Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Conseils pour choisir et fabriquer des piles au lithium personnalisées

J'utilise des piles au lithium pour alimenter mes projets personnalisés depuis des années. Comme les options sont assez limitées pour les batteries au lithium disponibles dans le commerce, j'ai dû apprendre à construire la mienne. Malheureusement, cela nécessitait d’investir dans de nombreux outils de construction de batteries. J’ai récemment conçu un kit qui permet aux fabricants de construire leurs propres batteries au lithium avec un simple fer à souder. C’est en direct sur Kickstarter!

Dans ce constructeur de compétences, je voudrais partager quelques informations sur le choix de la batterie au lithium adaptée à votre projet et sur la manière de monter votre propre batterie au lithium en toute sécurité, que ce soit tout seul ou en utilisant mes kits de construction de batteries.

Choisir une chimie du lithium

Trois types principaux de piles au lithium sont disponibles pour la plupart des projets: les piles au lithium ionique, les piles au lithium fer phosphate (LiFePO4) et les piles au lithium polymère (li-po).

Les ions Li sont les plus courants. Il existe quelques variétés légèrement différentes, mais elles partagent toutes des propriétés similaires: densité d'énergie élevée, assez sans danger si pas maltraité, et relativement peu coûteux. Presque tous les constructeurs de véhicules électriques utilisent des batteries Li-ion. Le Li-ion est probablement le meilleur type à utiliser sur la plupart de vos projets, à moins que les avantages des deux autres types ne soient nécessaires.

Les batteries LiFePO4 sont moins denses en énergie, ce qui les rend plus grandes et plus lourdes que les batteries li-ion. La plupart des variétés de LiFePO4 ont également des indices de décharge plus faibles, ce qui les rend moins puissantes. Les LiFePO4 sont également plus chers que les li-ion, mais ils constituent la variété de lithium la plus sûre et ont une durée de vie extrêmement longue.

Les batteries Li-Po sont du type utilisé dans les drones R / C. Ils ont le plus haut niveau de puissance, mais ils peuvent aussi être extrêmement dangereux s'ils ne sont pas chargés et déchargés avec précaution. Celles-ci sont nécessaires pour les projets de très haute puissance, mais des précautions supplémentaires doivent être prises pour garantir la sécurité.

Parmi les trois types différents, les batteries li-ion présentent le meilleur équilibre entre performances, coût et sécurité. C'est pourquoi j'ai conçu mes kits de construction de batteries autour de cellules de batterie li-ion de haute qualité.

Choisir les caractéristiques de batterie appropriées pour votre projet

Afin de choisir la batterie adaptée à votre projet, vous devez connaître trois spécifications principales: les exigences en matière de tension, de courant et de capacité énergétique de votre projet.

En ajoutant plus de cellules de batterie en série, vous pouvez augmenter la tension pour répondre à vos besoins, tels que 12 V ou 24 V pour la plupart des produits grand public tels que les imprimantes et les chargeurs 3D, jusqu'à 36 V ou 48 V pour des choses comme les vélos électriques ou les systèmes de stockage d'énergie domestique.

Vous pouvez ajouter des cellules en parallèle pour augmenter la capacité actuelle de votre batterie. Par exemple, si une cellule de batterie peut fournir 10A, trois cellules en parallèle fourniront 30A.

Enfin, l’ajout de cellules en parallèle augmente également la capacité énergétique totale de la batterie. Par exemple, si votre projet nécessite une batterie de 20 ampères (AH), vous pouvez mettre six cellules de 3,4 Ah chacune en parallèle. Calculer le temps d'exécution est facile une fois que vous connaissez votre tirage actuel. Si votre projet utilise 5 ampères, la batterie 20AH fonctionnera pendant 4 heures (20AH / 5A = 4 heures).

Fabriquer une pile au lithium personnalisée

Si vous pouvez trouver la batterie au lithium de la taille idéale pour votre projet auprès d’un fournisseur standard, c’est génial! Il est toutefois probable que les quelques options disponibles ne répondent pas tout à fait aux besoins de votre projet. C’est là que la construction de la batterie entre en jeu.

Comme je l'ai décrit ci-dessus, la construction d'une batterie consiste à combiner des cellules de batterie, en parallèle ou en série, pour obtenir les spécifications de batterie appropriées. Un système de gestion de la batterie (BMS) est inclus pour surveiller les cellules de la batterie et les maintenir en sécurité, la batterie est enveloppée dans un tube thermo-rétractable et finalement installée dans votre projet.

Pour combiner les cellules, il fallait les souder par points avec des bandes de nickel. Bien que certaines personnes soudent les cellules directement, ceci est à la fois dommageable et potentiellement dangereux.

Comme la plupart des gens n’ont pas (et ne veulent pas acheter) un soudeur par points coûteux, j’ai créé mes kits de construction de batteries dans cet esprit. Mes kits contiennent des modules de cellules de batterie déjà soudés en parallèle. Vous devez simplement souder les modules en série pour atteindre la tension dont vous avez besoin.Parce que vous soudez la bande de nickel sur les cellules et non les cellules elles-mêmes, vous ne risquez pas d’endommager les batteries. Les kits comprennent un système de gestion de batterie pour protéger votre batterie et la garder en sécurité, ainsi que tous les fils, connecteurs et gaines thermorétractables nécessaires à la finition de votre batterie.

Sécurité des batteries au lithium

Les cellules de batterie au lithium de haute qualité sont intrinsèquement sûres par conception. La mauvaise réputation des piles au lithium provient des quelques rares cas de piles de qualité médiocre prenant feu en raison d’une conception défectueuse.

Que vous souhaitiez créer votre propre batterie ou commencer avec l’un de mes kits, il reste quelques facteurs de sécurité à garder à l’esprit lorsque vous travaillez avec des batteries. La principale préoccupation est d'éviter de court-circuiter la batterie ou de laisser les extrémités positives et négatives des batteries se toucher. Cela peut entraîner une surchauffe de la batterie si elle se produit pendant une période prolongée. Pour éviter cela, n'oubliez pas de retirer les restes de métal de votre surface de travail et d'enlever tous les bijoux avant de manipuler les cellules de la batterie. J'aime utiliser des outils en plastique ou en bois lorsque cela est possible pour éviter de faire tomber un objet métallique sur les contacts apparents de la batterie sur laquelle je travaille.

Tant que vous utilisez des cellules de batterie au lithium de haute qualité avec un système de gestion de batterie et que vous ne court-circuitez pas accidentellement vos cellules pendant que vous y travaillez, la construction de votre batterie restera une expérience enrichissante et sûre. Pour un tutoriel complet sur la construction de batteries, veuillez consulter un article complet que j'ai écrit ici, et si vous êtes intéressé par un kit pour vous aider à démarrer, vous pouvez consulter mon Kickstarter ici ainsi que les instructions complètes pour l'assemblage de mes kits ici. .

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