспресс все для перевода шуруповерт на литий — элементарно.
Почему 18650 Li-ion? Преимущества литиевых аккумуляторов очевидны:
- большая плотность энергии на единицу массы
- низкий саморазряд
- фактически отсутствует эффект памяти
- доступность и цена
Кстати, если вы любите читать, то есть вариант отлично сэкономить! Книжный сервис ЛИТРЕС, крупнейший в России и странах СНГ дает четвертую книгу в подарок при покупке трех. Лично я именно там и покупаю книги уже порядка 5 лет. Ценник и без того доступный, а с таким бонусом выходит совсем небольшим. Есть удобное приложение для чтения и прослушивания книг. По ссылке выше — одна из моих подборок, в которой есть жирный обновляемый промокод.
Переделка аккумулятора шуруповерта. Что нужно знать:
1) Для шуруповерта нужны высокотоковые 18650 аккумуляторы (идеально — Sony/Murata VTC5, VTC5A, VTC6. Допустимо — Samsung 25R), либо менее высокотоковые аккумуляторы, соединенные в параллель (если позволяет место).
2) Категорически нельзя использовать старые ноутбучные аккумуляторы и просто разные аккумуляторы. Все 18650 аккумуляторы в сборке должны иметь минимальный разбег емкости и прочих характеристик. Безусловно, купить высокотоковый 18650 аккумулятор на алиэкспресс — самое простое решение. Только заранее учитывайте что название модели не будет иметь никакого отношения к ячейке внутри. 4 аккумулятора, купленные одним лотом у одного продавца могут существенно отличаться по емкости и внутреннему сопротивлению. Хотя ниже по ссылке будет неплохой вариант для тех, кто не хочет паять.
Идеальный вариант — купить 18650 у проверенного продавца на том же avito, или заказать 18650 на nkon В последнем случае придется заплатить 10 евро за доставку, но аккумуляторы будут 100% оригинальные и намного дешевле покупки на месте (что сведет оплату доставки в ноль). Лично я много лет беру аккумуляторы именно в этом магазине.
Я делал статью о том как выбрать 18650 литий-ионный аккумулятор, если интересно — читаем ее тут
3) Подключение аккумуляторов к BMS плате производится строго последовательно: вначале 0 В затем 4,2 В, 8,4 В, 12,6 В, 16,8 В. При нарушении BMS работать не будет!
4) 18650 аккумуляторы в сборке должны быть заряжены одинаково. Лучше всего зарядить каждый аккумулятор отдельно и затем собрать в сборку.
5) Как посчитать сколько нужно 18650 литиевых аккумуляторов вместо никелевых? В целом, расчет такой:
2-3 NiCd = 1 литиевый, 5-6-7 NiCd = 2 литиевых, 8-9-10 NiCd = 3 литиевых, 11-12-13 NiCd = 4 литиевых
6) Литиевые аккумуляторы очень боятся перегрева. Идеальный вариант — точечная сварка. Пайка тоже вполне работает. Как паять 18650? Самое главное — вам нужно максимально большое жало. Свести время контакта жала и 18650 аккумулятора к минимуму и не перегреть последний. В остальном процесс не отличается от любой другой пайке. Лучше всего набить руку на тех старых аккумуляторах, которые вы будете заменять.
BMS-плата
BMS (Battery Management System) – система управления батареей. BMS-плата исключительно важна при переделке шуруповерта на литий. Зачем она нужна и как она работает? Она контролирует заряд и разряд, предотвращая переразряд и перезаряд аккумулятора шуруповерта, в нее встроен «балансир», который заряжает отдельно каждый Li-Ion аккумулятор в сборке. Последнее крайне важно! Бывают BMS без балансира! 3S — 12v, 4s — 14v, 5s — 18v Чтобы выбрать BMS плату, надо учитывать что минимальный ток должен быть 30А, иначе она будет уходить в защиту.
Вариант BMS-платы по ссылке на 2-3 доллара дороже каких-то базовых версий, но вы получаете 100А вместо 30А или 40А. На мой взгляд, по функционалу это лучшая БМС-плата с алиэкспресс и заслуживает этой символической переплаты.
Ультрабюджетная точечная сварка литиевых аккумуляторов дома
В жизни каждого «радиогубителя» возникает момент, когда нужно сварить между собой несколько литиевых аккумуляторов — либо при ремонте сдохшей от возраста АКБ ноутбука, либо при сборке питания для очередной поделки. Паять «литий» 60-ваттным паяльником неудобно и страшновато — чуть перегреешь — и у тебя в руках дымовая граната, которую бесполезно тушить водой.
Коллективный опыт предлагает два варианта — либо отправиться на помойку в поисках старой микроволновки, раскурочить её и достать трансформатор, либо изрядно потратиться.
Мне совершенно не хотелось ради нескольких сварок в год искать трансформатор, пилить его и перематывать. Хотелось найти ультрадешёвый и ультрапростой способ сваривать аккумуляторы электрическим током.
Мощный низковольтный источник постоянного тока, доступный каждому — это обычная б.у. АКБ от машины. Готов поспорить, что он у вас уже есть где-то в кладовке или найдётся у соседа.
Чтобы сваривать аккумуляторы током от батареи, нам нужно будет выдавать ток короткими импульсами в считанные миллисекунды — иначе получим не сварку, а выжигание дыр в металле. Самый дешёвый и доступный способ коммутировать ток 12-вольтовой батареи — электромеханическое реле (соленоидное).
Проблема в том, что обычные автомобильные реле на 12 вольт рассчитаны максимум на 100 ампер, а токи короткого замыкания при сварке в разы больше. Есть риск, что якорь реле просто приварится. И тогда на просторах Алиэкспресс я наткнулся на мотоциклетные реле стартера. Подумалось, что если эти реле выдерживают ток стартера, причём много тысяч раз, то и для моих целей сгодится. Окончательно убедило вот это видео, где автор испытывает аналогичное реле:
Моё реле было куплено за 253 рубля и доехало до Москвы меньше, чем за 20 дней. Характеристики реле с сайта продавца:
- Предназначено для мотоциклов с двигателем 110 или 125 кубов
- Номинальный ток — 100 ампер сроком до 30 секунд
- Ток возбуждения обмотки — 3 ампера
- Рассчитано на 50 тыс. циклов
- Вес — 156 граммов
Реле приехало в аккуратной картонной коробочке и при распаковке отдало дикой вонью китайской резины. Виновник — резиновый кожух поверх металлического корпуса, запах не выветривается уже который день.
Агрегат порадовал качеством — под контакты выведены два омеднённых резьбовых соединения, все провода — залиты компаундом для водонепроницаемости.
На скорую руку собрал «тестовый стенд», контакты реле замыкал вручную. Провод использовал одножильный, сечением 4 квадрата, зачищенные наконечники фиксировал клеммником. Для подстраховки снабдил одну из клемм к АКБ «страховочной петлёй» — если бы якорь реле решил бы пригореть и устроить короткое замыкание, я бы успел сдёрнуть клемму с АКБ за эту верёвку:
Испытания показали, что машинка работает на твёрдую пятёрку. Якорь очень громко стучит, а электроды дают чёткие вспышки; реле не пригорает. Чтобы не тратить никелевую полосу и не практиковаться на опасном литии, мучил лезвие канцелярского ножа. На фото вы видите несколько качественных точек и несколько передержанных:
Передержанные точки видны и на изнанке лезвия:
Едем дальше. Как показал эксперимент на лезвии, выдержать необходимую длину импульса для сварки вручную невозможно, надо делать управление от тактовой кнопки или на микроконтроллере.
Сначала нагородил простую схему на мощном транзисторе, но быстро вспомнил, что соленоид в реле хочет кушать аж 3 ампера. Порылся в ящике и нашёл взамен транзистору MOSFET IRF3205 и набросал простую схему с ним:
Схема довольно нехитрая — собственно, MOSFET, два резистора — на 1К и 10К, да диод, предохраняющий цепь от индуцированного соленоидом тока в момент обесточивания реле.
Сначала пробуем схему на фольге (с радостными щелчками жжёт дырки насквозь через несколько слоёв), потом достаём из загашника никелевую ленту для соединения аккумуляторных сборок. Коротко жмём кнопку, получаем громкую вспышку, и рассматриваем прожжённую дыру. Блокноту тоже досталось — прожгло не только никель, но и пару листов под ним ��
Даже сваренную двумя точками ленту разделить руками не выходит.
Очевидно, что схема работает, дело за тонкой настройкой «выдержки и экспозиции». Если верить экспериментам с осциллографом того же товарища с YouTube, у которого я подсмотрел идею с реле стартера, то на срыв якоря уходит около 21мс — от этого времени и будем плясать.
Дополняем схему — вместо нажатий кнопки вручную доверим отсчёт миллисекунд Ардуине. Нам понадобятся:
- собственно Arduino — сойдёт Nano, ProMini или Pro Micro,
- Оптопара Sharp PC817 с токоограничивающим резистором на 220Ом — чтобы гальванически развязать Ардуино и реле,
- Понижающий напряжение модуль, например XM1584, чтобы превратить 12 вольт от батареи в безопасные для Ардуины 5 вольт
- также нам понадобятся резисторы на 1K и 10K, потенциометр на 10К, какой-нибудь диод и любой buzzer.
- Ну и, наконец, нам будет нужна никелевая лента, которой сваривают аккумуляторы.
Собираем нашу нехитрую схему. Кнопку спуска подключаем к пину D11 Ардуино, притянув к «земле» через резистор на 10К. MOSFET — к pin D10, «пищалку» — к D9. Потенциометр подключил крайними контактами к пинам VCC и GND, а средним — к пину А3 Ардуино. При желании можете подключить к пину D12 яркий сигнальный светодиод.
Заливаем в Arduino немудрёный код:
Затем подключаемся к Ардуине с помощью Serial monitor и поворотами потенциометра выставляем длину сварочного импульса. Я опытным путём подобрал длину в 25 миллисекунд, но в вашем случае задержка может быть иной.
По нажатию на спусковую кнопку Ардуино несколько раз пропищит, после чего включит на мгновение реле. Вам потребуется извести небольшое количество ленты перед тем, как вы подберёте оптимальную длину импульса — чтобы и сваривалось, и не прожигало дыры насквозь.
В результате имеем простую бесхитростную сварочную установку, которую легко разобрать:
Можно ли паять аккумуляторы 18650? Как их лучше соединить?
Когда дело доходит до переделки аккумулятора на 18650 (у шуруповёрта с Ni-Cd/Ni-MH или бытового накопителя по типу Tesla Powerwall), то многие руководства и инструкции умалчивают о способах соединения элементов питания: пайка, сварка или что-то ещё?
Для долговечности и даже безопасности годятся далеко не все варианты соединений 18650.
Обновлено 04.02.2021. Предлагаем рассмотреть правильные варианты соединения 18650 и допустимые с упором на реальные последствия и инженерное понимание процессов. Благодарим вас за отклик в комментариях здесь и в «Я.Дзен» — мы обновили статью с учётом вашего опыта.
Можно ли паять аккумуляторы 18650?
Нельзя! Это неправильный подход. «Но если очень осторожно, то можно», — таков подход в DIY-сообществах. В чём же загвоздка, чего следует опасаться?
При соединении аккумуляторов 18650 в состав большой батареи (от ноутбуков до транспортных средств) ставится задача обеспечить надёжный контакт без потерь, устойчивый к внешним воздействиям (ударным, температурным и так далее — в зависимости от целей применения). Одним из вариантов многие любители DIY-поделок рассматривают пайку.
Литий-ионные аккумуляторы (18650 и любые другие Li-Ion) при нагреве от паяльной станции (и даже маломощного паяльника) разрушаются в своей структуре и безвозвратно теряют ёмкость!
То есть паять аккумуляторы 18650 не следует без крайней необходимости. Либо вам придётся мириться с изменением химического состава и ухудшением характеристик.
Кроме того, место соединения с помощью пайки ненадёжно в случае перегрева элемента питания. Метод непрактичен и для компактной сборки из-за случайных форм припоя и уязвимости перед внешним воздействием.
Чем пользуются профессионалы, чтобы правильно соединить 18650?
Добиться надёжности и безопасности в сборке батареи из нескольких элементов питания можно профессиональными методами. Есть также непопулярные подходы, которые также доказали свою практичность и безопасность. Приведём полный список.
Как правильно соединить аккумуляторы 18650:
- • контактной сваркой (точечной);
- • с помощью фабричных держателей (холдеров — см.ниже);
- • магнитами из неодима (мощные вечные магниты);
- • склейкой;
- • жидким пластиком.
Профессионалы используют единственный самый безотказный метод точечной сварки 18650 — этот способ рекомендуется и для промышленной сборки изделий, и для любительской DIY, и для сервисного ремонта потребительских изделий. Пример бюджетной точечной сварки для домашних условий в деталях разбирался на Geektimes.
В DIY-сообществах популярны магниты из редкоземельного неодимового сплава, которые крепко прижимают контакты и позволяют быстро конструировать временные или небольшие бытовые изделия. Для долгосрочных и компактных проектов лучше всего подходит жидкий пластик или даже клей.
Чтобы быстро собрать батарейный блок из нескольких аккумуляторов 18650 можно купить холдеры с пластмассовым корпусом на Aliexpress. Стоят всего 60 рублей на соединение пары 18650, в них уже заготовлены прижимные заводские контакты, которые в соединениях не греются. Для ручной пайки без боязни перегрева литий-ионных элементов питания очень удобны и компактны в поделках.
Некоторые любители именно паяют 18650 — как это сделать безопасно?
Принципами любительской пайки 18650 с нами поделился Сергей Андреев на основе личного успешного опыта сборки батарей в ноутбуки и шуруповёрты. Суть метода сводится к максимально быстрому (почти мгновенному) локальному нагреву, как во время контактной сварки.
Особенности любительской пайки 18650:
- 1. важна масса жала, а не его мощность и теплопроводность;
- 2. пайка выполняется одним быстрым (секундным) касанием;
- 3. паяльные станции на жалах T12, T13 или 900м не подходят (слишком долго);
- 4. успешный опыт с припоем ПОС-61;
- 5. для пайки 18650 подходит никелевая лента с Aliexpress (200 рублей);
- 6. из опыта можно использовать медную ленту из старых отечественных контакторов;
- 7. сплав ВУДА не рекомендуется — в шуруповёртах зафиксированы случаи распайки под нагрузкой, в ноутбуках в целом «живёт»;
- 8. методика пайки сплавом Розе не подходит тем более.
Мы получали сообщения о предложении паять 18650 сплавом Розе. Это недолговечно и чревато проблемами в дальнейшей эксплуатации. Хотя температура плавления всего 99-101°C и привлекает многих мастеров.
Ещё в комментариях предлагали пайку припоем ПОС-40 с использованием ацетил-салициловой кислоты. Этот подход может привести к реальному перегреву и потери ёмкости аккумулятора. Небезопасно.
Помните использовать перегретые 18650 и с дефектным клапаном выпуска газов крайне опасно — вы рискуете жизнями тех, кто будет ими пользоваться!
Кроме того, если температурный скачок был в области плюсового вывода, то расплавляется предохранительный клапан (CID). Он выполнен из полимерного материала и выдерживает не более 120°C. Этот момент справедливо отмечен монтажниками в комментариях.
С учётом всего вышесказанного мы рекомендуем не пользоваться любительскими методами. Советуем выбирать профессиональную контактную сварку аккумуляторов 18650. Так вы избежите опасных инцидентов из-за некачественного соединения в батарейных блоках.
Напишите о вашем собственном опыте пайки 18650 в комментарии или отправьте сообщение нам ВКонтакте @NeovoltRu.
Подпишитесь на нашу группу, чтобы узнавать новости из мира автономности гаджетов, об их улучшении и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Подключайтесь к нам в Facebook и Twitter. Мы также ведём насыщенный блог в «Дзене» и на Medium — заходите посмотреть.
СОЕДИНЕНИЕ ЛИТИЕВЫХ АКБ В ОДНУ БАТАРЕЮ
Литиевые аккумуляторы (например популярные 18650) можно соединять друг с другом как последовательно, так и параллельно. В зависимости от целей, каждое из этих решений имеет разные преимущества. Но в любом случае важно чтобы подключенные элементы:
- имели одинаковые параметры,
- имели одинаковый возраст,
- были заряжены до одинакового уровня,
- были механически хорошо соединены для выравнивания температур.
Последовательное соединение ячеек увеличивает напряжение в сборке, потому что результирующее напряжение является суммой напряжений каждого элемента. Емкость общего комплекта, выраженная в миллиампер-часах [мАч], будет такой же, как и у одиночного аккумулятора из этой сборки: получение постоянного тока от такого блока будет разряжать их одновременно с одиночным элементом. То есть и максимальный ток разряда будет таким же, как у одиночного элемента. А вот внутреннее сопротивление полученного таким образом блока увеличится, оно будет примерно равно сумме сопротивлений отдельных ячеек.
Параллельное соединение АКБ не изменяет напряжение схемы – оно будет как на одиночном элементе. Зато ёмкость общая будет больше, потому что такой блок сможет выдавать постоянный ток в течение более длительного времени, чем одна ячейка.
Максимальный ток разряда будет также увеличиваться, поскольку все элементы отдают ток одновременно. Внутреннее сопротивление полученного таким образом пакета будет меньше, примерно равным результирующему сопротивлению параллельного соединения внутренних сопротивлений отдельных ячеек. Формулы приводить не будем, чтоб упростить материал с сделать его более популярным.
И литий-ионные, и литий-полимерные аккумуляторы могут быть объединены в батареи. Напомним, что батарея – это сборка из нескольких элементов, потому и радиаторы отопления называют таким словом. А батарейка – это уменьшительное название от батареи. В случае же последовательно соединенных ячеек, для их правильной зарядки необходимо зарядное устройство с балансиром (например такое).
Зарядка параллельно соединенных ячеек теоретически не требует их отключения. Достаточно увеличить ток зарядки (но осторожно) или лучше подождать подольше, заряжаясь током как на одну ячейку в стандартном режиме.
Как подключить Li-Pol и Li-Ion элементы вместе
Подключение литиевых элементов параллельно и разрядный ток. Литиевые аккумуляторы можно подключать параллельно для увеличения разрядного тока. Если один элемент имеет допустимый ток разряда 1 А, то пакет из двух таких элементов может давать максимум 2 А. Правда должны быть соблюдены следующие условия:
- ячейки очень похожи должны быть, а желательно идентичны. Это должна быть такая же модель, тогда многие параметры будут одинаковыми.
- обе банки должны быть изношены в одинаковой степени, то есть старая не должна быть связана с новой. Чем старше элемент, тем больше будет его внутреннее сопротивление, поэтому он будет отдавать нагрузке меньший ток, чем новый.
- батареи должны быть заряжены в одинаковой степени. В противном случае АКБ с более высоким напряжением начнет неконтролируемо заряжать своего более слабого коллегу.
- температура ячеек должна быть максимально близкой. Если это не так, их внутренние сопротивления будут разными, и они начнут работать в неодинаковой степени. Лучше всего смотать их скотчем, чтобы они нагревались и охлаждались с одинаковой скоростью.
Чтобы получить более высокий ток разряда, например в электронных сигаретах или в квадрокоптерах, лучше подключать литий-полимерные (Li-Pol) элементы, чем литий-ионные (Li-Ion). У них гораздо более высокий допустимый ток разряда, порядка десятка или даже нескольких десятков ампер. Параллельно соединенные элементы можно заряжать, не отключая их предварительно. Если они имеют одинаковые параметры, зарядное устройство должно само правильно определить окончание процесса зарядки. Просто помните, что всегда время зарядки можно увеличить вдвое, если нельзя увеличить зарядный ток.
Для соединения ячеек чаще всего используют сварку и пластины соответствующего сечения. Помните, что литиевые элементы имеют высокие токи короткого замыкания, что может привести к возгоранию. Перегруженный элемент или перегретый могут взорваться или загореться. К счастью многие АКБ имеют встроенную тепловую защиту, а некоторые и электронную защиту от перезарядки и переразряда.
Изменение общей ёмкости батареи
Теперь стоит рассмотреть как изменяется емкость, выраженная в Вт · ч, при параллельном и последовательном подключении. Предположим у нас есть два литий-ионных АКБ 18650 на 2,2 Ач 3,7 В, выражая емкость элемента в Втч, мы умножаем 2,2 Ач х 3,7 В, значит емкость одного элемента составляет 8,14 Втч.
- Когда соединяем ячейки параллельно, получаем пакет 4,4 Ач 3,7 В, то есть 16,28 Втч.
- Когда соединяем ячейки последовательно, получаем пакет 2,2 Ач 7,4 В, то есть 16,28 Втч.
Как соединять АКБ
Вот несколько советов о том, как соединить литиевые аккумуляторы типа 18650:
- лучше брать батареи от приличных фирм Panasonic, LG, Samsung или Sanyo;
- никелевые полосы соединители лучше чем никелированные металлические;
- аккумуляторы нельзя перегревать, используйте точечную сварку или быструю пайку;
- перед соединением выравняйте напряжение на батареях с помощью зарядного устройства;
- лучше поставьте на сборку плату электронного балансира BMS.
Вот собственно и вся наука, а если что осталось неясным – можете пролистать наш форум по источникам питания и найти ответы на большинство вопросов.