Lipirea bateriilor LiPo. Recuperare LiPo

Vine un moment în viața fiecărui „ucigaș radio” când trebuie să sudezi mai multe baterii cu litiu împreună - fie când reparați o baterie de laptop care a murit din cauza vechimii, fie când asamblați energie pentru o altă navă. Lipirea „litiului” cu un fier de lipit de 60 de wați este incomod și înfricoșător - te vei supraîncălzi puțin - și ai în mâini o grenadă de fum, care este inutil să stingi cu apă.

Experiența colectivă oferă două opțiuni - fie să mergi la coșul de gunoi în căutarea unui cuptor cu microunde vechi, să-l sfâșie și să iei un transformator, fie să cheltuiești mulți bani.

De dragul mai multor suduri pe an, nu am vrut să caut un transformator, să-l văd și să-l derulez înapoi. Am vrut să găsesc un mod ultra-ieftin și ultra-simplu de a suda bateriile folosind curent electric.

O sursă puternică de curent continuu de joasă tensiune disponibilă pentru toată lumea - aceasta este una folosită obișnuită. Baterie auto. Sunt dispus să pariez că o ai deja undeva în cămară sau că o are vecinul tău.

Îți dau un indiciu - Cel mai bun mod a obține o baterie veche gratuit este

așteptați înghețul. Apropiați-vă de bietul tip a cărui mașină nu pornește - el va alerga în curând la magazin pentru o baterie nouă și proaspătă și ți-o va da pe cea veche pentru nimic. La frig, o baterie veche cu plumb poate să nu funcționeze bine, dar după ce ai încărcat casa într-un loc cald își va atinge capacitatea maximă.

Problema este că releele auto convenționale de 12 volți sunt evaluate pentru maximum 100 de amperi, iar curenții de scurtcircuit în timpul sudării sunt de multe ori mai mari. Există riscul ca armătura releului să se sude pur și simplu. Și apoi, în vastitatea Aliexpress, am dat peste relee de pornire pentru motociclete. M-am gândit că, dacă aceste relee pot rezista curentului de pornire, de multe mii de ori, atunci vor fi potrivite pentru scopurile mele. Ceea ce m-a convins în cele din urmă a fost acest videoclip, în care autorul testează un releu similar:

Stafeta mea a fost achiziționată cu 253 de ruble și a ajuns la Moscova în mai puțin de 20 de zile. Caracteristicile releului de pe site-ul vânzătorului:

• Proiectat pentru motociclete cu motor de 110 sau 125 cc
• Curent nominal - 100 de amperi timp de până la 30 de secunde
• Curentul de excitație al înfășurării - 3 amperi
• Evaluat pentru 50 de mii de cicluri
• Greutate - 156 grame

Am fost mulțumit de calitatea unității - au fost instalate două contacte placate cu cupru conexiuni filetate, toate firele sunt umplute cu compus pentru rezistență la apă.

Pe o remediere rapidă Am asamblat un „stand de testare” și am închis manual contactele releului. Sârma era mononucleu, cu o secțiune transversală de 4 pătrate, iar capetele decupate erau fixate cu un bloc de borne. Pentru a fi în siguranță, am echipat unul dintre bornele bateriei cu o „bucla de siguranță” - dacă armătura releului a decis să se ardă și să provoace scurt circuit, aș avea timp să scot terminalul din baterie folosind această frânghie:

Testele au arătat că mașina funcționează bine. Ancora bate foarte tare, iar electrozii dau fulgerări clare; releul nu se stinge. Ca să nu irosesc o bandă de nichel și să nu exersez pe litiu periculos, am chinuit lama unui cuțit de papetărie. În fotografie vezi mai multe puncte de înaltă calitate și câteva supraexpuse:

Punctele supraexpuse sunt, de asemenea, vizibile pe partea inferioară a lamei:

Mai întâi s-a îngrămădit schema simpla pe un tranzistor puternic, dar mi-am amintit rapid că solenoidul din releu vrea să consume până la 3 amperi. Am scotocit prin cutie și am găsit un tranzistor de schimb MOSFET IRF3205 și am schițat un circuit simplu cu el:

În primul rând, încercăm circuitul pe folie (cu clicuri vesele arde găuri chiar prin mai multe straturi), apoi scoatem bandă de nichel din depozit pentru a conecta ansamblurile bateriei. Apăsăm scurt butonul, primim un fulger puternic și examinăm gaura arsă. Caietul a fost, de asemenea, deteriorat - nu doar nichelul a fost ars, ci și câteva coli dedesubt :)

Nici măcar o bandă sudată în două puncte nu poate fi separată manual.

Evident, schema funcționează, este o chestiune de reglare fină a „vitezei obturatorului și a expunerii”. Dacă credeți experimentele cu osciloscopul aceluiași prieten de pe YouTube, de la care am spionat ideea cu releul de pornire, atunci durează aproximativ 21ms pentru a sparge armătura - de la această oră vom dansa.

Utilizatorul YouTube AvE testează rata de declanșare a releului de pornire în comparație cu SSR Fotek pe un osciloscop

• Arduino în sine - Nano, ProMini sau Pro Micro vor face,
• Optocupler Sharp PC817 cu o rezistență de limitare a curentului de 220 Ohm - pentru a izola galvanic Arduino și releul,
• Modul de reducere a tensiunii, de exemplu XM1584, pentru a transforma 12 volți din baterie în 5 volți sigur pentru Arduino
• Vom avea nevoie și de rezistențe de 1K și 10K, un potențiometru de 10K, un fel de diodă și orice sonerie.
• Și, în sfârșit, vom avea nevoie de bandă de nichel, care este folosită pentru sudarea bateriilor.

Încărcăm un cod simplu în Arduino:

Const int buttonPin = 11; // Buton declanșator const int ledPin = 12; // Pin cu semnal LED const int triggerPin = 10; // MOSFET cu releu const int buzzerPin = 9; // Tweeter const int analogPin = A3; // Rezistor variabil 10K pentru setarea lungimii impulsului // Declararea variabilelor: int WeldingNow = LOW; int buttonState; int lastButtonState = LOW; unsigned long lastDebounceTime = 0; unsigned long debounceDelay = 50; // timpul minim în ms care trebuie așteptat înainte de declanșare. Realizat pentru a preveni alarmele false atunci când contactele butonului de eliberare bounce int sensorValue = 0; // citește valoarea setată pe potențiometru în această variabilă... int weldingTime = 0; // ...și pe baza ei setăm setup void delay() ( 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); // citește valoarea setată pe potențiometru weldingTime = map(sensorValue, 0, 1023, 15, 255); // convertiți-l în milisecunde în intervalul de la 15 la 255 Serial.print("Analog pot reads = "); Serial.print(sensorValue); Serial.print( "\t așa că vom suda pentru = "); Serial.print(weldingTime); Serial.println("ms. "); // Pentru a preveni fals pozitive ale butonului, asigurați-vă mai întâi că este apăsat timp de cel puțin 50 ms înainte de a începe sudarea: int citire = digitalRead(buttonPin); if (citire != lastButtonState) ( lastDebounceTime = millis(); ) if ((millis() - lastDebounceTime) > debounceDelay) ( if (citire != buttonState) ) ( buttonState = citire; if (buttonState == HIGH) ( WeldingNow = !WeldingNow; ) ) ) // Dacă comanda este primită, atunci începem: if (WeldingNow == HIGH) ( Serial.println("== Sudarea începe acum! ==" ); întârziere (1000); // Emitem trei scârțâit scurt și unul lung către vorbitor: 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); }
Apoi ne conectăm la Arduino folosind monitorul serial și rotim potențiometrul pentru a seta lungimea impulsului de sudare. Am selectat empiric o lungime de 25 de milisecunde, dar în cazul dvs. întârzierea poate fi diferită.

Când apăsați butonul de eliberare, Arduino va emite un bip de mai multe ori și apoi va porni releul pentru un moment. Va trebui să calci cu var o cantitate mică de bandă înainte de a selecta lungimea optimă a impulsului - astfel încât să se sude și să nu ardă găuri.

Ca rezultat, avem o instalație de sudură simplă, nesofisticată, care este ușor de dezasamblat:

Câteva cuvinte importante despre măsurile de siguranță:

• La sudare, stropii microscopice de metal pot zbura în lateral. Nu te arăta, poartă ochelari de protecție, costă trei copeici.
• În ciuda puterii, releul se poate „arde” teoretic - armătura releului se va topi până la punctul de contact și nu se va putea întoarce înapoi. Veți obține un scurtcircuit și o încălzire rapidă a firelor. Gândiți-vă dinainte cum veți scoate terminalul din baterie într-o astfel de situație.
• Puteți obține diferite grade de sudare în funcție de încărcarea bateriei. Pentru a evita surprizele, setați lungimea impulsului de sudare pe o baterie complet încărcată.
• Gândiți-vă dinainte ce veți face dacă faceți o gaură în bateria cu litiu 18650 - cum veți apuca elementul fierbinte și unde îl veți arunca pentru a se arde. Cel mai probabil, acest lucru nu vi se va întâmpla, ci cu video Este mai bine să vă familiarizați în avans cu consecințele arderii spontane 18650. Pregătiți cel puțin o găleată metalică cu capac.
• Monitorizați încărcarea bateriei mașinii dvs., nu lăsați-o să se descarce puternic (sub 11 volți). Acest lucru nu este bun pentru baterie și nu vă va ajuta vecinul care are nevoie urgent să-și „lumineze” mașina iarna.

Când lucrați cu dispozitive mobile de uz casnic sau unelte speciale cu o sursă de alimentare încorporată, este adesea nevoie să lipiți un fir de baterie.

Înainte de a începe această procedură aparent simplă, ar trebui să vă pregătiți cu atenție, ceea ce vă va garanta că veți primi o conexiune fiabilă și de înaltă calitate la sfârșitul lucrării.

Atât bateria alcalină sau cu litiu în sine, cât și conductorul de conectare lipit pe ea necesită pregătire.

Aceste proceduri includ, de asemenea, pregătirea consumabilelor necesare, inclusiv componente importante precum lipirea, colofonia și amestecul de flux.

Cel mai dificil și crucial moment al lucrării viitoare este dezlipirea bornei bateriei la care trebuie să fie lipit firul de conectare. Această procedură poate părea simplă doar celor care nu au încercat niciodată să facă acest lucru.

Problema în acest caz este că contactele de aluminiu ale surselor de alimentare (deget sau alt tip - nu contează) sunt susceptibile la oxidare și sunt în mod constant acoperite cu un strat care interferează cu lipirea.

Pentru a le curăța și ulterior a le izola de aer veți avea nevoie de:

• șmirghel;
• bisturiu medical sau cuțit bine ascuțit;
• lipire cu punct de topire scăzut și aditiv de flux neutru;
• nu este un fier de lipit foarte „puternic” (nu mai mult de 25 de wați).

După ce toate componentele specificate sunt pregătite, trebuie efectuate următoarele operații. În primul rând, trebuie să curățați cu atenție zona de lipit intenționat, folosind mai întâi un bisturiu sau un cuțit, apoi o cârpă fină de smirghel (acest lucru va asigura o îndepărtare mai bună a peliculei de oxid din zona de contact).

În același timp, partea goală a sârmei lipite ar trebui să fie supusă aceleiași decupări.

Imediat după pregătire, trebuie să treceți la tratarea de protecție a bornelor unui deget sau a oricărei alte baterii.

Procesarea fluxului

Pentru a preveni oxidarea ulterioară a contactului, suprafața bateriei, curățată de placă, trebuie tratată imediat cu un amestec de flux realizat din colofoniu obișnuit.

Dacă, de exemplu, nu există pete grase de la uleiuri pe contactele bateriei telefonului, pur și simplu ștergeți-le cu un flanel moale înmuiat în amoniac.

După aceasta, va trebui să încălziți bine fierul de lipit și să lipiți zona de contact cu câteva atingeri rapide. În acest moment, pregătirea pentru lipire poate fi considerată completă.

Proces de lipire

După ce fiecare dintre părțile conectate a fost curățată și tratată cu flux, se procedează la lipirea directă a firelor pe zona de contact a bateriei.

Pentru a efectua această procedură finală, puteți utiliza același fier de lipit de 25 de wați care a fost folosit pentru a pregăti bornele bateriei de la NI sau CD.

Ca lipit, ar trebui să alegeți o compoziție cu punct de topire scăzut, iar pentru o bună răspândire, utilizați un flux pe bază de colofoniu.

Procedura finală de lipire nu trebuie să dureze mai mult de 3 secunde. Acest lucru se aplică oricărui tip de baterie (atât NI, cât și CD).

Cel mai important lucru este să preveniți supraîncălzirea părții terminale a elementului, în urma căreia aceasta poate fi grav deteriorată. Nu poate fi exclusă posibilitatea distrugerii (rupturii) complete a acestuia în timpul procesului de lipire.

Când vă gândiți la modul de lipire a unui fir și a unei baterii, trebuie remarcat că această situație apare mult mai des decât pare. În primul rând, acest lucru se aplică instrumentelor speciale de construcție (dacă este necesar să lipiți bateriile de șurubelniță, de exemplu).

Există adesea cazuri în care sursa de alimentare încorporată a instrumentului folosit este complet distrusă dintr-un anumit motiv și nu există nimic cu care să înlocuiți această șurubelniță. În această situație, conductorii care alimentează dispozitivul sunt lipiți la o baterie de rezervă proiectată pentru aceeași tensiune.

Tehnica luată în considerare poate fi utilizată atunci când trebuie doar să lipiți două baterii împreună.

Trebuie remarcat faptul că în loc de lipire, sudarea în puncte este utilizată în producția de baterii. Dar nu toată lumea are un dispozitiv pentru acest tip de conexiune, în timp ce un fier de lipit este un dispozitiv mai comun. De aceea, lipirea vine în ajutor acasă.

Când vine vorba de conversia unei baterii la 18650 (pentru o șurubelniță cu Ni-Cd/Ni-MH sau pentru o sursă de alimentare bricolaj de urgență, cum ar fi Tesla Powerwall), multe manuale și instrucțiuni sunt tăcute despre cum să conectați bateriile. Nu toate sunt potrivite pentru durabilitate și chiar siguranță.

Este posibil să lipiți bateriile 18650?

La asamblarea mai multor celule pentru un laptop sau ca parte a unei baterii mari (în diverse scopuri de asigurare a autonomiei, inclusiv vehicule), sarcina este să conectați bateriile 18650. Și mulți iubitori de meșteșuguri DIY consideră lipirea ca una dintre opțiuni.

Amintiți-vă, bateriile litiu-ion (18650 și orice alt Li-Ion) atunci când sunt încălzite de la o stație de lipit (sau chiar un fier de lipit de putere redusă) sunt distruse în structura lor și își pierd ireversibil o parte din capacitate!

Acesta este lipiți baterii 18650 nu trebuie făcută decât dacă este absolut necesar. Sau va trebui să suportați o modificare a compoziției chimice și o deteriorare a performanței. În plus, conexiunea de lipire nu este de încredere dacă bateria se supraîncălzi. Metalul este, de asemenea, nepractic pentru asamblarea compactă din cauza formelor aleatorii ale lipitului și a vulnerabilității la influențele externe.

Instalatorii înșiși notează în comentarii că atunci când bateria litiu-ion este expusă la temperatură, o expuneți și riscului de deformare. valva de siguranta. Acest element cheie de siguranță al bateriei 18650 este situat sub borna pozitivă și este realizat dintr-un polimer care poate rezista la temperaturi maxime de funcționare nu mai mult de 120°C.

Ce folosesc profesioniștii pentru a conecta corect 18650?

Puteți obține fiabilitate și siguranță în asamblarea unei baterii din mai multe baterii folosind metode profesionale, sau cel puțin cele care și-au dovedit caracterul practic și siguranța.

Cum să conectați corect bateriile 18650:
sudare prin contact (punct);
utilizarea suporturilor din fabrică (suportoare);
magneți de neodim (magneți eterni puternici);
lipire;
plastic lichid.

Profesioniștii folosesc metoda de sudare în puncte - această metodă este recomandată și pentru asamblarea industrială a produselor cu baterii 18650. Un exemplu de sudare în puncte la buget pentru casă a fost discutat în detaliu nu cu mult timp în urmă pe Geektimes.

Populari în comunitatea de bricolaj sunt magneții de neodim cu pământuri rare care țin pinii strâns și vă permit să construiți rapid obiecte de uz casnic temporare sau mici. Pentru proiectele compacte pe termen lung, cel mai bine este plasticul lichid sau chiar lipiciul.

Pentru a asambla rapid o configurație de mai multe baterii 18650, puteți cumpăra suporturi cu o carcasă din plastic și contacte din fabrică pentru lipirea manuală, fără teama de supraîncălzire a bateriilor litiu-ion.

Numai în anumite cazuri, când alte opțiuni nu sunt potrivite sau nepractice (în funcție de condiții), lipirea trebuie efectuată de profesioniști. Responsabilitatea acestora cade pe alegerea lipirii la temperatură joasă, precum și pe garantarea performanței și siguranței bateriei în timpul funcționării ulterioare.