Меню

Изготовление аккумуляторов для аппаратуры



Производство литий ионных аккумуляторов

Литий ионные аккумуляторы – самые качественные и долговечные источники питания, которые идеально подходят для бытовой техники и цифровых устройств. Они дороже аналогичных изделий из кадмия и никеля, поэтому их производство – прибыльный бизнес. Но в данной отрасли предпринимательства много нюансов, которые необходимо учитывать.

Нужно ли разрешение на открытие бизнеса

Перед открытием бизнеса по производству литий ионных аккумуляторов, необходимо зарегистрироваться как объект предпринимательства. Легальное изготовление батарей стоит начать с выбора юридической формы компании. Для массового производства продукции лучше всего сразу зарегистрировать ООО. Если планируется работа с частными лицами, можно зарегистрироваться как ФЛП, так как данное оформление требует меньше усилий и времени. Независимо от формы регистрации, каждый предприниматель должен понимать, что доход возможен только в случае зарегистрированной деятельности, которая внесена в реестр плательщиков.

После регистрации юридического лица следует зарегистрировать налог на добавленную стоимость (НДС) и открыть банковский счет. Также должны быть оформлены необходимые документы о праве собственности на здание, в котором планируется производство литий ионных аккумуляторов с перечнем обязательных требований к нему.

Особенности производства

Технологии производства литий ионных аккумуляторов довольно существенно различаются, поскольку существуют батареи различных характеристик и форм-факторов. Для аккумуляторов всех форм-факторов существует алгоритм производства, включающий в себя следующие этапы:

  • Изготовление электродов.
  • Сборка электродов в аккумуляторы.
  • Установка защиты.
  • Упаковка в пластиковый корпус.
  • Заливка электролитом.
  • Герметизация.
  • Тестирование.
  • Зарядка.

Особенности производства связаны с применением высокоактивных химикатов, которые используются в литиевых ячейках. Катоды и аноды похожих форм производятся на таком же оборудовании, их нельзя смешивать во избежание разрушения батареи. Для производства анодов и катодов нужны разные помещения. Для современного производства литий ионных аккумуляторов нужны большие помещения и высокотехнологичное оборудование, которые можно импортировать из-за границы.

Производство литий ионных аккумуляторов

Требования к помещению

Такой многостадийный процесс, как производство батареек, требует тщательного контроля качества продукции и специального оборудования, которое требуется для изготовления аккумуляторов различных типов. Процесс производства таких изделий сопровождается выделением большого количества вредных веществ, поэтому важно, чтобы производственный цех находился в промышленной зоне. Аккумуляторное помещение обычно имеет пять зон:

  • Зарядная.
  • Агрегатная.
  • Ремонтная.
  • Щелочная.
  • Кислотная.

В ремонтном отсеке устанавливают подъемные механизмы с взрывозащищенным исполнением. В щелочном отделении осуществляют зарядку и хранение аккумуляторов, размещают шкафы с вытяжками. Комната с необходимой зарядной аппаратурой должна быть отделена от других помещений противопожарной стеной.

Общеобменная вентиляция и защита от взрыва – необходимость для всех зон с химически активным фоном. В случае отключения вентиляции должна быть предусмотрена автоматическая блокировка тока для зарядки аппаратуры. Для освещения применяются взрывозащищенные светильники и лампы.

Средства для пожаротушения должны быть установлены во всех функциональных пространствах цеха!

Материалы

Основы для производства анодов и катодов поставляются в виде черного порошка мелкой фракции. Частицы гладкой сферической формы имеют закругленные края. Здесь очень важно качество продукции, поскольку шелушащаяся поверхность и острые кромки особенно чувствительны к высокой электрической нагрузке. Для производства катодов применяют смесь кобальта и никеля, иногда в состав включается марганец.

Для призматических литий ионных аккумуляторов нужны прямоугольные электроды, укладываемые через сепаратор друг на друга. Для улучшения стабильности применяют электролитные добавки, которые предотвращают деградацию раствора. Состоят они из органических растворителей. Надежный электролит выдерживает высокие температуры и напряжение, обеспечивает подвижность ионов лития, что приводит к увеличению срока эксплуатации батареи.

Для сборки электродов необходим высококачественный фиберглассовый стеклопластик с возможностью приваривания токовывода, заливки электролитов и герметичного закрытия.

Технология изготовления

Сходные по форме аноды и катоды имеют различное содержание. Смешивать мелкие компоненты перед нанесением на аноды и катоды не допускается. Изготовление разнозаряженных лент для литий ионных аккумуляторов допускается только на отдельных производственных площадках. Технология изготовления батареи включает в себя четыре основных этапа:

  • Первый этап – активный слой подготавливается для нанесения на фольгу. Из состава делают однородную массу и нагревают ее в трубчатой печи. Сырье поступает на мельницу. Здесь слой перемалывается до состояния мелкодисперсных частиц и полной однородности. Сырье наносится на проводящие ленты и закрепляется в термопечах. Заготовку прокатывают прессом, после чего она направляется в цех сборки.
  • Второй этап – нарезка материалов на листы или ленты, сушка, сборка анодов и катодов в многослойные конструкции. Соединение анодных и катодных лепестков ультразвуковой сваркой, вывод контакта на токосъемник. Здесь аккумулятору придают нужную форму, и элемент проверяется на КЗ.
  • Третий этап – приваривание отрицательной клеммы и создание углубленного контура для последующего впаивания покрышки. Закачка порции электролитов в корпус в атмосфере инертного газа, установка, центровка и сваривание покрышки, обеспечение герметичности корпуса. Обертывание готового элемента термоусадочной пленкой. Проведение первичной зарядки литий ионного аккумулятора.
  • Четвертый этап – выполнение контроля качественных характеристик батареи, проверка емкости и замер сопротивления. Хранят батареи при оптимальной температуре 0-10 градусов.

Залог высокого качества производства литий ионных аккумуляторов – точный подбор электрохимических характеристик элементов и проведение пробных испытаний конечного продукта.

Оборудование

Такой сложный производственный процесс как изготовление аккумуляторных батарей требует соответствующего оборудования. Так, цех необходимо оборудовать следующей аппаратурой:

  • спектрометром-анализатором химического состава сырья;
  • электронными микроскопами с функцией сканирования;
  • калориметрами для определения тепловых свойств материалов и ячеек;
  • вибрационными столами и климатическими камерами для настройки производительности ячеек;
  • тестирующим оборудованием для определения срока службы батареи и циклов ее зарядки.

Сейчас подобное оборудование можно приобрести как от отечественных производителей, так и от импортных. Особенности аппаратуры могут отличаться в зависимости от типа изготовляемой продукции. Ориентировочная цена технологического оборудования для лаборатории составляет от 100 до 350 тысяч долларов США.

Читайте также:  Аккумулятор зарядился больше своей емкости

Производство литий ионных аккумуляторов

Сбыт продукции

Широкая область применения таких изделий как литий ионные аккумуляторы, предоставляет большие возможности для сбыта товара. Литий ионные батареи применяются в современных смартфонах и планшетах, электромобилях, гидроскутерах, ручных и садовых инструментах. Использование этого источника питания активно внедряется на рынке подъемного-транспортного оборудования. Поэтому при налаживании бизнеса предпринимателям не составит труда найти деловых партнеров для организации сбыта качественно изготовленных литий ионных аккумуляторов. При этом важно придерживаться баланса низкой себестоимости продукции и окончательной стоимости товара для привлечения потенциальных покупателей и обеспечения своего предприятия достаточным доходом для продолжения деятельности.

В целом, производство такой продукции как литий ионные аккумуляторы, является достаточно сложным делом с производственной и юридической точки зрения. Но, достигнув успеха в преодолении трудностей для открытия этого бизнеса, можно рассчитывать на стабильный доход и потребительский спрос на изготовляемые изделия.

Подписывайтесь на нас во Вконтакте и Яндекс Дзен.

Источник

Как сделать аккумулятор из готовых элементов

Столкнулся я тут с проблемой, что нужно было подобрать аккумуляторную батарею для мощного светодиодного фонарика.

Предыдущая готовая аккумуляторная батарея с оранжево-желтого ресурса быстро погибла, причем проработала она совсем немного.

Покупать новую батарею у наших продавцов было просто разорением. Можно было бы отдать денежку за услугу сборки (читай как «купить собранную батарею»), но сколько я не искал готовую собранную батарею –то нужных характеристик нет, то используют самые дешевые и поганые элементы, которые дохнут за пару месяцев (а берут за них наши умельцы как за оригинальные элементы от Samsung).

Все мысли пришли к тому, что нужно сделать батарею самому. Благо навыки для этого есть.

Если вы уже собирали батарею самостоятельно, то смело закрывайте эту статью 🙂…Ничего нового вы тут уже не найдете. Но если делаете аккумулятор первый раз в жизни, то читайте дальше, информация обязательно пригодится.

Речь пойдет про Li-ion аккумуляторы. Правда используемая логика подойдет и при сборке батарей любой химии.

Как устроено большинство аккумуляторных батарей?

Все они состоят из элементов, которые объединены в ячейки, а ячейки собраны в готовую аккумуляторную систему.

Ячейка – это несколько параллельно соединенных элементов.

Для того, чтобы получить требуемые характеристики, нужно поиграть со смешанным соединением проводников (использовать параллельные и последовательные соединения) с целью получить нужные значения.

Элементы в данном случае (в случае li-ion аккумулятора) – это банки 18650. Каждая банка обладает характеристиками.

Она имеет ёмкость, допустимый ток разряда и вольтаж. Ёмкость и вольтаж элемента всегда указаны на самой банке (элементе). Но вот допустимые разрядные токи обычно не указаны и зависят от типа элемента. Обычно если изделие не совсем «паленое», эта информация есть в подробных характеристиках.

Если вы работаете с Li-ion аккумулятором, то допустимый разрядный ток – это два значения ёмкости элемента.

Лучше выдерживать примерно 1,7 от значения емкости. Например, если емкость одной банки составляет 1700 мАч, то разряжать её можно примерно на 2,9 А. Важно, чтобы именно такие разрядные токи приходились на один элемент. Правда существуют и элементы с высокими токами разряда, но это отдельная песня.

Параметр этот зависит от химии аккумулятора и если бы вы использовали кислотно-свинцовый аккумулятор, то там эти цифры значительно выше. У литий-железофосфатных тоже другое значение. Но вернемся к нашим баранам.

Вы уже узнали, что одна банка вашего аккумулятора имеет емкость пусть 1700 мАч и способна выдавать 3,7 В. Нужно понять, как объединить эти элементы в систему и сколько нужно элементов.

Количество элементов определяется исходя из необходимой мощности батареи и допустимых разрядных токов на один элемент.

Давайте разберем всё это на простом примере.

Предположим, что есть у нас некоторый мнимый потребитель, мощность которого составляет 100 Вт, а для работы ему нужно 24 Вольта. Эти характеристики обычно указаны на корпусе самого объекта, который нужно запитать.

Вспомним, что такое параллельное и последовательное соединения проводников. (Если забыли, то был у меня урок на этот счёт)

При параллельном соединении U = U1 = U2 и I = I1 + I2, а при последовательном всё наоборот.

Ещё нужно помнить формулу расчёта электрической мощности P = U*I.

Известно, что наш потребитель кушает 100 Вт и работает при 24 В.

1. Сила тока, которую нам нужно обеспечить в цепи составляет 100 Вт / 24 В = 4,2 Ампера (I = P/U). Дальше известно, что каждый элемент даёт нам по 3,7 В.

Чтобы выйти на нужные значения по напряжению, мы сначала должны «раскидать» 24 Вольта по элементам.

2. Очевидно, что элементы по 3,7 Вольта нужно соединять последовательно, чтобы выйти на суммарный показатель. Ведь при последовательном соединении напряжения складываются.

Соедини мы их параллельно, общее напряжение батареи составило бы всего 3,7 В. Этого недостаточно.

Сколько нужно раз взять по 3,7 В, чтобы получить 24 Вольта?

Разделим 24 В (рабочее напряжение нашего потребителя из примера, смотрим его на корпусе устройства)/ 3,7 В (напряжение нашего элемента).

Получили 6,5. Округлим до 7.

Итак, нужно соединить 7 элементов по 3,7 В последовательно, чтобы обеспечить вольтаж.

3. Теперь нужно «проверить емкость».

Известно, что каждый элемент может отдавать 1,7 А в течение одного часа.

Читайте также:  Аккумулятор stalwart кто производит

Значит, в батарее с 7 последовательно соединенными элементами мы имеем силу тока 1,7 А. Ведь элементы соединены последовательно, а значит I=I1=I2.

Наш потребитель кушает 4,2 ампера в час (нашли значение в пункте 1).

Время работы имеющейся аккумуляторной системы сейчас составит 1,7 ампера/ 4,2 ампера = 0,4 часа. Маловато будет. Да и разрядный ток на один элемент сейчас составляет 2,47, что на 0,47 больше, чем две емкости одного элемента. Банки будут сами себя губить.

4. Добавим в нашу сборку дополнительно к каждому последовательно соединенному элементу по одному параллельному элементу.

Образуем бОльшую ячейку.

Что получаем? Напряжение на выходе ячейки постоянное, а вот емкость подрастает. Теперь каждая ячейка отдает вместо 1,7А*ч по 1,7 * 2 = 3,4 А*ч.

Проверим время работы такого аккумулятора с нашим стоваттным потребителем.

3,4 А / 4,2 А = 0,8 часа.

Уже интереснее. Проверим, не убьются ли элементы.

4,2 А разделим на 3,4 А = 1,23 А. Сравниваем с емкостью одного элемента – у нас 1,7 А*ч, а получили 1,23 А.

Замечательно. Элементы проживут долго, так как мы не вышли за границу 2С.

5. Остается подогнать значение под нужное время работы. Делается это также. Добавляем в каждую ячейку параллельную банку. Можно заложить в расчёт хоть 500 часов автономной работы 🙂 Только аккумулятор будет заряжаться 300 лет и весить 500 кг.

После расчёта батареи и приобретения всех нужных элементов, нужно собрать аккумулятор.

На производстве элементы Li-ion аккумулятора соединяются с помощью специальной никелевой ленты. Мы же обойдемся обычным паяльником :)…

Банки аккумулятора можно смело спаивать друг с другом, используя обычные соединительные провода. Очень важно не перегревать элементы при пайке. Для быстрого и качественного их соединения уместно использовать паяльный флюс для алюминия.

Бытует мнение, что паяные аккумуляторы долго не служат. Но на своем опыте могу подтвердить обратное. Главное следить за температурой при пайке и прикасаться к торцам аккумулятора на самое минимальное время.

Сами же банки можно соединить любым удобным способом. Китайцы любят, например, закатывать всё в термоусадку и заливать по уши термоклеем.

Все аккумуляторные батареи из Li-ion элементов имеют контроллер заряда-разряда. Он называется плата BMS (Battery Monitoring System).

Её нужно купить отдельно, ориентируясь на характеристики нашего потребителя и химию аккумуляторов. В характеристиках всегда указан информация о максимальном количестве ячеек, с которыми плата сможет работать, максимальных разрядных токах, предельной мощности и вольтаже системы.

Плата позволит управлять зарядом вашей аккумуляторной системы и контролировать её разряд.

Сажаем её на вход аккумулятора и на каждую ячейку вешаем балансиры (это устройство для равномерного заряда всех ячеек. Выходы на них отмечены на плате. Нужно просто соединить каждую ячейку проводом с платой BMS) .

Ещё бывают платы BMS, интегрированные прямо в элементы аккумулятора. Такие элементы называют защищенными. Если в элементе уже есть плата BMS, то «общая» плата не нужна. Важно, чтобы BMS была в каждом элементе.

Заряжать полученную систему мы будем тем зарядником, который остался у нас от старого аккумулятора. Ну а если батарея новая, то проверьте мощность зарядника и допустимый ток заряда батареи. Напряжение выбираем по напряжению вашей батареи.

Таким образом, мы собрали аккумулятор из отличных элементов и сэкономили деньги. Помимо этого, наш аккумулятор гораздо лучше подходит под конкретные задачи. Надеюсь, статья будет полезна :).

Источник

Изготовление батареи на заказ

Мы изготавливаем на заказ аккумуляторные батареи любой конфигурации и любой формы, запакованные в корпус из текстолита и обтянутые термоусадкой. Гарантия 1 год. Срок изготовления — до 5 рабочих дней. Отправка — в течение трёх дней после готовности.

Из всех доступных ячеек мы выбрали самые надёжные и наиболее подходящие для целей электротранспорта (а не для ноутбуков) 😉

Tesla M3 — ячейки для лёгких электровелосипедов — с хорошей ёмкостью, но с небольшим током.

Samsung 25R — подходят для самых мощных конфигураций, сочетая большую емкость и высокую токоотдачу.

LFP3300 — ячейки LiFePO4 размера 26650 — самые мощные, но более габаритные и тяжёлые.

Сначала ячейки соединяются параллельно, образуя серию — суммируется их ёмкость.
Затем полученные серии соединяются последовательно, складывая напряжения.
Таким образом получается батарея нужной ёмкости и напряжения.
S and P explainedНапряжение = S x 3.7 В
Ёмкость = P x [ёмкость ячейки]

BMS (Battery Management System) следит за состоянием ячеек и защищает батарею от перезаряда, переразряда, перегрева и КЗ, а так же производит балансировку ячеек в процессе использования батареи.
Использовать батарею без BMS можно только на свой страх и риск и крайне не рекомендуется!

Симметричная BMS означает что батарею можно заряжать не только через разъём для заряда, но и через разъём для разряда (т.е. можно безопасно для батареи использовать рекуперативное торможение).

Батарея будет собрана в корпус из текстолита и обтянута термоусадкой.

У батареи будет два провода — зарядный и разрядный. Оба провода с разъёмом ХТ60-мама.

Срок эксплуатации батареи до снижения ёмкости до 80% от номинальной — 3-5 лет и от 300 полных циклов (при использовании от 20% до 80% заряда — 1000+ циклов). Батарею можно будет использовать и дальше, просто ёмкость будет плавно уменьшаться.

Гарантия 1 год.
Срок изготовления батареи — до 5 рабочих дней.
Отправка — в течение трёх дней после готовности.

Примечание: элементы разделены на 3 группы. Мы постоянно отслеживаем новые элементы на рынке. В случае появления более достойных элементов мы можем установить их, но только при условии что характеристики будут такие же или лучше.

Читайте также:  Аккумулятор для sony vaio svp132a1cv

1. Ячейки

  • Максимальный ток указывается производителем ячеек как ток, который способна отдавать одна ячейка в лабораторных условиях с должным охлаждением. На практике, без вреда для ячеек, такое значение можно забирать с батареи только кратковременно, не более нескольких минут подряд.
  • Комфортный ток — ток, который можно длительно и непрерывно снимать с батареи.

Поскольку контроллер всё равно даёт полную мощность только на старте или заезде в горку, чтобы батарея жила максимально долго — достаточно чтобы ток контроллера не превышал комфортный ток батареи более чем в два раза.

2. Конфигурация

Полный заряд: ? В
Полный разряд: ? В

Ток длительный: ? А
Ток пиковый: ? А

Количество ячеек в каждой серии

3. BMS

4. Форма

5. Зарядное устройство

6. Итого

Дальность пробега, км
при 25 км/ч при 40 км/ч при 70 км/ч
? ? ?

Цена:

400 x 13 x 5 + + 10% + 3000 + 2500 = 100000 P
Ячейки BMS Сборка Зарядное
устройство
Сборка
(меньше 50 ячеек)

Перед оплатой заказа пожалуйста свяжитесь с нами для уточнения деталей.

Источник

Изготовление литиевых аккумуляторов на заказ

Литиевые аккумуляторы Li – химические источники постоянного тока, широко используемые в электротранспорте. Обладая большой энерговооруженностью данный тип аккумуляторов способен обеспечить длительный пробег при приемлемом весе. Литиевые аккумуляторы используются на электровелосипедах, электросамокатах, электроскутерах и прочих транспортных средствах с приставкой электро. Высокотоковые литиевые аккумуляторы являются тяговыми аккумуляторами, используемыми, в том числе и на электромобилях.

Устройство литиевого аккумулятора (Li)

Тяговые аккумуляторы производятся из цилиндрических или призматических ячеек. Цилиндрические ячейки, например литий ионная 18650 имеют диаметр 18мм и высоту 65мм. Призматические бывают в жесткой и в мягкой упаковках. Ячейки собираются по последовательно-параллельной схеме с использованием никелевой ленты и контактной сварки. Напряжение заряда и разряда ограничивает плата управления аккумулятором — БМС. Устройство любого литиевого аккумулятора практически одинаково и обычно отличается только размером, количеством компонентов и схемой соединения элементов.

Наиболее распространенные схемы батарей 18650:

  • 12v – 3.7v – 3s – 12.6v
  • 24v – 3.7v – 7s – 29.4v
  • 36v – 3.7v – 10s – 42.0v
  • 48v – 3.7v – 13s – 54.6v
  • 60v – 3.7v – 17s – 71.4v
  • 72v – 3.7v – 20s – 84.0v

Наиболее распространенные схемы батарей LiFePO4:

  • 12v – 3.2v – 4s – 14.6v
  • 24v – 3.2v – 8s – 29.2v
  • 36v – 3.2v – 12s – 43.8v
  • 48v – 3.2v – 16s – 58.4v
  • 60v – 3.2v – 17s – 71.4v
  • 72v – 3.2v – 20s – 84.0v

При этом по напряжению популярны аккумуляторы для электросамокатов на 12 и 24 Вольт, аккумуляторы для электровелосипедов на 36 и 48 Вольт и аккумуляторы для электроскутеров на 60 и 72 Вольта. Есть и продвинутые электросамокаты на 48 Вольт и некогда популярные электровелосипеды на 24 Вольта.

Изготовление литиевых аккумуляторов Li на заказ

Мастерская ВольтБайкс предлагает услуги по производству аккумуляторов под заказ, в том числе изготовление литиевых аккумуляторов. Мы обладаем исключительными компетенциями в тестировании и выборе ячеек для аккумуляторных сборок, и в самом производстве аккумуляторов. Перед сборкой li ion аккумуляторы 18650 сортируются по внутреннему сопротивлению. Для мощных аккумуляторов используются высокотоковые 18650 элементы с низким сопротивлением. Литий ионные ячейки 18650 имеют напряжение 3.7 v на ячейку и емкость от 18650 mah до 3400 mah, а в настоящее время появляются и выше. Для набора требуемой емкости они соединяются параллельно, а затем, для набора требуемого напряжения последовательно. Рассчитать и купить требуемую схему сборки можно используя наш калькулятор литиевого аккумулятора.

Примеры собранных нами аккумуляторов

Когда собирается батарея 18650 обязательно используются дополнительные изоляторы для ячеек li ion 18650. Толщина изоляторов обычно от 0,2мм до 0,5мм выбирается в зависимости от силы тока.

После сборки литиевых аккумуляторов Li на заказ они попадают на наш разрядный стенд для окончательной проверки. Окончательные испытания обычно состоят из двух/трех циклов заряда-разряда. Первый разряд осуществляется током 0,5С, второй 1С и т.д. до достижения и проверки соответствия запланированной постоянной силе тока разряда и емкости. Емкость литиевого аккумулятора нашей сборки соответствует заявленной. Только после полноценных испытаний мы можем дать год гарантии на произведенные нами аккумуляторы.

Упаковка литиево ионных аккумуляторов

Упаковка литиево ионных аккумуляторов выполняет не только эстетическую но и изоляционную функцию, защищает ячейки от внешних воздействий. Литий ионные аккумуляторы обкладываются стеклотекстолитовыми листами и усаживаются в термоусадочную трубку большого диаметра.

Производство и замена литиевого аккумулятора

В ВольтБайкс мы можем не только изготовить литиевый аккумулятор своими руками, но и произвести тяговые аккумуляторы, также можем осуществить замену литиевого аккумулятора в электровелосипеде, электросамокате и в любом другом электротранспорте. Замена не так сложна, но главное обеспечить правильное расположение аккумулятора, его надёжное закрепление и подключение, тогда собранная батарея прослужит долгие годы.

Подводя итог: используя наш калькулятор литиевого аккумулятора можно подобрать и купить аккумулятор с требуемыми характеристиками. С нами легко купить аккумулятор максимально соответствующий вашим требованиям!

Мы предлагаем изготовление корпуса для аккумулятора велосипеда на заказ. Мы спроектируем и, при необходимости, изготовим корпус для аккумулятора по размерам вашего велосипеда.

Источник