Lodding av LiPo-batterier. LiPo-gjenoppretting

Det kommer en tid i livet til hver "radiomorder" når du trenger å sveise flere litiumbatterier sammen - enten når du reparerer et bærbart batteri som har dødd av alder, eller når du monterer strøm til et annet fartøy. Lodding av "litium" med en 60-watts loddebolt er upraktisk og skummelt - du vil overopphetes litt - og du har en røykgranat i hendene, som er ubrukelig å slukke med vann.

Kollektiv opplevelse tilbyr to alternativer – enten gå til søppeldynga på leting etter en gammel mikrobølgeovn, riv den fra hverandre og skaff deg en transformator, eller bruk mye penger.

Av hensyn til flere sveiser i året ville jeg ikke lete etter en transformator, sage den og spole den tilbake. Jeg ønsket å finne en ultra-billig og ultra-enkel måte å sveise batterier ved hjelp av elektrisk strøm.

En kraftig lavspent DC-kilde tilgjengelig for alle - dette er en vanlig brukt. Bilbatteri. Jeg er villig til å satse på at du allerede har det et sted i pantryet ditt eller at naboen din har det.

Jeg skal gi deg et hint - Den beste måtenå få et gammelt batteri gratis er

vente på frost. Nærmer deg den stakkars fyren hvis bil ikke vil starte - han vil snart løpe til butikken for et nytt nytt batteri, og gi det gamle til deg for ingenting. I kulde kan det hende at et gammelt blybatteri ikke fungerer bra, men etter å ha ladet huset på et varmt sted vil det nå full kapasitet.

Problemet er at konvensjonelle 12-volts bilreleer er vurdert til maksimalt 100 ampere, og kortslutningsstrømmene under sveising er mange ganger høyere. Det er en risiko for at reléarmaturen rett og slett vil sveise. Og så, i det enorme Aliexpress, kom jeg over motorsykkelstartreléer. Jeg tenkte at hvis disse reléene tåler startstrømmen, mange tusen ganger, så vil de passe til mine formål. Det som til slutt overbeviste meg var denne videoen, der forfatteren tester et lignende relé:

Reléet mitt ble kjøpt for 253 rubler og nådde Moskva på mindre enn 20 dager. Reléegenskaper fra selgerens nettside:

• Designet for motorsykler med 110 eller 125 cc motor
• Nominell strøm - 100 ampere i opptil 30 sekunder
• Viklingseksitasjonsstrøm - 3 ampere
• Vurdert for 50 tusen sykluser
• Vekt - 156 gram

Jeg var fornøyd med kvaliteten på enheten - to kobberbelagte kontakter ble installert gjengede forbindelser, alle ledninger er fylt med blanding for vannmotstand.

På en rask løsning Jeg satte sammen et "teststativ" og lukket relékontaktene manuelt. Ledningen var enkjernet, med et tverrsnitt på 4 firkanter, og de strippede endene ble festet med en rekkeklemme. For å være på den sikre siden utstyrte jeg en av terminalene til batteriet med en "sikkerhetsløkke" - hvis reléarmaturen bestemte seg for å brenne ut og forårsake kortslutning, Jeg ville ha tid til å trekke av terminalen fra batteriet ved å bruke dette tauet:

Tester har vist at maskinen yter godt. Ankeret banker veldig høyt, og elektrodene gir tydelige blink; releet brenner ikke ut. For ikke å kaste bort en nikkelstrimmel og for ikke å øve på farlig litium, plaget jeg bladet til en brevpapirkniv. På bildet ser du flere punkter av høy kvalitet og flere overeksponerte:

Overeksponerte prikker er også synlige på undersiden av bladet:

Først hopet han seg opp enkelt diagram på en kraftig transistor, men husket raskt at solenoiden i reléet ønsker å forbruke så mye som 3 ampere. Jeg rotet rundt i esken og fant en erstatningstransistor MOSFET IRF3205 og skisserte en enkel krets med den:

Først prøver vi kretsen på folie (med gledelige klikk brenner den hull rett gjennom flere lag), så tar vi ut nikkeltape fra oppbevaringen for å koble til batterienhetene. Vi trykker kort på knappen, vi får et høyt blink, og undersøker det brente hullet. Notatboken ble også skadet - ikke bare nikkel ble brent, men også et par ark under den :)

Selv et bånd sveiset i to punkter kan ikke skilles for hånd.

Åpenbart fungerer ordningen, det er et spørsmål om å finjustere "lukkerhastigheten og eksponeringen". Hvis du tror på eksperimentene med oscilloskopet til den samme vennen fra YouTube, som jeg spionerte ideen fra med startreléet, tar det omtrent 21 ms å bryte ankeret - fra denne tiden skal vi danse.

YouTube-bruker AvE tester avfyringshastigheten til startreléet sammenlignet med SSR Fotek på et oscilloskop

• Arduino selv - Nano, ProMini eller Pro Micro vil gjøre,
• Sharp PC817 optokobler med en 220 Ohm strømbegrensende motstand - for galvanisk isolering av Arduino og relé,
• Spenningsreduksjonsmodul, for eksempel XM1584, for å gjøre 12 volt fra batteriet til Arduino-safe 5 volt
• Vi trenger også 1K og 10K motstander, et 10K potensiometer, en slags diode og en hvilken som helst summer.
• Og til slutt trenger vi nikkeltape, som brukes til å sveise batterier.

Vi laster opp en enkel kode til Arduino:

Const int buttonPin = 11; // Lukkerknapp const int ledPin = 12; // Pin med signal LED const int triggerPin = 10; // MOSFET med relékonst int buzzerPin = 9; // Diskanthøyttaler const int analogPin = A3; // Variabel 10K motstand for innstilling av pulslengden // Deklarer variabler: int WeldingNow = LOW; int buttonState; int lastButtonState = LOW; unsigned long lastDebounceTime = 0; usignert lang debounceDelay = 50; // minimumstid i ms som må ventes før utløsning. Laget for å forhindre falske alarmer når utløserknappens kontakter spretter int sensorValue = 0; // les verdien satt på potensiometeret inn i denne variabelen... int weldingTime = 0; // ... og basert på det setter vi forsinkelsen void oppsett() ( pinMode(analogPin, INPUT); pinMode(buttonPin, INPUT); pinMode(ledPin, OUTPUT); pinMode(triggerPin, OUTPUT); pinMode(buzzerPin, OUTPUT); digitalWrite(ledPin, LOW); digitalWrite(triggerPin, LOW); digitalWrite(buzzerPin, LOW); Serial.begin(9600); ) void loop() (sensorValue = analogRead(analogPin); // les verdisettet på potensiometeret sveiseTid = map(sensorValue, 0, 1023, 15, 255); // konverter det til millisekunder i området fra 15 til 255 Serial.print("Analog pot reads = "); Serial.print(sensorValue); Serial.print( "\t så vi vil sveise for = "); Serial.print(sveisetid); Serial.println("ms. "); // For å forhindre falske positiver på knappen, sørg først for at den trykkes inn i minst 50 ms før sveising starter: int lesing = digitalRead(buttonPin); if (leser != lastButtonState) (lastDebounceTime = millis(); ) if ((millis() - lastDebounceTime) > debounceDelay) ( if (leser != buttonState) ) (knappState = lesing; if (buttonState == HIGH) ( WeldingNow = !WeldingNow; ) ) ) // Hvis kommandoen mottas, så starter vi: if (WeldingNow == HIGH) ( Serial.println("== Sveising starter nå! ==" ); delay (1000); // Vi sender ut tre korte og en lang knirk til høyttaleren: int cnt = 1; while (cnt<= 3) { playTone(1915, 150); // другие ноты на выбор: 1915, 1700, 1519, 1432, 1275, 1136, 1014, 956 delay(500); cnt++; } playTone(956, 300); delay(1); // И сразу после последнего писка приоткрываем MOSFET на нужное количество миллисекунд: digitalWrite(ledPin, HIGH); digitalWrite(triggerPin, HIGH); delay(weldingTime); digitalWrite(triggerPin, LOW); digitalWrite(ledPin, LOW); Serial.println("== Welding ended! =="); delay(1000); // И всё по-новой: WeldingNow = LOW; } else { digitalWrite(ledPin, LOW); digitalWrite(triggerPin, LOW); digitalWrite(buzzerPin, LOW); } lastButtonState = reading; } // В эту функцию вынесен код, обслуживающий пищалку: void playTone(int tone, int duration) { digitalWrite(ledPin, HIGH); for (long i = 0; i < duration * 1000L; i += tone * 2) { digitalWrite(buzzerPin, HIGH); delayMicroseconds(tone); digitalWrite(buzzerPin, LOW); delayMicroseconds(tone); } digitalWrite(ledPin, LOW); }
Deretter kobler vi til Arduino ved hjelp av seriell monitor og dreier potensiometeret for å stille inn lengden på sveisepulsen. Jeg valgte empirisk en lengde på 25 millisekunder, men i ditt tilfelle kan forsinkelsen være annerledes.

Når du trykker på utløserknappen, vil Arduino pipe flere ganger og deretter slå på releet et øyeblikk. Du må kalke en liten mengde tape før du velger optimal pulslengde - slik at den både sveiser og ikke brenner hull gjennom.

Som et resultat har vi en enkel, usofistikert sveiseinstallasjon som er enkel å demontere:

Noen viktige ord om sikkerhetstiltak:

• Ved sveising kan mikroskopiske sprut av metall fly til sidene. Ikke vis deg frem, bruk vernebriller, de koster tre kopek.
• Til tross for kraften, kan reléet teoretisk "brenne ut" - reléarmaturen vil smelte til kontaktpunktet og vil ikke kunne gå tilbake. Du vil få kortslutning og rask oppvarming av ledningene. Tenk på forhånd på hvordan du vil trekke av terminalen fra batteriet i en slik situasjon.
• Du kan få forskjellige grader av sveising avhengig av batterilading. For å unngå overraskelser, still inn sveisepulslengden på et fulladet batteri.
• Tenk på forhånd hva du vil gjøre hvis du lager et hull i 18650 litiumbatteriet - hvordan du vil ta tak i det varme elementet og hvor du vil kaste det for å brenne ut. Mest sannsynlig vil dette ikke skje med deg, men med video Det er bedre å gjøre deg kjent med konsekvensene av spontan forbrenning 18650 på forhånd. Ha som et minimum en metallbøtte med lokk klar.
• Overvåk ladningen til bilbatteriet ditt, ikke la det bli alvorlig utladet (under 11 volt). Dette er ikke bra for batteriet, og det hjelper ikke naboen din som akutt trenger å "tenne opp" bilen sin om vinteren.

Når du arbeider med mobile husholdningsapparater eller spesialverktøy med innebygd strømkilde, er det ofte behov for å lodde en ledning til batteriet.

Før du begynner denne tilsynelatende enkle prosedyren, bør du forberede deg nøye, noe som vil garantere at du vil motta en pålitelig og høykvalitets tilkobling på slutten av arbeidet.

Både selve det alkaliske eller litiumbatteriet og forbindelseslederen som er loddet til det trenger forberedelse.

Disse prosedyrene inkluderer også klargjøring av nødvendige forbruksvarer, inkludert slike viktige komponenter som lodde, kolofonium og flussblanding.

Det vanskeligste og mest avgjørende øyeblikket i det kommende arbeidet er å strippe batteriterminalen som tilkoblingsledningen skal loddes til. Denne prosedyren kan virke enkel bare for de som aldri har prøvd å gjøre dette.

Problemet i dette tilfellet er at aluminiumskontaktene til strømforsyninger (finger eller annen type - det spiller ingen rolle) er utsatt for oksidasjon og er konstant dekket med et belegg som forstyrrer lodding.

For å rengjøre dem og deretter isolere dem fra luft trenger du:

• sandpapir;
• medisinsk skalpell eller godt skjerpet kniv;
• lavtsmeltende loddemetall og nøytralt flusmiddeltilsetning;
• ikke en veldig "kraftig" loddebolt (ikke mer enn 25 watt).

Etter at alle de spesifiserte komponentene er klargjort, må følgende operasjoner utføres. Først må du nøye rengjøre området for den tiltenkte loddingen, først ved å bruke en skalpell eller kniv, og deretter en fin smergelklut (dette vil sikre bedre fjerning av oksidfilmen fra kontaktområdet).

Samtidig skal den nakne delen av loddetråden gjennomgå samme stripping.

Umiddelbart etter klargjøring bør du fortsette til beskyttende behandling av terminalene på et fingertype eller et annet batteri.

Fluksbehandling

For å forhindre påfølgende oksidasjon av kontakten, bør overflaten av batteriet, ryddet for plakk, umiddelbart behandles med en flussblanding laget av vanlig kolofonium.

Hvis det for eksempel ikke er fettflekker fra oljer på telefonens batterikontakter, tørk dem ganske enkelt med en myk flanell fuktet i ammoniakk.

Etter dette må du varme opp loddebolten godt og lodde kontaktområdet med noen få raske berøringer. På dette tidspunktet kan forberedelsen til lodding betraktes som fullført.

Loddeprosess

Etter at hver av de tilkoblede delene er rengjort og behandlet med fluss, fortsetter de med å lodde ledningene direkte til kontaktområdet til batteriet.

For å utføre denne siste prosedyren kan du bruke samme 25-watts loddebolt som ble brukt til å klargjøre batteriterminalene fra NI eller CD.

Som loddemiddel bør du velge en lavtsmeltende sammensetning, og for god spredning, bruk en kolofoniumbasert flussmiddel.

Den endelige loddeprosedyren bør ikke ta mer enn 3 sekunder. Dette gjelder alle typer batterier (både NI og CD).

Det viktigste er å forhindre overoppheting av den terminale delen av elementet, som et resultat av at det kan bli alvorlig skadet. Muligheten for fullstendig ødeleggelse (brudd) under loddeprosessen kan ikke utelukkes.

Når du vurderer hvordan du skal lodde en ledning og et batteri, bør det bemerkes at denne situasjonen oppstår mye oftere enn det ser ut til. Først og fremst gjelder dette spesielle konstruksjonsverktøy (hvis det for eksempel er nødvendig å lodde skrutrekkerbatterier).

Det er ofte tilfeller der den innebygde strømforsyningen til verktøyet som brukes er fullstendig ødelagt av en eller annen grunn, og det er ingenting å erstatte denne skrutrekkeren med. I denne situasjonen blir lederne som driver enheten loddet til et reservebatteri designet for samme spenning.

Den betraktede teknikken kan brukes når du bare trenger å lodde to batterier sammen.

Det skal bemerkes at i stedet for lodding, brukes punktsveising i produksjon for batterier. Men ikke alle har en enhet for denne typen tilkobling, mens en loddebolt er en mer vanlig enhet. Det er derfor lodding kommer til unnsetning hjemme.

Når det gjelder å konvertere et batteri til 18650 (for en skrutrekker med Ni-Cd/Ni-MH eller for en hjemme nødstrømforsyning som en Tesla Powerwall), er mange manualer og instruksjoner tause om hvordan du kobler til batteriene. Ikke alle er egnet for holdbarhet og til og med sikkerhet.

Er det mulig å lodde 18650-batterier?

Når du setter sammen flere celler for en bærbar datamaskin eller som en del av et stort batteri (for ulike formål for å sikre autonomi, inkludert kjøretøy), er oppgaven å koble til 18650 batterier. Og mange elskere av DIY-håndverk vurderer lodding som et av alternativene.

Husk at litium-ion-batterier (18650 og alle andre Li-Ion) når de varmes opp fra en loddestasjon (eller til og med en laveffekt loddebolt) blir ødelagt i strukturen og mister irreversibelt deler av kapasiteten!

Det er lodd 18650 batterier bør ikke gjøres med mindre det er absolutt nødvendig. Eller du må tåle en endring i kjemisk sammensetning og forringelse av ytelsen. I tillegg er loddeforbindelsen upålitelig hvis batteriet overopphetes. Metallet er også upraktisk for kompakt montering på grunn av loddets tilfeldige former og sårbarhet for ytre påvirkninger.

Installatørene selv bemerker med rette i kommentarene at når litium-ion-batteriet utsettes for temperatur, utsetter du det også for fare for deformasjon. sikkerhetsventil. Dette nøkkelsikkerhetselementet til 18650-batteriet er plassert under den positive polen og er laget av en polymer som tåler maksimale driftstemperaturer ikke mer enn 120°C.

Hva bruker fagfolk for å koble til 18650 riktig?

Du kan oppnå pålitelighet og sikkerhet ved å sette sammen et batteri fra flere batterier ved hjelp av profesjonelle metoder, eller i det minste de som har bevist sin praktiske og sikkerhet.

Slik kobler du til 18650-batterier på riktig måte:
kontaktsveising (punkt);
bruk av fabrikkholdere (holdere);
neodymmagneter (kraftige evige magneter);
liming;
flytende plast.

Profesjonelle bruker punktsveisemetoden – denne metoden anbefales også for industriell montering av produkter med batterier på 18650. Et eksempel på budsjettpunktsveising for hjemmet ble diskutert i detalj for ikke lenge siden på Geektimes.

Populære i gjør-det-selv-samfunnet er sjeldne jordarters neodymmagneter som holder pinnene tett og lar deg raskt konstruere midlertidige eller små husholdningsartikler. For langsiktige, kompakte prosjekter er flytende plast eller til og med lim best.

For raskt å sette sammen en konfigurasjon av flere 18650-batterier, kan du kjøpe holdere med plastkasse og fabrikkkontakter for manuell lodding uten frykt for overoppheting av litium-ion-batteriene.

Bare i visse tilfeller, når andre alternativer ikke er egnede eller upraktiske (avhengig av forholdene), bør lodding utføres av fagfolk. Deres ansvar faller på valget av lavtemperaturlodde, samt garantere ytelsen og sikkerheten til batteriet under videre drift.