Как соединить батареи типа 18650 по правилам и безопасно?
Предлагаем рассмотреть правильные варианты соединения 18650 и допустимые с упором на реальные последствия и инженерное понимание процессов.
Когда дело доходит до переделки аккумулятора на 18650 (у шуруповёрта с Ni-Cd/Ni-MH или бытового накопителя по типу Tesla Powerwall), то многие руководства и инструкции умалчивают о способах соединения элементов питания:
- пайка,
- сварка
- или что-то ещё?
💡 Для долговечности и даже безопасности годятся далеко не все варианты соединений 18650 .
Обновлено 08.02.2023. Благодарим вас за отклик в комментариях здесь в Яндекс.Дзен и в нашем официальном блоге — мы обновили статью с учётом вашего опыта.
Можно ли паять аккумуляторы 18650?
❌ Нельзя! Это неправильно. «Но если очень осторожно, то можно», — таков подход в DIY-сообществах.
В чём же загвоздка, чего следует опасаться?
При соединении аккумуляторов 18650 в большую батарею (ноутбука, шуруповёрта или даже транспортного средства) ставится задача обеспечить надёжный контакт без потерь. Он должен быть устойчив к внешним воздействиям (ударным, температурным и так далее — в зависимости от целей применения).
Одним из вариантов многие любители DIY-поделок рассматривают пайку.
Литий-ионные аккумуляторы (18650 и любые другие Li-Ion) при нагреве от паяльника разрушаются и теряют ёмкость!
Что плохого может случиться при пайке 18650?
Если элементы оснащены PTC (ПТК, устройство положительного температурного коэффициента), то при пайке высокая температура даже на 2-3 секунды (а при отсутствии навыка это более 10 секунд) заставляет это устройство менять фазы, временно выключая питание. Когда элемент остывает, сопротивление на PTC увеличивается на несколько дней, иногда недель и месяцев, а если передержали пайку, то даже навсегда.
Но главный недостаток пайки — повреждение электролита и поверхностных материалов электродов. После пайки внутреннее сопротивление растёт быстрее спроектированных инженерами процессов.
❌ Элементы изнашиваются за несколько месяцев работы.
При точечной сварке вы применяете чрезвычайно высокую температуру в течение очень короткого времени, а при пайке вы применяете гораздо более низкую температуру в течение гораздо более длительного времени, но общее количество передаваемого тепла может быть таким же.
Точечная сварка сейчас есть недорогая в Китае. Лучше использовать её, чем убивать хорошие элементы 18650 на корню.
👉 Вы сможете дотронуться до поверхности ячейки голым пальцем сразу после точечной сварки, а после пайки, даже очень быстрой, будет слишком горячо.
То есть паять аккумуляторы 18650 не следует без крайней необходимости.
Метод непрактичен и для компактной сборки из-за случайных форм припоя и уязвимости перед внешним воздействием. Имейте это ввиду, когда захотите собрать очередную DIY-поделку с батареями 18650.
Чем пользуются профессионалы, чтобы правильно соединить 18650?
Добиться надёжности и безопасности в сборке батареи из нескольких элементов питания можно профессиональными методами. Есть также непопулярные подходы, которые также доказали свою практичность и безопасность. Приведём полный список.
Как правильно соединить аккумуляторы 18650:
• контактной сваркой (точечной);
• с помощью фабричных держателей (холдеров — см. ниже);
• магнитами из неодима (мощные вечные магниты);
• склейкой;
• жидким пластиком.
Точечная сварка
Профессионалы используют единственный самый безотказный метод точечной сварки 18650 и для промышленной сборки изделий, и для любительской DIY, и для сервисного ремонта потребительских изделий.
💡 Как это выглядит?
Магниты
В DIY-сообществах ещё популярны магниты из редкоземельного неодимового сплава. Они 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.
Холдеры
Чтобы быстро собрать батарейный блок из нескольких аккумуляторов 18650 можно купить холдеры (с пластмассовым корпусом) на Aliexpress. Стоят всего 60 рублей на соединение пары 18650 , в них уже заготовлены прижимные заводские контакты (в соединениях не греются).
💡 Для ручной пайки без боязни перегрева литий-ионных элементов питания холдеры очень удобны и компактны в поделках.
Некоторые любители именно паяют 18650 — как это сделать безопасно?
Принципами любительской пайки 18650 с нами поделился Сергей Андреев на основе личного успешного опыта сборки батарей в ноутбуки и шуруповёрты.
💭 Суть метода сводится к максимально быстрому (почти мгновенному) локальному нагреву, как во время контактной сварки.
Особенности любительской пайки 18650:
- важна масса жала, а не его мощность и теплопроводность;
- пайка выполняется одним быстрым (секундным) касанием;
- паяльные станции на жалах T12, T13 или 900м не подходят (слишком долго);
- успешный опыт с припоем ПОС-61;
- из опыта можно использовать медную ленту из старых отечественных контакторов;
- сплав ВУДА не рекомендуется — в шуруповёртах зафиксированы случаи распайки под нагрузкой, в ноутбуках в целом «живёт»;
- методика пайки сплавом Розе не подходит тем более.
Сплав Розе
Мы получали сообщения о предложении паять 18650 сплавом Розе. Это недолговечно и чревато проблемами в дальнейшей эксплуатации. Хотя температура плавления всего 99-101°C и привлекает многих мастеров.
ПОС-40 и ацетилсалициловая кислота
Ещё в комментариях предлагали пайку припоем ПОС-40 с использованием ацетилсалициловой кислоты. Этот подход может привести к реальному перегреву и потери ёмкости аккумулятора. Небезопасно.
Перегретые 18650 опасны!
Помните, что использовать перегретые 18650 и с дефектами после пайки небезопасно. Если температурный скачок был в области плюсового вывода, то расплавляется предохранительный клапан (CID). Он выполнен из полимерного материала и выдерживает не более 120°C. Этот момент справедливо отмечен монтажниками в комментариях.
🔥 Вы рискуете жизнями тех, кто будет ими пользоваться!
С учётом всего вышесказанного мы рекомендуем не пользоваться любительскими методами. Советуем выбирать профессиональную контактную сварку аккумуляторов 18650. Так вы избежите неприятностей и страшных инцидентов из-за некачественного соединения в батарейных блоках.
Мы за то, чтобы сборку батарей из 18650 выполняли профессионалы. На их ответственность выпадает гарантия работоспособности и безопасности аккумулятора при дальнейшей эксплуатации.
