Батареи и аккумуляторы
При питании радиоаппаратуры от батареек и аккумуляторов полезно знать распространённые схемы соединения батарей и аккумуляторов. Дело в том, что каждый вид батареек имеет допустимый разрядный ток.
Разрядный ток – наиболее оптимальное значение тока, который потребляется от батареи. Если потреблять от батарейки ток, превышающий разрядный, то надолго этой батарейки не хватит, она не сможет полностью отдать свою расчётную мощность.
Наверное, замечали, что для электромеханических часов используются “пальчиковые ” (формата АА) или “мизинцевые ” (формата ААА) батарейки, а для переносного лампового фонаря батарейки побольше (формат R14 или R20 ), которые способны отдать значительный ток и имеют большую ёмкость. Размер батарейки имеет значение!
Иногда требуется обеспечить батарейное электропитание прибора, который потребляет значительный ток, но стандартные батареи (например R20 , R14 ) не могут дать необходимый ток, он для них выше разрядного. Что делать в этом случае?
Ответ прост!
Необходимо взять несколько однотипных батареек и соединить их в батарею.
Так, например, если необходимо обеспечить значительный ток для аппарата применяют параллельное соединение батареек. В таком случае общее напряжение составной батареи будет равно напряжению одного элемента питания, а разрядный ток будет во столько раз больше, сколько батареек применяется.
На рисунке составная батарея из трёх 1,5 вольтовых батареек G1, G2, G3. Если учесть, что среднее значение разрядного тока для 1 батарейки формата АА 7-7,5 mA (при сопротивлении нагрузки 200 Ом), то разрядный ток составной батареи составит 3 * 7,5 = 22,5 mA. Вот так, приходится брать количеством.
Бывает, что необходимо обеспечит напряжение 4,5 – 6 вольт, применяя батарейки на 1,5 вольта. В таком случае нужно соединить батарейки последовательно, как на рисунке.
Разрядный ток такой составной батареи составит значение для одного элемента, а общее напряжение будет равно сумме напряжений трёх батареек. Для трёх элементов формата АА (“пальчиковых”) разрядный ток составит 7-7,5 mA (при сопротивлении нагрузки 200 Ом), а суммарное напряжение – 4,5 Вольт.
Всем известно, что литий полимерный аккумулятор нельзя перегревать, паять обычным паяльником. Но что же делать, если все таки вам понадобилось соединить два аккумулятора. Об этом и пойдет речь в статье.
Когда строил Цессну, пользователи сайта посоветовали купить хотя бы два аккумулятора, чтобы не приходилось выезжать в поле для полетов ради нескольких минут.
Были заказаны два вот таких аккумулятора .jpg)
Аккумулятор Turnigy 1300mAh 3S 20C Lipo Pack
Товар
http://www.сайт/product/9272/
Один из них категорически не хотел брать зарядку. То сразу давал ошибку разрыва, то во время зарядки. Скоро я обнаружил, что внутри нее контакты замыкают. Так и начал летать одним аккумулятором.
Вот дошли руки ее разобрать. После удаления внешней обертки, обнаружилось, что железная пластинка между первой и второй банкой разорвана и контакт обеспечивался только благодаря "тесноте" в этом месте.
Когда начал ковыряться и вовсе оторвался.
Но всем известно, что LiPo аккумуляторы нельзя перегревать более 60 градусов по Цельсию. Обычный припой плавится при температуре около 200 градусов по Цельсию. Да еще и к этой пластин от липошки припой практически не липнет - значит придется долго лудить. Как назло, на одной банке осталось этой пластины всего пару миллиметров.
Тут вспомнил про сплав Розе. Её температура плавления всего 95 градусов по Цельсию. Т.е. ее можно расплавить даже в кипятке.
Регулируемого паяльника под рукой не было, пришлось паять обычным. Температуру регулировал "отстыковыванием" от розетки паяльника. Канифоль плавится примерно при 70 градусах, так что через десяток секунд после нагрева до плавки канифоли можно смело выключать паяльник.
Предварительно зажал стальной проволокой все три "усика", которые нужно было запаять вместе (два из соседних липошек, третья - с белым проводом для балансировочного разъема) и приступил к пайке. Эта проволока мне потом очень хорошо помогла - как я уже писал ранее, родные пластинки очень усердно отталкивают сплав, сначала припой прилип как раз к этой проволоке, а затем потихоньку перешел и на пластины.
Остальные провода при этом можно зажать резинкой, иначе они очень сильно мешают при этой "ювилирной работе".
После пайки отрезал лишнюю стальную проволку, позаботился о изоляции и собрал все заново. В конце намотал все обычной изолентой. Теперь она у меня белая.
Прогнал 5 циклов заряд/разряд. Заряд показывает нормальный.
Завтра иду тестировать на Цессне.
Еще хочу добавить, что разбор и пайка LiPo аккумуляторов связаны с большим риском для здоровья и данная статья никак не является руководством к действию!
96
В избранное 47
Когда дело доходит до переделки аккумулятора на 18650 (у шуруповёрта с Ni-Cd/Ni-MH или бытового аварийного DIY-питания в доме по типу Tesla Powerwall), то многие руководства и инструкции умалчивают о способах соединения элементов питания. Для долговечности и даже безопасности годятся далеко не все из них.
Можно ли паять аккумуляторы 18650?
При сборке нескольких ячеек для ноутбука или в состав большой батареи (под различные цели обеспечении автономности вплоть до транспортных средств) ставится задача по соединению аккумуляторов 18650. И одним из вариантов многие любители DIY-поделок рассматривают пайку.
Запомните, литий-ионные аккумуляторы (18650 и любые другие Li-Ion) при нагреве от паяльной станции (и даже маломощного паяльника) разрушаются в своей структуре и безвозвратно теряют часть ёмкости!
То есть паять аккумуляторы 18650 не следует без крайней необходимости. Либо вам придётся мириться с изменением химического состава и ухудшением характеристик. Кроме того, место соединения с помощью пайки ненадёжно в случае перегрева элемента питания. Метол непрактичен и для компактной сборки из-за случайных форм припоя и уязвимости перед внешним воздействием.
Сами монтажники в комментариях справедливо отмечают, что при температурном воздействии на литий-ионный аккумулятор вы подвергаете риску деформации ещё и предохранительный клапан . Этот ключевой элемент безопасности батареи 18650 расположен под плюсовым контактом и изготовлен из полимера, который выдерживает максимальную рабочую температуру не более 120°C .
Чем пользуются профессионалы, чтобы правильно соединить 18650?
Добиться надёжности и безопасности в сборке батареи из нескольких элементов питания можно профессиональными методами или хотя бы доказавшими свою практичность и безопасность.
Как правильно соединить аккумуляторы 18650:
контактной сваркой (точечной);
с помощью фабричных держателей (холдеров);
магнитами из неодима (мощные вечные магниты);
склейкой;
жидким пластиком.
Профессионалы используют метод точечной сварки - этот способ рекомендуется и для промышленной сборки изделий с аккумуляторами 18650. Пример бюджетной точечной сварки для дома в деталях разбирался не так давно на Geektimes .
В DIY-сообществах популярны магниты из редкоземельного неодимового сплава, которые крепко прижимают контакты и позволяют быстро конструировать временные или небольшие бытовые изделия. Для долгосрочных и компактных проектов лучше всего подходит жидкий пластик или даже клей.
Чтобы быстро собрать конфигурацию из нескольких аккумуляторов 18650 можно купить холдеры с пластмассовым корпусом и заводскими контактами для ручной пайки без боязни перегрева литий-ионных элементов питания.
Лишь в отдельных случаях, когда иные варианты не подходят, либо непрактичны (в зависимости от условий), пайку должны выполнять профессионалы. На их ответственность выпадает выбор низкотемпературного припоя, а также гарантия работоспособности и безопасности аккумулятора при дальнейшей эксплуатации.
