В последнее время все недорогие радиоуправляемые модели стали оснащаться Ni-Cd АКБ (никель-кадмиевые аккумуляторные батареи), а точнее сборками этих батарей. Аккумуляторы этого типа имеют низкую рыночную стоимость, и на это есть ряд причин.

· Относительно простая и дешевая технология изготовления

· Обладают эффектом памяти

· Малое число перезарядов

· Малая удельная ёмкость

Рано или поздно любимая игрушка перестает включаться, АКБ приходит в негодное состояние, и встает вопрос где найти новый. Но вот где найти нужный по размерам, а главное с таким же типом разъема АКБ?!

Искать ничего не придется, если у вас есть паяльник, пара проводов, термоусадочная трубка, и 30 минут свободного времени.

Итак, допустим у вас есть игрушка питающаяся Ni-Mh или Ni-Cd аккумуляторной батареей на 7.2 В, емкостью 400 ma/h . Естественно мы хотим не только вернуть игрушку к жизни, но и продлить время игры на одном заряде. Поэтому увеличим емкость новых АКБ в несколько раз!

Повертев в руках старый аккумулятор и разрезав его оболочку вы легко можете убедиться в том, что собран он из обычных пальчиковых аккумуляторных батарей класса АА, методом последовательного соединения.

Поэтому нам потребуется,в нашем примере - это:

· 6 аккумуляторных батарей Ni-Mh класса АА, каждая батарея 1.2В, соответственно для получения 7.2В = 1.2В*6 , Одинаковой Ёмкости!

· Термоусадочная трубка

· Инвентарь для пайки: паяльник, флюс, припой

· Надфиль/шкурка

· Медный многожильный провод около

Вы могли заметить, что батареи в старом АКБ соединены не пайкой. И это сделано не зря, т.к при сильном нагреве можно повредить АКБ, но,как говорится "все хорошо в меру" . Мы будем соединять батареи пайкой, но по определенной технологии.

Для того, чтобы припой быстро «прилип» к контактной поверхности АКБ, предварительно зачистим поверхность надфилем. При обработке надфилем также создаются неровности и царапины которые создадут условия для надежного контакта.

Лично я использую обычную канифоль или паяльный жир в качестве флюса, и обычный оловянно-свинцовый припой, температура паяльника 450 градусов.

Залудим контактную площадку. Если припой не «прилипает» не стоит долго нагревать площадку АКБ, это может привести к выходу его из строя. В таком случае следует добавить флюса и припоя и повторить попытку.

Не советую использовать провода с изоляцией для соединения АКБ, т.к они сильно изменят размер АКБ, в отдельных случаях это очень важный фактор. Поэтому я обычно снимаю изоляцию и методом лужения оголенного провода делаю своеобразные плоские соединительные пластины.

Т.к контактные площадки АКБ мы заблаговременно залудили, то припаять соединительную пластинку у нас ни составит никакого труда.

Соединяем АКБ последовательно, то есть "+" одного АКБ соединяется к "-" другого, и так далее. Плюсовой контакт первого и минусовой контакт последнего соответственно будут давать суммарное выходное напряжение равное 7.2 Вольта.

Присоединив все необходимые провода, включая разъем под зарядку, вкладываем сборку в термоусадочную трубку и нагреваем (можно обычным феном для волос) .

Подведем итоги. Вы были обладателем слабенького АКБ с напряжением питания 7.2В,ёмкостью 400ma/h , в основе которого лежали 6 аккумуляторных Ni-Cd . Взяв со старого "мертвого" АКБ разъем и проделав всю выше описанную работу мы получили: аккумулятор ёмкостью 1800 ma/h , питающее напряжение 7.2 вольта, Ni-Mh без эфекта памяти.

Была ли полезна для Вас статья?

Недавно один знакомый пришел в гости из деревни. Жаловался на все — власть, цены продуктов питания, цены на топливо, не забыл и про свой автомобильный аккумулятор. А ведь он был прав, автолюбители, которые живут в сельской местности (да и городские тоже) часто сталкиваются с проблемой такого рода.

Не каждый может заменить автомобильный аккумулятор вовремя, а срок службы современных авто аккумуляторов всего 2-3 года и то в лучшем случае, разумеется речь о бюджетных аккумуляторов с ценой 70-100 — запомните эту сумму.
Мы уже давно привыкли, что автомобильный аккумулятор свинцо-кислотный, а это означает, что он тяжелый, едкий и габаритный.

Неужели человечество за 100 лет автомобильной промышленности не придумало ничего получше этого? На самом деле это не так. ЛИТИЙ-ИОННЫЙ или ЛИТИЙ-ПОЛИМЕРНЫЙ аккумулятор — это революционные виды аккумуляторов с довольно большим сроком службы и большой энергоемкости.

Средний вес автомобильного аккумулятора с электролитом (кислотой) составляет в районе 30кг, довольно немало, многие автолюбители с трудом поднимают такую тяжесть, в том случае, когда есть необходимость зарядить аккумулятор от зарядного устройства.

Вернемся к литиевым аккумуляторам. Ученые придумали хороший стандарт 18650 — компактная гильза, с напряжением 3,7 Вольт и с емкостью от 1800 вплоть до 5000 мА/ч, иными словами до 5 ампер при напряжении 3,7 Вольт. Разумеется таким аккумулятором тачку не завести, а если много таких аккумуляторов?

Давайте сделаем расчет. средний автомобильный аккумулятор — 50Ампер часов, в большей степени применяют на 60Ампер при напряжении 12 Вольт. Сколько литиевых аккумуляторов нужно, чтобы получить полный аналог автомобильного аккумулятора?

Будем использовать последовательное соединение аккумуляторов, чтобы поднять напряжение, и параллельное — для увеличения емкости.

Для того, чтобы получить напряжение 12 Вольт, нам нужно 4х3,7Вольт — 14,8 Вольт, но в такое напряжение получить почти не реально, поскольку на литиевых банках больше 3,7 Вольт, следовательно итоговое напряжение 4-х банок будет 15-15,2 Вольт, много… 3х3,7Вольт — 11,1 Вольт в идеале и в районе 11,6-12 вольт на практике — то, что нужно! В качестве эталона в наших расчетах будем использовать аккумуляторы 5000 мА/ч.

В итоге 3-я последовательно соединенными аккумуляторами мы получили цельный аккумулятор на 12 Вольт 5 Ампер, но он далек от 60 Амперного, поэтому будем собирать несколько (даже пару десятков) таких сборок и подключим их параллельно.

6 Аккумуляторов (по 3 последовательно, и оба готовых блока параллельно) — 12 Вольт 10 Ампер
12 Аккумуляторов (4 блока параллельно) — 12 Вольт 20 Ампер.
24 Аккумулятора (8 блоков параллельно) 40 ампер — этого хватит, чтобы завести машину.
36 Аккумуляторов — 60 Ампер при напряжении 12 Вольт. Иными словами — получаем полный аналог автомобильного аккумулятора 36-ю li-ion аккумуляторами.

В итоге вопрос возникает — а что выйдет дешевле, надежней, покомпактней?

Ответ скрыт в недрах Китая, точнее в недрах AliExpress, штука такого аккумулятора стоит от 60 до 70 руб, думаю, за 60 вам уступят, если брать много.

В итоге 60 рублей умножаем на 36 (39-40, с запасом пусть будет…) — 2400 рублей, округлим еще раз до 2500 руб, получим …. раза в два дешевле аккумулятор, который может заменить автомобильный. Притом у литий ионных аккумуляторов срок службы гораздо выше (до 5 лет, если правильно заряжать), а размеры и вес …на счет веса — 36х100 граммов (вес отдельно взятого аккумулятора) 3600 грамм или 3,6 килограмм — это в десять раз меньше веса автомобильного аккумулятора, плюс к этому — наш аккумулятор полностью герметичен и не содержит кислоту. Размеры… размеры будут тоже раза в 8-10 раз меньше.

После того, как была написана данная статья, решил полазить и найти некие архивы, неужели люди еще не применяют их. Оказалось, с их помощью собирают электромобили, впихая 70.000-100.000 ватт мощности в тачку, а это очень, очень и еще раз — очень серьезная мощность (подумать только — 100киловатт на литиевых аккумах этого стандарта)

Покопав еще немножко, стало ясно, что такие аккумуляторы для продажи уже есть, но стоят очень дорого, смысла нет покупать, сделать своими руками выходит намного дешевле.

Аккумулятор – это накопитель энергии, который обычно работает на принципе обратимости химической реакции. Устроен простейший аккумулятор просто, впервые его идею опробовал на практике Риттер в 1803 году, это был столбик из 50-ти медных пластин, проложенных влажной плотной тканью.

Как сделать аккумулятор своими руками? Собрать из медных пластин? Есть более простые методы создания накопителя электроэнергии из подручных средств. Можно сделать как кислотный самодельный аккумулятор, так и устройство щелочного типа.

Кислота и свинец

Наиболее проста в устройстве свинцово-кислотная конструкция для накопления электроэнергии. Для её сборки требуются:

• устойчивая ёмкость, с возможностью её плотного закрытия крышкой;
• электролит – раствор аккумуляторной кислоты и дистиллированной воды;
• свинцовая пластина – можно использовать сплющенный кусок свинца с кабельной изоляции или приобретённый в охотничьем или рыболовном магазине;
• два металлических штыря – электроды, которые необходимо вбить вертикально в свинцовые пластины.

Далее приведем сам процесс изготовления этого устройства. Пластины свинца одеваются на металлические штыри, с небольшим расстоянием между ними. После чего конструкцию погружают в ёмкость с залитым электролитом. Свинец должен полностью находиться под раствором. Контактные концы штырей проводят через крышку ёмкости и надёжно фиксируют на ней. К концам электродов можно подключить потребитель электроэнергии. Ёмкость устанавливают на устойчивой поверхности, после чего заряжают устройство. Усложнив конструкцию, свернув свинцовые пластины в рулон и, соответственно, увеличив их площадь, при малом объёме можно добиться неплохих показателей такого устройства. По этому же принципу делают рулоны в современных гелевых накопителях энергии.

Важно! При работе с самодельными электронакопителями соблюдайте правила безопасности: кислота, использованная в электролите, – довольно агрессивное вещество.

Соль, уголь и графит

Для этого устройства не нужна кислота, так как используется щелочная реакция. Как сделать аккумулятор этого типа? Основой накопителя энергии этого типа служит ёмкость с электролитом в виде раствора воды и хлорида натрия – поваренной соли. Для его создания требуются:

• графитовые стержни, с металлическим колпачком для припаивания контакта;
• активированный или древесный уголь, истолчённый в крошку;
• тканевые мешки для размещения угольного порошка;
• ёмкость для электролита с плотной крышкой для фиксации концов электрода.

В качестве электродов служит графитовый стержень в плотной угольной обкладке. Графит можно использовать из пришедших в негодность батареек, а уголь – древесный или активированный, из противогазных фильтров. Для создания плотной обкладки уголь можно поместить в водопроницаемый мешок, после чего вставить внутрь графитовый стержень, а ткань мешка обмотать нитью или проводом с изоляционным покрытием.

Для увеличения показателей этого рода конструкции можно создать батарею из нескольких электродов, размещённых в одной ёмкости.

Важно! Накопительная ёмкость и напряжение на контактах самодельных устройств для накопления электроэнергии сравнительно невелики, но в то же время их вполне хватает для подключения маломощного источника света или других целей. Батарея из нескольких электродов имеет более высокие показатели, но они более громоздкие.

Лимоны и апельсины в качестве ёмкости для электричества

Лимон – не только вкусный и полезный фрукт, но и природный аккумулятор. Для его использования достаточно объединить несколько лимонов в последовательную цепь, посредством металлических электродов. После чего можно подключать «фруктовый» накопитель к зарядному устройству. Вместо лимонов можно использовать и другие цитрусовые, имеющие в составе кислоту, которая будет служить природным электролитом. Чем больше цитрусовых задействовано, тем выше параметры «природной» АКБ.

Лимонный сок, кислоту или её раствор можно использовать и отдельно. Для этого достаточно залить их в банку небольшого размера и установить там медный и стальной электрод. Напряжение природного накопителя электроэнергии невелико, но, тем не менее, его хватит для источника освещения малой мощности.

Даже при отсутствии накопителя энергии фабричного производства можно легко сделать аккумулятор своими руками. Для его создания требуются лишь знания основ физики и химии, а также наличие под руками кислоты или щелочи любого типа. В качестве электродов можно использовать практически любые металлы, которые есть в наличии, но наилучший вариант – это использование сталей с большим содержанием железа, а также меди и её сплавов.

Видео

Вам понадобится

• - стеклянная банка;
• - свинец:
• - глина;
• - серная кислота;
• - мерная химическая посуда;
• - источник постоянного тока;
• - ареометр;
• - тестер или мультиметр;
• - дистиллированная или дождевая вода;
• - провода;
• - электрическая лампочка на 2,5-3 В;
• - слесарные инструменты.

Инструкция

Аккумуляторная батарея состоит из отдельных элементов. Изготовьте один такой элемент. Возьмите листовой свинец толщиной 5-6 мм. Если у вас свинец только в виде слитков, сделайте из форму, высушите ее и отлейте пластины нужной вам толщины, разогрев свинец на плите или горелке. У пластин должны быть плечики, на которых они будут держаться на верхнем краю банки. Чтобы не заниматься пайкой, при отливке пластин можно сразу положить в форму куски зачищенного от изоляции медного провода, который в дальнейшем будет использоваться для соединения с зарядным устройством или потребителем энергии.

Установите отлитые пластины на верхних краях стеклянной банки. Банку лучше прямоугольную. Пластины не должны касаться друг друга и дна банки. Чтобы избежать замыкания, можно положить между пластинами стеклянные палочки или трубочки. Расстояние от одной пластины до другой не должно быть меньше 1 см.

Такой аккумулятор называется кислотным, поэтому в нем применяется электролит на основе серной кислоты. Электролит можно купить уже готовым, но при необходимости ничто не мешает его изготовить. Концентрированная серная кислота, которую можно найти в продаже, имеет удельный вес 1,08. Разведите ее следующим образом. На 3,5 объема воды берется 1 объем серной кислоты. В химическую посуду налейте воду, лучше всего дистиллированную. Ее можно купить в автомагазине. Подходит и дождевая профильтрованная вода. Тонкой струйкой при постоянном размешивании в воду добавьте серную кислоту. Не забывайте следить, чтобы раствор не разбрызгивался. Жидкости дайте остыть (серная кислота при растворении сильно разогревается). Плотность раствора по ареометру Боме должна составлять 21-22оС.

Подготовьте . Сразу после заливки аккумулятора его нужно будет . Залейте электролит так, чтобы уровень его был на 1 см ниже верхнего края банки и верхнего края пластин. Сразу приступите к первой зарядке, которая проводится только постоянным током. Отметьте полярность пластин знаками «+» и «-». Полностью заряженный кислотный аккумулятор должен показывать на пластинах напряжение 2,2 В.

Все механические и химические работы над аккумулятором закончены, но емкость его еще мала. Чтобы ее увеличить, проведите формовку. Подсоедините к выходным проводам электрическую лампочку и дайте аккумулятору полностью разрядиться на эту нагрузку. Проконтролируйте разряд тестером или мультиметром.

После разрядки зарядите аккумулятор «наоборот», то есть поменяв местами провода, идущие к зарядному устройству, чтобы «+» стал «-» и наоборот. Снова разрядите аккумулятор через лампочку. Эту операцию желательно проделать 15-20 раз, чтобы увеличить емкость аккумулятора примерно вдвое. Больше формовать его не стоит.

Аккумулятор желательно снабдить крышкой для предохранения электролита от загрязнения. Крышку можно изготовить из любого диэлектрика, даже из дерева, пропитанного парафином. Выводы аккумулятора желательно оформить в виде клемм или зажимов. Обязательно отметьте их полярность по завершении последнего цикла формовки. При эксплуатации кислотного аккумулятора взамен испарившегося электролита новый не доливайте, добавляйте только воду до прежнего уровня. Если вы хотите сделать батарею, соедините несколько таких аккумуляторов последовательно.

Первый свинцово кислотный аккумулятор изобрел и опробовал как известно французский физик Гастон Планте. Он скрутил две свинцовые пластины в рулон, предварительно проложив между ними разделительное сукно. Рулон поместил в сосуд и залил его соленой водой. В итоге если подать напряжение на пластины, то он заряжался. И после, если к нему подключить лампочку, или что-то другое, то он мог некоторое время отдавать запасенную энергию на горение этой лампочки. Так же после заряда энергия в таком аккумуляторе могла хранится без потерь продолжительное время. Это и положило начало эры свинцово кислотных аккумуляторов .

Но самый главный недостаток такого рулонного аккумулятора, это маленькая емкость. В последствии было выяснено что если такой аккумулятор несколько раз зарядить и разрядить меняя полярность (+-), то емкость увеличивалась. Это объясняется тем, что на пластинах образовывался слой оксида свинца, и пластины размегчаоись, становились как губка. Кислота теперь могла проникать глубже в пластины, тем самым больше свинца участвовало в химическом процессе.

Эти циклы заряда разряда меняя плюс на минус и обратно назвали формовкой пластин. Чтобы нарастить толстый слой оксида свинца, приходилось затрачивать много энергии и времени. Но позже один молодой человек, работавший помощником у Планте решил сделать по другому. Он решил сразу наносить на пластины оксид свинца, тем самым он сразу получил более емкий аккумулятор. В последствии эту технологию немного улучшили. Стали делать свинцовые решетки, которые замазывали аксидом свинца в виде пасты. Пасту готовили из оксида свинца, в которую добавляли немного воды, или электролита и перемешивали до густой консистенции.

>

Спустя уже более 100 лет технология изготовления аккумуляторов в принципе не изменилась. На производствах так же методом литья, или штамповки делают свинцовые решетки, и намазывают пастой, состоящей из оксида свинца, плюс дополнительные добавки, которые не дают пасте распадаться и придают другие нужные свойства. Так же разделительные прокладки между пластинами делают из современных материалов, что исключает выпадение намазки из решеток и препятствует замыканию пластин между собой. На каждом заводе, и для различных типов аккумуляторов (тяговых, стартерных, и т.п.) есть свои тонкости, но в целом технология одна и та же.

>

Теперь можно подумать о том, можно ли сделать свинцово кислотный аккумулятор в домашних условиях, чтобы это было выгодно и эффективно. Во первых дело в свинце, где его брать?. В негодных аккумуляторах, но если переплавить один авто-аккумулятор, то на выходе будет всего примерно 1,5кг свинца, и станет понятно что добывать свинец таким образом не выгодно. Чтобы переплавить весь свинец содержащийся в аккумуляторе, часть которого в виде оксида, сульфата и прочие элементы, которые содержатся в намазке решеток, то тут нужна плавильная печь и дополнительная химия и условия, по-этому дома на костре получится консервная банка свинца и целая куча шлака.

Тогда можно купить свинец, есть листовой, и в чушках, стоит не дорого. Если делать из листового свинца, то можно примерно прикинуть затраты на один аккумулятор. Если покопаться в литературе, то можно узнать что с одного квадратного метра площади пластин можно получить емкость примерно 5-10Ач. Тогда для одной банки емкостью 50-100Ач нужно 10кв.м свинца. Так как для 12-ти вольт нужно 6 банок, то соответственно нужно около 60 кв.м свинца. Самые тонкие листы в продаже 0,5мм, вес одного кв.м такого листа свинца состовляет 5,7 кг. Так как площадь листа работает с обоих сторон, значит нам нужно на АКБ уже не 60кв.м, а 30кв.м. Тогда получается на аккумулятор емкостью 50-100Ач нужно 30*5,7=171кг свинца, стоимость за 1кг около 150 рублей, и цена только на свинец составит около 25 000 рублей, что в 5-6раз дороже чем заводской аккумулятор емкостью 100Ач.

>

Можно увеличить емкость пластин формовкой, с помощью зарядки и разрядки меняя местами плюс и минус, но не известно сколько циклов нужно сделать чтобы значительно увеличить емкость. Планте формовал пластины электричеством три месяца. За это время уйдет очень много энергии на формовку, и в итоге аккумулятор только подорожает. Из всего этого понятно что экономически не выгодно делать аккумулятор из листового свинца.

Да, кстати на счет долговечности аккумулятора с пластинами из листового свинца. Служить такой аккумулятор будет значительно дольше, так-как пластины цельные и от глубоких разрядов, больших разрядных токов, не будет отходить намазка, которой просто нет, но сульфатация пластин будет точно такая же как и у обычного аккумулятора, по этому по сути дольше обычных этот аккумулятор не прослужит. Правда его можно разобрать и почистить от белого налета (сульфата) и он дальше сможет работать.

Проблема в том что у листового свинца нет слоя оксида, точнее есть, из-за него свинец становится темно серого цвета, но этот слой слишком тонкий. Оксид, это окисленный кислородом свинец, на производствах его по разному получают. Но в домашних условиях эту пыль получить затруднительно. Можно конечно попробовать пластины увлажнять водой, чтобы они окислялись на свежем воздухе, но какой слой окиси удастся нарастить таким образом и сколько времени на это уйдет не известно, поэтому про рулонный аккумулятор из листового свинца можно забыть.

Хороший аккумулятор получится если использовать вместо пластин свинцовую фольгу. Так можно в несколько раз увеличить площадь при том же весе, но дома фольгу не сделаешь, а в продаже чистой свинцовой фольги нет, да и стоила бы она в несколько раз дороже листового свинца того же веса. Поэтому хороший вариант с фольгой отпадает. Или дома ставить прокаточный станок и самому делать фольгу.

Можно попробовать делать пластины как делают на заводе, решетки отлить не сложно. Они толстые, и форму для отливки сделать просто. Но проблема в намазке, она ведь состоит из оксида свинца, а как его делать дома. К примеру чем нибудь стирать свинец в пыль, или мелкую стружку, потом поливать водой или электролитом и в какой нибудь емкости его постоянно перемешивать чтобы окислялся на кислороде, но это дома трудно и бессмысленно делать, так как готовый аккумулятор гораздо дешевле выйдет.

Вот наверно вкратце все что я хотел сказать. Для себя я сделал вывод что свинцовый аккумулятор своими руками возможен, но трудоемок и не выгоден, поэтому на этом деле можно смело ставить большую и жирную точку. Так же читая множество информации и о других типах аккумуляторов я пришел к выводу что ничего нормального в домашних условиях и с применением доступных и дешевых материалов не выйдет. Если есть вопросы или какие-то выводы то оставляйте комментарии.