錫焊加點焊:18650鋰離子電池組焊接工藝改進

之前我寫過一篇文章教大家如何DIY自己的大功率點焊機:DIY 大功率點焊機(Spot Welder) - 知乎專欄

如果想加工自己的18650電池模組,就需要對電池進行點焊。但是,後來我發現,18650電池的正極很難用自己做的點焊機加工好,電焊之後基本上都成了這樣子:

黑,而且陽極形變嚴重。這個電池組是我半年前做的,一直很擔心當時的焊接情況,於是就拆開看一看,果然:

有的單元已經有些許漏液的傾向。所以這兩天就徹底的分析了一下原因和焊接工藝改進。

原來,18650鋰離子電池生產廠家都會在陽極做一個蓋帽結構:

這裡面含有一個非常精密的空心結構,保證電池故障時可以泄壓,所以有人叫他泄壓閥。也就是說18650電池的陽極是一個空心的薄杯狀結構。這樣在進行點焊的時候,由於點焊電流很大,所以陽極蓋帽受熱就會變形,而且變形之後的結構有可能會威脅到內在的保險機制。

於是我想用錫焊來處理陽極的焊接。但是找了很多資料說錫焊並不容易,試了一下果然不容易……不過用了一些化學試劑後,容易了很多:

  1. 首先先用有機清洗溶液擦拭電池陽極,除去油污、雜質以及其他污垢。

  2. 在陽極上塗抹優質松香進行助焊。

之後就簡單啦,陽極很容易的就覆蓋上了焊錫,而且光澤度很好,毫無形變:

將電池放入3D列印的架子里:

這樣電池陽極上就已經有焊錫附著了,在覆蓋上鎳片後,在鎳片的另一面也加上焊錫,通過熱傳遞,使得內側電池上的焊錫可以和鎳片融合:

這樣就完成了陽極的焊接,牢固而且電氣性能良好。

電池的陰極是實心的,所以可以大膽的使用點焊:

將均衡充電保護板放置好後,電池模組便算是加工完成了。這個電池組共12個單元,6並2串,8.4V電壓輸出,16800mAh容量:

黃色接頭是電源輸出,白色JST接頭是熱電偶輸出,用來檢測電池溫度的。

將電池組裝入車體:

最後給個臀照:

自己做的電源管理系統和電機驅動系統,還不賴。就是BUCK的電感選的有點問題,電感發熱比MOS管還嚴重,磁損大於銅損了……

我原來以為四輪獨立驅動不好搞,沒想到效果還行(PS:四驅果然動力十足啊……可控性真好……)。

接下來該裝腦子和眼睛啦。


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