Как сваривать литиевые аккумуляторы

Как самостоятельно провести точечную сварку аккумулятора

Аккумуляторы применяются во многих бытовых приборах и инструментах. Иногда, необходимо заменить один или несколько элементов. Они соединяются в блок определенного напряжения, и полюса привариваются между собой металлической полосой при помощи точечной сварки.

Метод пайки здесь не подходит, так как при таком способе соединения происходит сильный нагрев внутренней части батареи, что приводит к выходу ее из строя. Поэтому если требуется самостоятельно провести ремонт литий-ионных батарей, то нужно приобрести аппарат точечной сварки (споттер) или сделать его самому.

Простейший способ

Самый простой способ – это сварка аккумуляторов самой аккумуляторной батареей. Для этого потребуется:

• любой автомобильный аккумулятор, подойдет от дрели или шуруповерта;
• два жала паяльника или кусок толстого одножильного медного провода;
• реле на 500-1000 А;
• конденсатор;
• переменный резистор;
• многожильный медный провод сечением 30-40 мм2;
• переключатель.

В полевых условиях, чтобы приварить к батарее никелевую пластину, достаточно аккумулятора, проводов для зарядки, куска монолитного провода и изоленты.

Из провода делается два электрода. Их концы зачищают, выравнивают и фиксируют изолентой. Между концами проводов должно быть расстояние 2-3 мм, торцы находятся в одной плоскости.

За другие концы монолитного провода цепляют с помощью зажимов кабеля для зарядки. Предварительно зарядный кабель присоединяется к клеммам рабочего аккумулятора. Полярность значения не имеет.

Точечная сварка готова. Никелевая лента устанавливается на литиевый аккумулятор. К ленте прижимают концы электродов, которые находятся под напряжением.

Произойдет короткое замыкание, и металл в точке соприкосновения расплавится. Электроды надо быстро убрать во избежание прожигания никелевой пластины.

В домашних условиях

Для удобства и повышения качества сварки в домашних условиях применяют дополнительные элементы.

Многожильный силовой провод с помощью зажимов присоединяют к рабочему аккумулятору, а другие концы к нормально-разомкнутому контакту реле и к жалу паяльника.

Второй контакт реле подсоединяют ко второму жалу. В результате получается такая схема, что при замыкании контактов реле на концах жал (электродов) будет присутствовать напряжение рабочего аккумулятора.

Для управления реле используется конденсатор большой емкости, резистор и переключатель. Конденсатор и резистор соединяются последовательно. Один вывод конденсатора подключен к батарее. Общий вывод переключателя подсоединяется к резистору.

В исходном состоянии переключатель должен находиться в положении, когда он замкнут на рабочий аккумулятор. Конденсатор зарядится. Обмотка управления реле одним контактом подсоединяется к выводу емкости, соединенной с аккумулятором, а второй подсоединяется к свободному выводу переключателя.

При переключении напряжение с конденсатора поступает на управляющую обмоток. Пока емкость разряжается, реле замкнуто, и через него может проходить ток в случае замыкания цепи.

Для сварки достаточно на элемент литиевого аккумулятора поставить никелевую соединительную ленту, на нее два жала, прижать и нажать на переключатель. Контакты реле замкнутся, на электродах появится напряжение.

Так как они замкнуты через пластину, через нее потечет ток короткого замыкания, который вызовет расплавление металла между точками касания электродов. Сварка произведена.

С помощью резистора можно регулировать длительность управляющего импульса. Регулировку можно проводить опытным путем. Она необходима при изменении напряжения рабочего аккумулятора и толщины свариваемого материала.

Из трансформатора

Точечную сварку для аккумуляторов можно сделать своими руками из трансформатора. Ею можно сваривать не только батареи, но и любые тонкие металлические изделия.

Для сварки аккумуляторов трансформатор большой мощности не требуется, на 300-500 Вт достаточно. Главное, чтобы была возможность перемотать вторичную обмотку.

Первичная обмотка должна быть на 220В 50 Гц. В качестве намоточного провода на вторичную обмотку нужно применить изолированный медный провод большого диаметра. Требуется сделать три-четыре витка.

Корпус аппарата точечной сварки можно сделать из оргстекла или фанеры. Оргстекло конечно предпочтительней. Основание корпуса должно быть такого размера, чтобы вмещался трансформатор с соединительными проводами, кнопка и рычаг с электродами.

Рычаг крепится на оси между стойками из алюминиевого уголка, которые в свою очередь саморезами закрепляются к основе прибора. Длина рычага делается с таким расчетом, чтобы электроды, закрепленные на нем, доходили до рабочей площадки основания устройства. Диаметр электродов должен быть 3-5 мм. Их концы подтачивают и выравнивают торцы.

Вторичная обмотка трансформатора подключается к электродам с помощью многожильного медного провода сечением не менее чем сечение электродов. Длина проводов от вторичной обмотки до рабочей части должна быть минимальной. Соединения лучше проварить для уменьшения сопротивления цепи или соединять через клеммные колодки под винт.

Рабочая кнопка устанавливается на одном из выводов вторичной обмотки. На рычаге и кнопке устанавливаются пружины. Они нужны для их быстрого возвращения в исходное состояние.

Чтобы установить определенную длительность сварочного импульса, вместо кнопки можно использовать тиристор или силовое реле, управляемое RC цепью. Резистор должен быть переменным, а емкость конденсатора достаточно большой, чтобы позволял менять длительность импульса в пределах от десятков до сотен миллисекунд.

Имеется большое количество схемных реализаций точечной сварки для аккумуляторов. Многое зависит от имеющихся материалов. Схемы могут меняться для увеличения функциональности устройства, улучшения его потребительских свойств, но суть остается прежней.

Аппарат из конденсаторов

Аппарат для точечной сварки из конденсаторов потребует 8 емкостей по 15000 мкФ на напряжение 25 В. Конденсаторы надо соединить параллельно, чтобы общая емкость стала 120000 мкФ.

Для зарядки можно использовать любой источник напряжения на 12-24 В. Подключается он через выключатель. К выводам конденсатора также подсоединяются электроды через медный кабель сечением 16-30 мм2.

Электроды располагаются параллельно друг другу на расстоянии трех миллиметров. Торцы обтачиваются и выравниваются. Процесс сварки происходит следующим образом.

Конденсаторы заряжаются, выключатель отключает источник зарядки. Никелевая соединительная пластина устанавливается на аккумуляторе. Электроды прижимаются к пластине, замыкая выводы конденсаторов через нее.

Пока происходит разряд емкости идет процесс сварки в точке контакта. Для регулировки длительности импульса можно использовать тиристор, управляемый RC цепью с заданными параметрами.

Точечная сварка для аккумуляторов от обычной точечной сварки отличается малой мощностью и формой рабочих элементов. У обычных аппаратов свариваемая деталь находится между электродами, у сварки для аккумуляторов электроды располагаются с одной стороны свариваемого изделия.

Источник

Аккумуляторы и батареи

Информационный сайт о накопителях энергии

Точечная сварка своими руками для литиевых аккумуляторов

Как бы ни старался мастер соединить несколько банок способом паяния, получается некрасиво и опасно. Знаем, что если нагреть корпус банки до 60 0 , начнется самопроизвольная реакция. Поэтому домашние умельцы пользуются соединением неодимовыми магнитами, клеем или жидким пластиком. Используются холдеры – капсулы под аккумуляторы, уже спаянные в блок. Но лучшим способом соединения литиевых аккумуляторов считается контактная сварка лентой из никеля.

Сварка литиевых аккумуляторов в домашних условиях

Вряд ли домашний умелец станет покупать аппарат точечной сварки. На АлиЭкспресс. Самый доступный прибор стоит больше 6 тысяч рублей. Поэтому ищем бюджетный способ монтажа простейшего устройства из подручных средств.

В домашних условиях применяют 2 вида точечной сварки для литиевых аккумуляторов, ударную и трансформаторную. Если используется конденсатор и прямое подключение контактов – это ударная сварка. Примером установки ударной сварки является использование аккумуляторной батареи, отслужившей по прямому назначению. Но импульс должен составлять миллисекунды. Чтобы не перегреть свариваемые поверхности, необходимо автоматизировать время касания. Познакомьтесь со схемой конденсатной сварки.

Как используя трансформатор, сделать преобразователь обычного сетевого тока в сварочный, с напряжением 2-3 В и силой до 1000 А. Потребуется создать новый аппарат, используя имеющийся трансформатор, например, от микроволновки, мощностью 1 кВт. Для этого нужно удалить вторичную обмотку и магнитные шунты. Намотать новый контур, взяв хорошо изолированный провод сечением 35 мм2 и диаметром 12 мм. Нужно выполнить 2-3 витка, чтобы добиться холостого хода 2 В и нужной силы тока. Для воздействия коротким импульсом использовать контроллер , который управляет симистором. Выставить импульс тока примерно 35-40 миллисекунд. Реакция человека не позволяет уложиться в этот диапазон воздействия. Для соединения используется никелевая лента. Внешний вид устройства и порядок работы можно посмотреть на видео.

Важно использовать при точечной сварке правильные жала. Они должны быть выполнены из медного провода сечением 2-5 мм. Но лучше взять конструкции из паяльников. Контакты с токоведущей гильзой должны быть плотными, не создавать лишнего сопротивления. Диаметр питающего провода выбирают равным или толще жала. Электроды выставляются на нужном расстоянии, прижимают к пластине, подают импульс тока.

Почему литиевые аккумуляторы при сварке брызгают кислотой

Каждый литий-ионный аккумулятор представляет герметичную полость, в которой и происходят химические процессы с накоплением энергии. Внутри нет влаги, растворители безводные, используются твердые составы. Но в результате химических реакций внутри многокомпонентной системы может возникнуть избыточное давление. Одной из причин станет разогрев корпуса аккумулятора. он критичен, начиная с +40 0 и опасен при достижении +60 0 . Дальше последует самопроизвольный набор температуры, возгорание и взрыв.

Однако при сварке возможно нарушение времени контакта, прогорание корпуса. В этот момент выделится неприятный газ с кислотным запахом. Этот момент опасен, герметичный корпус соединился с атмосферой. Внутрь попал кислород, водяные пары. Литиевый аккумулятор начинает брызгать кислотой, предвестником взрыва.

Вот почему опасно соединять банки паянием с кислотой. Нарушить герметичность можно случайно, испортив предохранительный клапан, закоротив полюса. Но любой дымок из корпуса аккумулятора является грозным вестником возгорания. Работа по соединению ячеек в единый аккумулятор требует внимания и аккуратности.

Есть безопасный способ соединения элементов. Используя специальную конструкцию, холдер, где каждый элемент имеет собственную ячейку, не требуется сварка. Внешний контур соединен, как нужно. Вставляя банки в секции, важно не перепутать полюсность. В такой сборке просто заменить не работающую банку.

Источник

Точечная сварка для литиевых аккумуляторов 18650 своими руками

Сварка литиевых аккумуляторов 18650 между собой в домашних условиях

Аккумуляторные батареи используются во многих бытовых устройствах и инструментах. Иногда, нужно заменить один или несколько компонентов. Они соединяются в блок напряжения, и полюса привариваются между собой посредством точечной сварки. Не стоит задумываться, как паять аккумуляторы 18650.

Пайка здесь не поможет, так как из-за нее сильно нагревается внутренняя часть батареи, что приводит к неисправностям. Поэтому если нужно в домашних условиях произвести ремонт литий-ионных АКБ, то придется купить аппарат точечной сварки (споттер) или смастерить его своими руками.

Сварочный агрегат состоит из элемента управления и питательного источника.
Источник питания — это ток, элемент управления — это те комплектующие, которыми человек выполняет процесс соединения.

1. Аккумулятор надо поставить на равномерную поверхность, на контакты поставить маленькую пластину, соединяющую все емкости в одну.
2. При сварке придется взять несколько электродов из меди, которые располагаются параллельным образом и прикладываются к пластинке.
3. Когда ток начнёт переходить на электроны, произойдёт короткое замыкание, и пластина присоединится к АКБ.

Вот как соединить аккумуляторы между собой без пайки.
Используя такой вид сварки, вы получите мгновенного типа разряд, который хорошенько скрепит материал, но изделие при этом не перегреется. Так можно вернуть к жизни АКБ шуруповерта, телефона и другой техники.

Важно! Чтобы понять, как припаять провод к батарейке или аккумулятору без серьезных ошибок, нужно прочитать инструкцию в сети.

Как соединить аккумуляторы 18650 между собой и что нужно для этого?
Список компонентов и нужных приспособлений:

• Трансформаторное устройство от микроволновки;
• Клеммная колодка для соединения проводков;
• Отрезок кабеля из меди сечением 2,26мм²;
• 8-миллиметровый многожильный кабель;
• Контролер с таймером;
• Устройство питания на 12v/0,5А;
• Корпус от питательного блока ПК;
• Выключатель 220В;
• Одиночного типа выключатель в виде кнопки без фиксации;
• Маленькая деревянная рейка;
• Подходящая пружинка.

Контактная сварка для аккумуляторов 18650 своими руками в подробностях:

Пункт первый. Сначала надо где-то найти ненужную микроволновую печку, но с работающим трансформатором. Далее нужно убрать из нее трансформаторное устройство. Теперь можно переходить к разборке блока питания ПК, выбросите из корпуса все, кроме гнезда для сетевого подключения 220В. В будущем в этот корпус будем устанавливать все элементы, нужные для точечных сварочных работ.

Теперь потребуется поставить в корпус силовой трансформатор, плату контроллера с таймером и питательный блок, тщательно выполните компоновку всех этих деталей. Потом отметьте, где должны быть дырки под крепеж, которые необходимо будет просверлить.

Пункт второй. Снятие ненужной вторички. На этом шаге вам надо убрать вторичного типа обмотку с трансформаторной установки от печи, чтобы не допустить ошибку, ориентируетесь по обмотке с самым тоненьким кабелем. Это и есть вторичка, а после процедуры, вместо нее потребуется намотать 8-миллиметровым кабелем новенькую вторичную обмотку.

Чтобы упростить процедуру удаления обмотки с трансформаторного агрегата без его разборки, для этого потребуется взять заточенное зубило. Этими приспособлением легче всего удалить эмаль-провод, просто срежьте его с двух сторон. После завершения вышеперечисленных манипуляций, от остатков можно избавиться посредством стандартных плоскогубцев.

Пункт третий. Размещение новенькой обмотки.Теперь взамен убранной обмотки потребуется поставить на сердечнике новую. Монтируем подготовленную трансформаторную установку в корпус. Возле решетки для воздуха сделайте несколько дырок, через них будут проходить выводы катушки. Теперь просверлите отмеченные заранее отверстия в днище покрытия для того чтобы зафиксировать трансформатор полностью.

После этого, вы должны поставить на передней панели плату контроллера, а ниже расположить светоизлучающий диод в отмеченную область. Но перед этим, светодиод потребуется предварительным образом выпаять из платы, а его выводы удлинить тоненьким проводком.
На заднюю панель поместите выключатель сетевого назначения.

У питательного блока удалите вилку, потому что она занимает слишком много места, а потом к разъему питания подпаяйте отрезками проводков. Все компоненты паяются кусками проводков, но от контроллера до трансформатора можно выполнять на клеммах. Затем необходимо подсоединить к таймеру выключатель кнопочного типа. Посредством потенциометра поставьте на таймере временной интервал импульсного разряжения, во время которого происходит точечного типа сварка комплектующих. Оптимальное время разряда подбирается уже в процессе работы.

Пункт четвертый. Применяя уголки из металла, зафиксируйте на корпусе агрегата рейку.
Извлеките из клеммной планки компоненты для зажима кабелей и вставьте их на кончики проводков и зафиксируйте винтами. Теперь прикрепите их к рейке посредством шурупов.
Сам выключатель тоже разместите на рейке, заранее создав для него дырку:

Сделайте контактного типа электроды, если не получается выточить их с помощью токарного агрегата, то тогда из медного проводка сечением 2,26 мм² скрутите. После заострите их концы. Закрепите контакты в клеммных зажимах.

Пункт пятый. После выполнения всех сварочных работ, настало время поставить пружинку для выполнения реверса после разряда импульса на детали. Для этого, закрепляем на крышке корпуса доп. рейку.
Вот и все, процедура полностью завершена. Устройство получилось со средней мощностью, поэтому при сварке тоненьких деталей придется следить за временем отсечки таймера.
Если вы хотите получить более мощный аппарат, лучше закажите его себе через интернет.

В чём особенность точечной сварки аккумуляторов

Техника, при которой область соприкосновения 2 присоединяемых металлов подвергается сжатию и последующему нагреванию в результате пропускания электротока, именуется контактной сварочной работой.

Конденсаторного типа сварка (КС) это технология с использованием энергии аккумуляторов. Главное её отличие – кратковременного типа подача тока на стык.

Важно! Источником электрической энергии, проходящей через место контакта, служат конденсаторы, имеющие неплохую ёмкость. Разряжаясь через сварочную область, они плавят металлы.

Время влияния тока на шов минимизировано (до трех мс), тем самым нагрев получается дозированный и максимально ориентированный на область контакта. Благодаря этому достигается хорошее качество соединения комплектующих в местах стыка.

Как изготовить точечную сварку для аккумуляторов своими руками

На рынке реализуется много разных моделей агрегатов для контактной сварки. Но, подобные устройства, стоят больших денег, и не каждый сможет купить их себе. Поэтому, при желании можно сделать аппарат для точечной сварки АКБ самостоятельно.

Тех. свойства самодельных устройств во многом уступают характеристикам купленных агрегатов, но самодельная точечного типа сварка вполне пригодна для бытовых нужд.
Контактная точечная сварка для АКБ своими руками может выполняться на самодельном девайсе, в конструкции которого есть источник тока и органы управления.

Осуществляя производственный процесс точечной сварки самостоятельно для литиевых аккумуляторных батарей, стоит очень внимательно и осторожно подходить к выполнению всех нужных требований. Как сделать зарядное устройство для литиевых аккумуляторов своими руками, читайте здесь.
Чтобы сделать хороший аппарат для контактной работы, в первую очередь, надо обзавестись следующими элементами, которые считаются важнейшей частью агрегата для сварки.

Точечная сварка для аккумуляторов 18650 своими руками

Вам нужно взять: трансформаторную установку, основу деревянную, бруски для стоек, кнопку включения, широкий провод для вторички, тонкий кабель для запитки из электросети, наконечники из меди, болты, гайки и саморезы, которые потребуются для крепления.

Процедура сборки

Устройство для контактных сварочных работ довольно легко сделать из трансформатора от микроволновой печки или телевизора. Возьмите узел, с мощностью 180 Вт.

Важно! От вторички в трансформаторной установке надо полностью избавиться. Вы можете это осуществить, используя молоточек или болгарку. Верхушку обмотки надо спилить, а оставшуюся часть убрать из корпуса.

Вторичная обмотка выполняется с помощью плотного проводка для сварки. Чаще всего наматываются 3 трансформаторвитка. Этого точно хватит для того, чтобы увеличить силу тока до 300 Амп. И выполнить сварку. Необходимо выделить, что на выходе напряжение будет маленьким, примерно 2В, поэтому если комплектующие неожиданно соприкоснутся, они не повредятся. Для того чтобы произвести регулировку воздействия тока, нужно лишь нажать кнопочку и минуть лишние проблемы.

Можно создать более мощную версию агрегата для точечной сварки своими руками. Для этого надо еще поставить конденсаторы и тористор. Конденсатор нужен для накапливания заряда, который будет перенаправляться на электроды пс помощью закрытия и открытия тористора. Такая конструкция обеспечит импульсивного типа подачу тока, с определенным временным промежутком.

Инвертор для контактных сварочных работ собирается с использованием диэлектрической базы. Именно к ней присоединяется источник тока. Для этого можно взять как фанерный лист, так и равносторонний отрезок их доски. Трансформаторная установка занимает один из углов основания, а на свободной области ставятся стойки.

Затем эти стойки надо присоединить к основанию, этот процесс выполняется посредством шуруповерта. В верхней части стоек надо сделать дырку для проведения оси. В этой области будет закреплен рычажок с электродами. На торце этого рычага надо зафиксировать пару электродов из меди, диаметром от 2 до 4 мм. Все кабели потребуется полностью промыть, изолировать и примотать к рабочей части.

Изготовление простейшего аппарата для контактной сварки из суперконденсатора

• Моток с проволочкой размотайте и отрежьте 2 идентичных отрезка длиной 5-7 см.
• Выпрямите их кусачками или плоскогубцами, чтобы они были полностью ровными. Теперь с одной стороны у каждого отрезка напильником зачистите край, уберите изоляцию.
• А с противоположной стороны сформируйте острие.
• Лудите контакты ионистора.
• Лудите открытые и тупые кончики отрезков проволочки из меди..
• Припаивайте отрезки к контактам конденсатора.
• Сварочник сделан!
• Осталось лишь подогнуть(можно мотать) вывода с помощью кусачек, чтобы было мин. расстояние между острием 2-3 мм.
• Зарядите током 5 А.

Напряжение не должно быть выше 2,7 Вольт.
Хотя, если немного поднимется, это не критично.

Вариант аппарата из автомобильного аккумулятора

Этот вариант более быстрый и правильный, ведь не надо перематывать трансформаторную установку.
В данном случае, в виде источника тока выступает заполненный энергией аккумулятор от машины. Необходимо замкнуть его клеммную колодку и приварить контакт на батарее. Чтобы агрегат был более удобным в плане использования, электроды надо изолировать и накинуть на них соединитель, чтобы был шанс задавать постоянное расстояние между торцами.

Внимание! Выбирайте модификацию высокой мощности, иначе под влиянием высоких температур он станет очень быстро плавиться.

Провода от аккумулятора помещаются в клеммник колодки. После выполнения всех вышеописанных действий можно переходить непосредственно к сварке.
После того, как вы сделали агрегат с держателем, его необходимо проверить на деле. Для этого надо:

• На основание поставить отработанные АКБ и соединить их в один блок. Для своего удобства можно прибегнуть к обмотке их скотчем или изолентой. Это делается для того, чтобы они компактным образом разместились в готовом аппарате.
• К верхнему концу контакта надо подвести соединяющую пластинку, так вы проверите точность установки и насколько правильно все комплектующие расположены по длине.
• Потом выполняется прижим с помощью электродов, далее требуется включить ток и приступить к самой сварке.
• Над каждой пластинкой из лития, делаются 2 точки, чтобы качественнее зафиксировать устройство.

Подводя итог, стоит сказать, что агрегат для точечной сварки своими руками для литиевых аккумуляторов считается отличным решением, в ситуации, когда нет денег на покупку.

Преимущества и недостатки точечной сварки для аккумуляторов

К преимуществам контактных сварочных работ относится:

• прочная область соединения;
• аппараты не поглощают много мощности;
• возможность автоматизации деятельности;
• прекрасная производительность;
• узкий сектор воздействия температур;
• отсутствие всплесков нагрузки в сети питания.

К недостаткам можно причислить следующее:

• Наличие специальных агрегатов для сварки и доп. оборудования;
• лимит на применение огромных сечений.

Точечная сварка в любом случае имеет больше преимуществ, чем недостатков.
Она упрощает работу, с ней справиться даже новичок, если он будет делать все по официальной инструкции.

Источник