Construir un pack de baterías 18650 te permite crear una fuente de energía personalizada para tus proyectos, a la vez que ahorras dinero en comparación con la compra de packs de baterías prefabricadas. Pero construir un pack seguro y de alto rendimiento requiere conocimientos y cuidado.
En esta guía definitiva, como profesional Fabricante de baterías 18650En este artículo te explicaré paso a paso todo lo necesario para crear una batería 18650. ¡Te convertirás en un experto en estas maravillas de iones de litio!
¿Por qué elegir pilas 18650?
18650 hace referencia al tamaño de estas pilas cilíndricas: miden 18 mm de ancho y 65 mm de alto. Esto las hace un poco más grandes que las pilas AA comunes.
Sin embargo, este formato ofrece una enorme versatilidad. En comparación con las pilas AA, las 18650 ofrecen:
- Voltajes más altos: normalmente de 3,6 a 3,7 voltios. Esto reduce el número de células necesarias en serie.
- Menor resistencia interna, por lo que se necesitan menos células para un consumo de corriente determinado.
- Densidad energética muy superior: almacenan aproximadamente el triple de energía que las pilas alcalinas AA.
Con los circuitos de protección adecuados, las pilas 18650 pueden configurarse en paquetes de baterías para todo tipo de dispositivos, desde ordenadores portátiles y bicicletas eléctricas hasta coches eléctricos. Y su producción en masa hace que estas pilas sean muy asequibles.
Para el constructor de bricolaje o el manitas, las pilas 18650 son una puerta de entrada a la creación de soluciones energéticas personalizadas.
Partes de una batería 18650
Para construir un pack 18650 seguro hace falta algo más que un montón de pilas metidas en una caja. Varios componentes trabajan juntos para hacer que estas baterías sean prácticas y utilizables:
Pilas 18650 - Células de marcas de alta calidad como Panasonic, Samsung o LG. Evita las pilas sin marca.
Tiras de níquel - Unas tiras de níquel puro, no de acero, unen las celdas eléctricamente. El grosor habitual es de 0,15 mm.
Sistema de gestión de baterías (BMS) - La BMS es el cerebro que mantiene equilibradas las células y evita la sobrecarga o la sobredescarga.
Portaceldas - Los portaceldas de plástico alinean las celdas de forma ordenada y proporcionan espacio de ventilación para la refrigeración.
Recinto - Aloja células, BMS y periféricos mientras los aísla eléctricamente. La impresión 3D es una opción.
Terminales de cable e interruptores - Los cables conectan las células a los dispositivos alimentados, con interruptores que controlan la conectividad.
Combinadas de forma inteligente, estas piezas permiten a los bricoladores crear baterías de iones de litio personalizadas más baratas que los paquetes comerciales, al tiempo que permiten configuraciones que los paquetes comerciales no ofrecen.
¿Cómo fabricar una batería 18650?
Paso 1 - Determinar la configuración del paquete
Con las pilas sueltas, el primer paso es decidir la forma del pack: cuántos grupos de pilas en paralelo y cuántas pilas en serie en cada grupo. Esto determina el voltaje y la capacidad totales.
Configuración de la serie
Las conexiones en serie añaden voltajes a las celdas. El voltaje nominal de 18650 es 3.6-3.7V.
Para 12 V, conecta 3 pilas en serie (3 x 3,7 V = 11,1 V). 4 células para 14,8V, 5 células para 18,5V, etc. Esta "cadena" en serie es 1S.
Configuración en paralelo
Las conexiones en paralelo suman las capacidades de las células (mAh). Si una célula tiene 2500 mAh, dos células de 2500 mAh en paralelo forman un grupo de 5000 mAh.
Nuestro pack de 12V necesita 100Ah (amperios-hora), y utilizando células de 3,4Ah, 100Ah / 3,4Ah = 30 grupos en paralelo. Esto es 30P.
Juntas en serie y en paralelo dan la forma del pack - para un pack de 12V 100Ah usando células de 3,4Ah, es 3S30P. 90 células en total.
Las herramientas de "planificación de paquetes" en línea simplifican estos cálculos. Además, te garantizan que comprarás suficientes células y piezas.
Paso 2 - Selección de pilas 18650 de calidad
Una vez decidida la forma, es hora de comprar pilas. Las pilas usadas pueden servir si se comprueba su estado. Sin embargo, por fiabilidad, merece la pena comprar pilas nuevas de marcas de calidad.
Consulte las hojas de datos del vendedor para conocer las especificaciones de la pila, la capacidad de confirmación, la velocidad máxima de descarga, etc. Compare las opciones de marca antes de decidirse por una pila 18650.
Almacene las células de forma segura mientras espera el montaje del paquete, dejándolas en su embalaje y evitando el contacto con metales. Un estuche de plástico es una opción económica.
Paso 3 - Soldadura de cubetas con tira de níquel
Para unir células eléctricamente, la banda de níquel puro es superior al acero. El grosor habitual es de 0,15 mm.
Soldaduras paralelas - Coloque una tira encima de las células, colocada de forma que entre en contacto con todos los terminales positivos o negativos cuando se suelde. Un cable cuelga para el cableado BMS. Repita las tiras para todos los grupos.
Soldaduras en serie - Pequeñas tiras soldadas entre los grupos de células, alternando los terminales positivo y negativo para el aumento de tensión en serie.
Un soldador por puntos de calidad (¡no un soldador!) garantiza conexiones fiables y de baja resistencia. Si es la primera vez que suelda, practique primero. Trabaje con cuidado: el daño celular puede ser peligroso.
Paso 4 - Configuración de la protección con un BMS
Un sistema de gestión de baterías (BMS) es obligatorio para que los packs de iones de litio sean seguros. El BMS:
- Supervisa las tensiones de grupo durante la carga/descarga
- Equilibra las tensiones de grupo desiguales
- Evita la sobrecarga de tensión o la sobredescarga
Seleccione un BMS que coincida con el voltaje del pack y la corriente máxima de descarga continua. Deje algo de margen si la corriente de carga puede aumentar.
Los terminales de tornillo permiten un cableado limpio del BMS en lugar de soldar. Los "cables de equilibrado" de las células se conectan entre los grupos para permitir el control de la tensión.
Paso 5 - Fijación de las células y el BMS
Con los componentes eléctricos conectados, asegurar físicamente el pack garantiza un rendimiento fiable a largo plazo.
Los portaceldas de plástico permiten alinear y espaciar las celdas, fijándolas firmemente capa a capa como si fueran ladrillos. Esto mejora la refrigeración y protege las células en caso de caídas o choques.
Alternativamente, para los paquetes rígidos, las pistolas de cola termofusible adhieren rápidamente las células. Algunos constructores utilizan fibra de vidrio laminada alrededor del paquete para obtener recintos duros. El sellador de silicona también ayuda.
Mientras tanto, el BMS se monta encima del pack o a su lado dentro de la caja si el espacio lo permite. Esto protege las delicadas placas de circuitos de vibraciones o golpes.
Paso 6 - Aislamiento, cableado y envolvente
Casi terminado. Los recintos aíslan ahora la batería, mientras que los interruptores y el cableado ofrecen conectividad de entrada y salida.
Aislamiento - La cinta Kapton, el papel de pescado e incluso el papel de cocina proporcionan un aislamiento sencillo y eficaz contra los cortocircuitos accidentales de las células.
Cableado - El cable de calibre adecuado va desde los terminales del BMS hasta las tomas de CC, interruptores, etc., en función de la corriente de carga prevista. Añade fusibles en línea para mayor seguridad.
Recintos - Es satisfactorio fabricar o imprimir en 3D una carcasa a medida para la propia mochila. Las bandejas de celdas proporcionan acceso al interior de las carcasas rígidas de los proveedores de drones/RC.
Asegúrese de dimensionar el cableado, los interruptores, las tomas, etc. de forma adecuada para la corriente de carga, y aíslelos completamente antes de sellarlos.
Paso 7 - Pruebas iniciales, equilibrado y carga
Antes de conectar la nueva batería a un equipo importante, pruébala.
Compruebe los voltajes de los grupos de células con un multímetro de calidad. Los grupos deben estar muy próximos (dentro de un par de milivoltios) si están bien emparejados y recién montados.
Si los grupos muestran más variación, deténgase inmediatamente e investigue las diferencias entre células o los problemas de conexión.
En el mejor de los casos, las pequeñas diferencias se autoequilibrarán en los ciclos iniciales de carga suave. Utiliza un cargador de Li-ion adecuado que respete los límites del pack/célula... El BMS no te dejará sobrecargar una vez conectado.
Alimentación de sus proyectos con baterías 18650
Con una construcción inteligente y las medidas de seguridad adecuadas, su pack de iones de litio personalizado le proporcionará años de servicio. La modificación de celdas sueltas en una batería permite crear soluciones energéticas adaptadas exactamente a sus necesidades.
Utilice pilas y piezas 18650 de marca de calidad, realice el montaje paso a paso y pruébelas a fondo... ¡y su batería funcionará de maravilla!
Ya sea para alimentar un proyecto Arduino, recorrer la ciudad en bicicleta eléctrica o suavizar una instalación solar, tu pack 18650 DIY lo hace posible. Los conocimientos sobre construcción de baterías también resultan muy útiles a medida que el mundo se electrifica.
Para ayudarte con los detalles de tu proyecto, consulta mis otras guías de baterías DIY que cubren la planificación del pack, la búsqueda de piezas, las opciones de construcción y mucho más. Si tienes alguna duda, dímelo. ¡Feliz construcción!
