Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Dicas para escolher e construir baterias de lítio personalizadas

Eu tenho usado baterias de lítio para alimentar meus projetos personalizados há anos. Como as opções são bastante limitadas para as baterias de lítio disponíveis no mercado, tive que aprender a construir as minhas próprias. Infelizmente, isso exigiu o investimento em muitas ferramentas de construção de baterias, então eu recentemente projetei um kit que permite aos fabricantes construirem suas próprias baterias de lítio com apenas um ferro de solda. Está vivo agora no Kickstarter!

Neste Criador de habilidades, gostaria de compartilhar algumas informações sobre como escolher a bateria de lítio correta para o seu projeto e como montar sua própria bateria de lítio com segurança, seja ela completa ou usando meus kits de construção de bateria.

Escolhendo uma Química de Lítio

Existem três tipos principais de baterias de lítio disponíveis para a maioria dos projetos: íon de lítio (li-ion), fosfato de ferro lítio (LiFePO4) e baterias de polímero de lítio (li-po).

Os íons de lítio são os mais comuns. Existem algumas variedades ligeiramente diferentes, mas todas compartilham propriedades semelhantes: alta densidade de energia, bastante segura quando não abusada e razoavelmente barata. Quase todos os fabricantes de veículos elétricos usam baterias de íons de lítio. Li-ion é provavelmente o melhor tipo para usar na maioria dos seus projetos, a menos que as vantagens dos outros dois tipos sejam necessárias.

As baterias LiFePO4 são menos densas em energia, tornando-as maiores e mais pesadas que as li-ions. A maioria das variedades LiFePO4 também tem classificações de descarga mais baixas, tornando-as menos potentes. O LiFePO4 também é mais caro que o li-ion, mas é a variedade de lítio mais segura e possui ciclo de vida extremamente longo.

As baterias Li-Po são do tipo usado em drones R / C. Eles têm o nível de potência mais alto, mas também podem ser extremamente perigosos se não forem carregados e descarregados com cuidado. Estes são necessários para projetos de energia extremamente alta, mas cuidado extra deve ser tomado para garantir condições seguras.

Dos três tipos diferentes, as baterias li-ion têm o melhor equilíbrio de desempenho, custo e segurança, e é por isso que projetei meus kits de construção de baterias em torno de células de bateria de alta qualidade.

Escolhendo as especificações adequadas da bateria para seu projeto

Para escolher a bateria certa para o seu projeto, você precisa conhecer três especificações principais: os requisitos de tensão, corrente e capacidade de energia do seu projeto.

Ao adicionar mais células de bateria em série, você pode aumentar a voltagem para atender às suas necessidades, como 12V ou 24V para a maioria dos produtos de consumo, como impressoras 3D e carregadores, para 36V ou 48V para bicicletas elétricas ou sistemas de armazenamento de energia doméstica.

Você pode adicionar células em paralelo para aumentar a capacidade atual da sua bateria. Por exemplo, se uma célula de bateria puder fornecer 10A, então três células em paralelo fornecerão 30A.

Por fim, adicionar células em paralelo também aumenta a capacidade total de energia da bateria. Por exemplo, se o seu projeto requer uma bateria de 20 amp / hora (AH), você pode colocar seis células de 3.4AH cada uma em paralelo. Calcular o tempo de execução é fácil assim que você souber o seu sorteio atual. Se o seu projeto usar 5 amperes, essa bateria de 20AH funcionará por 4 horas (20AH / 5A = 4 horas).

Fazendo uma bateria de lítio personalizada

Se você pode encontrar a bateria de lítio de tamanho perfeito para seu projeto de um fornecedor pronto para uso, ótimo! No entanto, é possível que as poucas opções disponíveis não atendam às necessidades do seu projeto. É aí que entra o desenvolvimento da bateria.

Assim como descrevi acima, o desenvolvimento da bateria é uma combinação de células de bateria, em paralelo ou em série, para obter as especificações adequadas da bateria. Um sistema de gerenciamento de bateria (BMS) está incluído para monitorar as células da bateria e mantê-las seguras e saudáveis, a bateria é envolta em tubulação termorretrátil e finalmente instalada em seu projeto.

Combinar as células que você costumava ter para soldá-las juntas usando tiras de níquel. Enquanto algumas pessoas soldam as células diretamente, isso é prejudicial para as células e potencialmente perigoso.

Como a maioria das pessoas não tem (e não quer comprar) um soldador local caro, criei meus kits de construção de baterias com isso em mente. Meus kits possuem módulos de células de bateria que já são soldadas por pontos em paralelo. Você simplesmente tem que soldar os módulos juntos em série para alcançar qualquer tensão que você precisa.Como você solda na tira de níquel nas células e não nas próprias células, você não corre o risco de danificar as baterias. Os kits incluem um BMS para proteger a sua bateria e mantê-la segura, assim como todos os fios, conectores e revestimento térmico que você precisa para terminar sua bateria.

Segurança da bateria de lítio

Células de bateria de lítio de alta qualidade são inerentemente seguras por design. A má reputação das baterias de lítio vem dos poucos casos raros de baterias de baixa qualidade pegando fogo devido ao projeto defeituoso.

Se você quer ir a rota completamente DIY para construir sua própria bateria ou você quer começar com um dos meus kits, ainda existem alguns fatores de segurança para manter em mente quando você trabalha com qualquer bateria. A maior preocupação é evitar o curto-circuito da bateria ou permitir que as extremidades positivas e negativas das baterias toquem. Isso pode causar superaquecimento da bateria se ocorrer por um longo período de tempo. Para evitar isso, lembre-se de remover qualquer pedaço de metal da sua superfície de trabalho e de tirar qualquer jóia antes de manusear as células da bateria. Eu gosto de usar ferramentas de plástico ou de madeira sempre que possível para evitar deixar cair algo em cima dos contatos expostos da bateria em que estou trabalhando.

Contanto que você use células de bateria de lítio de alta qualidade junto com um sistema de gerenciamento de bateria e não cause curto-circuito acidental em suas células enquanto você trabalha nelas, o desenvolvimento de sua bateria será uma experiência segura e recompensadora. Para um tutorial completo sobre construção de baterias, consulte um artigo completo que escrevi aqui, e se você estiver interessado em um kit para começar, confira meu Kickstarter aqui, juntamente com as instruções completas para montar meus kits aqui .

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