Можно ли сделать своими руками аккумулятор 12 на вольт?
Можно ли сделать своими руками аккумулятор 12 на вольт? Главная>Можно ли сделать своими руками аккумулятор 12 на вольт? Современная экономика построена на рыночных отношениях со здоровой конкуренцией, но это не всегда так. С каждым годом растет цена на топливо, на обслуживание автомобиля, вообще — цены только растут. Растущая стоимость деталей заставляет «шевелить извилинами» обычных потребителей, которые пытаются всеми силами уменьшить свои растраты. Это касается не только автомобиля — в деревнях многие отказались от газа и перешли на уголь и дрова, на материалы, которые можно добыть своими руками. Так и в автомобильном мире. Стоимость таких, когда-то расходников, как аккумуляторы с каждым днем все выше и выше, но не всегда высокая цена соответствует высокому качеству. Есть и такие, которые на фоне общего роста цен хочет получить наживу.
- Литий-Ионные батареи;
- Литий-Полимерные батареи;
< h 2> От теории к практике </ h 2> Один бочоночек или пальчик, стандарт 18650, имеет вес приблизительно 100 грамм и напряжение 3,7 Вольт. Емкость может колебаться от 1,5Ач до 5Ач. Конечно, из этих параметров нам не подходит для автомобиля ничего. Но ничего не мешает рассчитать мощность и емкость на большее количество пальчиковых аккумуляторов. Для получения необходимого напряжения нам хватит 3 аккумулятора, которые в сумме выдают 11,5-12 Вольт, но больше интересует емкость. У среднего аккумулятора автомобиля емкость составляет 60Ач. Если вести расчет на пальчиковые батареи емкостью 5Ач, то три аккумулятора смогут отдать 12 Вольт и 5Ач. Если провести расчет на 60Ач, то потребуется 36-40 аккумуляторов, которые вместе смогут выдать необходимую нам силу тока и напряжение. < h 2> Так можно ли сделать своими руками аккумулятор на 12 Вольт? </ h 2> Да, можно, но он будет иметь ряд недостатков и преимуществ. Преимущества:
- Малый вес (1 Li-Ion боченок весит около 100 грамм, то есть вес сборки составит максимум 4 килограмма, но свинцовый аккумулятор весит около 30 кг.
) - Малые габариты;
- Высокая отдача;
- Низкая стоимость;
)- Падение емкости при отрицательных температурах;
- Малый пусковой ток;
- Невозможность обслуживания и восстановления;
- Эффект памяти;
- Проблемы с зарядкой от генератора;
Да и если у вас что-нибудь с ним произойдет — в любом магазине вы сможете найти замену или просто попросить о помощи. Не стоит спешить экономить, ведь экономия может быть надуманной, пока технологию не проверят на практике — лучше пользоваться старыми проверенными методами.Сегодня мы изготовим достаточно простое устройство, а точнее источник питания — самодельный аккумулятор напряжения. Как известно, два разных металла погруженные в раствор электролита, способны в себе накапливать электрический ток. В качестве электродов было решено использовать медную и алюминиевую фольгу (на мой взгляд они самые доступные). Кроме фольги нам еще понадобится — лист бумаги, прозрачный скотч и сам сосуд, в котором мы поместим банку аккумулятора (очень удобно использование стеклянного сосуда из — под нафтизина или валерианных таблеток). Смотрим на фотографии. Фольги почти одинакового размера, только алюминиевая фольга чуть длиннее, причины этому нет, просто на медную фольгу легче нанести припой, чем на алюминиевую и провод к фольге не припаян, просто свернут в нее затем зажат при помощи плоскогубцы. Далее обе фольги были завернуты в лист бумаги. Не допустимо касание металлов друг к другу, между ними ограждением служит лист бумаги. Затем фольги нужно взять вместе и завернуть в кружок и обмотать ниткой или прозрачным скотчем. Затем изготовленный сверток нужно поместить в сосуд. После этого берем 50 мл воды и разбавляем в нее 10 — 20 граммов соли. Раствор хорошенько перемешиваем и подогреваем до тех пор, пока вся соль не расплавится. После расплавления соли раствор заливаем в сосуд, где у нас готовая заготовка для нашего самодельного аккумулятора. Можно изготовить несколько таких аккумуляторов и использовать как резервный источник питания скажем для светодиодной панели или фонаря. Для повышения мощности аккумулятора можно использовать фольгу больших размеров, но конечно такой самопальный аккумулятор держать заряд будет не очень долго (в течении одной недели заряд иссякнет), еще один минус — малый срок службы (не более 3 месяцев), поскольку на меди образуется оксид а во время процесса заряд-разряд алюминиевая фольга начинает поддаваться коррозии и постепенно разделится на мелкие кусочки, но думаю для экспериментов стоит попробовать собрать такой простенький аккумулятор. |
После заливки ждем несколько минут и измеряем напряжение на проводах аккумулятора. Забыл уточнить полярность аккумулятора, медная фольга — плюс питания, алюминиевая соответственно минус. Измерения покажут напряжение порядка 0,5-0,7 вольт. Но первоначальное напряжение ни о чем не говорит. Нужно зарядить наш аккумулятор. Заряжать можно от любого источника постоянного тока с напряжением 2,5-3 вольт, зарядка длится пол часа. После зарядки опять измеряем напряжение, оно возросло до 1,3 вольт и может достигать до 1,45 вольт. Максимальный ток такого самодельного аккумулятора может достигать до 350 миллиампер.
Для этого Вам потребуются два угольных стержня от старой батарейки, два тканных мешочка диаметров 20. 25 мм и высотой 60 мм. В них устанавливаются стержни и наполняются активированным углем (дробленые медицинские таблетки).
18650 на контролер который будет следить за зарядом банок.
Все батарейки, продающиеся в магазинах, по сути, имеют одинаковую конструкцию. В них используются два электрода из разного состава. Основным элементом для отрицательного вывода (анода) солевых и щелочных батареек является цинк, а для их положительного (катода) – марганец. Катод литиевых батареек изготавливается из лития, а для анода используются самые различные материалы.
При полной его выработке ресурс батарейки оказывается исчерпан.
При этом нужно заливать кислоту в воду, и ни в коем случае не наоборот. Иначе вода мгновенно закипит и ее брызги вместе с кислотой попадут на одежду, лицо и глаза.
Сам стержень вставляется в банку строго по центру, полость между ним и стенками заполняется угольной крошкой. Затем приготавливается водный раствор соли (на 500 мл воды 3 столовых ложки) и заливается в банку. Чтобы раствор не вылился, края банки заливаются воском или парафином.
5В, примерно 49-50мм в длину и 13.5-14.5мм в диаметре. Их просто изготовить самостоятельно, причем само изготовление этой мозгосамоделки может служить отличным наглядным пособием для объяснения детям физико-химических процессов.
Используйте перчатки! Далее включаем мультиметр в режим «постоянные 20В», черным проводом касаемся медной шайбы, а красным – цинковой. Мультиметр должен показать около 0.05-0.15В, этого хватит для создания батарейки из 11 медно-цинковых элементов.
То есть на медный конец напаиваем шарик из припоя, так чтобы при установке в батареедержатель наша самоделка касалась контакта батареедержателя. Затем переворачиваем батарейку и проделываем тоже с цинковым концом.
Однако ради интересных опытов и получения знаний «школы жизни» все же стоит знать, как сделать батарейку своими руками. Тем более процесс такой работы весьма занимательный и несложный.
Делается это по нехитрой схеме:
Но вот где найти нужный по размерам, а главное с таким же типом разъема АКБ?!
И это сделано не зря, т.к при сильном нагреве можно повредить АКБ, но,как говорится «все хорошо в меру» . Мы будем соединять батареи пайкой, но по определенной технологии.
Даже при отсутствии солнечных батарей такое резервное питание для дома особенно ценно, если в квартале отключили электричество. Компьютер и вся техника продолжат спокойно работать.
Сообщество объединяет энтузиастов со всего мира, они делятся опытом и советами по безопасности, инженерным системам, совместимости разных типов батарей и т. д. Успех и безопасность Powerwall доказала, что это действительно безопасные системы, пригодные для постоянного долговременного использования (у Powerwall гарантия 10 лет).САМОДЕЛЬНЫЙ АККУМУЛЯТОР ДЛЯ RC МОДЕЛИ
Наконец-то после долгих месяцев ожиданий, возвратов средств и повторных заказов была куплена радиоуправляемая машина с малоизвестным названием Feyon 05. Первый раз за неё заплатили 120 долларов, во второй раз нашли дешевле — всего за 70 (почувствуйте разницу) и через неделю огромная 4,5 килограммовая коробка была на столе.
Всё заработало прекрасно, тачка выше всяких похвал, но речь не о ней, а о дополнительном 2S LiPo аккумуляторе, который собрали сами в дополнение к основному, заряжаемому адаптером 7,4 В на 800 мА.
Мощный мотор + серво тянут ток в несколько ампер, и АКБ на 1500 мА из комплекта садится уже через 15 минут — этого мало.
Дольше тащить машину до гоночного полигона.
Пришлось заняться поиском дополнительного блока литиевых аккумуляторов типа 2S, то есть докупать ещё один мощный комплект.
Тут обозначение «2S» — это количество ячеек в батарее. В данном случае их две с общим вольтажом 7,4В (для 3S соответственно 3Х3,7=11.1 вольт).
После недолгих поисков нарисовалась такая картина, что выгоднее взять пару обычных 18650 с хорошим током и самому из них спаять батарею, используя стандартные разъёмы. Как раз в хозяйстве завалялось несколько таких банок на 3500 мА, правда со встроенными платами защиты (от переразряда и перегруза).
Спаян АКБ был по обычной схеме, используя штекера типа «Т» для силовой линии и второй поменьше — зарядной.
Заказывать в интеренете их или искать на радиобазаре не дело — долго ждать, поэтому силовой был взят от комплекта кабелей с зарядки Imax B6 (их там 3 штуки), а второй нашёлся от платы какой-то стиралки.
После сборки и обмотки изолентой пришлось снова всё разбирать, без этого никак)) Оказалось плата защиты постоянно срабатывает и отключает батарею, ведь стартовый ток машины превышает 5-6 ампер.
Придётся расковыривать батарею и отрывать платку. Она крепилась на 2-х металлических лентах.
Снова собираем, уже без лишней электроники. Паять без химии не получится, сколько не зачищай металл надфилем — придётся использовать паяльную кислоту. С ней лудится «на ура».
Вот теперь другое дело — прекрасно работает и заряжается, правда по сравнению со штатным аккумулятором 1500 мА, новый 3500 миллиамперный особого прироста времени не дал. Очевидно там не совсем 3,5 А (точнее — совсем не).
Таким макаром можете изготавливать любые блоки LiPo (или LI-Ion) АКБ — на любое количество ячеек (2S, 3S, 4S, 5S, 6S…) и любой ток. Во всех радиоуправляемых моделях данного класса распайка их стандартная.
И ещё пару слов про сам джип: ездит просто прекрасно за счёт широких мягких колёс, мощного мотора модели 380, плавного рулевого управления и регулятора скорости.
Можно медленно ползти на горки словно рок краулер, можно гнать под 50 км по трассе. Она не позиционируется как влагозащищённая, но 3 бешеных заезда по мокрому снегу, в результате которых авто было облеплено снегом от и до, а внутри всё было мокро (в том числе мотор, регулятор и серво) — никак не отразились на работе электроники. В общем тачила просто супер!
Форум по АКБ
Форум по обсуждению материала САМОДЕЛЬНЫЙ АККУМУЛЯТОР ДЛЯ RC МОДЕЛИ
Собираем Power Bank своими руками.
Сегодня устройства типа Power bank (автономное зарядное устройство) прочно вошли в нашу повседневную жизнь. Они значительно облегчают использование всевозможных современных энергоемких гаджетов, таких как планшеты и смартфоны, так как позволяют быстро подзарядиться практически в любых условиях, когда вы находитесь вдали от розетки.
У самых простых Power bank имеется только один тип выхода- USB, который является наиболее популярным. В более продвинутых зарядных устройствах можно найти выходы с напряжением, ставшим стандартным напряжением питания для низковольтных устройств,- 12В.
Это значительно расширяет область применения таких Power bank`ов, так как от 12В работает практически любая автомобильная электроника и множество других электрических потребителей. А при использовании инвертора можно получить и 220В при желании.
Краеугольным камнем в таких Power bank`ах становится вопрос емкости. Применение современных высокоёмких Li-ion аккумуляторов позволяет создать в компактном размере источник питания достаточной емкости для того, чтобы запитать какое-либо 12 вольтовое устройство в течении нескольких часов.
К сожалению, производители зачастую экономят именно на качестве встраиваемых литиевых элементов питания для уменьшения общей стоимости зарядного устройства, что негативно сказывается на времени работы Power bank. Поэтому мы хотим рассказать вам как самому изготовить Power Bank используя комплект, состоящий из многофункционального DC-DC преобразователя, платы защиты и корпуса и высококачественные литиевые аккумуляторы распространенного типоразмера 18650.
Нам понадобятся:
Комплект для сборки Power Bank модели HCX-284 состоящий из непосредственно многофункционального DC-DC преобразователя, платы защиты (PCM) для Li-ion аккумуляторов и металлического корпуса для 4ех Li-Ion аккумуляторов 18650. В качестве литиевых элементов возьмем 4 Li-ion аккумулятора Panasonic модели NCR18650B 3,6В емкостью 3400мАч
Преобразователь HCX-284 имеет стабилизированный 12В выход с максимальным током нагрузки 4А и 5ти вольтовый USB разъем с максимальным током 1А. В качестве зарядки для нашего Power Bank можно использовать любой 12В блок питания с штыревым разъемом размера 5,5 х 2,5 мм и максимальным током не менее 1,5А. Можно, конечно, использовать и менее мощный блок питания, но процесс заряда в этом случае может занять достаточно продолжительное время.
Принцип работы нашего Power Bank следующий:
С аккумуляторной сборки из 4ех последовательно-соединенных (4S) Li-Ion аккумуляторов мы получаем номинальное напряжение 14,8В.
Точнее, это напряжение, в процессе работы, будет меняться от 16,8В (полностью заряженная батарея) до 12В (полностью разряженная). Непосредственно к аккумуляторам подключается плата защиты PCM. Она будет контролировать эти верхние и нижние напряжения, не позволяя им выйти за крайние значения и оберегая литиевые ячейки от перезаряда и переразряда.
С платы защиты напряжение подается на вход понижающего DC-DC преобразователя, который и превращает наши 16,8 — 12В с аккумуляторов в стабилизированные 12В и 5В на соответствующих разъемах.
При зарядке аккумуляторов 12 вольт с входа «DC In» стабилизатора преобразуются в 16,8В необходимые для заряда 4S Li-Ion аккумуляторной батареи. Максимальный ток, подающийся на аккумуляторы, составляет 1А и не зависит от мощности вашего блока питания. Это позволяет использовать в комплекте с HCX-284 литиевые аккумуляторы с минимальной емкостью около 2000мач, у которых ток заряда не должен превышать половины значения от емкости, т.е. примерно 1А.
Процесс сборки:
1.
Склеиваем при помощи термоклея батарею из четырех Li-Ion аккумуляторов Panasonic модели NCR18650B.
Термоклей лучше использовать с низкой температурой плавления для исключения локального перегрева аккумуляторов. Обращаем внимание на качество клеевых швов- они не должны выступать за габариты батареи иначе она просто не влезет в корпус.
2. Мы используем специальные электрические изоляторы для исключения контакта никелевой сварочной ленты и корпуса аккумуляторов.
3. Свариваем Li-Ion ячейки в 4S батарею при помощи никелевой ленты 5х0,127мм и сварочного станка для контактной сварки. Паять Li-Ion аккумуляторы не рекомендуется из-за того, что они боятся перегрева, что может сильно уменьшить их ресурс. Так как токи в нашей батареи будут в пределах 3-4 ампер такой толщины ленты будет более чем достаточно.
Сразу формируем выводы всех напряжений для последующей пайки проводами к контрольным контактам на плате PCM.
4. Устанавливаем PCM на батарею. Силовые контакты формируем используя только ленту. Это более надежно и компактнее. Контрольные напряжения подключаем к плате проводами самого минимального сечения. Мы применили МГШВ 0,2мм, но можно использовать провод и, к примеру, МГТФ 0,14мм.
Подключать контакты контроллера надо в последовательности от «минимального» к «максимальному», т.е сначала «B-«, затем +3,7В, 7,4В, 11,1В и последним «В+»
5. Выводы с PCM делаем проводом ПУГВ 0,5мм. Длина выводов должна быть не более 2 см. Закрываем торцы батареи изоляционным картоном и упаковываем аккумуляторы в тонкую термоусадочную пленку.
На этом этапе у нас получилась защищенная батарея, которую можно использовать без опаски перезарядить или переразрядить. Но на выходах, пока, мы имеем нестабилизированное напряжение, которое будет меняться в процессе разряда от 16,8В до 12В.
6. Подключаем батарею к плате стабилизатора. Для этого подсоединяем черный «минусовой» провод к контакту «P-«, а красный «плюсовой» провод к контакту «P+» При этом, стабилизатор однократно моргнёт всеми тремя светодиодами.
7. Устанавливаем батарею с припаянным стабилизатором в корпус. Начинаем установку именно с батареи, затем стабилизатор. Плата стабилизатора устанавливается в специальные пазы корпуса.
8. Закрываем торцы корпуса специальными заглушками, идущими в комплекте и наклеиваем декоративные наклейки.
Все. Наш собственноручно изготовленный PowerBank готов. Проверяем работу, нажимая на единственную кнопочку, которая, при неподключенных разъемах, включает индикацию уровня заряда, которая показывает, что сейчас наши аккумуляторы полностью заряжены.
При использовании Power Bank HCX-284 надо учитывать один нюанс: выход 12В осуществлен при помощи розетки для штыревого разъема питания размером 4х1,7мм.
Надо отметить, что такой типоразмер является малораспространенным и в свободной продаже его найти проблематично. Именно поэтому мы прилагаем провод с припаянным штыревым разъемом в комплект к набору HCX-284.
Давайте посчитаем итоговую емкость нашего Power Bank`а:
Мы использовали 4 аккумулятора Panasonic модели NCR18650B 3,6В емкостью 3400мач. Итого мы получаем 3,4А/ч при напряжении 14,8В.
Но у нас на выходе 2 напряжения 5В и 12В. Также надо учитывать, что КПД преобразователя составляет около 90%.
Соответственно, при 5В емкость нашего
аккумулятора составит ((14,8*3,4)*0,9)/5 = 9,05Ач Это означает, что при пяти-вольтовой нагрузке током 1А наш Power Bank проработает около 9 часов!При 12В емкость составит: ((14,8*3,4)*0,9)/12 = 3,77Ач
Вот, в принципе, и весь процесс. По времени, при наличии опыта и инструмента, он занимает около 1 часа.
Удачи.
Газовый аккумулятор своими руками
Газовый аккумулятор своими руками
В любом аккумуляторе есть положительные и отрицательные пластины с активным веществом, состоящим из различных металлов.
В качестве токопроводящей среды обычно применяются водные растворы кислот или щелочей. Такой раствор называется электролитом. При погружении пластин в электролит начнет происходить химическая реакция, и если их замкнуть через измерительный прибор, мы обнаружим, что во внешней цепи проходит электрический ток.
Во время работы аккумулятора, а также при его зарядке можно заметить, что на пластинах выделяются пузырьки газа. Газы, как правило, не участвуют в реакциях и выполняют в электрохимических процессах вспомогательную роль, так что в обычных аккумуляторах разность потенциалов определяется только свойствами металлов, из которых состоят пластины. Но, оказывается, различные газы тоже обладают вполне определенным электрохимическим потенциалом. Значит, эту способность можно использовать для изготовления аккумулятора, в котором роль активного вещества будут выполнять два различных газа. Газовый аккумулятор был изобретен в 1955 году советским инженером А.
Пресняковым.
Важное преимущество газового аккумулятора — простота устройства и высокая экономичность. Для его изготовления не требуются цветные металлы и дорогостоящие материалы. Эксплуатационные качества газового аккумулятора также весьма высоки. Газовый аккумулятор можно долго хранить как в заряженном, так и в разряженном состоянии, и это не отразится на его работоспособности. Он допускает большой зарядный ток, что уменьшает время зарядки. Даже длительные замыкания пластин между собой безвредны для газового аккумулятора, так как в этом случае он хоть и разряжается, но без необратимых процессов в самом активном веществе, как в других типах аккумуляторов.
Газовые аккумуляторы — конструктивно новые источники тока. Их создание стало возможным только после того, как были найдены вещества, способные поглощать газы в большом количестве и удерживать их в себе. Такие вещества называются адсорбентами. Один из лучших адсорбентов — активированный уголь. Поглощая газы, он сам не участвует в химических реакциях.
В таблице, помещенной ниже, показано, какое количество различных газов может быть поглощено одним граммом активированного угля при 15° С при нормальном давлении. Вы сразу же заметите закономерность: газ поглощается тем лучше, чем выше его критическая температура, то есть чем легче он сжижается.
|
№ |
Газы |
Т кипения (0С) |
Адсорбция, см3/1г угля |
|
1 |
Сернистый газ |
-10 |
380 |
|
2 |
Хлор |
-33,9 |
235 |
|
3 |
Аммиак |
-33,4 |
181 |
|
4 |
Сероводород |
-60,2 |
99 |
|
5 |
Углекислый газ |
-78,5 |
47,6 |
|
6 |
Кислород |
-183 |
8,2 |
|
7 |
Водород |
-252,8 |
4,7 |
Конструкция самодельного газового аккумулятора показана на рисунке.
В емкость 1 налит электролит 2. В электролит опущены два электрода, которые состоят из стержня 3 и мешочка 4 с активированным углем 5. Предохраняет мешочки от смещения перегородка 6, которая изготовляется из любого электроизоляционного материала. Емкость закрывается крышкой 7.
Аккумулятор своими руками
В качестве емкости газового аккумулятора с успехом могут быть использованы, например, баночки для специй — они продаются в хозяйственных магазинах. Можно взять и стеклянные банки, но их надо покрыть снаружи асфальтовым лаком, чтобы свет не проникал внутрь, а то он будет способствовать разрядке аккумулятора.
Мешочки изготовьте из старого капронового чулка плотной вязки. Шов можно сшить капроновой нитью или паяльником на круглой деревянной болванке.
Один конец мешочка завяжите капроновой нитью наглухо, а во второй, открытый, вставьте угольный стержень от батареек, карманного фонаря, отслуживших свой срок.
Наполните мешочки активированным углем, хорошо уплотнив его. Загибая края мешочка, обвяжите их капроновой нитью вокруг стержня. Теперь нужно плотными витками обвязать мешочки. Чем больше будет сделано витков, тем лучше контакт угольного порошка со стержнем, тем меньше внутреннее сопротивление аккумулятора, тем он лучше работает. Электроды нужно укрепить в крышке, а к выходящим наружу концам стержня приделать клеммы.
Лучше всего использовать медицинский уголь, который продается в аптеках, или уголь выбракованных противогазов. В крайнем случае, древесный уголь можно легко приготовить самому. Для этого возьмите палочки диаметром 5—10 мм, длиной 100 мм (любой породы дерева), свяжите их в пучок ниткой, поместите в железную банку и засыпьте сухим речным песком. Положите банку в печку на горячие угли или на газовую плитку и прокалите, пока из банки перестанут выделяться газы. Дайте остыть песку, после чего извлеките обуглившиеся чурки — их то и можно употребить в дело. Для получения от аккумулятора емкости в 1 ампер-час потребуется 50—90 граммов активированного угля.
Для электролита лучше всего взять дистиллированную воду, которую можно купить в аптеке, или, в крайнем случае, колодезную, или водопроводную, предварительно прокипятив ее около получаса и остудив. На каждый стакан воды всыпьте 1—1,5 столовой ложки поваренной соли. Заполните сосуд электролитом и накройте крышкой с электродами, проследив, чтобы электроды были полностью погружены в электролит.
Простейший газовый аккумулятор готов, теперь его осталось только зарядить. Для этого необходимо присоединить электроды к источнику постоянного тока напряжением 4,5 в. Промаркируйте какой-либо яркой краской положительный электрод, нанеся на крышку метку +. Отрицательный электрод можно не маркировать. При повторной зарядке придерживайтесь полярности электродов. Заканчивайте зарядку, когда напряжение на электродах аккумулятора будет 2,2—2,5 в.
При постоянной работе аккумулятора электролит необходимо менять не реже одного раза в неделю. (Запомните, что такая частая замена нужна только для электролита, составленного на основе поваренной соли).
Работает аккумулятор так. При зарядке, когда к электродам подключено напряжение, электролит разлагается на водород и хлор. Электрод, присоединенный к отрицательному проводу, будет поглощать водород, а к положительному — хлор. Таким образом, создается разность потенциалов.
В качестве электролита в газовых аккумуляторах можно применять растворы различных солей, кислот и щелочей. Подбирая электролит, можно осуществить его электролиз на те или иные газы и получить различную электродвижущую силу и емкость аккумулятора. Так, при электролизе слабого раствора серной кислоты получим пару водород — кислород. Раствор питьевой соды даст пару водород — углекислый газ. Вообще подбор электролита открывает очень широкие возможности для эксперимента.
Аккумуляторы и солнечные батареи,альтернативная энергия,солнечные батареи,энергия солнца, аккумулятор своими руками
И. ЧАРИЧАНСКИЙ, преподаватель, г. Мелитополь.
Источник: Журнал «Юный техник»
Как выбрать аккумулятор для квадрокоптера и RC моделей: Li-Ion 18650 или Li-Pol
В данной статье разобраны преимущества литий-ионных Li-Ion 18650 и литий-полимерных аккумуляторов Li-Pol при их использовании в квадрокоптерах и RC моделях. Никель-металл-гидридные батареи здесь не рассматриваются, поскольку их использование для машинок на радиоуправлении мало эффективно, а для дронов и RC моделей вертолетов практически неприменимо.
Определение по формулам расчетных емкости, тока и напряжения аккумуляторной батареи для квадрокоптера здесь не дается, так как параметры расчета зависят от типа дрона (съемочный, гоночный, дальнолет и т. д.) и многих других факторов, что требует отдельной статьи. В данном обзоре дано сравнение эксплуатационных качеств Li-Ion 18650 и Li-Pol аккумуляторов для работы в RC моделях и рекомендации по выбору типа батареи и лучшего производителя.
Отличия 18650 Li-Ion и Li-Pol аккумуляторов для квадрокоптеров
18650 Li-Ion и Li-Pol аккумуляторы, применяемые для квадрокоптеров и RC моделей, в своей основе имеют одну и ту же литий-ионную технологию. То есть, по сути литий-полимерный аккумуляторный элемент является всего-лишь разновидностью литий-ионного.
Основное отличие литий-ионных и литий полимерных аккумуляторов для RC моделей:
- в 18650 Li-Ion элементе пластины положительного и отрицательного электрода скручены в рулон,
- в Li-Pol сборках эти пластины могут принимать любую форму, благодаря полимерному электролиту.
Поэтому Li-Pol аккумуляторы можно делать любой формы, в том числе очень плоскими, что позволяет лучше заполнить объем аккумуляторного отсека квадрокоптера или любой другой радиоуправляемой RC модели.
Преимущества Li-Pol аккумуляторов для RC моделей
Литий-полимерные Li-Pol аккумуляторы для RC моделей с радиоуправлением имеют следующие преимущества:
- Снабжены двумя разъемами.
- Прямоугольный формат элементов.
- Входят в заводскую комплектацию RC моделей.
Li-Pol аккумуляторные сборки изначально имеют два разъема для RC моделей: силовой XT или Т-коннектор для подключения питания и балансировочный JST-XH, используемый для контроля равномерности заряда ячеек батареи.
Прямоугольный формат Li-Pol акб позволяет полнее использовать пространство отсека для батареи. Именно литий-полимерными аккумуляторами комплектуются с завода серийные радиоуправляемые модели RC.Преимущества Li-Ion 18650 аккумуляторов для квадрокоптеров
Li-Ion 18650 аккумуляторы перед Li-Pol батареями имеют следующие преимущества для квадрокоптеров :
- Большая удельная емкость.
- Больший разрядный ток.
- Литий-ионные аккумуляторные батареи 18650 Li-Ion имеют большую удельную емкость в пересчете на единицу веса. Это очень важное преимущество, так позволяет взять на борт батарею большей емкости при том же взлетном весе.
- Больший разрядный ток Li-Ion 18650 аккумуляторов позволяет использовать мощные двигатели и не бояться перегрузки акб при резкой «подаче газа».
Несмотря на явные преимущества современных литий-ионных 18650 акб для применения в квадрокоптерах, батарею приходится собирать самостоятельно из отдельных Li-Ion ячеек.
Выбор аккумулятора для квадрокоптеров и RC моделей по характеристикам
При выборе аккумулятора для серийно производимого квадрокоптера или модели RC необходимо обратить внимание на характеристики комплектной аккумуляторной батареи.
- Новая батарея должна иметь напряжение не меньше, чем в заводской, но не выше, чем допускают двигатели RC модели.
- Ток отдачи должен быть равен или больше, чем в комплектной акб.
- Емкость аккумулятора для квадрокоптера желательно иметь максимально возможную. Но надо понимать, что с ростом емкости увеличиваются размеры и вес батареи. И, с некоторой величины, прирост емкости не дает увеличения длительности полета дрона. Рекомендуется применять аккумуляторы с возможно большей емкостью, при условии, что взлетный вес не превысит 75% от максимального значения для данного квадрокоптера.
- Новая батарея должна помещаться в аккумуляторный отсек RC модели.
Маркировка характеристик на аккумуляторе для RC моделей
Для правильного выбора аккумулятора для RC моделей ниже описаны характеристики акб и соответствующая им маркировка, наносимая на корпус батареи.
- Напряжение.
- Максимальный ток отдачи.
- Номинальная емкость.
- Структура сборки.
- Напряжение измеряется в Вольтах и на элементах обозначается числом с символом «В» (вольт) или «V» (Volt). Напряжение, необходимое для работы квадрокоптера или RC модели, определяется используемыми моторами и платой управления.
- Максимальный ток отдачи батареи измеряется в Амперах (А) или миллиамперах (мА), в зарубежном обозначении mA или A. Максимальный ток акб должен быть выше суммарного тока, потребляемого всеми вместе двигателями на максимальной мощности. Ток остальной электроники очень мал, в сравнении с этим значением. Максимальный ток обозначается на корпусе батареи числом с буквой «С». Это означает, что ток численно равен емкости, умноженной на число перед символом «С». Например, обозначение 15С на аккумуляторной батарее с емкостью 900 mAh показывает, что акб может отдавать ток 15*900=13500 мА, то есть 13.5 Ампер.
- Емкость аккумулятора показывает, как долго батарея может отдавать номинальный ток. Емкость измеряется в миллиАмпер*часах (мАч) или Ампер*часах (Ач), в зарубежном написании mAh или Ah. Чем выше емкость, тем дольше от одной зарядки может работать квадрокоптер или любая другая RC модель.
- Структура аккумуляторной сборки записывается в формате xSyP, где x и y — числовые значения. S (Serial) — означает последовательное включение элементов (ячеек) батареи, а P (Parallel) — параллельное. Таким образом, запись 3S2P означает батарею из трех последовательно соединенных групп ячеек, в каждой из которых по два элемента включено параллельно. При последовательном включении аккумуляторных элементов суммируется напряжение, при параллельном — суммируется ток. Если ячейки включатся только последовательно (без параллельного включения), то надпись 1P может исключаться.
Сравнение Li-Ion 18650 и Li-Pol аккумулятора для квадрокоптера
Для сравнения возьмем две батареи аккумуляторов для квадрокоптера, Li-Ion и Li-Pol, с примерно одинаковыми параметрами:
- Li-Pol — Robiton LP-STT3-2000 Lipo 11.1 В 2000 мАч.
- 3S1P из ячеек Li-Ion 18650 — Sony US 18650 VTC5A 35A 2600mAh.
Сравним их по трем параметрам:
- Напряжение.
- Емкость.
- Ток отдачи.
- Вес.
- Габариты.
- Напряжение обоих аккумуляторных сборок одинаковое и составляет 11.1 Вольта.
- Емкость сборки 3S1P из трех ячеек 18650 Li-Ion аккумуляторов — 2500 мАч, у Li-Pol сборки — 2000 мАч.
- Ток отдачи сборки из Li-Ion 18650 Sony VTC5A — 35 А. Ток Li-Pol батареи 15*2000 = 30000 мА = 30 А.
- Вес трех Li-Ion акб составляет 44*3= 132 грамма, а с учетом соединений и разъемов вес 3S1P — 142 грамма. Вес Li-Pol сборки 160 граммов.
- Габариты Li-Pol аккумулятора для квадрокоптера 1.38×1.8×16.5 см, объем 41 куб см. Размеры одной ячейки 18650 Li-Ion — диаметр 18 мм, длина 65 мм. Объем трех 18650 акб — 16.5×3 = 49.5 куб см, а если эти цилиндрические ячейки сложить в плоскую батарею для квадрокоптера, то 63 куб см.
Результат сравнения Li-Ion 18650 и Li-Pol аккумуляторов для дрона
Результат сравнения Li-Ion и Li-Pol аккумуляторов для дрона получился следующим:
Литий-ионный акб 18650 Sony VTC5A имеет:
- емкость на 25% выше,
- ток отдачи на 17% больше.
- вес на 13% меньше.
- объем на 20-50% больше.
Вывод: для дронов и квадрокоптеров, в частности, выгоднее использовать Li-Ion 18650 аккумуляторы во всех случаях, когда хватает места для их размещения. К тому же, литий-марганцевые 18650 аккумуляторные батареи не склонны с самовозгоранию при превышении тока, перегреве или перезаряде, в отличие от литий-полимерных.
Рекомендации по выбору производителя аккумуляторов для квадрокоптеров
При выборе Li-Ion 18650 аккумуляторов для квадрокоптеров рекомендуем акб следующих производителей:
- LG.
- Sony.
- Samsung.
При выборе Li-Pol аккумуляторов для небольших RC моделей квадрокоптеров или вертолетов рекомендуем акб отечественного производителя Robiton.
Купить аккумулятор для квадрокоптера, дрона или машинки на радиоуправлении с доставкой в ваш город Вы можете в нашем интернет-магазине «Вольта». На онлайн витрине представлен большой выбор аккумуляторных батареек для RC моделей по выгодной цене. В нашем интернет-магазине предлагаются только лучшие Li-Ion 18650 акб и Li-Pol сборки ведущих производителей: Sony, Samsung, LG, Panasonic, Fenix, Robiton, A123 Systems. Выбрать и купить аккумулятор для коптера с необходимыми характеристиками очень легко, используя точные описания и фотографии для каждой модели акб.
Аккумулятор для гироскутера своими руками
Статья обновлена: 2020-12-08
В гироскутерах обычно используются литий-ионные аккумуляторные батареи, собранные по схеме 10S2P. При параллельном соединении положительные клеммыячеек подключаются к «плюсу» схемы, а отрицательные – к «минусу». В результате напряжение сборки остается неизменным, а емкость ячеек суммируется.
При последовательном соединении к «плюсу» схемы подключается положительная клемма первой ячейки, к ее отрицательной клемме – «+» 2-й ячейки и т.д. В конце к «минусу» схемы подключается отрицательная клемма последней ячейки. В результате емкость остается неизменной, а напряжение – суммируется. Так, если сборка осуществляется из аккумуляторов с номинальным напряжением 3,6 В и емкостью 2500 мАч, по схеме 10S2P получаем АКБ с параметрами 36 В и 5000 мАч.
Для сборки таких АКБ нужны Li-ion аккумуляторы типоразмера 18650 из высокотоковых серий, с одинаковыми значениями емкости и внутреннего сопротивления. Также понадобятся BMS плата, соединительные провода, разъемы, противопожарные пакеты, термоусадочная пленка большого диаметра, амперметр, зарядное устройство и аппарат для точечной сварки. Пользоваться паяльником нежелательно, чтобы не испортить аккумуляторы.
Алгоритм сборки АКБ для гироскутера
Чтобы собрать АКБ для гироскутера:
- Берем 20 литий-ионных аккумуляторов типоразмера 18650 с идентичными параметрами.
- Делим их на 2 группы по 10 штук, заряжаем до одинакового напряжения.
- Укладываем аккумуляторы каждой группы в пакеты с учетом полярности. Соединяем их параллельно при помощи контактной сварки. Вначале привариваем полюса одного знака. Затем временно соединяем между собой другие полюса, используя для каждого полюса балластное сопротивление 1–2 Ом. Свободные концы сопротивлений соединяем.
- Спустя 1–2 часа привариваем шины на вторые полюса аккумуляторов каждой группы. Балластные сопротивления при этом не отключаем.
- Собранные группы ячеек привариваем последовательно, предусматривая отводы для дальнейшего подключения BMS платы.
- Подключаем BMS плату согласно инструкции на нее.
- Упаковываем АКБ в термоусадочную трубку большого диаметра.
- Провода выводим наружу. Присоединяем штекер для последующей зарядки батареи.
- Тестируем собранную аккумуляторную батарею. Выполняем несколько циклов заряд-разряд, контролируя напряжение на каждой группе.
При сборке аккумулятора для гироскутера своими руками необходимо соблюдать правила безопасности. Недопустимо ронять элементы питания или собранную из них АКБ, нагревать, сдавливать, деформировать или прокалывать их. Необходимо избегать обратной полярности, перезарядки ячеек, короткого замыкания, перегрева и других опасных состояний. Недопустимо применять при сборке АКБ элементы питания сомнительного качества. При отсутствии необходимого оборудования, знаний или опыта лучше поручить сборку аккумуляторной батареи профессионалам или купить готовую модель с нужными характеристиками.
Читайте в нашей предыдущей статье о тонкостях выбора аккумуляторов типоразмера 18650.
Как сделать самодельный аккумулятор с нуля прямо сейчас
Уилл Брендза | Последнее обновление: 28 июня 2017 г. Электроэнергия ( и накопление этой энергии в батареях ) коренным образом изменило наше общество.Электросеть — один из самых ценных ( и уязвимых) ресурсов современного общества.
Поэтому неудивительно, почему мы так сильно полагаемся на .
Мы используем его для всего в современной жизни, от тепла в холодные месяцы до охлаждения в жаркие месяцы.
От развлечений, когда нам скучно, к увеличенному хранению продуктов с помощью охлаждения.
Для работы топливных насосов требуется даже электроэнергия.
Топливные насосы, поддерживающие нашу пищевую цепочку массового потребления.
Сама цепочка поставок, которая заполняет ваш местный продуктовый магазин — ежедневно .
Итак, без электросети , местный бакалейщик, быстро опустеет.
В таком случае ( даже на несколько недель ) жизнь станет гораздо более сложной задачей.Без сети пострадали бы миллионы людей, а нормы общества рухнули бы.
И это всего лишь в первые несколько недель массовых отключений электроэнергии в сети. Чем дольше бедствие без силы, тем более распространенными становятся страдания и смерть.
А в случае удара ЭМИ, ядерной атаки или чрезвычайного стихийного бедствия энергосистема может выйти из строя на неопределенный срок.
Чтобы познакомить вас с навыками выживания, мы раздаем наш # 78 Item Complete Prepper Checklist. Щелкните здесь, чтобы получить БЕСПЛАТНУЮ копию . Можете ли вы представить себе современную жизнь без сети?
Это страшно.
И когда это произойдет, люди начнут копить и использовать батарейки, как будто они выходят из моды. Все доступные батарейки исчезнут с полок магазинов прежде, чем вы успеете сказать «беспорядок».
Потому что иметь аккумулятор — все равно что носить с собой маленький карманный генератор. И, как мы все знаем, выработка электроэнергии полезна (, независимо от того, в какой форме оно приходит в ).
Батареи используются для питания любого количества важных устройств, таких как фонарики для освещения, плиты для приготовления пищи и радиоприемники для экстренной связи.
К сожалению, традиционные батареи AA или AAA не прослужат долго в серьезной аварийной ситуации.
Они также станут одними из первых ресурсов, украденных из магазинов. Но даже если вам повезет и вы поймаете несколько сотен AA перед катастрофой, они расходуются — они не протянут вечно, верно?
Может быть, нет … позже в этой статье я покажу вам ресурс, который поможет вам восстановить любые из ваших батарей, чтобы воскресить их из кучи мусора.
Конечно, качественные батареи, как правило, служат дольше, чем дешевые, но мы говорим на несколько дней или недель дольше — макс. Недостаточно, чтобы существенно повлиять на длительную катастрофу.
Однако то, что чего-то больше нет на полке, не означает, что этого нет в наличии. Электрическая сеть может не работать, но электроэнергии все еще можно вырабатывать.
Коммерческих аккумуляторов, возможно, уже давно нет — , но это не значит, что вы не можете сделать самодельный аккумулятор!
Именно для этого и предназначена данная статья.Обсудить самодельные батарейки и то, как их «сделать в домашних условиях».
Это будет нелегко, и они не будут генерировать энергию, как генератор на солнечной энергии или генератор DIY. Но самодельный аккумулятор может хранить энергию, вырабатываемую вашим генератором на солнечной энергии или самодельным генератором.
Так что этому навыку выживания стоит научиться!
Новейшая технология аккумуляторов
USB-аккумулятор
Прежде чем я покажу вам, как сделать самодельный аккумулятор с нуля, я хотел убедиться, что вы увидели новейшее и лучшее новое оборудование в «перезаряжаемой батарее». аккумулятор ».
Это аккумуляторная батарея USB.
Взгляните.
Возможно, это лучшая в мире батарея для выживания. Аккумулятор EasyPower USB Battery использует простое USB-соединение для подзарядки.
Это значит, что в офисе он работает так же хорошо, как и в дикой природе… И мой друг, делает его лучшей батареей AA для любой ситуации на планете!
Щелкните здесь, чтобы узнать больше.
Как работают аккумуляторыПеред тем, как создавать собственные аккумуляторы, необходимо сначала понять основные концепции.И в этом случае все батареи следуют одной и той же общей идее:
Смешайте правильные химические растворы и подключите их к «потоку» в одном направлении — от отрицательного (-) к положительному (+).
Каждая батарея состоит из трех частей: анода (-), катода (+) и электролита.
Анод и катод (, которые являются отрицательным (-) и положительным (+) полюсами батареи ) соединяются с электролитом.
Химические реакции в батарее затем начинают генерировать энергию.Энергия, которая течет от отрицательного (-) к положительному (+) по созданной вами цепи.
Самая простая батарея, о которой я знаю, сделана из лимона, медного провода и полоски алюминия:
Воткните две металлические части в кожу лимона и соедините их проводом, и вы получите батарею.
Конечно, он не будет генерировать много напряжения ( вы не можете запустить свою машину на лимонах ), но есть примерно энергии.
Эта концепция аналогична более мощным и большим батареям; только химические вещества гораздо более сильнодействующие…
В качестве способа познакомить вас с навыками выживания мы раздаем наш # 78: Полный контрольный список для подготовки к работе. Щелкните здесь, чтобы получить БЕСПЛАТНУЮ копию . Как сделать самодельный аккумулятор
Давайте начнем с малого и будем строить свой путь. Но прежде чем мы перейдем к изготовлению батарей, давайте проясним один важный момент.
Батареи, которые мы будем строить сегодня, производят электричество только постоянного тока ( постоянного тока, ). В отличие от более эффективных, но более сложных источников питания переменного тока (, переменного тока, ).
Аккумуляторыпостоянного тока ( как те, которые вы будете делать ) являются примитивными по сравнению саккумуляторы, используемые в двигателях. Они отлично подходят для основных задач, таких как освещение, небольшое количество тепла и питание небольших карманных радиоприемников (, как Kaito KA-208, ), но не заменит автомобильный аккумулятор.
Здание Батарея 1,5 ВРасходные материалы: алюминиевая банка, медный провод / шнур, вода, отбеливатель, чашка.
Разрежьте банку по бокам и расплющите, скатайте край банки в небольшой алюминиевый брус.
Наполните чашку примерно наполовину водой, добавьте чайную ложку отбеливателя и перемешайте ложкой.
Поместите медный шнур и алюминиевый стержень в чашку. Убедитесь, что они не касаются друг друга внизу. Затем соедините два провода.
В результате химической реакции внутри чашки вырабатывается около 1,5 вольт электричества. Он будет течь от алюминиевого катода (-) к медному аноду (+).
Построение на этой батарееВ некотором смысле эти батарейки-чашки действуют как лего. Потому что вы можете подключить один алюминиевый катод (-) к следующему медному аноду (+).Вы можете складывать восемь или девять чашек, чтобы получилась батарея постоянного тока на 12 Вольт.
Сделайте четыре или пять таких, и вы сможете генерировать 60 В постоянного тока — совсем неплохо.
Батарея лотка для льдаРасходные материалы: 1 лоток для льда, медная проволока, алюминиевые болты / винты, уксус, сок лайма, вода
Следующим шагом в технологии самодельных аккумуляторов является более компактный и портативный лоток для льда 9 вольт.
Используя ту же концепцию, что и выше, вы можете налить раствор из уксуса, воды, отбеливателя и сока лайма в каждый кубик.’
Из медной проволоки сделайте петлю для подвешивания. Теперь перекиньте петлю из медной проволоки и алюминиевый винт через край между каждым «кубиком» лотка для льда.
Убедитесь, что оба конца винта и медный провод погружены в раствор батареи.
Электрический поток движется от алюминиевого винтового катода (-) в электролит в «кубиках» и в анод из медной проволоки (+). Которая принимает его и передает на следующий алюминиевый катод. Не разрывайте эту цепь!
Катод, заменяющий анод, электролит, катод.Таким же образом против часовой стрелки вокруг лотка для льда.
Если у вас есть вся цепь для подачи электричества, используйте два куска провода для подключения 9-вольтовой батареи.
Если он не работает сразу, дважды проверьте, что ваша цепь не прервана и течет в одном направлении.
Вот отличное видео, в котором рассказывается, как работают эти небольшие батареи.
А вот еще одна батарея лотка для льда, но с использованием грязи для заполнения ячеек «Самодельная земляная батарея»:
Восстановление старых батарей
Это может показаться неправдоподобным.Это может показаться небезопасным. Это может даже звучать слишком хорошо, чтобы быть правдой.
Но можно восстановить старые аккумуляторы ( легковых, AA, AAA и т.д. ).
Итак, это полезное знание для изучения. Почему? Потому что самодельные батареи не являются революцией в производстве электроэнергии.
То есть; они грубые и маленькие. Аккумуляторы для лотков для кубиков льда подходят только для небольших задач.
Аккумуляторы большего размера (, например, автомобильные аккумуляторы ) обеспечивают большую мощность и больше возможностей для выживания.
Умение восстанавливать батареи служит многим практическим целям выживания.
Восстановление аккумуляторов также является экологически устойчивой практикой! Батареи токсичны и их трудно утилизировать. А в нашем обществе одноразового использования многие из них тратятся каждый день зря людьми, которые не знают, как их восстановить.
Все еще не убежден?Ремонт старых батарей также может быть финансово выгодным.
Многие люди, которые учатся ремонтировать батареи, ремонтировать старые использованные, а затем перепродавать их.
Отлично звучит, правда ?! Очень хорошо. Потому что я собираюсь объяснить, как это сделать.
Будьте осторожны — восстановить старые батареи сложнее, чем построить простую конструкцию научного класса, описанную в разделе «Самодельные батареи» этой статьи. Это также может быть опасно.
Я настоятельно рекомендую вам сначала приобрести какое-нибудь защитное оборудование. Такие предметы, как химические очки, химические перчатки и химические фартуки, являются обязательными.
Чтобы познакомить вас с навыками выживания, мы раздаем наш # 78 Item Complete Prepper Checklist. Щелкните здесь, чтобы получить БЕСПЛАТНУЮ копию . Вот один простой способ восстановить старую автомобильную батарею:
Снимите резиновые крышки, которые защищают крышки. Затем снимите также крышки — в зависимости от того, с какой батареей вы работаете, вам может потребоваться снять до семи крышек. Но обязательно удалите все целиком!
Когда крышки сняты, залейте в батарею новую кислоту. Вы можете легко купить аккумуляторную кислоту в Интернете в надежных источниках.Или, если вам нужно, вы можете приготовить собственное:
- Кипятите ½ галлона дистиллированной воды
- Добавьте ½ фунта английской соли
- Перемешайте, пока соль полностью не растворится
Убедитесь, что свинцовые пластины внутри каждой перед заменой ячеек батареи полностью закрывайте их.
Покачивайте аккумулятор назад и вперед в течение 60 секунд. Раскачивание помогает гарантировать, что смесь покрыла все поверхности в обоих элементах батареи.
Подключите аккумулятор для зарядки в течение следующих 24 часов.Убедитесь, что вы правильно подключили положительный (+) и отрицательный (-) концы в нужных местах!
Этот процесс часто срабатывает, но это скорее краткосрочное решение. Этот процесс не приведет к тому, что ваш аккумулятор почти полностью восстановится, и не проработает очень долго.
Однако есть другие, более технические методы и процессы, которые более эффективны при восстановлении старого автомобильного аккумулятора. Вот почему я настоятельно рекомендую проконсультироваться с профессиональным гидом, прежде чем пробовать это самостоятельно.
Стоит получить подробные инструкции от профессионаловИтак, вот полезное видео от профессионального эксперта по ремонту аккумуляторов, дающее несколько советов о том, как лучше всего начать работу:
Еще несколько примечаний по восстановлению аккумуляторов:
Будьте предельно осторожны при работе с восстановленными аккумуляторами. Если сделать неправильно, автомобильный аккумулятор может превратиться в маленькую бомбу.
В случае взлома или неправильного обращения ваша «восстановленная» батарея может просто сойти. BOOM .Кроме того, регулярно эксплуатируемые автомобили на отремонтированных аккумуляторах могут быть опасными для вас и окружающих. Все сводится к осознанию того, что, черт возьми, вы делаете, и делаете это, вкладывая средства в профессиональные знания и советы.
Чтобы познакомить вас с навыками выживания, мы раздаем наш # 78 Item Complete Prepper Checklist. Щелкните здесь, чтобы получить БЕСПЛАТНУЮ копию . Приложения для выживания самодельных батарей
Насколько полезно было бы изготовить самодельную батарею или отремонтировать старые батареи в мире без электричества? Быть одним из немногих, кто разгадал секреты изготовления и ремонта аккумуляторов.
Такая мощность окупается.
Но всегда полезно представить себе преимущества такой технологии. Потому что в нашем мире мигалок, гаджетов и компьютеров легко принять электричество как должное.
Сегодня он везде — без него, , вы бы не прочитали эту статью.
Теперь самодельные батареи меньшего размера лучше всего подходят для простых базовых нужд, таких как освещение, отопление и связь.
С маленькой самодельной батареей свеча не понадобится; вам не нужно полагаться на сеть или даже коммерческие аккумуляторы.Но вы все равно можете иметь постоянный, беспламенный, без запаха и химикатов свет. Вам просто нужен маленький аккумулятор.
Восстановленные автомобильные аккумуляторы отлично подходят для многих вещей. С их помощью вы можете заряжать небольшие устройства, такие как телефоны, GPS, компьютеры, фонарики, радио и другие устройства для выживания. Затем просто зарядите сам автомобильный аккумулятор с помощью небольшой солнечной панели или любого из этих генераторов, сделанных своими руками.
Отремонтированные автомобильные аккумуляторы могут питать более крупные приборы. Маленькие холодильники, телевизоры, системы наблюдения и тому подобное — все на столе.Хотя и всего на несколько часов, если вы не подключите несколько батарей последовательно, чтобы создать так называемый аккумуляторный блок.
Благодаря автономному производству электроэнергии и большому количеству автомобильных аккумуляторов вы даже можете полностью отключиться от сети. Знание, что сетка вам вообще не нужна, — фундаментальное достижение для самостоятельной работы. Это высокая, но стоящая цель!
Все умирает, преодолеем этоПростой факт заключается в следующем: батареи не работают вечно.
Не самодельные, не коммерческие, не те, что с розовым крутым зайчиком.
И даже восстановленные батареи можно воскресить только определенное количество раз. Батареи, как и все остальное, со временем умирают. Никогда не ждите, что они будут жить вечно.
При этом всегда лучше быть готовым к тому моменту, когда ваши батареи действительно сдадут ведро.
Если у вас настроено много самодельных аккумуляторов, убедитесь, что у вас есть запасные части.
Вам придется заменять части или целые элементы на протяжении всего срока службы батареи. Ничего страшного — это небольшая цена, которую вы платите за электричество, когда его нет ни у кого.
А если вы ремонтируете аккумуляторы; оставайся в безопасности. Никогда не забывайте, что вы работаете с электрическими коробками, наполненными кислотой, которая может ( и ) взорваться, если вы их слишком сильно испортите.
Еще раз: — это цена использования бесплатного домашнего электричества, когда другие этого не делают.
Последнее словоПервая батарея была изготовлена компанией Volta в 1800 году. И с тех пор батареи стали неотъемлемой частью жизни в современном мире.
Они в наших легковых и грузовых автомобилях, они в наших телефонах и компьютерах, и почти везде, куда бы вы ни посмотрели.
И не зря. Переносное накопленное электричество — один из величайших и наиболее универсальных источников энергии, когда-либо изобретенных.
Умение производить и восстанавливать батареи — это навыки выживания, которые не очень распространены.Это методы для выживших, которые хотят опередить массы.
А накапливать силу электричества — чертовски сложно.
Чтобы познакомить вас с навыками выживания, мы раздаем наш # 78 Item Complete Prepper Checklist. Щелкните здесь, чтобы получить БЕСПЛАТНУЮ копию . Will Brendza
P.s. Вы знаете, где ближайший ядерный бункер от вашего дома?
В США есть много абсолютно бесплатных природных ядерных убежищ.И один из них находится рядом с вашим домом.
Щелкните здесь, чтобы увидеть ближайший к вашему дому природный ядерный бункер?
Нажмите на изображение выше, чтобы узнать, где вам нужно укрыться.БЕСПЛАТНОЕ видео «10 шагов к базовой готовности».
Plus ежедневные советы по выживанию (отписаться в любой момент).
Рекомендуемая литература
Как собрать самодельную батарею
Обновлено 9 сентября 2019 г.
Автор С. Хуссейн Атер
Вы можете собрать самодельную батарею из различных частей, лежащих в вашем доме.Простой аккумулятор, сделанный своими руками, может показать вам, как электричество проходит через предметы от положительного к отрицательному полюсу аккумулятора.
Вы можете быть удивлены, насколько полезными могут быть ваши предметы домашнего обихода в создании чего-то, что поначалу может показаться так, как будто это может быть создано только на фабрике. Хотя этот метод не будет точно такими же химическими реакциями, как в заводских батареях, он может показать вам силу электричества в целом.
Изготовление самодельной батареи
Вы можете создать основу самодельной батареи, используя заземленную батарею, монетную батарею или солевую батарею.Эти самодельные батареи будут использовать химическую реакцию для создания электрического тока. Вы можете создать этот ток через основные материалы, лежащие в вашем собственном доме вместе с раствором электролита.
Однако соблюдайте меры предосторожности. Эти батареи маленькие и простые, но избегайте одновременного касания обоих проводов, соединяющих концы батареи. Обрезая провода или проверяя напряжение или ток в токе, будьте особенно осторожны, чтобы не замкнуть аккумулятор или не пораниться электричеством или теплом.
Заземление батареи Подготовка
Заземляющую батарею можно сделать из металлических электродов, которые могут проводить электрический ток друг через друга. Эти металлы могут работать, когда они находятся в самой земле, что и дало название этому типу батарей. Вам нужно будет находиться на улице в то время, когда нет опасных погодных условий, таких как проливной дождь или гроза.
Вам также понадобятся 12 медных гвоздей (или стержней), которые будут помещены в землю, 12 гвоздей (или стержней) из оцинкованного алюминия, медная проволока и конденсаторы высокой емкости.Кроме того, вам понадобятся вольтметр и кусачки. Вы также можете по желанию использовать рулетку, алюминиевую фольгу и компас для более точных расчетов при создании батареи.
Прежде чем копать во дворе, убедитесь, что у вас есть разрешение от местных коммунальных служб или других лиц, владеющих земельным участком. По соображениям безопасности вы можете даже копать только на несколько дюймов глубиной.
Изготовление заземляющей батареи
Чтобы сделать заземляющие электроды, используйте кусачки, чтобы удалить около 1.5 дюймов изоляции от медного провода. Оберните полоски проволоки вокруг алюминиевых и медных гвоздей. Затем вы вставляете электроды и присоединяете к ним выводы мультиметра. Установите мультиметр на постоянный или переменный ток в зависимости от тока, который вы планируете использовать.
Чтобы создать простейшую батарею с заземлением, одноэлементную, вы можете начать с забивания одного медного гвоздя и одного алюминиевого гвоздя в землю на расстоянии нескольких футов друг от друга. Соедините их медным проводом. Убедитесь, что проволока плотно и надежно намотана на шляпки каждого гвоздя.Проверьте мультиметр, можете ли вы считать ток.
Плотно обернув провода алюминиевой фольгой, можно более тщательно передать заряд между гвоздями. Чтобы создать более сложную, многоэлементную батарею, вы можете использовать все 12 алюминиевых и медных элементов, расположенных так, чтобы один соединялся с другим в последовательной цепи, чередуя алюминиевые и медные элементы. Каждая связанная пара гвоздей в этом случае является ячейкой.
Поскольку мощность земной батареи зависит от содержания ионов в почве земли, она работает только в некоторых частях суши.Естественные электрические токи, протекающие через землю от железа и других ионных металлов в земле, могут создавать естественное электричество.
Создание батарейки для монет
Изготовление батарейки для монет — еще один простой и понятный способ продемонстрировать ток и напряжение в батарее. Для этого вам понадобятся несколько медных пенсов, кусок алюминиевой фольги, кусок влажной ткани или картона, ножницы, соль, мультиметр и таз с водой. Вы также можете использовать уксус в качестве электролита.Чтобы монетка была сделана из меди, убедитесь, что она была произведена после 1982 года.
Возьмите бумажное полотенце, влажную салфетку или картон и поместите на него монету, чтобы вы могли вырезать ее форму из бумажного полотенца или влажного материала. Чтобы создать электролит, смешайте несколько чайных ложек соли в миске с водой, пока она не растворится. Если у вас есть уксус, вы можете использовать его как слабый электролит.
Окуните влажную ткань или салфетку в емкость с электролитом и выньте ее через две минуты.Вымочите из него лишнюю воду. Оберните один пенни алюминиевой фольгой и вырежьте его форму. Затем вы можете добавить пропитанный материал к алюминиевой фольге и положить на нее монету. Это ваша основная ячейка батареи.
Создайте столько аккумуляторных ячеек, сколько захотите, и сложите их друг на друга. Вы можете проверить, работает ли ваша батарея, подсоединив мультиметр к обоим концам или поместив небольшой светодиодный индикатор, который загорается при наличии электрического тока. Подумайте, насколько это расположение похоже на многоклеточное расположение земных батарей.
Создание соляной батареи
Подобно монетной батарее, соляные батареи сделаны с четвертью. На этот раз вам понадобится поршень шприца, 12 железных или цинковых винтов, полоски бумаги и наждачной бумаги, соль, вода, мультиметр, отвертка, светодиодные фонари, изолирующий материал, такой как пластик или картон, и медная проволока. Используйте наждачную бумагу, чтобы удалить изоляцию медного провода, если таковая имеется.
Плотно оберните одну из полосок бумаги вокруг шурупа и намотайте медную проволоку вокруг гвоздя от 30 до 40 раз для всех 12 шурупов.Убедитесь, что медная проволока не касается гвоздя напрямую, а, скорее, лежит на полосе бумаги.
С помощью поршня шприца проделайте шесть отверстий на одной стороне изоляционного материала. С помощью отвертки протолкните каждый винт через изоляционный материал в виде сетки. Эта установка будет основой того, как электрический ток течет по цепи. Надежно и плотно соедините их медным проводом.
Окуните аккумулятор в соленую воду на несколько минут, чтобы он мог проводить электричество.Когда вы вынимаете его из водяной бани, вы можете использовать мультиметр, чтобы проверить напряжение батареи.
Применение этих батарей
Хотя эти эксперименты просты и элементарны, явления, которые они иллюстрируют, могут найти практическое применение в использовании воды для недорогих перезаряжаемых батарей в будущем. Исследования электролитических материалов в физике и химии могут позволить ученым использовать солевые растворы в качестве основы для батарей.
Текущий недостаток использования воды в качестве электролита для батарей заключается в том, что она не обеспечивает почти такое же напряжение, как литий-ионные элементы или аналогичные химические элементы в батареях.Недавние исследования попытались преодолеть это препятствие.
Исследования, проведенные Швейцарской федеральной лабораторией материаловедения и технологий, недавно привели к открытию того факта, что использование FSI (бис (фторсульфонил) имида натрия) в качестве основы для солевого раствора имеет электрохимическую стабильность до 2,6 В — почти вдвое больше, чем у других водных электролитических жидкостей. Это может привести к появлению недорогих и безопасных аккумуляторов.
Земные батареи имели большое историческое применение.Шотландский философ Александр Бейн изобрел земную батарею в 1841 году для преобразования потока тока, и это изобретение позже легло в основу телеграфной передачи. Дальнейшие исследования с использованием земных батарей приведут к большему пониманию электрического поля Земли, например к открытию того, что земные токи текут с юга на север.
Эти любители DIY Powerwall строят свои собственные домашние аккумуляторные системы
Растущее число энтузиастов, занимающихся домашним хозяйством, обращает свое внимание на накопление энергии в жилых помещениях.
Для этих поклонников Powerwall от Tesla за 3000 долларов не впечатляет. Вместо этого они создают свои собственные версии DIY — за небольшую часть стоимости.
Джеху Гарсия, Питер Мэтьюз и Даниэль Рёмер — лидеры движения, которое использует социальные сети, чтобы показать, как можно собрать домашние аккумуляторные батареи из аккумуляторов для ноутбуков.
Гарсия, чей канал на YouTube насчитывает почти 113 000 подписчиков, работает над созданием самодельной аккумуляторной системы промышленного масштаба с емкостью хранения 1 мегаватт-час.Его видео-анонс проекта был просмотрен более 91 000 раз.
Впервые Гарсия рассказал, как создать самодельную версию Powerwall от Tesla в 2016 году. Хотя он так и не завершил проект, он вдохновил других ютуберов последовать его примеру.
Одним из них был австралиец Питер Мэтьюз, который ведет форум под названием DIY Powerwalls. В августе он продемонстрировал на своем канале YouTube 23 000 подписчиков самодельную аккумуляторную систему хранения на 40 киловатт-часов, собранную из 4480 литий-ионных элементов размером 18650.
В другом месте в Интернете Даниэль Ремер, который управляет веб-сайтом DIY Tech & Repairs, который имеет более 5000 подписчиков на YouTube, предлагает уроки о том, как собрать ячейки модели 18650 в пакеты, которые можно использовать для домашнего хранения.
Пока Гарсия не осуществит свои планы по созданию аккумуляторной системы на 1 мегаватт-час, Рёмер, похоже, удостоится чести создать самую большую в мире самодельную систему хранения энергии с емкостью более 100 киловатт-часов.
Другие руководства по батареям на YouTube включают DIY Tesla Powerwall Майка, где зрители могут увидеть экономию от любительской установки с солнечной батареей и хранилищем, и AveRage Joe, управляемый Джо Уильямсом, который демонстрирует попытки заставить 10-киловаттную систему работать в течение 24 часы.
YouTube — лишь один из нескольких каналов, на которых собираются поклонники заряда батареи. Страница DIY Powerwalls в Facebook, также управляемая Мэтьюзом, насчитывает более 7100 участников.
Стоимость создания собственной версии Powerwall, естественно, зависит от ряда переменных, от используемых частей до емкости хранилища. В видео, опубликованном в 2015 году и просмотренном более миллиона раз, Гарсия заявил, что может построить DIY Powerwall за 300 долларов.
Между тем, британский канал DIY Powerwall на YouTube оценивает стоимость в 900 долларов.Несмотря на это снижение затрат, маловероятно, что YouTube-пользователи Powerwall сделают самодельный проект, что вызовет волну любительского производства систем хранения энергии.
Получение ячеек — например, старых ноутбуков, купленных на eBay, — это рутинная работа. «Когда они приходят ко мне, это просто аккумуляторы для ноутбуков», — объясняет Мэтьюз в видео. «Они мертвы. Обычно они больше не взимают плату.
Обычно причина в том, что одна или несколько ячеек вышли из строя. Проверка того, что они находятся в рабочем состоянии, может занять около часа на каждую ячейку.«Это очень трудоемкий процесс», — объясняет Мэтьюз.
Затем вам нужно собрать аккумуляторную систему, что включает в себя изготовление какой-то коробки или корпуса для ее установки. Ютуберы, использующие нестандартные аккумуляторные системы, обычно имеют хорошо укомплектованный сборочный цех или мастерскую для игр.
То, что у них в итоге получается, иногда бывает достаточно большим, чтобы заполнить небольшой сарай, и совсем не близко к настоящему Powerwall с точки зрения дизайна или эстетики. Посмотрим в сторону, есть еще проблема безопасности.
«Самостоятельное хранение энергии — это не то, что мы поощряем из-за неотъемлемых опасностей, связанных с электричеством и батареями», — сказал Ник Дженки из Dulas, специализированной консультационной фирмы по возобновляемым источникам энергии.
«Мы видели примеры, когда отечественные производители энергии пытались построить Powerwall из старых ячеек 18650 для портативных компьютеров, — сказал он. — Однако для кого-либо, даже опытного инженера, крайне нежелательно собирать литий-ионный аккумулятор большой емкости. аккумулятор из подержанных или даже новых компонентов ».
«Помимо опасностей, связанных с электричеством и высоким напряжением, литиевые элементы содержат легковоспламеняющиеся органические растворители и могут загореться при неправильном обращении», — отметил Дженки.
«В случае большой батареи возгорание будет очень серьезным и потенциально опасным для жизни», — сказал он.
Вот почему, по словам аналитика по хранению энергии GTM Research Бретта Саймона, «хранение энергии своими руками, скорее всего, останется прерогативой некоторых преданных любителей, а не тенденцией, которая подорвет рынок».
«Кроме того, по мере того, как бытовые системы хранения становятся все более популярными, потребители с гораздо большей вероятностью приобретут надежный бренд с гарантией, чем попытаются создать свою собственную систему», — добавил он.
DIY Professional 18650 Аккумулятор: 12 шагов (с изображениями)
Мир отказывается от ископаемого топлива и однажды станет полностью электрическим.В современном мире литий-ионный аккумулятор — наиболее многообещающий химический элемент из всех батарей. Большинство аккумуляторных батарей, используемых в ноутбуках, радиоуправляемых игрушках, дронах, медицинских устройствах, электроинструментах, электронных велосипедах и электромобилях (EV), основаны на батареях 18650. Это один из наиболее зрелых доступных литий-ионных форматов, он производится в больших объемах и имеет низкую стоимость ватт-часа.
◆ Следуйте за мной в Instagram @ opengreenenergy
Вы можете найти все мои проекты на https://www.opengreenenergy.com/
Батарея 18650 (диаметр 18 мм и длина 65 мм) представляет собой классификацию литий-ионных батарей по размеру. .Он такой же формы, но немного больше, чем батарея AA. Батарейки AA иногда называют 14500 батареями, потому что они имеют диаметр 14 мм и высоту 50 мм.
Ранее я сделал генератор солнечной энергии, который до сих пор работает очень хорошо. Но главная проблема — это его вес, он действительно тяжелый. Основной вес солнечного генератора обусловлен находящейся внутри тяжелой свинцово-кислотной батареей. Поэтому я решил сделать легкий и компактный литий-ионный аккумулятор 18650.
В этом руководстве я покажу вам, как сделать аккумуляторную батарею 18650 для таких приложений, как Power Bank, солнечный генератор, электронный велосипед, Power Wall и т. Д.Принцип очень прост: просто объединить количество 18650 ячеек последовательно и параллельно, чтобы сделать большую батарею и, наконец, обеспечить безопасность, добавив к ней BMS.
В конце этого проекта я сделал заказной корпус для аккумуляторной батареи, напечатанный на 3D-принтере.
Заявление об ограничении ответственности: Я не могу нести ответственность за потерю имущества, повреждение или гибель людей, если это произойдет. Это руководство было написано для тех, кто знаком с технологией перезаряжаемых литий-ионных аккумуляторов.Пожалуйста, не пытайтесь сделать это, если вы новичок. Оставайтесь в безопасности.
Полное видеоурок:
Как сделать аккумулятор более мощным
Сначала Эми Прието не знала, на что смотрит . На видео на экране ноутбука было видно, как пара рук прикрепляет батарею к светодиодному индикатору, который тут же загорается. Это было в марте этого года, и Прието, профессор химии в Государственном университете Колорадо, генеральный директор и соучредитель Prieto Battery, сидел в итальянском ресторане на севере Колорадо.Рядом с ней сидел Дерек Джонсон, другой соучредитель компании.
«Он спросил, можем ли мы встретиться где-нибудь по дороге домой, что было очень необычно», — говорит Прието, чья скромная, мягкая манера поведения кажется маловероятной для человека, который управляет ее собственной компанией. Она проработала с Джонсоном восемь лет, начиная с того момента, когда он стал ее первым постдокторантом в CSU, а затем директором по инженерным и технологическим разработкам в Prieto Battery, компании из девяти человек. Джонсон проводит ежедневные исследования в лаборатории, наблюдая за исследованиями и разработками батареи нового поколения, которую Прието впервые предложил в 2005 году.Обычно он присылает обновления по электронной почте или звонит по мере их появления. Сегодня вечером все было иначе. Он не сказал почему, но Джонсон хотел встретиться.
При всей напряженности, это вряд ли было скрытное скопление людей в затемненном баре для дайвинга. Они встретились недалеко от дома CSU и Прието. Джонсон пил чай со льдом, Прието — имбирный эль. Дочь Прието — отца не было в городе — ела мороженое. Но у Прието были вопросы. Она спросила, было ли это видео еще одним тестом. Или, может быть, он показал частичную версию их батареи, питающую светодиод? Она была сбита с толку.А потом это внезапно щелкнуло для нее. Это не было испытанием. Это было реально.
Прието находится в авангарде одного из самых важных, но наименее обсуждаемых технологических рубежей. Благодаря быстрой зарядке и высокой плотности энергии литий-ионные батареи произвели революцию в нашем образе жизни. Они питают наши телефоны, планшеты, ноутбуки и все большее количество электромобилей и гибридных автомобилей. Их редко можно увидеть, но мы окружены ими. И все же, даже когда литий-ионный аккумулятор стал предпочтительной химией в 90-х годах, ученые и исследователи уже искали следующую важную вещь в технологии аккумуляторов.Теперь, когда быстро растет количество аккумуляторных устройств и электромобилей, стремление найти более качественную замену только усилилось. Но чтобы понять, почему это такая проблема, сначала полезно узнать, как работает литий-ионный аккумулятор.
Литий-ионные или литий-ионные батареиоснованы на тонком балансе мощности между четырьмя основными компонентами. Анод и катод, называемые электродами, толкают ионы лития друг к другу через небольшое море проводящих жидких электролитов, высвобождая электроны, питающие подключенное устройство.Электроны текут в одном направлении, когда аккумулятор заряжается, и в другом, когда он разряжается. Между двумя электродами находится разделитель, перфорированная пленка, пропитанная жидким электролитом, которая пропускает только ионы, не позволяя при этом соприкасаться анодом и катодом. Если они соприкоснутся, вся система может закоротить, нагреваясь до тех пор, пока горючий электролит не загорится.
Это та загорающаяся часть, которая привлекла много внимания в последние несколько лет, из-за череды возгораний электромобилей и случайных возгораний портативных компьютеров, попадающих в заголовки газет.Но правда в том, что литий-ионные батареи редко сгорают, а автомобили с газом гораздо чаще превращаются в хрустящую кучу на обочине дороги. Хотя возгорание аккумуляторов вызывает законную озабоченность, стремление к инновациям, выходящим за рамки литий-ионных аккумуляторов, основано в первую очередь на энергии и стремлении упаковать ее в меньшие и более дешевые помещения.
Этот контент импортирован с YouTube. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.
Еще в феврале постлитий-ионное будущее аккумуляторов можно было охарактеризовать двумя словами: литий-воздушный. Литий-воздушные батареи, которые часто называют «дышащей» батареей, используют поток воздуха для высвобождения огромного количества электронов или энергии из анода. Такая конструкция снижает вес и стоимость всей ячейки, что приводит к значительному повышению плотности энергии. Электромобили, например, могут проехать от 100 миль на одной зарядке до 500 миль.И казалось, что литий-воздух не за горами. В рамках громкого проекта IBM Battery 500 Project предполагалось, что коммерческие приложения будут заблокированы до 2020 года.
Но в марте этого года руководитель проекта IBM отказался от лития-воздуха, сославшись на высокую стоимость. К июню исчез и другой крупный игрок в литий-воздушной отрасли. По словам Джеффа Чемберлена, заместителя директора по развитию и демонстрации Объединенного центра исследований в области накопления энергии, самой большой проблемой была чистота O 2 , втягиваемого в ячейки.Любая вода, CO 2 или азот могут убить батарею и, возможно, даже поджечь ее. Дополнительные затраты и сложность создания подходящей системы фильтрации притупят преимущество литий-воздух по сравнению с литий-ионными батареями, для которых по-прежнему наблюдается медленное, но стабильное улучшение мощности. «Он по-прежнему лучше, чем сегодняшние литий-ионные, но в лучшем случае эквивалентен литий-ионным батареям завтрашнего дня», — говорит Чемберлен.
Взлет и падение уровня литий-воздух свидетельствует о более широком мире исследований батарей: нет недостатка в научных решениях, которые кажутся способными свергнуть литий-ионный аккумулятор, но путь к коммерциализации сложен.Несмотря на регистрацию собственного патента на альтернативные аккумуляторы в прошлом году, производитель электромобилей Tesla Motors развивает то, что он называет Gigafactory, объект стоимостью 5 миллиардов долларов, который позволит компании производить 500 000 литий-ионных аккумуляторов в год. Возможно, это технология, с которой мы застрянем на десятилетия вперед — спустя много времени после того, как ее энергоемкость будет исчерпана.
Возможно, самое многообещающее в аккумуляторе Prieto то, что он все еще литий-ионный. Но в конструкции Прието этот ненадежный сэндвич из двумерных слоев — анода, сепаратора и катода, с жидкими электролитами, действующими как сочащаяся приправа, — превращается в заросли переплетенных материалов.Аноды и катоды — это не отдельные компоненты, а, скорее, два разных покрытия, нанесенных на одну и ту же медную сетку типа Brillo. Укладка их друг на друга увеличивает их общую площадь поверхности и сокращает расстояние, которое электроны должны пройти. Прието называет это трехмерной твердотельной литий-ионной батареей, потому что ее энергия течет вдоль всех покрытых нитей волокон, а не плавает в жидкости в одном или другом направлении.
Мэтт Нагер
Если 3D-дизайн Prieto Battery попадет в массовое производство , опасения по поводу ограничений литий-ионных аккумуляторов будут практически устаревшими.Мы будем слишком заняты быстрой зарядкой наших устройств и запуском их на более длительные периоды, чтобы заметить, что лежащие в основе приливы и отливы ионов на самом деле не изменились. Но чтобы увидеть, как ее батарея преуспела, Прието участвует в той же гонке на время, что и любой другой стартап.
Прието потребовалось четыре года, чтобы сформировать компанию, и еще пять лет, чтобы разработать прототип. Между тем основные производители аккумуляторов неумолимо шли вперед, дорабатывая существующие модели, чтобы добиться большей плотности энергии. «У таких людей, как Panasonic, их батареи каждый год становятся на несколько процентов лучше, чем годом ранее», — говорит Пол Браун, профессор материаловедения и инженерии в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн.«Сложите это за 30 лет, и это очень важно. С небольшими компаниями и университетами, единственный способ добиться успеха — это обеспечить в два или более раза более высокую производительность».
Браун надеется сделать именно это, превратив свои исследования в области пористых или наноструктурированных анодов и катодов в компанию под названием Xerion. Хотя он построен иначе, чем у Прието, его батарея также основана на увеличенной площади поверхности и путях для электронов и ионов, которые приходят с использованием электродов, которые не являются твердыми блоками.Браун считает, что его решетчатые аноды и катоды обеспечат удвоение или утроение емкости и мощности традиционных литий-ионных батарей в течение 5-10 лет — обычные и довольно неоднозначные сроки в этом бизнесе.
Один из наиболее успешных стартапов по производству аккумуляторов, Amprius, уже продает производителям телефонов свои собственные наноструктурированные электроды, обеспечивая 20-процентное увеличение емкости существующих смартфонов. Но в настоящее время Amprius находится на консервативном конце гонки за батареями, используя сравнительно скромные улучшения, чтобы конкурировать с известными игроками.
Prieto Battery имеет двоякий подход к коммерциализации. Позже в этом году стартап надеется начать продавать более традиционный вставной анод, который более безопасен, имеет в три раза большую плотность энергии и может быть заменен на стандартные литий-ионные элементы. Затем есть лунный снимок компании: 3D-аккумулятор, пятикратное увеличение общей мощности и негорючий дизайн могут полностью изменить литий-ионные батареи.
Чтобы «Лунный выстрел» сработал, ракеты должны стрелять.Или, в случае батареи Prieto, должен загореться светодиод. Видео, которое Джонсон попросил Прието посмотреть в итальянском ресторане в тот вечер, показало что-то вроде взлета. На видео был показан 3D-прототип батареи компании, и это было неопровержимым доказательством того, что они решили последнюю проблему.
Осложнения с этим полимерным электролитом — проводящим материалом между анодным и катодным слоями — по существу остановили разработку батареи. И внезапно наука была сделана.«Это было действительно здорово, — говорит Прието. «Как только мы совершили прорыв в области полимерного электролита, я начал понимать, что это действительно сработает».
Но для Прието и Джонсона еще рано объявлять о победе. Остаются огромные проблемы для стартапов. Самый большой? Убеждать крупные компании в создании 3D-батарей Prieto. Однако у Прието есть преимущество. С самого начала ее план состоял в том, чтобы не только спроектировать батарею, но и разработать недорогую модульную технологию производства для ее изготовления.Компания уже создала небольшую пилотную производственную линию в своем лабораторном помещении в CSU. Цель заключалась в том, чтобы показать компаниям, как начать производство на цыпочках, а не инвестировать в завод стоимостью 40 миллионов долларов.
Невероятно, но эта производственная линия не является миниатюрным чистым помещением и не оборудована конденсатоотводчиками для отвода вредных паров. Подход Прието в значительной степени избегает токсичных химикатов, содержащихся в стандартных литий-ионных батареях, что, по ее словам, является «нравственным выбором». Это экологическое решение, которое также имеет потенциальную экономическую выгоду, сокращая расходы, связанные с утилизацией или переработкой таких материалов.
Прието не может назвать имена стратегических партнеров, которые проявляют интерес, но она считает, что ультрастабильный химический состав своей батареи идеально подходит для военных беспилотных подводных аппаратов, которые не могут использовать стандартные литий-ионные батареи из-за опасности возгорания. . К 2016 году компания планирует внедрить свои трехмерные твердотельные элементы в ограниченное количество потребительских приложений.
Это, конечно, лучшие сценарии, которые предполагают прорывы, не имеющие ничего общего с наукой.«Вы можете себе представить, почему вначале было сложно рассказать об этом инвесторам», — говорит Прието. «С одной стороны, они хотят трансформационных подходов. Но очень сложно количественно оценить с точки зрения времени и ресурсов, сколько времени потребуется, чтобы сделать важное открытие». Теперь больше нечего гадать. «Я очень взволнован, — говорит Прието. «Основные открытия сделаны».
Что оставляет ее аккумуляторы следующего поколения там, где в конечном итоге лежит так много многообещающих технологий: во власти людей с деньгами.
Как работает 3D-аккумуляторМэтт Нагер
Благодаря нетрадиционной сетчатой конструкции, батарея 3D Prieto Battery имеет гораздо большую площадь поверхности, чем типичная литий-ионная батарея. Это означает, что он потенциально может удерживать до пяти раз больше энергии и может заряжаться за меньшее время. Каждая батарея начинается с подложки из вспененной меди, на которую накладываются основные компоненты батареи (1) .Сначала на подложку (2) наносится гальваническое покрытие анодом из антимонида меди. Второй слой, называемый полимерным электролитом, защищает анодный и катодный слои от соприкосновения, что может вызвать короткое замыкание и возгорание (3) . Полимерный электролит также позволяет ионам безопасно перемещаться между анодом и катодом. Благодаря использованию твердотельного электролита в отличие от стандартного, но легковоспламеняющегося жидкого электролита, батарея 3D является в значительной степени пожаробезопасной. Последний катодный слой наносится в виде суспензии (4) , которая покрывает все и придает структуру батареи, когда она застывает (5) .Уникальный дизайн батареи также позволяет формировать ее для нестандартных пространств перед нанесением последнего катодного слоя.
Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.
литиевых аккумуляторов Diy — как собрать собственные аккумуляторы?
Литиевые батареи, такие как литий-ионные батареи, стали золотым стандартом для использования в самых разных предметах, например, в электронных велосипедах, в различных электронных устройствах, которые вы используете и которые, возможно, даже не подозреваете, работают от литий-ионных аккумуляторов. .
Итак, представьте, как было бы здорово, если бы вы могли сделать свою собственную литиевую батарею, чтобы иметь возможность использовать различные устройства.
Почему литиевые батареи лучше?
Вы можете задаться вопросом, почему они лучше, чем другие батареи, и это потому, что они имеют самую высокую плотность энергии по сравнению с другими элементами батареи, что означает, что они могут хранить больше энергии для использования.
Если вы энтузиаст «сделай сам» и хотите сделать свой собственный литиевый аккумулятор, мы поможем вам.
Вот наше полное руководство по изготовлению задней батареи на основе литий-ионного формата 18650, который был выбран, потому что он используется для различных электронных велосипедов, электромобилей и электроинструментов, поэтому он очень универсален в использовании.
Почему литиевые батареи настолько энергоемкие?
Плотность энергии, которую испытывают литиевые батареи, обусловлена тем, что они содержат литий, очень реактивный элемент.
Литий может хранить много энергии по сравнению с другими батареями.
Например, литий-ионная батарея может выдерживать 150 ватт-часов электроэнергии на один килограмм батареи, в то время как никель-металлогидридная батарея может хранить 100 ватт-часов на килограмм, а свинцово-кислотная батарея может выдерживать только до 25 ватт-часов, как сообщает Everything2, так что ясно, что литий-ионные батареи определенно лидируют!
Что вам понадобится для сборки литиевого аккумулятора своими руками
Чтобы сделать аккумулятор, вам понадобится немало вещей.Это следующие:
- 18650 Аккумулятор (можно найти на таких сайтах, как Gearbest)
- BMS (Система управления батареями, которая заряжает аккумуляторы. Можно найти на Amazon)
- Никелированная полоса
- Уровень заряда батареи индикатор
- Кулисный переключатель (в основном переключатель)
- Разъем постоянного тока
- Винты M3 x 10 мм
- Устройство для точечной сварки
- 3D-принтер
- Кусачки
- Зарядное устройство Li-on
- Перчатки
- Защитные очки
306
Теперь, когда у вас есть все необходимое, вы можете приступить к созданию собственного аккумуляторного блока.
Это руководство, навеянное Instructables, делает очень простым для вас, даже если у вас нет большого опыта работы в домашних условиях.
Однако прежде чем мы начнем, важно отметить, что есть различия между терминами «батареи» и «элементы».
Хотя иногда люди используют их как синонимы, на самом деле они имеют разные значения. Батарея может состоять из множества ячеек, и ячейки являются частями батареи, в которых содержится энергия.
Вам также может быть интересно, почему аккумулятор 18650 называется именно так.Ну, это в основном относится к размерам батареи: 18 мм на 65 мм! («0» ничего не значит.)
Итак, теперь, когда у нас есть вся эта информация, вот шаги, которые необходимо выполнить, чтобы сделать свой собственный литий-ионный аккумулятор.
Шаг первый: узнайте, как соединить элементы батареи
Вам нужно соединить элементы батареи вместе, и именно здесь на помощь приходят ваши никелевые полоски.
К вашему сведению, полоски из чистого никеля лучше, чем никелированные, поскольку Instructables содержит инструкции, и это потому, что он содержит более низкое сопротивление.
Это важно для обеспечения меньшего нагрева аккумуляторной батареи во время циклов зарядки, что делает ее более безопасной в использовании и продлевает срок ее службы.
Важное примечание при соединении ячеек вместе: проверьте все напряжения ячеек.
Поскольку вы будете соединять их параллельно, напряжения ячеек должны быть одинаковыми, чтобы большой ток из одной ячейки не попал в ячейку с более низким напряжением и не повредил ее.
Это особенно важно, если вы используете старые батареи, снятые с устройства.Убедитесь, что вы зарядили батареи так, чтобы на них было одинаковое напряжение.
Шаг 2. Убедитесь, что у вас правильное напряжение и емкость аккумулятора.
Способ подключения аккумуляторных элементов должен гарантировать, что они достигают правильной емкости (определяемой как мАч) и напряжения.
Как сообщает Instructables , это руководство поможет вам создать батарею с напряжением 17 А · ч и напряжением 11,1. Каждая ячейка в пакете будет иметь емкость 3400 мАч, а номинальное напряжение в каждой ячейке будет 3.7 вольт.
Шаг 3. Соберите аккумуляторную батарею
Теперь ваша батарея должна состоять из трех групп ячеек, и в каждой группе должно быть по пять ячеек.
Итак, расставьте свои 15 ячеек так, чтобы вы могли произвести в них электрическое соединение с платой BMS.
Вы должны поместить первую группу из пяти ячеек положительной стороной вверх, затем вторую отрицательную сторону вверх и последнюю положительную сторону вверх.
Шаг четвертый: нарежьте полоски никеля
Возьмите полоску из чистого никеля и поместите ее поверх пяти ячеек.Он должен покрывать все клеммы ячейки и обеспечивать, чтобы у вас было около 10 мм излишка для их подключения к BMS.
Затем подключите отрицательную клемму первой группы к положительной клемме второй и, наконец, отрицательную клемму второй группы к положительной клемме третьей.
Шаг пятый: точечная сварка полос
Теперь вам нужно приварить полосы из чистого никеля точечной сваркой. Перед нажатием педали необходимо прижать сварщика к никелевой полосе и клемме аккумулятора.
Не уверены, правильно ли вы сварили?
Попробуйте потянуть за никелевую полосу. Если он легко отрывается, его нужно снова приварить, но попробуйте использовать более сильный ток.
При точечной сварке всегда надевайте защитные очки и перчатки, потому что точечные сварщики выделяют много тепла, и вы не хотите получить травму.
Шаг шестой: Подключите вашу BMS
BMS важна, потому что она контролирует ячейки, чтобы убедиться, что они имеют правильное напряжение, а также контролирует зарядку и разрядку аккумуляторной батареи.
Если вы хотите убедиться, что ваша BMS соответствует спецификациям этого аккумуляторного блока, вы должны убедиться, что она соответствует следующим критериям: она должна иметь диапазон напряжений 4,25 ~ 4,35 В ± 0,05 В. Он должен иметь максимальный рабочий ток 0 ~ 25 А.
Чтобы подключить BMS к аккумуляторной батарее, обратите внимание на контактные площадки BMS — B-, B1, B2 и B +.
Подключите отрицательную клемму вашей первой параллельной группы ячеек к B-, а положительную клемму к B1.
Затем отрицательный вывод следующей группы должен быть подключен к B2, а положительный — к B +.
Чтобы они оставались вместе, просто приварите BMS точечной сваркой к никелевым полосам.
Шаг седьмой: сделайте для него 3D-футляр
Это дополнительный шаг , который вы можете выполнить, чтобы создать футляр или корпус для вашего аккумуляторного блока, поскольку он использует 3D-принтер.
Однако, поскольку ваши никелевые полоски обнажены, убедитесь, что вы нашли способ прикрыть их, чтобы они не закоротились.
Если вы не хотите делать свой собственный корпус, вы можете приобрести его, но просто убедитесь, что он подойдет.
Ознакомьтесь с некоторыми корпусами для аккумуляторов 18650 на AliExpress.
Шаг восьмой: Подключите проводку
Вам нужно будет подключить проводку аккумуляторной батареи так, чтобы было две клеммы: одна для подключения нагрузки, а другая для зарядки аккумулятора.
Однако при желании можно еще подключить индикатор уровня заряда батареи. Это приятный штрих к вашему готовому продукту.
Инструменты, которые вам понадобятся на этом этапе процесса, — это разъем постоянного тока 5 мм для входа и выхода и индикатор уровня заряда батареи 3S. Вам также понадобится тумблер.
Чтобы подключить всю проводку, выполните следующие действия:
- Сначала припаяйте красный провод от кулисного переключателя и разъема постоянного тока к P + вашей BMS.
- Затем припаяйте отрицательные провода разъема постоянного тока и индикатор уровня заряда батареи к BMS P-.
- Используйте горячий клей у основания батарейного отсека, чтобы закрепить все подключенные провода.
- Используйте винты M3 x 10 мм, чтобы удерживать крышку на месте и обеспечивать безопасность аккумуляторной батареи.
Шаг девятый: зарядите аккумуляторную батарею
Молодец — вы дошли до конца этих инструкций о том, как сделать свой собственный литиевый аккумулятор!
Теперь все, что вам нужно сделать, это зарядить аккумуляторную батарею с помощью адаптера постоянного тока 12,6. После зарядки он готов к использованию!
Как узнать, есть ли проблемы с литиевым аккумулятором?
Есть несколько важных признаков, на которые следует обратить внимание, которые могут сигнализировать о том, что аккумуляторная батарея не работает должным образом и может стать причиной так называемого теплового разгона.
Это когда ячейка испытывает повышенные температуры из-за механического отказа, теплового отказа или короткого замыкания, и в крайних случаях это может привести к возгоранию.
На эти знаки следует обратить внимание, чтобы этого не произошло, независимо от того, приобрели ли вы литиевый аккумулятор или сделали свой собственный.
- В элементе происходит падение напряжения во время длительного периода покоя.
- Требуется длительное время зарядки — это связано с уменьшением тока заряда.
- При зарядке или разрядке аккумулятора он издает шум.
- При зарядке аккумулятор сильно нагревается.
- Зарядная емкость элемента превышает его разрядную емкость.
Можно ли утилизировать и повторно использовать старые литий-ионные батареи?
Если вы цените экологичность и экономите деньги , вы можете задаться вопросом, можно ли повторно использовать старые литий-ионные батареи.
Как мы видели в нашем руководстве по изготовлению собственного аккумуляторного блока, вы можете использовать старые аккумуляторы от другого устройства при его изготовлении.
Однако при этом следует помнить о некоторых важных моментах.
Литий-ионные аккумуляторы чувствительны к таким факторам, как чрезмерный заряд или недостаточный разряд, поскольку из-за этого они теряют свою емкость.
Поэтому всегда измеряйте их напряжение перед их использованием!
Если литий-ионный аккумулятор был разряжен до уровня ниже его напряжения чрезмерной разрядки — обычно оно составляет от 2,7 до 2,75 В, как сообщает другая статья Instructables — тогда он может перейти в спящий режим или полностью разрядиться до такой степени, что он выиграл у меня нет возможности.
Все, что ниже 2 В, считается непригодным для использования.
Тем не менее, вы можете попробовать самостоятельно восстановить разряженные литий-ионные аккумуляторы.
Этот, любезно предоставленный YouTube, возрождает литий-ионные элементы с напряжением 0,5, так что попробовать стоит. Вот что вам нужно сделать:
- Возьмите элемент, который все еще может эффективно удерживать заряд, и подключите его к мертвому элементу — вы должны соединить их параллельно положительным — и подключить оба к зарядному устройству.
- Затем подключите отрицательные клеммы обеих ячеек, чтобы обе ячейки могли заряжаться примерно полминуты.Этого должно быть достаточно, чтобы показать вам, что напряжение мертвой ячейки начинает расти.
- В этом случае вы можете оставить его для зарядки еще примерно на 10 секунд, чтобы зарядное устройство распознало аккумулятор.
- Отключите две ячейки. Взяв разряженный аккумуляторный элемент, вы должны теперь подключить его к зарядному устройству самостоятельно, чтобы увидеть его напряжение. Оно должно быть выше, чем было изначально, даже сейчас, когда оно не связано с другой, здоровой клеткой.
Если ваши литий-ионные элементы кажутся мертвыми, возможно, вы сможете восстановить их, выполнив описанные выше действия.Это определенно стоит попробовать, чтобы предотвратить преждевременный выброс литиевой батареи.
Плюсы и минусы литий-ионных аккумуляторов
Ранее мы уже затрагивали тот факт, что литий-ионные аккумуляторы так популярны, потому что они энергоемки, но каковы их другие преимущества?
И какие потенциальные недостатки использования этих аккумуляторов?
Давайте посмотрим на оба.
Плюсы
- Литий-ионные аккумуляторы легкие. Как правило, они легче других аккумуляторных батарей, потому что они содержат электроды, изготовленные из углерода и лития.
- Литий-ионные батареи не обладают так называемым «эффектом памяти». Это означает, что вам не нужно полностью разряжать литий-ионные батареи, прежде чем вы сможете их зарядить. Это делает их гораздо более практичными в использовании.
- Литий-ионные аккумуляторы могут легко пройти сотни циклов зарядки и разрядки, поэтому они наверняка прослужат вам долгое время.
Минусы
Хотя использование литий-ионных аккумуляторов вместо других типов аккумуляторов дает немало замечательных преимуществ, важно знать некоторые их недостатки.
- Литий-ионные батареи начинают разлагаться, как только они были произведены, и продолжают это делать, даже если они не используются.
- Литий-ионные батареи могут хорошо работать при различных температурах, но слишком большое количество тепла может привести к их более быстрому разложению, чем обычно.
- Литий-ионные батареи очень чувствительны, когда дело доходит до разряда, и вам необходимо убедиться, что литий-ионный аккумулятор имеет встроенную систему управления им, чтобы он работал оптимально.Это может быть дорого.
- Литий-ионные аккумуляторы имеют небольшой риск взрыва. Хотя это случается редко, это проблема с аккумуляторными батареями. В основном, большинство взрывов и пожаров, связанных с литий-ионными батареями, происходят в результате короткого замыкания. Это происходит, когда анод и катод соприкасаются, что приводит к перегреву аккумулятора. Эти два компонента обычно разделены пластиком, но иногда он может выйти из строя, например, в результате производственного сбоя или если аккумулятор оставлен в непосредственной близости от источника тепла.К счастью, взрывы литий-ионных аккумуляторов случаются редко.
Связанные вопросы
Каков срок службы литий-ионных батарей?
Литий-ионный аккумулятор прослужит около трех лет или от 300 до 500 циклов зарядки.
Что такое цикл зарядки?
Цикл зарядки аккумулятора определяется как период его использования с момента полной зарядки аккумулятора до полной разрядки, а затем до полной второй зарядки.
Как следует утилизировать вышедшие из строя литий-ионные батареи?
Разряженные литий-ионные аккумуляторы следует сдавать в пункт сбора бытовых электронных отходов или в пункт сдачи, специально предназначенный для переработки аккумуляторов.
Заключение
Если вам нужен литиевый аккумулятор, вам не нужно идти и покупать его.
Если вы энтузиаст DIY и у вас нет проблем с приобретением всех инструментов и предметов, необходимых для изготовления собственного литиевого аккумулятора, вы сможете сделать это прямо, не выходя из дома.
В этой статье мы описали девять шагов, которые нужно выполнить, чтобы сделать свой собственный литиевый аккумулятор.
Мы также предоставили вам другую информацию, касающуюся литий-ионных аккумуляторов, такую как их преимущества и недостатки, а также способы их безопасного использования.
Как собрать литиевую батарею для электровелосипеда своими руками из элементов 18650
Литиевая батарея — это сердце любого электрического велосипеда. Ваш двигатель бесполезен без всей этой энергии, хранящейся в вашей батарее. К сожалению, хороший аккумулятор для электровелосипеда часто бывает самым сложным и самым дорогим. При ограниченном количестве поставщиков аккумуляторов для электрических велосипедов и множестве различных факторов, включая размер, вес, емкость, напряжение и скорость разряда, поиск именно той батареи, которую вы ищете, может быть сложной задачей и привести к нежелательным компромиссам.
Но что, если бы вам не пришлось идти на компромисс? Что, если бы вы могли собрать свой собственный аккумулятор для электровелосипеда в точном соответствии с вашими требованиями? Что, если бы вы могли собрать аккумулятор идеального размера для вашего велосипеда со всеми необходимыми функциями и сделать это дешевле, чем в розницу? Это проще, чем вы думаете, и ниже я покажу вам, как это сделать.
Теперь пристегнитесь, возьмите напиток и приготовьтесь к серьезному чтению, потому что это не короткая статья. Но это определенно того стоит, когда вы путешествуете на своем собственном аккумуляторе для электровелосипеда!
Заявление об отказе от ответственности. Прежде чем мы начнем, важно отметить, что литиевые батареи по своей природе содержат большое количество энергии, и поэтому крайне важно обращаться с ними с максимальной осторожностью.Создание литиевой батареи своими руками требует базового понимания принципов работы с батареями и не должно предприниматься кем-либо, кто не уверен в своих электрических и технических навыках. Пожалуйста, прочтите эту статью полностью, прежде чем пытаться собрать свой собственный аккумулятор для электровелосипеда. При необходимости всегда обращайтесь за профессиональной помощью.
Примечание. В нескольких местах этой статьи я вставлял сделанные мною видеоролики, демонстрирующие этапы сборки батареи. Батарея, используемая в видео, имеет такое же напряжение, но немного большей емкости.Все те же методы все еще применяются. Если вы чего-то не понимаете в тексте, попробуйте посмотреть это в видео.
Необходимые инструменты и материалы:
18650 варианты литиевых элементов
Ячейки18650, которые используются во многих различных устройствах бытовой электроники, от ноутбуков до электроинструментов, являются одними из наиболее распространенных аккумуляторных элементов, используемых в аккумуляторных батареях для электрических велосипедов. В течение многих лет были доступны только посредственные ячейки 18650, но спрос со стороны производителей электроинструментов и даже некоторых производителей электромобилей на сильные, высококачественные элементы привел к разработке ряда отличных вариантов 18650 за последние несколько лет.
Эти клетки отличаются своей цилиндрической формой и размером примерно с палец. В зависимости от размера батареи, которую вы планируете построить, вам понадобится от нескольких десятков до нескольких сотен.
Существует и различных типов ячеек 18650 на выбор. Я предпочитаю использовать ячейки известных брендов таких компаний, как Panasonic, Samsung, Sony и LG. Эти элементы имеют хорошо задокументированные рабочие характеристики и производятся на уважаемых заводах с превосходными стандартами контроля качества.Фирменные марки 18650 стоят немного дороже, но, поверьте, они того стоят. Отличной ячейкой начального уровня является ячейка Samsung ICR18650-26F. Эти элементы емкостью 2600 мАч должны стоить где-то от 3 до 4 долларов в любом приличном количестве и могут выдерживать непрерывный разряд до 2 ° C (5,2 А на элемент). Я беру свои элементы Samsung 26F на Aliexpress, обычно у этого продавца, но иногда я видел здесь более выгодную цену.
Название бренда аккумуляторов Samsung (18650-29E рупий)
Многие люди склонны использовать более дешевые модели 18650, продаваемые под такими названиями, как Ultrafire, Surefire и Trustfire.Не будь одним из таких людей. Эти клетки часто продаются с емкостью до 5000 мАч, но с трудом могут получить более 2000 мАч. На самом деле, эти элементы являются всего лишь заводским браком, купленным такими компаниями, как Ultrafire, и переупакованными в термоусадочную пленку их собственной торговой марки. Эти элементы B-качества затем перепродаются для использования в устройствах с низким энергопотреблением, таких как фонарики, где их более низкая производительность не является проблемой. Если ячейка стоит менее 2 долларов, она того не стоит. Придерживайтесь элементов известных брендов, таких как мои любимые элементы Samsung, если вы хотите создать безопасную и качественную батарею для электровелосипеда.
Ячейки Samsung ICR18650-26F прямо с завода
Когда дело доходит до покупки аккумуляторов, вы можете найти их в местном магазине или заказать их прямо из Азии. Я предпочитаю второй вариант, так как вы обычно получаете гораздо более выгодную цену прямо к источнику, даже при оплате международной доставки. Одно предостережение: сделайте все возможное, чтобы ваш источник продавал подлинные клетки, а не подделки. Для этого проверьте отзывы и используйте способ оплаты, который гарантирует, что вы сможете вернуть деньги, если продукт не соответствует описанию.По этой причине мне нравится покупать свои ячейки на Alibaba.com и AliExpress.com.
В этом уроке я буду использовать зеленые ячейки Panasonic 18650PF, показанные выше. Однако в последнее время я использую такие элементы 18650GA, которые немного более энергоемкие, что означает большую батарею в меньшем пространстве.
Убедитесь, что вы используете только полоску из чистого никеля
Что касается никелевой полосы, которую вы будете использовать для соединения батарей 18650, у вас будет два варианта: стальные полосы с никелевым покрытием и полосы из чистого никеля.Выбирайте чистый никель. Он стоит немного дороже никелированной стали, но имеет гораздо меньшее сопротивление. Это приведет к меньшим потерям тепла, большему радиусу действия батареи и более длительному сроку службы батареи из-за меньшего теплового повреждения элементов.
Будьте осторожны: некоторые нечестные продавцы пытаются выдать никелированную сталь за чистую продукцию. Им часто это сходит с рук, потому что их практически невозможно отличить невооруженным глазом. Я написал целую статью о некоторых методах, которые я разработал для тестирования никелевой ленты, чтобы убедиться, что вы получаете то, за что заплатили.Посмотрите здесь.
Что касается никелевой ленты, то я тоже люблю Алиэкспресс. Вы также можете найти его на ebay или даже в местном магазине, если вам повезет. Как только я начал делать много батарей, я начал покупать здесь чистую никелевую ленту килограммами, но вначале я рекомендую вам покупать меньшую сумму. Вы можете получить полоску из чистого никеля по хорошей цене в меньших количествах у такого продавца, как этот, но вы все равно получите лучшую цену, купив ее в килограммах или полкилограммах.
Что касается размеров, я предпочитаю использовать никель толщиной 0,1 или 0,15 мм и обычно использую полосу шириной 7 или 8 мм. Более сильный сварщик может сделать и более толстую полосу, но это будет стоить намного дороже. Если ваш сварщик может сделать никелевую ленту толщиной 0,15 мм, то дерзайте; толще всегда лучше. Если у вас более тонкие полоски, это тоже нормально, просто при необходимости положите пару слоев друг на друга, чтобы создать соединения, которые могут пропускать больше тока.
Примечание автора: Привет, ребята, Мика. Я запустил этот сайт и написал эту статью.Я просто хотел поскорее сообщить вам о моей новой книге «Литиевые батареи своими руками: как собрать свои собственные аккумуляторные блоки», которая доступна на Amazon как в электронной, так и в мягкой обложке и доступна в большинстве стран. Она содержит гораздо более глубокие детали, чем эта статья, и содержит десятки рисунков и иллюстраций, показывающих вам каждый этап проектирования и изготовления батареи. Если вы найдете этот бесплатный сайт полезным, то просмотр моей книги может помочь мне в работе, которую я здесь делаю, чтобы принести пользу всем. Спасибо! Хорошо, теперь вернемся к статье.
ОБЯЗАН ли я использовать точечный сварочный аппарат?
Да.
Что ж, позвольте мне сказать по-другому: да, если вы не хотите повредить свои клетки.
Первое, что нужно знать о элементах литиевых батарей, это то, что их убивает тепло. Причина, по которой мы свариваем их точечной сваркой, заключается в том, чтобы надежно соединить ячейки вместе без добавления большого количества тепла.
Конечно, можно припаять непосредственно к ячейкам (хотя это может быть сложно без подходящих инструментов). Проблема с пайкой заключается в том, что вы добавляете много тепла к ячейке, и оно не рассеивается очень быстро.Это ускоряет химическую реакцию в ячейке, которая лишает ее работоспособности. В результате получается ячейка, которая имеет меньшую емкость и умирает раньше.
Аппараты для точечной сварки аккумуляторов отличаются от большинства аппаратов для точечной сварки в домашних условиях. В отличие от аппаратов для точечной сварки с большими губками для домашних мастерских, у аппаратов для точечной сварки электроды электроды расположены на одной стороне. Я никогда не видел их в продаже в США, но их довольно легко найти на eBay и других международных торговых сайтах. Мой сварщик, работающий полный рабочий день, — это довольно простая модель, которую я получил здесь.Здесь можно найти настоятельно рекомендуемый источник для немного более красивой конструкции аппарата для точечной сварки (на фото ниже) с установленными и переносными электродами.
Достаточно распространенный китайский точечный сварщик на уровне хобби
В настоящее время доступны два основных уровня сварщиков: хобби и профессиональный. Хорошая модель для хобби должна стоить около 200 долларов, а хорошая профессиональная модель легко может быть в десять раз дороже. У меня никогда не было профессионального сварщика, потому что я просто не могу оправдать затраты, но у меня есть три разные модели для хобби, и я экспериментировал со многими другими.Их качество очень хорошее, даже на идентичных моделях от одного и того же продавца. К сожалению, лимонная пропорция довольно высока, а это означает, что вы можете выложить более пары сотен долларов за аппарат, который просто не будет работать должным образом (например, мой первый сварщик!). Опять же, это хорошая причина использовать сайт с защитой покупателя, такой как Aliexpress.com.
Сварщик точечной сварки профессионального уровня
Я использую свои сварочные аппараты на 220 В, хотя доступны версии на 110 В. Если у вас есть доступ к 220 В в вашем доме (во многих странах с 110 В есть линии 220 В для сушилок для одежды и других мощных приборов), я бы рекомендовал придерживаться 220 В.По моему опыту, модели на 110 В имеют больше проблем, чем их братья на 220 В. Ваш пробег может отличаться.
Цена покупки часто отпугивает многих, но на самом деле 200 долларов для хорошего точечного сварщика — это неплохо. В целом, расходные материалы для моей первой батареи, включая стоимость таких инструментов, как точечная сварка, в конечном итоге обошлись мне примерно так же, как если бы я купил розничную батарею такой же производительности. Это означало, что в конце концов у меня был новый аккумулятор, и я считал все инструменты бесплатными.С тех пор я использовал их для создания бесчисленного количества батарей и очень сильно сэкономил!
Прежде чем начать
Несколько советов перед началом работы:
Работайте в чистом месте, где нет беспорядка. Когда вы обнажили контакты многих элементов батареи, соединенных вместе, последнее, что вам нужно, — это случайно положить батарею на отвертку или другой металлический предмет. Однажды я чуть не пролил коробку со скрепками на открытую батарею, пытаясь убрать ее с дороги.Я могу только представить себе фейерверк, который мог бы вызвать.
Надевайте перчатки. Рабочие перчатки, механические перчатки, сварочные перчатки, даже латексные перчатки — просто наденьте что-нибудь. На поверхности вашей кожи может проводиться достаточно высокое напряжение, особенно если у вас даже слегка вспотели ладони. Я достаточно раз чувствовал покалывание, чтобы всегда носить перчатки. Фактически, моя пара для работы с батареями — это старые розовые перчатки для посуды. Они тонкие и обеспечивают большую маневренность, защищая меня от коротких замыканий и искр.
Мои перчатки выбора
Удалите все металлические украшения. Это еще один совет, который я могу дать по своему опыту. Вы не хотите, чтобы контакты на батарее искрились дугой, особенно если это касается вашей голой кожи. У меня такое случалось на моем обручальном кольце, а однажды даже в течение недели на запястье оставался ожог в виде застежки часов. Сейчас все снимаю.
Надевайте защитные очки. Серьезно. Не пропустите это. В процессе точечной сварки нередки разлетаются искры.Не пользуйтесь защитными очками и возьмите очки в стиле химической лаборатории, если они у вас есть — вам понадобится защитный чехол, когда искры начнут отскакивать. У тебя только два глаза; Защити их. Я предпочитаю потерять руку, чем глаз. О, если говорить об оружии, я бы порекомендовал длинные рукава. Эти искры причиняют боль, когда попадают на ваши запястья и предплечья.
Хорошо, давайте сделаем аккумулятор для электровелосипеда!
Вы, вероятно, рады начать сварку, но первым делом нужно спланировать конфигурацию вашей батареи.
Большинство аккумуляторов электрических велосипедов имеют диапазон от 24 до 48 В, обычно с шагом 12 В. Некоторые люди используют батареи с напряжением до 100 вольт, но сегодня мы будем придерживаться батареи среднего размера на 36 В. Конечно, те же принципы применимы к любой батарее напряжения, поэтому вы можете просто увеличить размер батареи, которую я показываю вам сегодня, и построить свою собственную батарею 48 В, 60 В или даже более высокого напряжения.
Чтобы достичь намеченного напряжения 36 В, мы должны последовательно соединить несколько 18650 ячеек.Литий-ионные аккумуляторные элементы номинально рассчитаны на 3,6 или 3,7 В, что означает, что для достижения номинального напряжения 36 В нам потребуется 10 последовательно подключенных элементов. Промышленное сокращение для серии — «s», поэтому этот блок будет известен как «блок 10S» или 10 ячеек, соединенных последовательно, для конечного напряжения блока 36 В.
Затем нам нужно будет подключить несколько ячеек 18650 параллельно, чтобы достичь желаемой емкости блока. Каждая из ячеек, которые я использую, рассчитана на 2 900 мАч. Я планирую подключить 3 ячейки параллельно, чтобы получить общую емкость 2,9 Ач x 3 ячейки = 8.7 Ач. Промышленное сокращение для параллельных ячеек — «p», что означает, что моя окончательная конфигурация блока считается «блоком 10S3P» с окончательной спецификацией 36V 8.7AH.
Большинство имеющихся в продаже пакетов на 36 В имеют емкость около 10 Ач, что означает, что наш пакет будет немного меньше. Мы также могли бы использовать конфигурацию 4p, дающую нам 11,6 Ач, что было бы немного больше и дороже. Конечная емкость полностью определяется вашими потребностями. Больше — не всегда лучше, особенно если вы устанавливаете аккумулятор в ограниченном пространстве.
Затем спланируйте конфигурацию ячейки на компьютере или даже с помощью карандаша и бумаги. Это поможет убедиться, что вы правильно раскладываете свой рюкзак, и покажет вам окончательные размеры упаковки. На моем нисходящем рисунке ниже я обозначил положительный конец ячеек красным цветом, а отрицательный конец ячеек — белым.
Это очень простой макет, в котором каждый столбец из 3 ячеек подключается параллельно, а затем 10 столбцов подключаются последовательно слева направо.Плата BMS показана в дальнем правом конце упаковки. Вскоре вы увидите, как упаковка, изображенная на рисунке, соберется в реальной жизни.
Ниже я сделал видео, показывающее, как спроектировать расположение ячеек батареи.
Подготовьте свои клетки
Теперь, когда у нас есть все это надоедливое планирование, давайте приступим к самой батарее. Наше рабочее пространство чистое, все наши инструменты под рукой, у нас есть защитное снаряжение, и мы готовы к работе.Начнем с подготовки отдельных аккумуляторных элементов 18650.
Проверьте напряжение каждой ячейки, чтобы убедиться, что все они идентичны. Если ваши ячейки поступили прямо с завода, они не должны отличаться более чем на несколько процентных пунктов от одного к другому. Они, вероятно, будут находиться в диапазоне 3,6–3,8 вольт на элемент, поскольку большинство заводов отправляют свои элементы частично разряженными, чтобы продлить срок их хранения.
Если какой-либо один элемент батареи значительно отличается от других, НЕ подключайте его к другим элементам.Параллельное соединение двух или более ячеек с разным напряжением вызовет мгновенный и массивный ток, протекающий в направлении ячейки (ячеек) с более низким напряжением. Это может повредить клетки и даже в редких случаях привести к возгоранию. Заряжайте или разряжайте элемент по отдельности, чтобы он соответствовал другим, или, что более вероятно, просто не используйте его в своей батарее. Причина разницы в напряжении может быть связана с проблемой в ячейке, а вы не хотите, чтобы в вашей батарее была неисправная ячейка.
Вот почему я теперь всегда использую ячейки известных брендов.Единственный раз, когда я получал заводские ячейки прямого действия с несовпадающими напряжениями, — это когда я покупал элементы других производителей.
После того, как я проверил все элементы, которые мне нужны, и убедился, что они имеют соответствующее напряжение, мне нравится размещать их на своей рабочей поверхности в той ориентации, в которой они должны быть установлены. Это дает мне еще одну последнюю проверку, чтобы убедиться, что ориентация будет работать так, как планировалось, и шанс увидеть реальный размер упаковки без небольшой прокладки и термоусадочной пленки.
Примерно так должна выглядеть пачка, когда батарея разрядится
Подготовьте никель
Мне нравится отрезать большую часть своей никелевой полосы заранее, чтобы я мог просто сваривать прямо, не прерывая поток, чтобы остановить и отрезать больше никеля.Я измерил ширину трех ячеек и отрезал достаточно никелевой полосы, чтобы сварить верхнюю и нижнюю части 10 комплектов по 3 ячейки, то есть 20 полосок никеля шириной по 3 ячейки каждая, плюс пара запасных частей на случай, если я что-нибудь испортил.
Никелевые полосы нарезанные из рулона
Никель на удивление мягкий, поэтому его можно разрезать обычными ножницами. Постарайтесь не сгибать его слишком сильно, так как вы хотите, чтобы он оставался как можно более плоским. Если вы все-таки согнете уголки ножницами, вы легко сможете снова согнуть их пальцем.
Подготовьте параллельные группы к сварке
Вам нужно будет каким-то образом удерживать клетки по прямой линии во время сварки, так как делать это сложнее, чем кажется. У меня есть хорошее приспособление (которое я получил в качестве бесплатного «подарка» при покупке одного из моих сварщиков), чтобы удерживать мои ячейки на прямой линии во время сварки. Однако, прежде чем я его получил, я использовал простую деревянную оправку, которую я сделал, чтобы удерживать ячейки, пока я горячим склеил их в прямую линию.
Мой «настоящий» 18650 приспособление для точечной сварки
Мой старый деревянный шаблон для горячего склеивания 18650
В любом случае работает, но мой оранжевый джиг экономит мне один шаг горячего клея, который просто делает упаковку более чистой.Конечно же, после того, как упаковка будет покрыта термоусадочной пленкой, все будет по-прежнему, так что вы можете использовать любой метод, который вам нравится. Я даже обнаружил, что некоторые из этих цилиндрических лотков для кубиков льда идеально подходят для хранения 18650 ячеек. Если отрезать верхнюю часть, она останется чистой для сварки. Я бы добавил несколько сильных неодимовых магнитов на заднюю часть, чтобы удерживать ячейки на месте, как у моего апельсинового джига, но в остальном это идеальный джиг почти как есть.
Поднос для кубиков льда, который на 18650 идеально подходит для точечной сварки
Пора начинать сварку!
Хорошо, вот момент, которого все так ждали.Давайте сварим наши клетки.
Теперь план игры состоит в том, чтобы сварить параллельные группы из 3 ячеек (или больше или меньше для вашего пакета, в зависимости от того, какую общую емкость вы хотите). Чтобы сварить ячейки параллельно, нам нужно сварить верхнюю и нижнюю части ячеек вместе, чтобы все 3 ячейки имели общие положительные и отрицательные выводы.
Существуют разные модели сварочных аппаратов, но большинство из них работают одинаково. У вас должны быть два медных электрода, расположенных на расстоянии нескольких миллиметров друг от друга на двух плечах, или у вас могут быть портативные датчики.У моей машины есть сварочные рычаги.
Положите никелевую ленту на верхнюю часть ячеек и приподнимите ее к сварочным зондам, чтобы начать сварку
Положите никелевую полосу поверх трех ячеек, убедившись, что она закрывает все три клеммы. Включите сварочный аппарат и установите достаточно низкий ток (если вы используете сварочный аппарат впервые). Выполните пробную сварку, поместив элементы батареи и медную полоску под зонды и поднимая их, пока сварочные рычаги не поднимутся достаточно высоко, чтобы начать сварку.
Вы увидите две точки в местах выполнения сварного шва. Проверьте сварной шов, потянув за никелевую полосу (если вы впервые пользуетесь сварочным аппаратом). Если он не отрывается от давления руки или требует большой силы, значит, это хороший сварной шов. Если вы можете легко снять его, включите ток. Если поверхность выглядит обгоревшей или слишком горячей на ощупь, уменьшите силу тока. Полезно иметь запасную ячейку или две для набора мощности вашей машины.
Так должны выглядеть ваши ячейки после первого набора сварных швов
Продолжайте движение вниз по ряду ячеек, нанося сварной шов на каждую ячейку.Затем вернитесь и сделайте еще один набор сварных швов на каждой ячейке. Мне нравится делать 2-3 сварных шва (4-6 точек) на ячейку. Если меньше, сварной шов станет менее надежным; больше, и вы просто нагреете камеру без надобности. Все больше и больше сварных швов не сильно увеличивают токопроводящую способность никелевой ленты. Фактическая точка сварки — не единственное место, где ток течет от ячейки к полосе. Плоский кусок никеля будет касаться всей поверхности крышки ячейки, а не только в точках сварного шва. Так что 6 точек сварки — это достаточно для обеспечения хорошего контакта и соединения.
Вот ячейки с еще парочкой сварных швов
Когда у вас будет 2-3 сварных шва в верхней части каждой ячейки, переверните 3 ячейки и проделайте то же самое с нижней частью 3 ячеек с новым куском никеля. После того, как вы завершите нижние сварные швы, у вас будет одна полная параллельная группа, готовая к работе. Технически это уже батарея 1S3P (1 элемент последовательно, 3 элемента параллельно). Это означает, что я только что создал батарею 3,6 В 8,7 Ач. Их осталось всего девять, и мне хватит, чтобы собрать весь рюкзак.
Теперь приварите таким же образом на противоположной стороне ячеек
Затем возьмите еще 3 ячейки (или сколько бы их ни было в параллельных группах) и выполните ту же операцию, чтобы создать другую параллельную группу, аналогичную первой. Тогда продолжай. Я делаю еще восемь параллельных групп, всего 10 параллельных групп.
Ниже я снял видео, в котором показано, как выполнять точечную сварку аккумулятора.
Последовательная сборка параллельных групп
Теперь у меня есть 10 отдельных параллельных групп, и я собираюсь соединить их последовательно, чтобы сделать один аккумулятор для электровелосипеда.
10 параллельных групп, сваренных, никуда не деться…
Когда дело доходит до компоновки, есть два способа собрать ячейки в прямые пакеты (прямоугольные блоки, как я собираю). Я не знаю, есть ли для этого отраслевые термины, но я называю эти два метода «офсетной упаковкой» и «линейной упаковкой».
Упаковка со смещением приводит к более короткой упаковке, поскольку параллельные группы смещены на половину ячейки, занимая часть пространства между ячейками предыдущей параллельной группы.Однако это приводит к несколько более широкой упаковке, поскольку смещенные параллельные группы простираются в каждую сторону на четверть ячейки больше, чем они имели бы при линейной упаковке. Офсетная упаковка удобна в тех случаях, когда вам нужно разместить упаковку в более короткой области (например, в треугольнике рамы) и не заботиться о штрафе за ширину.
Линейная упаковка, с другой стороны, дает более узкую упаковку, которая в конечном итоге оказывается немного длиннее, чем офсетная упаковка. Некоторые люди говорят, что офсетная упаковка более эффективна, потому что вы можете разместить больше ячеек на меньшей площади, используя пространство между ячейками.Однако офсетная упаковка создает бесполезное пространство на концах параллельных групповых рядов, где между краем упаковки и «более короткими» рядами образуются зазоры. Чем больше аккумуляторный блок, тем меньше занимаемого места занимает по сравнению с общим размером блока, но для большинства блоков разница незначительна. Что касается батареи, я решил использовать офсетную упаковку, чтобы сделать ее короче и легче разместить в небольшой сумке с треугольными чашками.
Когда дело доходит до последовательной сварки параллельных групп, вам необходимо спланировать сварные швы с учетом физических возможностей вашего сварщика.Короткие рукава на моем сварочном аппарате могут достигать глубины только двух рядов ячеек, а это означает, что мне нужно будет добавлять по одной параллельной группе за раз, сваривать ее, а затем добавлять еще одну. Если у вас есть ручные сварочные щупы, теоретически вы можете сварить всю батарею за один раз.
И теоретически я бы тебе завидовал.
Поскольку у большинства сварщиков есть такие же руки, как у меня, я покажу вам, как я это сделал. Я начал с горячего склеивания двух параллельных групп вместе со смещением, убедившись, что концы противоположны (по одному положительному и по одному отрицательному на каждом конце, как показано на рисунке).Затем я отрезал кучу никелевых полосок, достаточно длинных, чтобы перемыть два элемента.
Обратите внимание, что параллельные группы выровнены с противоположными полюсами
Я поместил первую параллельную группу положительной стороной вверх, а вторую параллельную группу отрицательной стороной вверх. Я положил никелевые полоски поверх каждого из трех наборов ячеек, соединив положительные клеммы первой параллельной группы с отрицательной клеммой второй параллельной группы, как показано на рисунке.
Затем я наложил по одному комплекту сварных швов на каждый конец ячейки первой параллельной группы, эффективно прихватив три никелевые полоски на месте.Затем я добавил еще один набор сварных швов на каждый из отрицательных выводов второй параллельной группы. Это дало мне 6 сварочных комплектов или по одному сварочному комплекту для каждой ячейки. Наконец, я дополнил эти комплекты одиночных сварных швов еще парой сварных швов на ячейку, чтобы обеспечить хороший контакт и соединение.
Затем я добавил третью параллельную группу после второй, приклеив ее горячим клеем в той же ориентации, что и первая, так что верх упаковки чередуется от положительных клемм к отрицательным клеммам и обратно к положительным клеммам вдоль первых трех параллельных групп. .
Теперь этот шаг очень важен: Я переверну пакет вверх дном и выполню этот набор сварных швов между положительными крышками на второй параллельной группе и отрицательными клеммами на третьей параллельной группе. По сути, я свариваю на противоположной стороне блока, как и при подключении первых двух параллельных групп. Пропустите несколько изображений, чтобы увидеть полностью сваренный пакет, чтобы понять, как работает система чередующихся сторон.
Почему мы меняем стороны упаковки во время сварки? Мы делаем это, потому что таким образом мы подключаем положительный вывод каждой параллельной группы к отрицательному выводу следующей группы в линии.Вот как работают последовательные соединения: всегда от положительного к отрицательному, от положительного к отрицательному, чередуя их.
Когда мы добавляем четвертую параллельную группу, мы снова приклеиваем ее горячим клеем в противоположной ориентации третьей параллельной группы (и той же ориентации второй параллельной группы), а затем привариваем ее на противоположной стороне, пока мы сваривали между вторая и третья группы (и та же сторона, что мы сварили между первой и второй группами).
Этот шаблон продолжается до тех пор, пока мы не подключим все 10 параллельных групп.В моем случае вы можете видеть, что первая и последняя параллельные группы не приварены к верхней стороне пакета. Это потому, что они являются «концами» блока или основными положительными и отрицательными выводами всего блока 36 В.
Каждая из групп ячеек, не подключенных наверху, подключена снизу
Добавление BMS (системы управления батареями)
Батарейные элементы теперь собраны в большую батарею на 36 В, но мне все еще нужно добавить BMS для управления зарядкой и разрядкой батареи.BMS контролирует все параллельные группы в батарее, чтобы безопасно отключить питание в конце зарядки, одинаково сбалансировать все ячейки и предотвратить чрезмерную разрядку батареи.
BMS не обязательно . строго требуется — пакет можно использовать как есть, без BMS. Но это требует очень тщательного контроля за элементами батареи, чтобы избежать их повреждения или создания опасного сценария во время зарядки или разрядки. Это также требует покупки более сложного и дорогого зарядного устройства, которое может сбалансировать все элементы по отдельности.Гораздо лучше использовать BMS, если у вас нет особых причин, по которым вы хотите самостоятельно контролировать свои клетки.
Я выбрал BMS с максимальным током постоянного разряда 30A, чего мне больше не нужно. Хорошо быть консервативным и, если возможно, завышать спецификации вашей BMS, чтобы вы не использовали ее до предела. Моя BMS также имеет функцию баланса, которая поддерживает баланс всех моих ячеек при каждой зарядке. Не все BMS делают это, хотя большинство из них. Будьте осторожны с очень дешевыми BMS, потому что именно тогда вы можете столкнуться с несбалансированной BMS.
Чтобы подключить BMS, нам сначала нужно определить, какой из измерительных проводов (множество тонких проводов) является первым (предназначенным для первой параллельной группы). Ищите пронумерованные провода на одной стороне платы. Моя находится на обратной стороне платы, и я забыл сфотографировать ее перед установкой, но поверьте мне, я заметил, с какого конца начинаются провода датчиков. Вы же не хотите ошибиться и подключить сенсорные провода в неправильном направлении.
Обязательно сверьтесь со схемой подключения вашей BMS, потому что некоторые BMS имеют на один сенсорный провод больше, чем ячейки (например, 11 сенсорных проводов для блока 10S).В этих блоках первый провод идет к отрицательному выводу первой параллельной группы, а все остальные провода идут к положительному выводу каждой последующей параллельной группы. Моя BMS имеет только 10 сенсорных проводов, поэтому каждый будет подключаться к положительной клемме параллельных групп.
Схема подключения, поставляемая с моей BMS
Перед тем, как на самом деле подключать BMS к батарее, я приклеил ее горячим клеем к куску пенопласта, чтобы изолировать контакты на нижней части платы, а затем приклеил эту пену к концу батареи.
Затем я взял измерительный провод, обозначенный B1, и припаял его к положительной клемме первой параллельной группы (которая также совпадает с отрицательной клеммой второй параллельной группы, поскольку они соединены вместе никелевой полосой).
При пайке этих проводов к никелевой полосе старайтесь паять между двумя ячейками, а не непосредственно поверх ячейки. Это удерживает источник тепла дальше от фактических концов элементов и вызывает меньший нагрев элементов батареи.
Затем я взял свой второй сенсорный провод (или ваш третий сенсорный провод, если у вас на один сенсорный провод больше, чем параллельных групп) и припаял его к положительной клемме второй параллельной группы. Опять же, обратите внимание, что я припаиваю этот провод к никелю между ячейками, чтобы избежать прямого нагрева любой ячейки.
Я продолжил со всеми 10 проводами считывания, поместив последний на положительный вывод 10-й параллельной группы. Если вы не уверены, какие группы к каким группам относятся, или запутались, используйте цифровой вольтметр, чтобы дважды проверить напряжения каждой группы, чтобы вы знали, что подключаете каждый провод к правильной группе.
Последним этапом подключения BMS является добавление проводов заряда и разряда. И положительный, и разрядный провод батареи будут припаяны непосредственно к положительной клемме 10-й параллельной группы. Провод отрицательного заряда будет припаян к C-контактной площадке BMS, а отрицательный разрядный провод будет припаян к P-контактной площадке BMS. Мне также нужно добавить один провод от отрицательной клеммы первой параллельной группы к B-контактной площадке BMS.
Вы заметите, что для своих зарядных проводов я использовал провода большего диаметра, чем сенсорные провода, поставляемые с BMS.Это потому, что зарядка будет передавать больше тока, чем эти сенсорные провода. Кроме того, вы заметите, что разрядные провода (включая контактную площадку B до отрицательной клеммы аккумулятора) являются самыми толстыми проводами из всех, так как они будут нести всю мощность всего аккумулятора во время разрядки. Я использовал 16 AWG для зарядных проводов и 12 AWG для разрядных проводов.
На следующих фотографиях вы также заметите, что мои провода заряда и разряда обмотаны на концах изолентой.Это необходимо для предотвращения случайного контакта друг с другом и короткого замыкания батареи. Мой друг недавно посоветовал мне другой (и, вероятно, лучший) вариант предотвращения коротких замыканий: сначала добавьте разъемы к проводам, а затем припаяйте их к блоку и BMS. Дох!
Ниже я сделал видео, показывающее, как добавить BMS к литиевой батарее.
Уплотнение аккумулятора электровелосипеда своими руками с помощью термоусадки
Этот шаг не обязателен.Вам следует как-то герметизировать батарею, чтобы предотвратить короткое замыкание на весь этот незащищенный никель, но не обязательно, чтобы содержал с термоусадочной пленкой. Некоторые люди используют клейкую ленту, полиэтиленовую пленку, ткань и т. Д. Тем не менее, на мой взгляд, термоусадочная пленка — лучший метод, потому что она не только обеспечивает в значительной степени водостойкое (хотя и не водонепроницаемое) уплотнение, но также обеспечивает постоянное и равномерное давление на все ваши соединения и провода, что снижает риск повреждения от вибрации.
Прежде чем запечатывать батареи термоусадочной пленкой, я предпочитаю обернуть их тонким слоем поролона для дополнительной защиты.Это помогает предохранить концы ваших элементов от осколков, если аккумулятор подвергнется грубому обращению, что может произойти случайно в виде упавшего аккумулятора или аварии электровелосипеда. Пена также помогает гасить вибрации, которые аккумулятор испытывает на велосипеде.
Нарезка поролона по размеру перед упаковкой
Я использую белую крафтовую пену толщиной 2 мм и вырезаю фигуру немного больше, чем моя упаковка. Заворачиваю и заклеиваю изолентой. Он не должен быть красивым, он просто должен покрывать всю стаю.Ваш следующий шаг скроет пену из поля зрения.
Далее идет термоусадочная трубка. Трудно найти термоусадочную трубку большого диаметра, и мне повезло с большим количеством разных размеров от китайского поставщика, прежде чем у него закончились поставки. Лучше всего проверить такие сайты, как eBay, на наличие коротких термоусадочных материалов нужного вам размера.
Небольшое примечание: когда вы переходите к термоусадке большого размера, метод обозначения размера часто меняется от обращения к диаметру трубки на указание на плоскую ширину (или половину окружности, когда она находится в круге).Это связано с тем, что при таких больших размерах это больше не трубка, а два плоских листа, соединенных вместе, вроде конверта. Помните об этом и знайте, какой размер указан, когда вы покупаете термоусадочную трубку большого диаметра.
Существуют формулы для расчета точного размера необходимой термоусадки, но я часто нахожу их слишком сложными. Вот как я определяю, какой размер мне нужен: беру высоту и ширину упаковки, складываю их вместе и запоминаю это число.Размер термоусадки, который вам нужен, если измерять его по ширине плоскости (половина окружности), находится между тем числом, которое вы нашли, и удвоенным значением (или, в идеале, между немного большим, чем это число, до чуть меньше, чем вдвое больше).
Почему эта формула работает? Подумайте об этом: термоусадка (если не указано иное) обычно имеет коэффициент усадки 2: 1, поэтому, если мне нужно что-то, что меньше чем в два раза превышает окружность (или, скорее, периметр, поскольку мой рюкзак на самом деле не круг) моего пакета. Поскольку термоусадка большого диаметра указывается для размеров половинной окружности (плоской ширины), и я хочу, чтобы термоусадка была немного больше, чем периметр моей упаковки, то я знаю, что мне нужно, чтобы размер половины окружности был немного больше, чем половина периметра моего рюкзака, равная высоте плюс ширина моего рюкзака.
Это может показаться запутанным, поэтому давайте говорить в реальных числах. Мой рюкзак примерно 70 мм в высоту и примерно 65 мм в ширину. Это означает, что половина периметра моего рюкзака составляет 70+ 65 = 135 мм. Поэтому мне нужна термоусадочная трубка с плоской шириной (или половиной окружности) от 135 до 270 мм, или, чтобы быть безопаснее, от 150 до 250 мм. И если возможно, я хочу быть на меньшем конце этого диапазона, чтобы термоусадка была более плотной и удерживалась более прочной. К счастью, у меня есть термоусадочная трубка 170 мм, которая отлично подойдет.
Еще одно замечание о термоусадке большого диаметра: если не указано иное, этот материал обычно дает усадку примерно на 10% в продольном направлении, поэтому вам нужно немного прибавить к длине, чтобы учесть как перекрытие, так и продольную усадку.
Но есть еще одна проблема: теперь, если я просто засуну свой рюкзак в какую-нибудь термоусадочную трубку, у меня останутся открытые концы. Конструктивно это более или менее нормально, хотя не будет водонепроницаемым и будет выглядеть немного менее профессионально.
Итак, я собираюсь сначала использовать более широкий (285 мм, если быть точным), но более короткий кусок термоусадочной пленки, чтобы обернуть упаковку в длинном направлении. Это сначала закроет концы, а затем я смогу вернуться к своему длинному и тощему куску термоусадки, чтобы покрыть всю длину упаковки.
Если у вас нет настоящего теплового пистолета, вы можете использовать сильный фен. Не все фены подойдут, но модель моей жены на 2000 ватт великолепна. У меня есть настоящая тепловая пушка, но на самом деле я предпочитаю использовать ее фен, потому что у него более тонкие элементы управления и более широкая мощность.Только не испачкай фен своей жены!
Надевание и усадка второго слоя
Теперь вся моя упаковка запаяна в термоусадочную пленку, а провода выходят из шва между двумя слоями термоусадочной пленки. Я мог бы остановиться здесь, но с чисто эстетической точки зрения мне не особенно понравилось, как там упала усадка на выход провода. Поэтому я взял третий кусок термоусадочной пленки того же размера (285 мм), что и первый кусок, и еще раз прошел вокруг длинной оси упаковки, чтобы плотно прижать провода к концу упаковки.
В результате получилось три слоя термоусадочной пленки, что составляет одну очень защищенную батарею!
Ниже я сделал видео, показывающее, как термоусадку литиевой батареи.
Последние штрихи
Единственное, что осталось сделать на этом этапе, — это добавить разъемы, если вы не сделали это до того, как припаяли провода, что я действительно рекомендую сделать. Но, конечно, я этого не сделал, поэтому добавил их на этом этапе, стараясь не закоротить их, подключая только один провод за раз.
Доллар за весы
Вы можете использовать любые разъемы, какие захотите. Я большой поклонник разъемов Anderson PowerPole для разрядных проводов. Я использовал этот другой разъем, который был у меня в контейнере для запчастей, для разрядных проводов. Я не знаю, как называется этот тип коннектора, но если кто-то хочет сообщить мне об этом в разделе комментариев, это будет здорово!
Вы также можете добавить этикетку или другую информацию снаружи вашего рюкзака, чтобы придать ему профессиональный вид. По крайней мере, неплохо было бы хотя бы написать на упаковке напряжение и емкость.Особенно, если вы сделаете несколько нестандартных аккумуляторов, это гарантирует, что вы никогда не забудете правильное напряжение заряда для батареи.
Вначале вы также захотите протестировать аккумулятор с довольно небольшой нагрузкой. Попробуйте совершить легкую поездку на первых нескольких зарядках или, что еще лучше, используйте разрядник, если он у вас есть. Я построил нестандартный разрядник из галогенных лампочек. Это позволяет мне полностью разряжать батареи на разных уровнях мощности и измерять выходную мощность. Эта конкретная батарея дала 8.54 Ач в первом цикле разряда при скорости разряда 0,5 с, или около 4,4 А. Этот результат на самом деле довольно хороший и соответствует средней емкости отдельного элемента около 2,85 Ач, или 98% от номинальной емкости.
Производители обычно оценивают емкость своих элементов при очень низкой скорости разряда, иногда всего 0,1 с, когда элементы работают с максимальной производительностью. Так что не удивляйтесь, если вы используете только 95% или около того от заявленной емкости ваших ячеек во время реальных разрядов. Этого следовало ожидать.Кроме того, ваша емкость, вероятно, немного вырастет после первых нескольких циклов зарядки и разрядки, поскольку элементы сломаются и уравновесятся друг с другом.
Я не включил в эту статью раздел о зарядке, поскольку речь шла только о том, как собрать литиевую батарею. Но вот видео, которое я сделал, показывает, как выбрать подходящее зарядное устройство для литиевой батареи.
Теперь ваша очередь!
Теперь у вас есть вся информация, которая может вам понадобиться, чтобы сделать свой собственный литиевый аккумулятор для электровелосипеда.Возможно, вам все еще понадобится несколько инструментов, но, по крайней мере, у вас есть знания. Не забывайте делать это медленно, все распланируйте заранее и наслаждайтесь проектом. И не забывайте свое защитное снаряжение!
Видеоверсия моего практического руководства:
Если вы похожи на меня, то вам нравится слышать и видеть, как что-то делается, а не просто читать о них. Вот почему я также снял видео, показывающее все шаги, которые я сделал здесь, в одном видео. Батарея, которую я собираю в этом видео, не такая же, но похожая.Это аккумулятор на 24 В, 5,8 Ач для небольшого маломощного электровелосипеда. Но вы можете просто добавить больше ячеек, чтобы получить более высокое напряжение или большую емкость в соответствии с вашими потребностями. Посмотрите видео ниже:
Я оставлю вам немного больше вдохновения
Теперь я уверен, что вы все в восторге от создания собственного аккумуляторного блока. Но на всякий случай я собираюсь оставить вам потрясающее видео, в котором производитель аккумуляторов Дамиан Рене из Мадрида, Испания, строит очень большой, очень профессионально сконструированный аккумулятор 48 В 42 Ач из 18650 ячеек.О том, как он построил эту батарею, можно прочитать здесь. (Также обратите внимание на видео, как он хорошо использует средства защиты!)
кредит изображения 1, 2, 3,
.