Ошибки при пайке аккумуляторных сборок и как их избежать

Чтобы получить накопитель энергии с необходимыми значениями емкости и напряжения, несколько отдельных аккумуляторов (так называемые ячейки или «банки») нужно соединить по определенной схеме. Для суммирования напряжения элементы питания соединяют последовательно, а для увеличения емкости и допустимых токовых нагрузок – параллельно.

Литий-ионные ячейки (18650 и других типоразмеров) желательно соединять при помощи никелевой ленты и аппарата точечной сварки. Использовать вместо контактной сварки пайку не рекомендуется из-за риска перегрева аккумуляторов. Под воздействием высоких температур нарушается внутренняя структура ячеек, ухудшаются их рабочие характеристики и даже не исключено возгорание.

Но если альтернативы паяльнику нет, в крайнем случае, можно использовать и его, но очень аккуратно. Помните, что при работе с литиевыми элементами питания необходимо не только обеспечить надежный контакт, устойчивый к внешним воздействиям, но и избежать перегрева ячеек. Далее мы перечислим распространенные ошибки при пайке литий-ионных батарей и расскажем, как их избежать.

Топ-8 ошибок при пайке АКБ

1. Длительный нагрев

Чтобы тепло не успело распространиться вглубь аккумуляторов и навредить им, паять литиевые ячейки нужно очень быстро – мгновенными (секундными) касаниями жала. В таком случае нагрев будет локальным, как при точечной сварке. Для этого нужен достаточно мощный паяльник – минимум на 100 Вт, с массивным медным жалом и функцией контроля температуры. Паяльные станции на жалах T12, T13 или 900м для работы с Li-ion аккумуляторами не подходят, т.к. будут паять их слишком долго, из-за чего возрастает риск перегрева.

2. Не тот припой

Если паять Li-ion ячейки некачественным сплавом или неудачно выбрать припой, как минимум, соединение получится недолговечным, с плохим контактом, склонностью к коррозии и риском распайки под нагрузкой. Например, многих мастеров привлекает сплав Розе с низкой температурой плавления (99–101 °С), но полученные с его использованием соединения ненадежны. Такие же проблемы, хоть и реже, наблюдаются при использовании сплава ВУДА. Поэтому лучше использовать проверенные припои, такие как ПОС-61.

3. Неправильное количество припоя

Избыток припоя может спровоцировать короткое замыкание, а его недостаточное количество приведет к плохому контакту. Поэтому нужно брать минимально необходимый объем припоя и наносить его постепенно.

4. Неочищенные поверхности

Перед пайкой убедитесь, что контакты аккумуляторов и остальные соединяемые поверхности чистые, без следов коррозии, окислов и частиц пыли. Для удаления загрязнений можно воспользоваться изопропиловым спиртом или очистителем для электрических контактов.

5. Пайка без флюса

Для лучшей адгезии и профилактики образования окислов на соединяемые поверхности перед пайкой нужно наносить флюс.

6. Нарушение технологии

Качество соединения зависит от всестороннего соблюдения технологии пайки. Общий алгоритм действий таков:

• жало паяльника тщательно залудить и очистить от нагара;
• на контакт аккумулятора нанести каплю флюса;
• набрать на жало немного припоя и на секунду коснуться им контакта;
• залудить присоединяемый к аккумулятору провод или никелевую полосу;
• приложить к залуженному контакту и быстро припаять.

Такое соединение будет надежным и выдержит рабочие токи.

7. Несоблюдение правил безопасности

Не стоит недооценивать риски при сборке аккумуляторной батареи. В целях собственной безопасности обязательно используйте очки, перчатки, маску для лица. Паяйте в помещении с хорошей вентиляцией. Рабочая зона должна быть чистой, с хорошим освещением и всеми необходимыми принадлежностями под рукой. Внимательно следите, какие контакты вы соединяете. Не торопитесь, действуйте аккуратно. При работе с никелевыми полосами следите за тем, каких контактов они касаются, чтобы не допустить короткого замыкания.

8. Не те аккумуляторы

При сборке аккумуляторных батарей важно не только надежно соединить элементы питания. Большое значение имеют характеристики используемых ячеек. Они должны быть:

• одинаковы по всем параметрам – типу химии, емкости, вольтажу, внутреннему сопротивлению;
• с подходящими характеристиками – с учетом назначения собираемой АКБ.

Например, для питания мощной нагрузки нужны высокотоковые элементы, которые не будут перегреваться при высокой токоотдаче. При выборе аккумуляторов чрезмерная экономия нерациональна. Например, если использовать «банки» от старых батарей или другие аккумуляторы сомнительного качества, собранный из них накопитель энергии вряд ли порадует эффективностью и долговечностью. Лучше сразу взять свежие качественные ячейки с нужными параметрами и собрать достаточно мощную и емкую АКБ под ваши задачи.

Ранее в нашем блоге вышла статья о сроке службы Li-ion аккумуляторов для электропогрузчиков.