वेल्डलेस लिथियम बैटरी पैक: 8 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:18

यदि आप इलेक्ट्रॉनिक्स में हैं तो एक उपयुक्त बिजली स्रोत खोजने के लिए एक आम चुनौती को दूर करना होगा। यह उन सभी पोर्टेबल उपकरणों/परियोजनाओं के लिए विशेष रूप से सच है जिन्हें आप बनाना चाहते हैं, और वहां, उस पावर स्रोत के लिए बैटरी आपकी सबसे अच्छी शर्त होगी। यदि आप कम-शक्ति वाले उपकरण का निर्माण कर रहे हैं तो आपके पास चुनने के लिए कई विकल्प हैं, लेकिन यदि आपकी परियोजना बिजली की भूखी छोटी बगर है तो आप लिथियम बैटरी तक सीमित हो सकते हैं। कई मायनों में लिथियम बैटरी स्मार्ट बैटरी वैज्ञानिक लोगों की ओर से मानवता के लिए एक अद्भुत उपहार है और क्या मैं इन उपहारों के लिए आभारी हूं।

उच्च शक्ति की मांग वाले उत्पादों की एक पूरी श्रृंखला के लिए बैटरी पैक की आवश्यकता होती है। ये पोर्टेबल स्पीकर, ई-बाइक, इलेक्ट्रिक-स्केटबोर्ड, पावर बैंक, फ्लैशलाइट, आरसी-सामान और बहुत कुछ हो सकते हैं।

इन बैटरियों के साथ एकमात्र समस्या (उनके चार्ज/डिस्चार्ज की क्षमता को पूरी तरह से नज़रअंदाज करना और दुर्व्यवहार करने पर आग की लपटों में ऊपर जाने की प्रवृत्ति) यह है कि वे अन्य निम्न बैटरी प्रौद्योगिकियों की तुलना में काफी महंगी हैं। इसलिए सस्ते में अपने स्वयं के बैटरी पैक बनाने में सक्षम होना गंभीर परियोजनाओं के लिए एक महान प्रवर्तक है।

सौभाग्य से हमारे लिए लिथियम बैटरी इतनी लोकप्रिय हैं कि वे हमारे चारों ओर हैं। तो इस निर्देश में मैं आपको 18650 लिथियम बैटरी से अपना खुद का बैटरी पैक बनाने की प्रक्रिया के माध्यम से मार्गदर्शन करूंगा, जो पुराने लैपटॉप से स्कैवेंज किया गया है जिसका उपयोग आप अपनी बिजली की भूख वाली परियोजनाओं को बिजली देने के लिए कर सकते हैं।

चरण 1: यह निर्देश योग्य क्यों है?

तो बैटरी पैक बनाने के बारे में कई अन्य निर्देशों के अलावा यह निर्देश क्या सेट करता है? खैर, मैंने देखा है कि बैटरी पैक बनाने का तरीका खोजते समय, आमतौर पर दो विकल्प दिए जाते हैं। ये एक स्पॉट वेल्डर के साथ कोशिकाओं को एक साथ वेल्ड करने के लिए या कोशिकाओं को एक साथ मिलाप करने के लिए हैं। बहुत अधिक विस्तार में जाने के बिना, निश्चित रूप से इन विकल्पों के साथ कुछ फायदे और नुकसान हैं। स्पॉट वेल्डिंग के साथ प्रो यह है कि यह बैटरी को कम नुकसान के साथ एक विश्वसनीय बंधन देता है। हालांकि विपक्ष यह है कि इसके लिए स्पॉट वेल्डर की आवश्यकता होती है जो काफी महंगा हो सकता है। सोल्डरिंग बहुत सस्ता है और बेहतर कनेक्शन बनाएगा लेकिन सेल में गर्मी हस्तांतरण के कारण बैटरी को नुकसान पहुंचाने की कीमत पर। इन दोनों विधियों में एक और कमी यह है कि वे काफी स्थायी हैं, बैटरी कॉन्फ़िगरेशन में परिवर्तन की अनुमति देने के लिए टैब को हटाने या काटने की आवश्यकता होती है। इसलिए मैं एक तीसरा विकल्प चुन रहा हूं जो एक वेल्डलेस और संभावित सोल्डरलेस बैटरी पैक है।

मैंने इन मॉड्यूलर सेल धारकों को डिज़ाइन किया है जो महंगे स्पॉट वेल्डर के उपयोग के बिना किसी भी ग्रिड आकार के बैटरी पैक के निर्माण की अनुमति देते हैं, बैटरी को कोई नुकसान नहीं पहुंचाते हैं और बैटरी पैक को फिर से कॉन्फ़िगर करने या किसी भी समय आसानी से एकल कोशिकाओं को बदलने की स्वतंत्रता के साथ।

चरण 2: अस्वीकरण

इससे पहले कि हम शुरू करें लेकिन मैं आपको बता दूं कि लिथियम बैटरी, चाहे वे कितनी भी अद्भुत हों, अगर सही तरीके से नहीं संभाली गईं तो यह काफी खतरनाक हैं। ये बैटरियों के बर्फ के टुकड़े हैं और अगर गलत व्यवहार किया जाता है, तो आपकी परियोजना, कार, घर या जो भी ज्वलनशील हो सकता है, उसे नीचे ले जाने पर विस्फोट/नारकीय लपटों में फट जाएगा। इन बैटरियों की उच्च ऊर्जा सामग्री को छोटा करने पर कुछ गंभीर क्षति भी हो सकती है। मैं इस निर्देश के बाद कुछ गलत होने के परिणामस्वरूप किसी भी क्षतिग्रस्त संपत्ति, जीवित प्राणी या आध्यात्मिक / मानसिक इकाई के लिए कोई जिम्मेदारी नहीं लेता हूं। आपको ऐसा तभी करना चाहिए जब आपको लिथियम बैटरी का पर्याप्त ज्ञान हो और आपने आवश्यक सावधानी बरती हो।

संक्षेप में, आप इसे अपने जोखिम पर करते हैं और मैं इसके साथ गलत होने वाली किसी भी चीज़ की कोई ज़िम्मेदारी नहीं लेता। यदि आप कुछ भी जोखिम नहीं लेना चाहते हैं तो मेरा सुझाव है कि आप पेशेवरों द्वारा बनाया गया एक तैयार पैक खरीदें।

सीमाएं:

यहां दिए गए निर्देश मुख्य रूप से एक असुरक्षित बैटरी पैक बनाने पर केंद्रित होंगे, इसलिए किसी भी प्रकार के बीएमएस या अन्य सुरक्षा मापों पर कोई विचार नहीं किया जाएगा जो हमें बैटरी पैक को सुरक्षित तरीके से उपयोग करने की अनुमति देगा। इसे हल करने के लिए जो कोई भी इसे बनाना चाहता है उसे छोड़ दिया जाता है।

चरण 3: 18650 बैटरी सेल की सोर्सिंग

यदि आपके पास पहले से ही 18650 बैटरियां हैं और आप केवल बैटरी पैक बनाने की प्रक्रिया में रुचि रखते हैं तो आप "बिल्डिंग द पैक" चरण पर जा सकते हैं।

सबसे आम बैटरी प्रकारों में से एक 18650 बैटरी सेल (अब से सेल के रूप में संदर्भित) होगी जो लैपटॉप में सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली बैटरी प्रकार है। (तथ्य, 18650 वास्तव में सेल के आकार का वर्णन करता है जो 18 मिमी व्यास और 65.0 मिमी लंबाई है)। निश्चित रूप से २१७०० और २६६५० जैसे अन्य सेल हैं, लेकिन उनकी लोकप्रियता के कारण यह निर्देश केवल १८६५० सेल प्रकार पर केंद्रित होगा।

नि:संदेह 18650 अंक प्राप्त करने का मुख्य स्रोत पुराने लैपटॉप हैं। इनमें आमतौर पर लैपटॉप के प्रकार के आधार पर 6-9 सेल होते हैं। यहां तक कि खराब लैपटॉप बैटरी से भी संभावना है कि केवल कुछ सेल खराब होंगे जबकि बाकी अभी भी प्रयोग करने योग्य हो सकते हैं। सेल पाने के लिए अन्य स्थान ई-बाइक बैटरी पैक, पावर बैंक और ईबे और अमेज़ॅन जैसे ऑनलाइन स्टोर हैं, हालांकि ये निश्चित रूप से मुफ्त नहीं होंगे।

एक बार जब आप लैपटॉप की बैटरी पकड़ लेते हैं तो इसे खोलने का समय आ जाता है। हालाँकि, सावधान रहें क्योंकि आप किसी भी बैटरी को पंचर या छोटा नहीं करना चाहते हैं। मेरी सिफारिश है कि चुभने वाले हिस्से के लिए प्लास्टिक के उपकरण का उपयोग करें। यदि आप अभी भी स्क्रूड्राइवर की तरह धातु की वस्तु का उपयोग करते हैं, तो सुनिश्चित करें कि आप इसे धीरे से करें ताकि कोई दुर्घटना न हो।

एक बार जब आपके पास आपकी कोशिकाएँ हों, तो उनकी क्षमता का परीक्षण करने का समय आ गया है। उसके लिए मैं OPUS BT-C3100 (संबद्ध लिंक) जैसे बैटरी चार्जर/परीक्षक का उपयोग करने की सलाह देता हूं। ये आसान छोटे उपकरण आपके लिए आपके लिथियम कोशिकाओं को चार्ज/डिस्चार्ज, परीक्षण और रखरखाव करेंगे, जो कि यदि आप परियोजनाओं के लिए लिथियम कोशिकाओं का उपयोग करने की योजना बना रहे हैं तो यह बहुत अच्छा है।

चरण 4: बैटरी पैक

बैटरी पैक दो मुख्य कारणों से बनाए जाते हैं: वोल्टेज बढ़ाने के लिए या/और क्षमता बढ़ाने के लिए। एक सेल एक पैक में एक व्यक्तिगत बैटरी होती है और जब सेल श्रृंखला में जुड़े होते हैं तो वोल्टेज जोड़ा जाता है। जब कोशिकाओं को समानांतर में तार दिया जाता है तो कोशिकाओं की क्षमता को जोड़ा जाता है, इस प्रकार एक उच्च क्षमता वाली बैटरी की नकल की जाती है। बैटरी पैक के विन्यास को आमतौर पर XsYp के रूप में वर्णित किया जाता है जहां X श्रृंखला में कोशिकाओं की संख्या और Y समानांतर में कोशिकाओं की संख्या को इंगित करता है। इन्हें गुणा करने पर हमें अपने पैक के लिए आवश्यक कोशिकाओं की कुल संख्या प्राप्त होती है।

एक ठेठ 18650 की वोल्टेज रेंज 4.2V और ~ 2.5V के बीच है और इसलिए यदि आप चाहते हैं कि एक 12V बैटरी पैक 3s1p श्रृंखला में तीन कोशिकाओं को जोड़ने से 12.6V पूरी तरह से चार्ज हो जाए और 7.5V पूरी तरह से खाली हो जाए (हालांकि इसकी अनुशंसा नहीं की जाती है) 3V से नीचे डिस्चार्ज सेल)।

सेल में क्षमता मॉडल और निर्माता के बीच बहुत भिन्न होती है। लेकिन मेरे द्वारा परीक्षण की गई बड़ी मात्रा में बैटरी से, प्रयुक्त लैपटॉप बैटरी की अपेक्षित क्षमता 2000mAh से 3000mAh तक होती है। बेशक आपको इससे कम क्षमता वाली बैटरियां मिलेंगी और जिन्हें मैं आमतौर पर छोड़ देता हूं।

तो मान लीजिए कि आप 10000mAh की क्षमता वाला एक पावर बैंक बनाना चाहते हैं और आपके पास 2000mAh सेल का एक गुच्छा है … DC-DC रेगुलेटर इसे 5V तक ले जाएगा।

उदाहरण के लिए, यदि आप 12V और कम से कम 10000mAh चाहते थे तो कॉन्फ़िगरेशन 3s5p होगा और इसका मतलब है कि उस पैक को बनाने के लिए कोशिकाओं की आवश्यक मात्रा 15 होगी।

अपना खुद का बैटरी पैक बनाना वास्तव में बहुत उपयोगी है और इंटरवेब पर बहुत सारी पठन सामग्री उपलब्ध है। इसलिए यदि आप पैक बनाने के लिए नए हैं, तो मेरा सुझाव है कि आप इसमें कुछ शोध करें क्योंकि यह निर्देश बैटरी पैक और उनकी सीमाओं के बारे में सभी विवरण प्रदान नहीं करेगा। देखने के लिए कुछ चीजों पर संकेत हैं वर्तमान ड्रा और वर्तमान डिवीजन, बीएमएस, बैलेंस चार्ज, वोल्टेज सैग, बैटरी आंतरिक प्रतिरोध, टैब आकार, बैटरी रसायन शास्त्र और थर्मल रनवे।

चरण 5: पैक का निर्माण

इस बैटरी पैक को बनाने के लिए हमें कुछ चीजों की आवश्यकता होगी।

बैटरी पैक बनाने का पहला चरण यह तय करना है कि आपको कौन सा कॉन्फ़िगरेशन चाहिए / चाहिए। यह वोल्टेज, क्षमता और वर्तमान आवश्यकताओं द्वारा तय किया जाता है। इस निर्देशयोग्य में हम एक 3s2p बैटरी पैक बना रहे होंगे जिसके परिणामस्वरूप 12V 4-5000mAh की बैटरी होनी चाहिए।

चूंकि हम अपने सेल होल्डर्स को प्रिंट कर रहे हैं, इसलिए एक 3D प्रिंटर अविश्वसनीय रूप से उपयोगी होगा। तो यह वह हिस्सा है जहां आपको अपनी पिछली जेब से एक 3D प्रिंटर को व्हिप करना है या प्रिंटर वाले किसी मित्र मित्र से आपकी मदद करने के लिए कहना है। ये सेल होल्डर काफी छोटे होते हैं इसलिए इन्हें एक साथ स्नैप करने के लिए उचित सहनशीलता प्राप्त करने के लिए मैं 0.4 मिमी नोजल या छोटे का उपयोग करने की सलाह दूंगा। एसटीएल और मॉडल फाइलें नीचे दिए गए लिंक पर पाई जा सकती हैं जहां आपको प्रिंटिंग निर्देश भी मिलेंगे।

चुनी गई असेंबली विधि के आधार पर एक ड्रिल की भी आवश्यकता हो सकती है (इस पर बाद की स्लाइड्स में अधिक)

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, कोई वेल्डिंग आवश्यक नहीं होगी और सोल्डरिंग वैकल्पिक होगी। टांका लगाने वाले लोहे के लिए मुख्य उपयोग बैटरी पैक में लीड संलग्न करना होगा। हालाँकि इसके बजाय तारों पर रिंग टर्मिनलों का उपयोग करके इससे बचा जा सकता है या केवल टैब्स लीड के रूप में कार्य करते हैं और अलग-अलग सेल लीड्स (बैलेंसिंग लीड्स) को अनदेखा करते हैं।

एसटीएल फाइलों से लिंक करें: एसटीएल-फाइलें

चरण 6: आवश्यक भागों

अपने पैक के लिए जितने आवश्यक हो उतने होल्डर प्रिंट करें और अन्य आवश्यक भागों की सोर्सिंग शुरू करें। इस बिल्ड के लिए हमें कुल छह सेल होल्डर प्रिंट करने होंगे। बाड़े, ढक्कन और वैकल्पिक रूप से माउंट को भी प्रिंट करें क्योंकि संलग्नक बैटरी पैक को अधिक टिकाऊ और विश्वसनीय बना देगा।

हिस्सों की सूची:

• निकल टैब (अधिकतम 7, 5 मिमी की चौड़ाई)
• 2x M5 स्क्रू (कम से कम 100 मिमी लंबा)
• 2x M5 विंगनट्स
• 12x M3 स्क्रू और नट*
• टर्मिनल लीड (लाल और काला)
• बैलेंसिंग लीड*

*वैकल्पिक भाग

चरण 7: पैक को इकट्ठा करें

एक बार जब आपके पास पैक को इकट्ठा करने के लिए सभी भाग हो जाते हैं और यह काफी सीधा है क्योंकि आवश्यक पैक आकार बनाने के लिए मुद्रित सेल धारकों को एक दूसरे में तड़क दिया जा सकता है।

सेल धारकों को इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि बैटरी पैक बनाने के लिए उनका उपयोग करने के कई तरीके हैं।

1. पहला विकल्प कई कोशिकाओं को जोड़ने के लिए सेल धारक के माध्यम से टैब को थ्रेड करना है। धारकों को कुछ स्प्रिंगनेस के साथ डिज़ाइन किया गया है जो बैटरी सेल के साथ उचित संपर्क सुनिश्चित करना चाहिए।
2. दूसरा विकल्प टर्मिनल संपर्कों के रूप में एम 3 स्क्रू का उपयोग करना है और नट्स का उपयोग करके शिकंजा पर टैब को कसना है। इसके लिए टैब में छेद ड्रिल करना उपयोगी हो सकता है ताकि M3 स्क्रू से गुजर सकें। मैंने एक जिग प्रदान किया है जो इन छेदों को ड्रिल करते समय रिक्ति के साथ मदद करेगा। यदि बैटरी कंपन को सहन करती है तो नटों को खोलने से रोकने के लिए नायलॉन नट या लोक्टाइट का उपयोग करना बुद्धिमानी हो सकती है।

लीड्स और वायर्स (जैसे बैलेंसिंग लीड्स) और कनेक्टिंग टैब्स (श्रृंखला कनेक्शन बनाने के लिए) का कोई भी सोल्डरिंग इस स्तर पर किया जाना चाहिए, यह सुनिश्चित करते हुए कि सही टैब जुड़े हुए हैं।

एक बार पहला भाग (इसे नीचे का भाग कहते हैं) समाप्त हो जाने के बाद और उचित लीड तारों को मिलाप / संलग्न कर दिया गया है, इसे बाड़े के नीचे रखा जा सकता है। यह टाइट फिट होगा। यह एक मजबूत पैक बनाने और पैक के अंदर किसी भी अनावश्यक गड़गड़ाहट को कम करने के उद्देश्य से है।

बैटरी डालें, सुनिश्चित करें कि सभी समानांतर जोड़े समान वोल्टेज स्तर पर हैं और कोशिकाओं में समान क्षमता है। श्रृंखला कनेक्शन बनाने के लिए सेल जोड़ी को वैकल्पिक दिशा का सामना करना चाहिए जिसका अर्थ है कि मध्य जोड़ी को अन्य दो जोड़े के विपरीत होना चाहिए।

शीर्ष सेल धारकों को पैक में डालें। सभी कक्षों को शीर्ष धारक में ठीक से संरेखित करने के लिए इस चरण में कुछ लड़खड़ाहट और फ़िडलिंग की आवश्यकता हो सकती है।

जरूरी!

• पूरी तरह से सुनिश्चित करें कि आप कोशिकाओं की ध्रुवता और अभिविन्यास प्राप्त करते हैं अन्यथा आप कोशिकाओं को छोटा करने का जोखिम उठाते हैं और इसके साथ ही, उनकी पूरी क्षमता को उजागर करते हैं जो शायद ही कभी अच्छी बात है।
• यदि पुरानी लैपटॉप बैटरियों या अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों से मैला ढोने वाले सेल का उपयोग कर रहे हैं, तो सुनिश्चित करें कि सभी स्टिकर, गोंद अवशेष या सेल पर हो सकने वाली कोई भी चीज़ हटा दी जाए, इस बात का ध्यान रखें कि सिकुड़ी हुई चादर को न हटाएं। आप चाहते हैं कि सेल, टर्मिनलों के अच्छे संपर्क की अनुमति देने के लिए सेल होल्डर में स्वतंत्र रूप से घूमे।

चरण 8: पैक का परीक्षण करें

ढक्कन पर धीरे से पेंच करें और वोइला करें! उम्मीद है कि आपके पास एक काम करने वाला बैटरी पैक होगा। बेशक अब समय आ गया है कि आप अपना मल्टीमीटर निकाल लें और पैक का परीक्षण करके देखें कि यह अपेक्षित वोल्टेज देता है या नहीं।

जैसा कि तस्वीरों में देखा जा सकता है कि मैंने इन धारकों के साथ कुछ बैटरी पैक बनाए हैं और मुझे कहना होगा कि वे वास्तव में बहुत अच्छे हैं। अब ऐसे पैक बनाना संभव है जहां आप आसानी से खराब सेल को स्वैप कर सकते हैं, कॉन्फ़िगरेशन बदल सकते हैं और सेल को अलग-अलग चार्ज कर सकते हैं।

हालाँकि, पैक बनाने के इस तरीके के बारे में कुछ बातें ध्यान देने योग्य हैं। चूंकि कनेक्शन कोशिकाओं से बंधा नहीं है, इसलिए यह सुनिश्चित करने के लिए अतिरिक्त देखभाल की आवश्यकता है कि प्रत्येक सेल उचित संपर्क बना रहा है। यदि सेल उचित संपर्क नहीं बना रहे हैं, तो बैटरी असमान रूप से डिस्चार्ज होने के कारण चिंगारी उत्पन्न हो सकती है। ध्यान रखने वाली एक और बात यह है कि इस समाधान के परिणामस्वरूप वेल्डिंग की तुलना में कम कॉम्पैक्ट बैटरी पैक होगा। तीसरा दोष यह है कि यद्यपि मॉड्यूलर निर्माण इसे लचीला बनाता है, फिर भी आप ग्रिड पैटर्न कॉन्फ़िगरेशन तक सीमित हैं और बैटरी पैक के आकार को अनुकूलित करना इस प्रकार कठिन हो जाता है।

लेकिन अगर उपर्युक्त कमियों में से कोई भी आपको परेशान नहीं करता है, तो इसे अनुदेशकों के माध्यम से बनाने के लिए बधाई और हो सकता है कि आप अपनी भविष्य की सभी शक्ति चुनौतियों को हल करने में सक्षम हों।

याद रखें कि बिना किसी सुरक्षा के लिथियम बैटरी का उपयोग करना काफी जोखिम भरा है, इसलिए पैक को ओवर चार्ज/डिस्चार्ज से बचाने के लिए उपयुक्त बीएमएस (बैटरी मॉनिटरिंग सिस्टम) का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है और अगर बैलेंसिंग फीचर भी शामिल है तो इसे चार्ज करने के लिए भी इस्तेमाल किया जा सकता है। पैक। छोटे पैक के लिए उपयोग करने के लिए मेरे सुझाए गए बीएमएस के लिंक नीचे देखें।

12 वी बीएमएस (3 एस पैक)

16V बीएमएस (4s पैक)