Как не надо делать Li-Ion батареи

• ТОП-5 ошибок при домашней сборке литиевых АКБ
• Как сделать литиевый аккумулятор своими рукам

Сборка Li-Ion батареи своими руками – задача посильная, но для ее успешного решения нужен ответственный подход и опыт в выполнении электромонтажных работ. Конструкторы-любители при создании аккумуляторных батарей нередко допускают ошибки, которые приводят к ухудшению характеристик, уменьшению срока службы АКБ и другим негативным последствиям. Поэтому с технической точки зрения большинство самодельных литиевых батарей уступает заводским аналогам.

При сборке литиевой АКБ из отдельных ячеек в домашних условиях трудности возникают уже на этапе отбора ячеек с одинаковыми характеристиками. При профессиональном производстве аккумуляторных батарей ячейки тщательно тестируются, и для объединения в одном корпусе отбираются элементы с отличиями в параметрах не больше десятых долей процента.

Конструкторы-любители традиционно собирают АКБ из имеющихся ячеек с заметно отличающимися характеристиками. При эксплуатации таких батарей происходит их разбалансировка и преждевременный износ, несмотря на использование BMS платы. Далее рассмотрим популярные ошибки начинающих мастеров и расскажем, как сделать литий-ионный аккумулятор своими руками без ущерба для качества.

ТОП-5 ошибок при домашней сборке литиевых АКБ

1. Использование в одной сборке элементов питания с отличающимися параметрами – например, новых и старых, взятых из разобранной батареи ноутбука. Каждую ячейку в дальнейшем нужно балансировать – выравнивать ее рабочие параметры по отношению к другим элементам питания. Чем больше элементов используется в батарее, и чем сильнее отличаются их характеристики, тем выше вероятность выхода части ячеек из строя.
2. Идея сделать самому литиевую АКБ из аккумуляторов сомнительного качества. Такое решение в лучшем случае приведет к бесполезной трате времени и сил.
3. Неправильный расчет напряжения и емкости собранной батареи. Напряжение рассчитывается как сумма значений последовательно соединенных ячеек. У Li-Ion аккумуляторов номинальное напряжение составляет 3,7 В, а у ячеек типа LiFePO4 – 3,2 В. Емкость батареи рассчитывается как суммарное значение параллельно соединенных ячеек. В среднем Li-Ion аккумуляторы типоразмера 18650 имеют емкость 2,6–3,5 Ач. Но часто на аккумуляторах указывается ложное значение емкости, поэтому завышенные в несколько раз значения должны вызвать подозрение.
4. Сборка ячеек по неправильной схеме. Перед тем, как сделать литиевую батарею, нужно продумать оптимальную схему сборки ее элементов. Напряжение батареи обязательно должно соответствовать напряжению электромотора и контроллера. Например, чтобы получить Li-Ion батарею напряжением 24 В, нужно последовательно соединить 6 ячеек типоразмера 18650 (обозначение 6S в схеме). Для получения АКБ на 36 В используется схема 10S, для 48 В – 13S, для 60 В – 16S. Коэффициент возле буквы Р в схеме означает количество параллельно соединенных ячеек и влияет на суммарную емкость батареи. Например, по схеме 10S5P из Li-Ion аккумуляторов формата 18650 можно собрать АКБ напряжением 36 В и емкостью 13–17,5 Ач, в зависимости от емкости используемых элементов.
5. Пайка Li-Ion аккумуляторов – при нагреве от паяльной станции или паяльника происходит разрушение их структуры и безвозвратная потеря емкости. Кроме ухудшения характеристик ячеек, пайка может навредить защитному клапану – элементу безопасности, находящемуся под «+» контактом. Он выдерживает температуру до 120 °С. Более того – пайка не обеспечивает необходимую надежность соединения при перегреве, а припой уязвим перед воздействиями внешних факторов. Поэтому вместо пайки рекомендуется:

• контактная (точечная) сварка литий ионных аккумуляторов своими руками;
• использование специальных держателей – холдеров с пластиковым корпусом и предусмотренными контактами для пайки без опасности перегрева ячеек;
• применение мощных неодимовых магнитов;
• склеивание;
• применение жидкого пластика.

Как сделать литиевый аккумулятор своими руками

Перед сборкой Li-Ion батареи нужно выбрать схему соединения ячеек и приготовить все необходимое: элементы питания с одинаковыми параметрами, никелевые полосы для их соединения, аппарат для точечной сварки и т.д. В крайнем случае, можно воспользоваться и пайкой, но обязательно брать низкотемпературный припой и воздействовать на ячейки кратковременно. Паяльник лучше использовать мощный (от 80 Вт), но быстро, чтобы место припоя не успевало нагреться.

Сборка батареи производится по следующему алгоритму:

1. Устанавливаем ячейки в холдеры – необязательно, но удобно.
2. Отрезаем никелевые полосы для их соединения.
3. Соединяем ячейки при помощи точечной сварки в соответствии с выбранной схемой.
4. Выбираем подходящую по параметрам BMS плату и припаиваем ее к концам батареи согласно схеме.
5. Устанавливаем индикатор заряда, выключатель индикатора, разъем для подсоединения зарядного устройства или нагрузки.
6. Помещаем АКБ в корпус.
7. Тестируем ее работу.

Самостоятельная сборка батареи – увлекательный процесс, но для его успешного выполнения нужны определенные навыки, знания и материалы. При даже частичном их отсутствии лучше не рисковать, а поручить сборку литиевой АКБ с нужными характеристиками профессионалам.

Читайте в нашей предыдущей статье об аккумуляторах для электромобилей – их типах, сроке службы, особенностях подзарядки.