Можно ли спаивать аккумуляторы

Как паять аккумуляторы?

Бытовая техника, работающая без подключения в розетку, питается от аккумуляторных батарей. Одиночный аккумуляторный элемент обеспечивает питание небольшим напряжением (лишь несколько вольт). В зависимости от потребности конкретного электроприбора, аккумуляторные элементы собирают в батареи, увеличивая напряжение и общую ёмкость. Как паять аккумуляторы, рассмотрим в статье.

Особенности

Одиночные никель-кадмиевые аккумуляторы имеет напряжение на контактах только 2,4 В. Литий-ионные элементы питания обладают характерным напряжением 3,7 В. Но для питания радиоэлектронной аппаратуры требуется напряжение не менее 5 В. В таком случае надо отдельные аккумуляторные элементы паять в последовательную гирлянду.

Аккумуляторы широкого применения имеют стандартную ёмкость – 2-3 А/ч. Но для питания электроинструмента нужна гораздо большая ёмкость.

В таком случае элементы питания собирают в батарею параллельно. Аккумуляторные батареи современных ноутбуков содержат от двух до шести последовательно соединённых каскадов, каждый из которых состоит из 2 или 3 параллельно соединённых элементов.

Для соединения аккумуляторов в батареи обычно используют пайку или контактную сварку. Сварочный аппарат есть не у каждого мастера, тогда как паяльник является стандартным инструментом. Чтобы спаять аккумуляторы между собой, используют легкоплавкие припои и медный провод.

Пайка аккумуляторов отличается тем, что эти детали очень чувствительны к перегреву. Чтобы спаять батарею, приходится применять припои с как можно меньшей температурой плавления. Очень хорошо подходит стандартный припой марки ПОС-60. Иногда встречаются рекомендации использовать сплав Вуда или Розе. Но такие припои слишком мягкие и очень дороги.

В массовом производстве хорошее соединение обеспечивает точечная сварка никелевой лентой. Но если нет сварочного аппарата, можно надёжно спаять между собой аккумуляторы медным проводом. Чтобы не перегреть элементы питания, надо использовать легкоплавкий припой и самый мощный из доступных паяльников.

Соединение мягкими припоями обладает малой механической прочностью. Это следует учитывать и дополнительно скреплять аккумуляторы клеем или изолентой.

Требования к изоляции соединительных проводов невелики, обычно вполне достаточно просто проложить между деталями разделительный слой бумаги или тонкого пластика.

Соединяя аккумуляторы в батарею, не следует забывать и о необходимости их охлаждения. Поэтому не используйте слишком толстую изоляцию. А вот сечение соединительных проводов надо выбирать настолько большое, насколько это возможно.

Инструменты и материалы

Для соединения аккумуляторных элементов в батарейки применяют мощный паяльник, оловянно-свинцовый припой и гибкий многожильный медный провод. Несмотря на то, что работа ведётся легкоплавким припоем, паяльник должен быть тяжёлым и как можно большей мощности. Это позволит выполнять пайку очень быстро, не допуская перегрева аккумулятора.

Перед пайкой контакты аккумулятора надо хорошо зачистить. Можно сделать это надфилем или наждачной бумагой. Особое внимание уделите подбору паяльного флюса. Встречаются рекомендации использовать паяльную кислоту или иной вид активного флюса. К сожалению, промывка аккумуляторной батареи затруднена. Остатки активного флюса постепенно приведут к разрушению точки пайки. Лучше пользоваться нейтральным флюсом, но более мощным паяльником.

Использование многожильного провода позволяет соединить аккумуляторы по кратчайшему пути, что уменьшает электрические потери.

Также потребуются пассатижи, кусачки и ножницы для работы с изолирующими материалами.

Для скрепления отдельных аккумуляторов между собой можно воспользоваться изолентой. Но современные технологии предлагают и такой способ соединения, как термоклей. Это очень удобно, но для работы с термоклеем требуется прибор, который называется термопистолет. Стоит такой инструмент недорого, но значительно облегчает работу.

Техника проведения

В большинстве случаев аккумуляторы приходится соединять последовательно. Так, для создания батареи для ручного электроинструмента обычно соединяют от шести до восьми никель-кадмиевых элементов в последовательную гирлянду.

Литий-ионные аккумуляторы соединяют параллельно для получения большей ёмкости. Составляя аккумуляторную батарею из литий-ионных элементов, надо не забывать, что каждый такой аккумулятор имеет собственный контроллер заряда. Эта крошечная схема не позволяет литий-ионному аккумулятору перезаряжаться и обеспечивает защиту от прохождения слишком большого тока при повышенной нагрузке.

В сложных случаях приходится соединять аккумуляторы смешанным образом. Такая батарея состоит из нескольких каскадов элементов, соединённых параллельно, при этом сами каскады соединены последовательно.

Такой способ обеспечивает как значительную ёмкость аккумуляторной батареи, так и требуемое напряжение на контактах.

В любом случае при спайке аккумуляторов в батарею следует соблюдать специфическую технику безопасности. Каждый элемент, хотя и не обладает значительным напряжением, может отдавать ток хорошей силы. Если при работе нечаянно допустить короткое замыкание, то это грозит пожаром и даже взрывом аккумуляторов.

Есть мнение, что для сборки аккумуляторных батарей можно пользоваться готовыми отсеками с пружинными контактами. К сожалению, это плохой способ. Нажимные контакты постепенно окисляются и ослабевают. Если в распоряжении мастера нет аппарата точечной сварки, лучшим способом соединения аккумуляторов остаётся пайка медными проводами с применением оловянно-свинцовых припоев.

О том, как паять аккумуляторы, смотрите далее.

Источник

Как соединить аккумуляторные элементы, паять и где купить

Строго говоря, правила сборки аккумуляторов из отдельных литиево-ионных элементов справедливы не только для шуруповертов, а, к примеру, для аккумулятора электровелосипеда. Я расскажу о том, где лучше купить элементы, как их соединять между собой для получения нужного напряжения и емкости, как обойтись без точечной сварки, скрепляя их в один аккумулятор.

Типы элементов

Шуруповерты работают на двух основных видах элементов – литий-ионные (Li-Ion) и никель-кадмиевые (Ni-Cd). У обоих этих видов есть как свои преимущества, так и недостатки:

Литий-ионные. Самый оптимальный вариант. Основные преимущества:

1) Почти нет «эффекта памяти» заряда, то есть, можно заряжать на любом этапе зарядки, не дожидаясь полной разрядки;

2) Циклы «заряд-разряд» — 1500 и более, что в 2-3 раза больше никель-кадмиевых;

Никель-кадмиевые аккумуляторы держат около 500 циклов «заряд-разряд», перед зарядкой требуют разрядки. Кроме того, они больше весят, что при работе с шуруповертом имеет значение.

Плюс, как по мне, у никель-кадмиевых элементов все же есть – они лучше себя ведут при работе на морозе.

Где покупать?

Я покупаю на АлиЭкспресс, ищем надежных продавцов, читаем отзывы и смело заказываем.

Как соединять?

Соединяются элементы параллельно или последовательно, чаще – комбинированная схема.

Параллельное соединение. При таком способе суммируется емкость двух (трех или более) элементов. Напряжение остается тем же, как и у каждого элемента.

Последовательное соединение. При таком соединении суммируется напряжение, то есть, если напряжение каждого из двух элементов – 12 вольт, то при соединении получим 24 вольта , но емкость будет ровна емкости каждого элемента. Нагляднее смотрите на фото.

Чем и как паять?

Паять литий-ионные элементы стоит с осторожностью, ибо они плохо переносят перегрев. По-хорошему, их спаивают при помощи контактной (точечной) сварки, но вот у многих ли дома есть такое оборудование?

Делаем так: зачищаем поверхность контактов, наносим кисточкой паяльный флюс ЛТИ-120 , аккуратно, чтобы он не залил стенки аккумулятора. Забираем припой примерно на каплю, и быстро наносим его на контакт аккумулятора. Чтобы уменьшить перегрев, я тут же прикладывал к припою ватку, смоченную в спирте.

То же самое проделываем с соединительной пластинкой. После чего припаиваем пластинку к аккумулятору, быстро и с охлаждением спиртом.

Таким макаром я спаял аккумулятор для электровелосипеда и шуруповерта, более полугода – полет нормальный. Ни одну «банку» не перегрел, так что не стоит слушать «икспердов» о том, что тут годится только точечная сварка.

На али продают пластиковые решетки для элементов – это если вы собираете аккум для велика.

Источник

Как правильно спаять аккумуляторы для шуруповерта

При замене отслуживших свой срок элементов аккумулятора шуруповерта потребуется соединить банки в батарею. Самый распространенный способ для этого – пайка. С ее помощью можно соединять как устаревшие никель-кадмиевые элементы, так и самые современные литий-ионные. Спаять аккумуляторы для шуруповерта можно своими руками. Для этого потребуется набор инструментов, материалов, а также определенная квалификация.

Подготовка компонентов

Для пайки надо подготовить паяльник с расходниками:

От выбора инструмента и материалов зависит качество пайки, а следовательно – надежность соединения и долговечность собранной батареи. Также надо заготовить шинки — металлические полоски, которыми надо соединить все аккумуляторы шуруповерта.

Выбор паяльника

Паяльник выбирается по мощности – так, чтобы не перегреть аккумулятор при пайке. На неискушенный взгляд, чем меньше мощность нагревательного инструмента, тем меньше риски. На самом деле, это не так. Успех быстрой, надежной пайки – в быстром создании локального нагрева корпуса так, чтобы пятно повышенной температуры не распространялось далеко за пределы места соединения. Маломощным паяльником так сделать не получится – разогрев займет много времени, за этот период успеет повыситься температура внутри банки. Поэтому надо выбрать электронагревательный инструмент мощностью не менее 40 ватт (выше 100 ватт тоже не надо), и паять быстрыми, точными движениями. Это потребует навыка.

Выбор флюса

Флюс выбирается исходя из спаиваемых материалов. Если шинку можно подобрать из любого металла, легко поддающегося пайке (медь, латунь, никель) и лудить ее с помощью составов на основе канифоли, то корпус аккумуляторного элемента придется паять, каков он есть. Из какого сплава изготовлена банка, может не знать даже производитель АКБ (он закупает готовый металл). Однако современные флюсы могут паять даже неподдающийся алюминий, вся задача состоит в правильном подборе.

Самый лучший вариант – если есть неисправный элемент, предназначенный в утилизацию. На нем можно потренироваться – опробовать флюс. На заменяемой банке проводить тесты не стоит – при неоднократной перепайке аккумулятор несложно перегреть.

Исходя из накопленного опыта, корпуса аккумуляторов легко паяются кислотными флюсами, поэтому, если нет возможности подобрать расходный материал, это беспроигрышный вариант. Но у них есть недостаток – незамеченные и неудаленные брызги кислоты со временем вызывают коррозию (за исключением ортофосфорной кислоты). Поэтому паять надо аккуратно, после пайки зону монтажа следует тщательно протереть, потом промыть жидкостью щелочного типа (хотя бы мыльным раствором). В качестве кислотного флюса можно применить обычный аптечный аспирин.

Важно! Кислотные флюсы нельзя использовать совместно с паяльниками со стальными жалами, имеющими гальваническое покрытие. Кислота «съест» нанесенный слой, пользоваться жалом станет невозможно. Новое жало стоит почти как новый паяльник.

Выбор припоя

Основной критерий выбора припоя – температура плавления. Она не должна быть слишком высокой, чтобы уменьшить риск перегрева банок. Температуры плавления распространенных припоев (ликвидус) приведены в таблице.

Припой	Температура полного плавления, град.С
ПОС-40	238
ПОС-60	190
ПОС-90	220
Сплав Розе (ПОСВ-50)	94
Сплав Вуда	68,5

Сравнивая характеристики припоев, становится понятно, что из распространенных сплавов оптимальный вариант – ПОС-60 (ПОС-61). Существует соблазн использовать легкоплавкие припои — сплав Вуда и сплав Розе. Это не лучшая идея по двум причинам:

• при эксплуатации АКБ возможен разогрев элементов до температур размягчения сплавов, что приведет к ослаблению места пайки;
• припои на основе висмута довольно хрупки.

Сплав Вуда, к тому же, токсичен за счет содержания кадмия.

Какие типы АКБ можно паять

Если говорить о возможности пайки выводов, то таким образом можно соединять любые элементы, надо лишь применять правильный флюс. Все аккумуляторы не любят перегревов, поэтому надо принимать специальные меры, чтобы этого избежать.

Литий-ионные банки стоят особняком – они крайне чувствительны к повышению температуры. И дело не только в потенциальной порче химических реагентов. Li-Ion элементы содержат внутри корпуса дополнительные устройства, повышающие безопасность эксплуатации. Например, клапан, открывающийся при повышении давления внутри банки. Эти устройства изготовлены, большей частью, из пластика, и перегрев практически всегда выводит их из строя. Поэтому эксплуатировать такие банки становится опасным, и пайку применять можно только в крайнем случае и очень аккуратно.

В продаже имеются элементы 18650 с уже установленными шинками, которые хорошо поддаются лужению даже обычными флюсами. Такие банки можно паять, хотя помнить о предосторожности надо и в этом случае.

Способы соединений батареек

Кроме пайки существуют и другие способы соединения банок в аккумуляторные батареи:

• точечной сваркой;
• посредством держателей (холдеров);
• прижиманием полос к выводам магнитами из неодима;
• применением токопроводящего клея.

Все эти способы, за исключением сварки, не дают надежного контакта, поэтому в цепях с большими токами их лучше не применять.

Что лучше пайка или точечная сварка

У каждого способа есть свои преимущества и недостатки. При точечной сварке процесс происходит быстро, и перегрев практически исключен. Это важно при соединении в батарею Li-Ion элементов. Но площадь пятна контакта проконтролировать невозможно, и может получиться так, что шинка приварится не по всей поверхности вывода банки. Так как при работе даже бытового шуруповерта потребляемые токи составляют несколько ампер (в особо сложных режимах более 10 А), то при малой площади контакта может возникнуть локальный перегрев. К тому же высокое переходное сопротивление может ограничивать ток в цепи, и электроинструмент не сможет выдать полный крутящий момент. Оборудование для точечной сварки (особенно, приспособленное именно для соединения элементов в батарею) намного более труднодоступно, чем паяльник.

Пайка же позволяет получить максимально возможную площадь соединения, а паяльник имеется в арсенале почти каждого домашнего мастера. Но в не очень умелых руках перегрев практически неизбежен. Для Ni Cd и NiMH аккумуляторов это может привести к снижению емкости и срока эксплуатации, а для литий ионных последствия могут быть еще хуже.

Как правильно паять

В первую очередь, поверхности для пайки надо подготовить:

• удалить видимые загрязнения, отмыв место будущего контакта органическими растворителями;
• если грязь и коррозию смыть не удастся, их придется счистить мелкой наждачной шкуркой;
• место пайки надо обезжирить спиртом.

Далее поверхности надо предварительно облудить. Для этого на всю спаиваемую поверхность надо обильно нанести слой флюса. Жидкий или мягкий флюс наносится кисточкой или выдавливается из тюбика. Твердый флюс (канифоль и т.п.) надо расплавить паяльником, перенести каплю расплава на место пайки и покрыть всю площадь пятна. Жалеть флюс не надо – излишки потом легко удалить растворителем, а недостаток не позволит качественно облудить проводник.

Далее на жало паяльника надо набрать каплю припоя, перенести ее на облуживаемую поверхность и, прогревая участок, растереть по всей площади контакта так, чтобы припой прилип к поверхности. Для проверки можно поддеть покрытие ногтем или тонкой отверткой (после остывания!) – отслаиваться припой не должен.

Припоя должно быть достаточно для создания ровного покрытия, излишков допускать не надо – контакт от этого надежнее не будет. Понимание необходимого количества приходит с опытом.

Облуженные поверхности надо приложить друг к другу и быстро и точно прогреть паяльником. После того, как жало будет убрано, двигать детали до полного затвердевания припоя нельзя. Если не получилось – пайку надо повторить. Чтобы ускорить остывание, после отъема паяльника на место спайки надо сильно подуть.

В завершении серия видеороликов о пайке.

Качество паяного соединения во многом определяется квалификацией мастера. Поэтому перед началом сборки батареи лучше потренироваться на обрезках металла и подобрать расходные материалы для достижения наилучшего качества. Тогда батарея проработает долго и не подведет в самый неподходящий момент.

Источник