Avete mai desiderato creare il vostro pacco batteria agli ioni di litio da 12 V personalizzato? Realizzarne uno da zero utilizzando celle 18650 è più facile di quanto si pensi.
In questa guida passo a passo, come professionista Produttore di pacchi batteria 18650Vi mostrerò esattamente come realizzare una batteria 18650 da 12v resistente e ad alta capacità per tutti i tipi di progetti elettronici.
Perché creare il proprio pacco batteria da 12 V?
Prima di immergerci in questo argomento, potreste chiedervi perché dovreste creare la vostra batteria piuttosto che acquistarne una. Ecco alcuni dei vantaggi:
Risparmio sui costi: I pacchi di batterie al litio da 12 V precostituiti possono essere molto costosi. Acquistando da soli le singole celle 18650 e i componenti, è possibile risparmiare un sacco di soldi.
Personalizzazione: Quando lo costruite voi stessi, potete scegliere la capacità, la forma, i connettori e altro ancora. È il massimo della personalizzazione per il vostro progetto specifico.
Alta qualità: È possibile scegliere a mano celle 18650 e componenti di prim'ordine per ottenere prestazioni che rivaleggiano o superano quelle dei pacchi commerciali.
Progetto divertente: Per gli amanti del fai-da-te, i maker e gli hobbisti, si tratta di un progetto divertente per il fine settimana che insegna utili abilità. E in cambio otterrete una fantastica batteria personalizzata!
Ambientale: Il recupero di celle 18650 da vecchie batterie per laptop che altrimenti andrebbero sprecate è il massimo del riciclo!
Ora vediamo esattamente come realizzare il proprio alimentatore da 12v 18650.
Come realizzare un pacco batteria 18650 da 12v?
Fase 1: Materiali di partenza
Il primo passo consiste nel raccogliere tutti i componenti necessari. Ecco cosa vi servirà per completare questo progetto:
Celle 18650
18650 si riferisce alle dimensioni delle celle agli ioni di litio: 18 mm x 65 mm. Ne occorrono abbastanza per creare la capacità desiderata. Per un pacco da 12 V, utilizzare 12 celle per un pacco base da 3s (3 serie). Oppure più celle in parallelo per una capacità maggiore.
Il modo migliore per procurarsi le celle è quello delle vecchie batterie per laptop, facili da trovare e spesso ancora in ottimo stato. Chiedete agli amici le loro batterie portatili scariche!
Sistema di gestione della batteria
Un BMS è fondamentale per i pacchi 18650:
- Prevenzione di sovraccarichi/scarichi
- Tensioni di bilanciamento delle celle
- Protezione da cortocircuito
Per un pacco base da 12v, un semplice BMS da 3s è perfetto. Per una capacità maggiore con più celle, è necessario un BMS con un numero di ampere superiore.
Strisce di nichel
Per collegare tra loro le celle 18650, le strisce di nichel puro funzionano perfettamente. Procuratevi strisce di 0,15 mm di spessore per facilitarne la manipolazione.
Fili e connettori
È inoltre necessario disporre di cavi di collegamento adatti a correnti elevate, come il cavo in silicone da 14 AWG. E scegliete un connettore come XT60 o Anderson Powerpole adatto alla vostra applicazione.
Nastro isolante e pellicola termoretraibile
Per proteggere il tutto, il nastro di poliimmide e il termorestringente adesivo sono perfetti per creare un involucro robusto attorno al pacco finito.
Saldatore a punti (opzionale)
Il collegamento delle strisce di nichel alle 18650 è più semplice con un saldatore a punti, ma può essere saldato anche a mano.
Questo copre tutto ciò di cui avrete bisogno. Ora iniziamo a costruire!
Fase 2: Test e abbinamento delle celle per ottenere le migliori prestazioni
Dopo aver reperito le celle, è il momento di testare la capacità e di abbinare celle con prestazioni simili. Questa fase è fondamentale per la sicurezza, la capacità e la longevità!
Utilizzando un tester specializzato per 18650, scaricare ogni cella una per una per determinare la capacità effettiva. Per una migliore coerenza, abbinare le celle nell'intervallo 3,0Ah - 3,2Ah.
Quindi, testare e registrare la resistenza interna. Per un bilanciamento ottimale della corrente, abbinare celle con letture di resistenza simili, intorno ai 20-50 milliohm.
Una volta completati i test, mettere da parte le celle più adatte al proprio pacco in lotti separati. Mantenere le capacità entro 0,1Ah e la resistenza entro 10mohm tra le celle per ogni lotto.
Fase 3: Preparazione fisica della cella
Prima di collegare le celle, la preparazione è fondamentale per costruire una batteria sicura e duratura.
Se si recuperano cellule usate, controllare attentamente che l'involucro non presenti strappi o fori che possano compromettere la cellula. Se necessario, avvolgere nuovamente.
Pulire accuratamente tutte le superfici di contatto delle celle con alcool isopropilico e un panno privo di lanugine per rimuovere ogni traccia di sporcizia o residuo per una migliore conduttività.
Quindi mettere una piccola striscia di nastro isolante o di nastro Kapton intorno al terminale positivo di ogni cella per evitare un cortocircuito.
Infine, sistemare il gruppo di celle abbinate, assicurandosi che i terminali positivi e negativi siano allineati tra le celle.
Passo 4: Collegare le celle in serie
Dopo aver preparato le celle, è il momento della parte più divertente: il cablaggio!
Poiché le celle 18650 hanno una tensione nominale di circa 3,6-3,7v, sono necessarie 4 celle in serie (4s) per ottenere 12-14v.
Ma per i progetti di base, 3 celle in serie (3s) consentono di avvicinarsi a 12v a piena carica. Disporre le celle nella configurazione in serie desiderata.
Quindi tagliare con precisione e saldare a punti le strisce di nichel puro tra il terminale negativo di una cella e il terminale positivo della cella successiva per collegare tutto in serie.
Fare attenzione a realizzare connessioni solide con saldatura a punti. Continuare a collegare le strisce tra le celle finché non sono tutte collegate in serie.
Fase 5: installazione del sistema di gestione della batteria
Una volta completati i collegamenti delle celle, è ora il momento di cablare il sistema di gestione della batteria per consentire una carica, una scarica e un bilanciamento sicuri.
Collegare innanzitutto i fili principali B+ e B- ai terminali di uscita positivi e negativi. Assicurarsi di rispettare la polarità per garantire la corretta direzione del flusso di corrente!
Quindi, saldare i fili di bilanciamento aggiuntivi maschiati ai terminali delle singole celle etichettati B1, B2, B3 sul PCB. Collegare B1 al negativo della cella 1, B2 al negativo della cella 2 e così via.
Utilizzare lo schema di cablaggio fornito con il BMS per individuare le posizioni corrette dei rubinetti di tensione in base al numero di celle e alla configurazione. Controllare due volte il percorso dei fili!
Fase 6: applicazione dell'involucro protettivo esterno
Ora il vostro pacco batteria 18650 personalizzato è completamente assemblato! L'ultimo passo consiste nel proteggere il tutto avvolgendo la batteria.
Iniziare a circondare la batteria più volte con un robusto nastro di poliimmide, assicurandosi che i terminali delle celle siano completamente isolati per evitare cortocircuiti.
Quindi, sopra il nastro, far scorrere un tubo termorestringente di dimensioni adeguate e rivestito di adesivo sull'intero pacco. Usare una pistola termica per restringere accuratamente la guaina esterna intorno alla batteria.
Misure di sicurezza aggiuntive
Per evitare danni e garantire un funzionamento sicuro, ecco alcune buone pratiche aggiuntive quando si maneggiano e si utilizzano i pacchi 18650:
- Evitare di mettere in cortocircuito i terminali
- Non scaricare eccessivamente le celle al di sotto di 2,5 V.
- Non caricare oltre 4,2 V per cella
- Impedisce che le celle superino i 140°F durante la carica
- Garantire lo spazio per l'espansione delle cellule all'interno dell'alloggiamento
L'incluso BMS contribuisce a mitigare la maggior parte dei problemi, ma per le applicazioni ad alta potenza è consigliabile un monitoraggio e una protezione aggiuntivi.
Un caricabatterie intelligente dedicato con monitoraggio delle singole celle aumenta ulteriormente la sicurezza e la longevità del pacco.
Conclusione
La costruzione di pacchi batteria 18650 da 12v personalizzati richiede pianificazione, cura e attenzione ai dettagli, ma il risultato finale ne vale la pena!
Ottenete energia al litio ad alta capacità a prezzi accessibili e su misura per i vostri progetti. Inoltre, potrete acquisire competenze utili per la costruzione di future batterie o per altre avventure di elettronica e solare fai-da-te!
Grazie alle misure di protezione adottate, queste confezioni possono durare per molti anni, alimentando progetti fantastici a terra, in mare o in aria!
Ora tocca a voi: procuratevi delle cellule e datevi da fare!
Domande frequenti
Quanto durano le batterie 18650?
Con un BMS di qualità che effettua il bilanciamento attivo e una carica/scarica massima di 4,2v e 2,5v per cella, i pacchi 18650 possono durare da 300 a oltre 500 cicli di carica. Le temperature estreme peggiorano la durata del pacco.
Le batterie 18650 possono esplodere?
Come tutte le batterie al litio, le celle e i pacchi 18650 possono subire guasti catastrofici se utilizzati in modo improprio e se le protezioni vengono meno. Tuttavia, le protezioni incorporate, come il BMS, rendono estremamente improbabile la fuga termica.
Qual è la differenza tra le batterie 18650 e LiPo?
Le batterie ai polimeri di litio offrono una forma più flessibile rispetto alle celle cilindriche 18650. Tuttavia, le LiPo non hanno un involucro metallico protettivo e richiedono quindi una manipolazione e una protezione più accurate per garantire un funzionamento sicuro.
Spero che questa guida fai-da-te vi sia stata utile per realizzare il vostro pacco batteria 18650 da 12 V personalizzato. Fatemi sapere nei commenti se avete altre domande!
