Fabriquer votre propre batterie au lithium DIY peut être une entreprise enrichissante et rentable pour ceux qui cherchent à alimenter leurs projets avec des solutions de stockage d’énergie fiables. Les batteries au lithium sont connues pour leur densité énergétique élevée et leur longue durée de vie, ce qui les rend idéales pour une large gamme d’applications. Dans ce guide, nous explorerons les composants essentiels nécessaires, les précautions de sécurité à prendre en compte, les instructions d’assemblage étape par étape, les procédures de test, les conseils d’entretien et les divers avantages de se lancer dans un projet de batterie au lithium DIY. Que vous soyez un amateur, un fabricant ou un professionnel, cet article vous fournira les connaissances et les conseils nécessaires pour fabriquer avec succès votre propre pack de batteries au lithium.
Présentation des batteries au lithium
Les batteries au lithium sont comme les super-héros du monde des batteries : elles sont compactes, légères et puissantes, peuvent stocker beaucoup d’énergie dans un petit format et ont une longue durée de vie. Cela les rend parfaites pour sont utilisées dans tout, des smartphones aux voitures électriques, et vous pouvez désormais plonger dans le monde du bricolage pour créer vos propres solutions d’alimentation personnalisées.
Pour continuer dans notre projet, on va maintenant s’intéresser au point le plus sensible : les accumulateurs lithium. Il existe plusieurs types d’accumulateurs lithium mais on va orienter étude uniquement sur le format 18650.C’est avec ce type de cellules qu’on va réaliser notre batterie.
Les tensions courantes des cellules 18650
La tension est une pression électrique qui pousse le courant à travers un circuit. Une poussée plus forte signifie un flux d’électrons plus important. Nous mesurons ce flux en volts (V). Dans cette partie des spécifications des batteries 18650, nous parlerons de la plage de tension 18650 de ces cellules.
La batterie 18650 est compacte, mais elle délivre une puissance de 3,7 volts. Grâce à sa polyvalence, c’est une batterie idéale pour la plupart des petits appareils électroniques.
- Tension nominale : Dans un état de charge complet normal, la tension d’une batterie 18650 se situe généralement entre 3,7 et 3,6 volts. Une valeur de 3,7 V indique que la batterie est complètement chargée et prête à l’emploi.
- Tension de charge maximale : La batterie 18650 est rechargeable. Il faut donc surveiller la tension de charge de la batterie. Pendant le processus de charge de la batterie 18650, la tension monte jusqu’à 4,2 V. Au-delà de 4,2 V, la batterie peut être endommagée.
- Tension de décharge minimale : comme la plage de charge maximale, elle a des limites de décharge minimales. Il ne faut donc pas baisser la tension de la batterie 18650 en dessous de 2,5 volts. La batterie sera confrontée à des problèmes tels que la réduction de la durée de vie et une autonomie de secours courte dans de telles conditions.
Il est essentiel de comprendre les spécifications de tension lors de la sélection et de l’utilisation des batteries 18650 afin de garantir la compatibilité et le fonctionnement sûr de l’appareil ou de l’application.
Voici un tableau comparatif de la tension de la batterie 18650 :
Taille de la batterie 18650
Cette batterie lithium-ion 18650 doit son nom à sa taille. Le diamètre est de 18 millimètres, tandis que la longueur de la batterie est de 65 millimètres. La taille de la batterie 18650 est beaucoup plus compacte par rapport au rapport puissance/taille. Par conséquent, la plupart des équipements électroniques utilisent ces batteries pour l’alimentation et le fonctionnement.
Diamètre:
- Le diamètre standard d’une batterie 18650 est de 18 mm (ou 18,0 ± 0,2 mm).
- Il s’agit d’une taille standard cohérente dans l’industrie.
Longueur:
- La longueur standard d’une batterie 18650 est de 65 mm (ou 65,0 ± 0,1 mm).
- Cette spécification de longueur est également cohérente avec les batteries 18650.
Volume total :
- Avec un diamètre de 18 mm et une longueur de 65 mm, le volume total d’une batterie 18650 standard est d’environ 16,5 cm³.
- Cette petite taille rend les batteries 18650 populaires. Vous pouvez l’utiliser dans les appareils et équipements électroniques portables.
Vous devez garder à l’esprit que chaque fabricant peut proposer quelques modifications mineures dans la taille de la batterie 18650. Mais il s’agit d’une taille standard définie qui définit les batteries 18650.
Capacité de la batterie 18650
Dans cette partie des spécifications de la batterie 18650, nous allons détailler la capacité de la batterie 18650. Pour répondre aux besoins de chaque petit appareil électronique, la batterie 18650 offre une large gamme de capacités de batterie. Si la batterie a une capacité plus élevée, elle fournira une autonomie plus longue.
Dans notre projet on va utiliser les cellules standards de capacité entre 2100 et 2600 mAh
Nous utilisons le terme mAh pour mesurer la capacité 18650, ce qui signifie milliampère-heure. Une batterie 18650 avec des spécifications mAh plus élevées signifie qu’elle peut stocker plus d’énergie pendant la charge. Ainsi, la batterie fonctionnera également plus longtemps.
Avantages de la batterie 18650
La batterie 18650 offre plusieurs avantages qui contribuent à sa grande popularité. Voici quelques avantages notables :
- Densité énergétique élevée : La batterie 18650 fournit une densité énergétique élevée, permettant une durée de vie de la batterie plus longue et une distribution d’énergie efficace.
- Longue durée de vie : avec des soins et un entretien appropriés, la batterie 18650 peut durer des centaines de cycles de charge-décharge, ce qui en fait un choix rentable à long terme.
- Large disponibilité : En raison de sa popularité, la batterie 18650 est largement disponible auprès de divers fabricants, garantissant un approvisionnement constant aux consommateurs.
- Taille compacte : La conception cylindrique de la batterie 18650 permet de l’intégrer facilement dans une variété d’appareils, permettant aux fabricants de créer des produits plus compacts et portables.
- Taux de décharge élevé : la batterie 18650 peut fournir des taux de décharge élevés, ce qui la rend adaptée aux applications nécessitant une explosion de puissance.
Inconvénients de la batterie 18650
Bien que la batterie 18650 présente plusieurs avantages, elle présente également quelques limites. Voici quelques inconvénients importants à prendre en compte :
- Options de forme limitées : la forme cylindrique de la batterie 18650 peut ne pas convenir à certains appareils qui nécessitent un facteur de forme différent.
- Coût plus élevé : par rapport à d’autres types de batteries, la batterie 18650 peut être relativement plus chère, surtout si l’on considère les options de haute capacité.
- Risques de sécurité : Une mauvaise manipulation ou une utilisation inappropriée de la batterie 18650 peut entraîner des risques de sécurité, tels qu’une surchauffe ou une explosion. Des précautions appropriées doivent être prises pour garantir une utilisation en toute sécurité.
- Autodécharge : Comme toutes les batteries lithium-ion, la batterie 18650 subit une autodécharge au fil du temps, ce qui signifie qu’elle perdra une certaine capacité même lorsqu’elle n’est pas utilisée.
Il est essentiel de peser les avantages et les inconvénients lorsque l’on envisage l’utilisation de la batterie 18650 dans différentes applications.
Configurations de batteries en série et parallèle
Les batteries atteignent la tension de fonctionnement souhaitée en connectant plusieurs cellules en série ; chaque cellule ajoute son potentiel de tension pour obtenir la tension totale aux bornes (v). La connexion parallèle atteint une capacité plus élevée en additionnant l’ampère-heure total (Ah).
Certains packs peuvent être constitués d’une combinaison de connexions en série et en parallèle. Les batteries d’ordinateurs portables ont généralement quatre cellules Li-ion de 3,6 V en série pour atteindre une tension nominale de 14,4 V et deux en parallèle pour augmenter la capacité de 2 400 mAh à 4 800 mAh. Une telle configuration est appelée 4s2p, ce qui signifie quatre cellules en série et deux en parallèle. Une feuille isolante entre les cellules empêche la peau métallique conductrice de provoquer un court-circuit électrique.
La plupart des compositions chimiques de batterie se prêtent à une connexion en série et en parallèle. Il est important d’utiliser le même type de batterie avec une tension et une capacité (Ah) égales et de ne jamais mélanger différentes marques et tailles. Une cellule plus faible provoquerait un déséquilibre. Ceci est particulièrement critique dans une configuration en série, car une batterie faible dans un pack, reflète négativement sur la performance de la batterie.
Une cellule faible peut ne pas tomber en panne immédiatement, mais s’épuisera plus rapidement que les cellules fortes lorsqu’elle est sous charge. Lors de la charge, la cellule faible se remplit avant les cellules fortes car il y a moins à remplir et elle reste en surcharge plus longtemps que les autres. Lors de la décharge, la cellule faible se vide en premier et est martelée par les cellules plus fortes. Les cellules des packs multiples doivent être appariées, en particulier lorsqu’elles sont utilisées sous de lourdes charges.
Applications à cellule unique
La configuration à cellule unique est le pack de batterie le plus simple ; la cellule n’a pas besoin d’être adaptée et le circuit de protection d’une petite cellule Li-ion peut rester simple. Les exemples typiques sont les téléphones portables et les tablettes avec une cellule Li-ion de 3,60 V.
Connexion des cellules 18650 en série
Les équipements portables nécessitant des tensions plus élevées utilisent des blocs-batteries avec deux cellules ou plus connectées en série. La figure suivante montre un bloc-batterie avec quatre cellules Li-ion de 3,7 V en série, également appelées 4S, pour produire 14,8 V nominaux
La figure ci- dessus représente un couplage en série de quatre cellules de 3.7v – 2200 mAh .L’ajout de cellules dans une chaîne augmente la tension ; la capacité reste la même.
Les batteries haute tension permettent de réduire la taille du conducteur. Les outils électriques sans fil fonctionnent avec des batteries de 12 V et 18 V ; les modèles haut de gamme utilisent 24 V et 36 V. La plupart des vélos électriques sont équipés de batteries Li-ion de 36 V, certains de 48 V. L’industrie automobile souhaitait augmenter la batterie de démarrage de 12 V (14 V) à 36 V, mieux connue sous le nom de 42 V.
Les premières voitures hybrides fonctionnaient avec une batterie de 148 V ; les véhicules électriques ont généralement une tension de 450 à 500 V. Une telle batterie nécessite plus de 100 cellules Li-ion connectées en série
L’appariement des cellules est un défi lors du remplacement d’une cellule défectueuse dans un pack vieillissant. Une nouvelle cellule a une capacité supérieure à celle des autres, ce qui entraîne un déséquilibre. La construction soudée ajoute à la complexité de la réparation, et c’est pourquoi les packs de batteries sont généralement remplacés en tant qu’unité.
Connexion en série avec une cellule défectueuse
La cellule défectueuse 2 abaisse la tension et coupe prématurément l’équipement.
Connexion des cellules 18650 en parallèle
Si des courants plus élevés sont nécessaires et que des cellules plus grandes ne sont pas disponibles ou ne correspondent pas à la contrainte de conception, une ou plusieurs cellules peuvent être connectées en parallèle. La plupart des chimies de batterie permettent des configurations parallèles avec peu d’effets secondaires.
La figure suivante illustre quatre cellules connectées en parallèle dans une configuration P4. La tension nominale du pack illustré reste à 3,70 V, mais la capacité (Ah) et l’autonomie sont multipliées par quatre.
Avec des cellules parallèles, la capacité en Ah et l’autonomie augmentent tandis que la tension reste la même.
Une cellule qui développe moins d’énergie n’a pas un grand effet sur la tension dans un circuit parallèle que dans une configuration en série, mais une cellule défaillante réduira la capacité de charge totale.. Un court-circuit électrique, en revanche, est plus grave car la cellule défectueuse draine l’énergie des autres cellules, ce qui entraîne un risque d’incendie. La plupart des courts-circuits électriques sont légers et se manifestent par une autodécharge élevée.
Un court-circuit total peut se produire par polarisation inverse ou par croissance d’intensité. Les gros packs incluent souvent un fusible qui déconnecte la cellule défaillante du circuit parallèle en cas de court-circuit.
Connexion parallèle avec une cellule défectueuse
Une cellule faible n’affectera pas la tension mais fournira une faible autonomie en raison d’une capacité réduite. Une cellule en court-circuit pourrait provoquer une chaleur excessive et devenir un risque d’incendie. Sur les packs plus grands, un fusible empêche un courant élevé en isolant la cellule.
Connexion série/parallèle
La configuration série/parallèle permet une flexibilité de conception et atteint les valeurs nominales de tension et de courant souhaitées avec une taille de cellule standard. La puissance totale est la somme de la tension multipliée par le courant ; une cellule de 3,7 V (nominale) multipliée par 2 200 mAh produit 8.14 Wh. Six cellules de 2 200 mAh chacune, peuvent être connectées en série et en parallèle comme elle sont indiquées dans la figure ci-dessous permettent d’obtenir 11.1 V nominaux et un total de 13.3 Ah d’où 147.63 Wh..
La cellule mince permet une conception flexible du pack, mais un circuit de protection est nécessaire.
Cette configuration offre une flexibilité de conception maximale. La mise en parallèle des cellules aide à la gestion de la tension.
La figure suivante représente une connexion série/parallèle de quatre cellules (2p3s)
Le lithium-ion se prête bien aux configurations série/parallèle, mais les cellules doivent être surveillées pour rester dans les limites de tension et de courant. Des circuits intégrés (CI) pour diverses combinaisons de cellules sont disponibles pour superviser jusqu’à 13 cellules Li-ion. Les packs plus grands nécessitent des circuits personnalisés, et cela s’applique aux batteries de vélos électriques, aux voitures hybrides et au modèle Tesla 85 qui dévore plus de 7 000 cellules 18650 pour constituer le pack de 90 kWh.
Terminologie pour décrire la connexion en série et en parallèle
L’industrie des batteries spécifie le nombre de cellules en série en premier, suivi des cellules placées en parallèle. Un exemple est 2s2p. Avec le Li-ion, les chaînes parallèles sont toujours réalisées en premier ; les unités parallèles terminées sont ensuite placées en série. Le Li-ion est un système basé sur la tension qui se prête bien à la formation parallèle. La combinaison de plusieurs cellules en parallèle, puis l’ajout des unités en série, réduisent la complexité en termes de contrôle des tensions pour la protection du pack.
Dispositifs de sécurité dans la connexion en série et en parallèle BMS
Le système de gestion de batterie (BMS) est une technologie dédiée à la surveillance d’un bloc-batterie, qui est un assemblage de cellules de batterie, pour permettre la fourniture d’une plage ciblée de tension et de courant pendant une durée donnée par rapport aux scénarios de charge attendus.
Ici, le terme « batterie » désigne l’ensemble du pack ; cependant, les fonctions de surveillance et de contrôle s’appliquent spécifiquement à des cellules individuelles ou à des groupes de cellules appelés modules dans l’ensemble du pack de batteries. Les cellules rechargeables au lithium-ion ont la densité énergétique la plus élevée et constituent le choix standard pour les packs de batteries de nombreux produits de consommation, des ordinateurs portables aux véhicules électriques telle que l’électricité.
La surveillance fournie par un BMS comprend généralement fonctions suivantes:
- Il protège la batterie contre les surcharges (tensions des cellules trop élevées) ou les décharges excessives (tensions des cellules trop faibles), prolongeant ainsi la durée de vie de la batterie. Pour ce faire, il surveille en permanence chaque cellule de la batterie et calcule exactement la quantité de courant qui peut entrer en toute sécurité (source, charge) et sortir (charge, décharge) de la batterie sans l’endommager. Ces limites de courant calculées sont ensuite envoyées à la source (généralement un chargeur de batterie) et à la charge (contrôleur de moteur, onduleur, etc.), qui sont responsables du respect de ces limites.
- Il calcule l’état de charge(la quantité d’énergie restante dans la batterie) en suivant la quantité d’énergie entrant et sortant de la batterie et en surveillant la tension des cellules. Cette valeur peut être considérée comme une jauge de charge indiquant la quantité d’énergie restante dans la batterie.
- Il surveille la santé et la sécurité de la batterie en vérifiant en permanence les courts-circuits, les connexions desserrées, les pannes d’isolation des fils et les cellules de batterie faibles ou défectueuses qui doivent être remplacées.
- Équilibre toutes les cellules de la batterie en évacuant intelligemment l’excès d’énergie des cellules qui sont plus chargées que les autres. Cela permet d’obtenir la quantité maximale d’énergie utilisable (capacité) de la batterie, car la batterie n’est pas plus puissante que la cellule la plus faible.
- Il surveille la température de la batterie et contrôle un ventilateur de batterie pour réguler la température de la batterie. De plus, il surveille en permanence la puissance du ventilateur pour s’assurer qu’il fonctionne correctement.
- Fournit des informations et des valeurs en temps réel à d’autres appareils tels que des contrôleurs de moteur, des chargeurs, des écrans et des enregistreurs de données à l’aide de plusieurs méthodes différentes (CANBUS, sorties analogiques et sorties numériques).
- Stocke les codes d’erreur et les informations de diagnostic complètes pour aider à résoudre les problèmes avec la batterie en cas de problème.
L’importance des systèmes de gestion des batteries
La sécurité fonctionnelle est de la plus haute importance dans un BMS. Il est essentiel, lors des opérations de charge et de décharge, d’empêcher que la tension, le courant et la température de toute cellule ou module sous contrôle de surveillance ne dépassent les limites définies. Si les limites sont dépassées pendant une longue période, non seulement un pack de batteries potentiellement coûteux est compromis, mais des conditions d’emballement thermique dangereuses peuvent s’ensuivre. De plus, les limites de seuil de tension inférieures sont également rigoureusement surveillées pour la protection des cellules lithium-ion et la sécurité fonctionnelle. Si la batterie lithium-ion reste dans cet état de basse tension, des dendrites de cuivre pourraient éventuellement se développer sur l’anode, ce qui peut entraîner des taux d’autodécharge élevés et soulever d’éventuels problèmes de sécurité. La densité énergétique élevée des systèmes alimentés par lithium-ion a un prix qui laisse peu de place aux erreurs de gestion de la batterie. Grâce aux BMS et aux améliorations apportées au lithium-ion, il s’agit de l’une des chimies de batterie les plus performantes et les plus sûres disponibles aujourd’hui.
Les performances du pack de batteries constituent la deuxième caractéristique la plus importante d’un BMS, et cela implique la gestion électrique et thermique. Pour optimiser électriquement la capacité globale de la batterie, toutes les cellules du pack doivent être équilibrées, ce qui implique que l’état de charge des cellules adjacentes dans l’ensemble de l’assemblage soit à peu près équivalent. Cela est particulièrement important car non seulement la capacité optimale de la batterie peut être obtenue, mais cela aide également à prévenir la dégradation générale et réduit les points chauds potentiels dus à la surcharge des cellules faibles. Les batteries lithium-ion doivent éviter de se décharger en dessous des limites de basse tension, car cela peut entraîner des effets de mémoire et une perte de capacité importante. Les processus électrochimiques sont très sensibles à la température, et les batteries ne font pas exception. Cela préserve les performances, favorise une durée de vie plus longue et favorise un pack de batteries sain et fiable.
Précautions de sécurité
Les précautions de sécurité et meilleures pratiques pour la fabrication de batteries DIY. La sécurité avant tout. Travailler avec des batteries au lithium nécessite des mesures de précaution supplémentaires pour éviter toute situation d’incendie. Préparons-nous et restons en sécurité tout en bricolant ces centrales électriques à haute tension.
Manipulation et stockage des cellules au lithium
Les cellules au lithium sont peut-être petites, mais elles peuvent être très puissantes si elles sont mal manipulées. Le stockage et la manipulation appropriés des cellules au lithium, notamment en évitant les surcharges et les dommages physiques, sont essentiels pour votre sécurité et la longévité de votre batterie.
Lorsqu’il s’agit de fabriquer des batteries DIY, l’équipement de sécurité est votre meilleur accessoire. Des gants de protection, des lunettes de sécurité et un extincteur sont comme votre équipe de fabrication de batteries, prête à affronter toute étincelle ou tout accident inattendu. Guide étape par étape pour assembler une batterie au lithium DIY
Réalisation de la batterie
Maintenant vient la partie amusante : assembler le tout ! Suivez ces instructions étape par étape pour assembler votre batterie au lithium DIY comme un pro.
Dans cet article on va réaliser étape par étape deux types de batteries :
- La première 12.6v 40A
- La deuxième 14.8v 100A
Matériels nécessaires
- Cellules lithium 18650 Chez Batterie Boutique
- BMS Chez Rakuten
- Supports pour 18650 Chez Rakuten
- Bande nickel Chez Rakuten
- Etain Chez Batterie Boutique
- Chargeur Li Ion Chez Batterie Boutique
- Multimètre Chez Rakuten à partir de 11.9€
- Soudeur par points Vous pouvez fabriquer une ici
- Pince coupante Chez Racetools
- Pince à dénuder Chez racetools
Choix des cellules
Vous pouvez récupérer les cellules lithium a partir des anciennes batteries des ordinateurs portables, mais elles ne sont pas toujours bonnes. Dans ce cas vous êtes obligé de bien trier les cellules et éliminer celles qui sont faibles et les défectueuses.
Mais comment connaitre la bonne cellule ? C’est simple, la tension entre ses bornes doit égale ou supérieur à 2.5 v. Si elle est inférieure à 2.5 v il faut la jeter.
Pour collecter le nombre nécessaire de cellules il vous faut du temps
Si vous voulez gagner du temps et vous ne voulez pas tomber dans la piège des cellules défectueuses, je vous conseille de procurer les neuves chez Batterie Boutique.
Fixation des cellules
Vous pouvez assembler les cellules pour fabriquer le pack en utilisant de la colle chaude ou en utilisant un support de batterie en plastique 18650.J’ai utilisé des supports de cellules / entretoises en plastique 18650 pour assembler les cellules. Les principaux avantages de l’utilisation de ces supports de cellules sont
- Vous pouvez créer le pack personnalisé de n’importe quelle taille en fonction de vos besoins. C’est comme résoudre un puzzle.
- Il fournit un espace entre les cellules, ce qui permet à l’air frais de passer et la batterie se refroidit facilement.
- Cela rend votre batterie solide et fiable.
- Il fournit une sécurité anti-vibration à votre batterie
Choix du BMS
Les BMS sera choisi selon vos besoins, en tenant compte des équipements que vous allez alimenter, et le type de couplage des cellules. Pour simplifier les choses, le BMS on utilise trois critères : le courant de charge, le voltage et le nombre de pack en série.
Dans cet article on va réaliser deux projets, pour le premier on va utiliser un BMS 40A – 12.6v – 3s. Pour le deuxième on va utiliser un BMS 100A – 14.5v – 4s
Choix de bande de nickel
Pour fabriquer le pack de batteries, vous devez connecter les cellules 18650 entre elles au moyen de bandes de nickel ou de fil épais. En général, les bandes de nickel sont largement utilisées pour cela. En général, deux types de bandes de nickel sont disponibles sur le marché: les bandes en acier nickelé et les bandes en nickel pur. Je vais suggérer d’acheter du nickel pur. Il est un peu plus coûteux que l’acier nickelé, mais sa résistance est beaucoup plus faible. Une faible résistance signifie moins de génération de chaleur pendant la charge et la décharge, ce qui prolonge la durée de vie utile de la batterie.
Les bandes de nickel ont des dimensions et des longueurs différentes. Choisissez les bandes en fonction du courant nominal.
Soudeur par points
Vous avez deux options pour connecter les cellules 18650 ensemble: soit Soudeuse avec un fer à souder et étain, ou soudage par points, mais le meilleur choix est toujours le soudage par points,
Vous devez savoir pourquoi le soudage par points est préféré au soudage, le problème avec le soudage est que vous appliquez beaucoup de chaleur sur la cellule et qu’elle ne se dissipe pas très rapidement. Cela améliore la réaction chimique dans la cellule qui endommage ses performances. En fin de compte, vous perdrez de la capacité et la vie des cellules.
La raison pour laquelle nous soudons par points, parce que cela permet de joindre les cellules en toute sécurité sans leur ajouter beaucoup de chaleur
Il existe actuellement deux qualités de soudeuses par points sur le marché: la qualité amateur et la qualité professionnelle.
Si vous n’êtes pas intéressé par l’achat d’un soudeur par points coûteux, vous pouvez construire votre DIY soudeuse avec des composants de récupération. Cliquez ici et suivez les étapes.
Mais si vous êtes pressé et vous ne voulez pas perdre du temps, commandez une soudeuse avec un bon rapport qualité/prix chez Rakuten .
Construction d’une batterie 12.6 v
On va construire une batterie de 12.6v – 130Ah – 1.638kwh c’est qui est suffisante pour éclairer une maison ou un camping.
La figure suivante présente le schéma de principe de la batterie et les connections entre les différents composants:
Pour commencer suivez les étapes suivantes :
- Collectez 165 cellules 18650
- Vérifiez la tension délivrée par chaque cellule à part, éliminez celles qui ont une tension inférieur à 2.5v
- Avant de connecter les cellules en parallèle, vérifiez d’abord les tensions individuelles des cellules. Pour la mise en parallèle des cellules, la tension de chaque cellule doit être proche l’une de l’autre, sinon une grande quantité de courant circulera de la cellule avec une tension plus élevée à la cellule avec une tension inférieure. Cela peut endommager les cellules et même provoquer un incendie en de rares occasions. Si vous utilisez des cellules neuves, la tension des cellules est proche de 3,5 V à 3,7 V, vous pouvez les joindre sans trop vous inquiéter. Mais si vous allez utiliser une vieille batterie d’ordinateur portable, assurez-vous que la tension des cellules est presque la même, sinon chargez les cellules au même niveau de tension en utilisant un bon chargeur de batterie Li Ion. En full charge la tension est 4.2v
- Rangez les cellules en trois groupes de 55 éléments. Les trois groupes doivent êtres contenir le même nombre de cellule de chaque couleur (par exemple : chaque groupe doit contenir même nombre de cellules de couleur rouge et même nombre de cellules verte ….) car les caractéristiques technique des cellules se diffèrent avec les couleurs. On utilise cette façon pour que les groupes soient équilibrés.
- Placez les cellules entre les supports, toutes les cellules doivent être placées dans le même sens
- Placez le ruban nickel et soudez les cellules en parallèle pour former trois packs. Vous pouvez vérifier la qualité de la soudure en tirant sur la bande de nickel. Si cela ne se détache pas avec la pression de la main, ou nécessite beaucoup de force, alors c’est une bonne soudure.
- Après avoir terminer la soudure de trois packs, placez des plaques en plastique pour isoler les eux pour l’isoler.
- Attachez les packs par des serre-câbles
- Attachez les trois packs par des serre-câbles et soudez-les en série pour former une batterie de 12.6v
- Branchez la BMS cette étape est la plus délicate, pour cela vous devez suivre le schéma et les instructions du fabricant. Pour ce projet, j’ai utilisé une carte BMS 12.6V 40A .Voici les spécifications de ce BMS:
Plage de surtension: 4,25 ~ 4,35 V ± 0,05 V
La plage de tension de décharge: 2,3 ~ 3,0 V ± 0,05 V
Courant de fonctionnement maximal: 0 ~ 40A
Température de travail: -40 ℃ ~ +50 ℃
- Mesurez la tension à la sortie du BMS, vous devez trouver 12.6v
- Placez l’ensemble dans une boite de votre choix, et marquez la borne (+) et la borne (-)
- Testez de votre batterie au lithium DIY
Vous avez donc fabriqué votre propre batterie au lithium DIY avec soin et précision. Il est maintenant temps de voir combien de jus elle contient. Un moyen simple de tester la capacité de votre batterie consiste à utiliser un multimètre. Il suffit de connecter le multimètre aux bornes positive et négative de la batterie pour mesurer sa tension. Vous pouvez comparer cette lecture à la tension attendue pour votre type de batterie spécifique afin d’évaluer sa capacité. Une autre méthode consiste à utiliser un testeur de capacité de batterie, qui peut fournir des informations plus détaillées sur les performances de votre batterie.
Branchez des équipements électriques à votre batterie et mesurez son autonomie
Construction d’une batterie de 14.8v et 105.6Ah de capacité
Dans cette batterie on va utiliser quatre packs de 3.7v en série pour obtenir 14.8v à la sortie. Concernant le BMS on a choisi 100A – 14.8v – 4s
Pour cette batterie vous allez besoin de :
- 176 cellules 18650
- BMS 4s – 14.8v – 100A
Le schéma de principe est le suivant:
Suivez les étapes suivantes :
- préparez quatre packs, chaque pack est formé de 44 cellules placées en parallèle
- vérifiez la tension de chaque pack, la tension doit être entre 3.45v et 3.70v, au-delà de cet intervalle le BMS sera bloqué
- connectez les quatre packs en série, pour obtenir une batterie de 14.8v
- attachez les packs
- connectez le BMS
- testez votre batterie
- Placez votre batterie dans une boite
La vidéo suivante représente un essai de la batterie avec un moteur hors bord X-PLODER 46 de 500 w.
Problèmes courants et comment les résoudre
Même les plans les mieux conçus peuvent rencontrer des problèmes, et les batteries au lithium DIY ne font pas exception. Un problème courant est la surcharge, qui peut entraîner une réduction de la durée de vie de la batterie ou même des risques pour la sécurité. Pour éviter la surcharge, pensez à utiliser un système de gestion de batterie (BMS) qui peut réguler le processus de charge et protéger votre batterie.
L’absence de voltage à la sortie du BMS est un autre problème à surveiller est le déséquilibre de tension entre les cellules, qui peut entraîner des performances inégales. Vérifiez régulièrement la tension des cellules individuelles. Restez vigilant et votre batterie au lithium DIY devrait s’allumer sans accroc.
Techniques d’équilibrage et de charge
Pour maintenir votre batterie au lithium DIY en parfait état, la charge équilibrée est essentielle. L’équilibrage consiste à s’assurer que chaque cellule de la batterie est chargée au même niveau de tension, ce qui contribue à améliorer les performances globales et la longévité. Utilisez un chargeur d’équilibrage ou un BMS avec des capacités d’équilibrage pour maintenir vos cellules harmonisées. De plus, pensez à mettre en œuvre une routine de charge qui évite les températures et les niveaux de tension extrêmes, car ceux-ci peuvent stresser la batterie et raccourcir sa durée de vie.
Chargement de la batterie
Vous pouvez charger la batterie avec un adaptateur 12,6 V pour le premier projet et un chargeur de 12.6 à 14v CC, pour le deuxième projet .
Respectez la polarité lors du chargement d’une cellule secondaire. Une polarité inversée peut provoquer un court-circuit électrique, ce qui peut entraîner une situation dangereuse.
Retirez les batteries complètement chargées du chargeur. Un chargeur grand public peut ne pas appliquer la charge de maintien correcte lorsqu’il est complètement chargé et la cellule peut surchauffer. Chargez uniquement à température ambiante.
Maintenir des pratiques de stockage et d’utilisation appropriées
Vous devez suivre quelques directives simples de stockage et d’utilisation. Lorsque vous stockez votre batterie, visez un environnement frais et sec, à l’abri directe du soleil et des températures extrêmes. Évitez de décharger complètement votre batterie, car cela peut nuire à sa santé – rechargez-la plutôt avant qu’elle n’atteigne un niveau critique. Enfin, manipulez votre batterie avec précaution, en évitant les chocs ou l’exposition à l’humidité. Prenez soin de votre batterie et elle continuera à alimenter vos projets pendant longtemps. En suivant les étapes décrites dans ce guide et en respectant les précautions de sécurité, vous pouvez réussir à créer votre propre batterie au lithium DIY pour vos projets. N’oubliez pas de tester et de dépanner votre batterie, et de mettre en œuvre les meilleures pratiques pour optimiser les performances et la longévité. Avec les bons outils et les bonnes connaissances, vous pouvez exploiter la puissance des batteries au lithium pour alimenter votre créativité et votre innovation. Commencez à construire votre propre batterie au lithium DIY dès aujourd’hui et alimentez vos projets en toute confiance.
Utilisation d’un convertisseur DC/AC 220V
Pour mieux exploiter votre batterie vous pouvez utiliser un convertisseur DC/AC pour éclairer votre maison et alimenter les équipements domestiques. Chez Rakuten un grand choix de convertisseurs avec des prix raisonnables. Choisissez le convertisseur selon vos besoins.
A la fin de cet article je vous encourage de réaliser votre batterie qui sera très utile, choisissez le type de configuration qui répond à vos besoins.
A noter, les composants et les matériels nécessaires pour ce projet sont disponibles chez :
N’hésitez pas de décrire votre expérience, laissez un commentaire ou demandez une information.
