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模型锂电DIY-选购-组装-锡焊

时间:2015-1-6 10:23:22来源:航空模型浏览次数:
    电动模型大都使用聚合物电池作为动力。由于模型直升机和多旋翼飞行器所用的电池容量很大,一组电池在数百个充放电循环后就会报废,因此,玩家需不断更换。大容量电池价格不菲,为节省支出,需找个更省钱的方法。笔者在淘宝上查得,电芯价格比较便宜,自己组装同样容量的电池组所需的价格仅为成品电池组的1/2~1/3。下面就介绍一个用电芯组装电池组的方法和技巧供模友参考。
  一、电芯选购
  淘宝上的电芯品种很多。航模用的电芯,对放电倍率C要求较高。但C值越大、电池重量越大、价格越高。因为自己组装的是大容量电池,所以不必追求过高的C值,只要能满足放电电流即可,一般15C足够了。从外观看,具有高放电倍率的电芯所连接的电池引出线的铜片都比较宽,比如5 000mAh/25C的电池极片宽度在15mm左右。需特别注意的是,锂电芯的负极引出线为镀镍纯铜片,正极引出线为纯铝片。因为铝片无法上锡,所以厂家要在其上压焊镀镍铜片以保证焊接。但也有部份电芯未经此处理就直接销售,因此在购买时应先向商家问明,以免无法组装。
  二、组装前的准备
  电芯到手后,需要用数字电压表测一下各电芯电压(一般在3.9V左右),并将电压相近的电芯组成一组。

图1
  电芯出厂时,因其正极压焊铜片尾部与电芯铝塑包装膜距离很近,故厂家用耐热胶带沿电池端部包一圈,以使电池正极与铝塑包装绝缘。但这种方法极不可靠。一旦正极与铝塑包装接通,那么当电芯组装在一起时,会发生短路,改进方法是在正极铜片下垫入一片绝缘纸,然后重新包上耐热胶带固定纸片(图1)。注意,铝片强度低、不耐弯折,若多次弯折则可能断裂,导致电芯报废,操作时要多加小心。

图2
  电芯引出极片的镀锡工艺十分必要,否则组装时很难焊接好。引出铜片表面由于镀镍而十分光滑,因此使用松香溶于酒精的助焊剂不易上锡。解决方法:先用锯片磨成的三角刀在需要镀锡的面上将镀层刮净,露出红色(纯铜的颜色,图2),然后涂上一层松香酒精助焊剂,再用20W或30W的电烙铁镀锡就很容易挂上(图3)。注意不能用尖头烙铁,因为尖头与焊接面之间接触太少, 不利传热。我用的是斜口烙铁头(图4)。镀锡不宜太厚,否则铜片不易弯折。焊接后残留的助焊剂没有腐蚀性,无需清除。另外提醒两点:
  1.不能用大功率烙铁焊接,它的温度高,长时间焊接会损坏电芯;
  2.助焊剂不要用具有腐蚀性的焊锡膏。
  至此组装前的准备工作完成。

图3
  三、电池组装
  将同一组电池用双面胶条贴在一起,排列整齐。注意每片电芯极性,相邻两片电芯必须正负极相对。一切无误后用纤维胶带将电池组缠紧(图5)。电池组极片间形成的空槽,用轻木条填充(图6)。
  因电芯引出极片已经镀锡,可将其贴紧在轻木条上进行焊结。方法是:先用工具压住铜片以免其弹起,然后用烙铁在极片表面加热即可。经这样处理的接头,联结可靠、不会短路。接着,选取适当的硅胶线与电池接头配对焊接,组成电池引出线,然后再焊平衡充线头(图7)。为防止外物接触短路,先在电池端头包一层绝缘纸(图8),再套上热缩膜并用电吹风加热收缩。至此,电池组装完成(图9)。
  四、电池使用情况
  以850六轴多旋翼飞行器(S4110电机、KV值400、APC 1655桨,图10)为例,原装5S /8000mAh电池,起飞重量4 800g,悬停飞行16分钟后, 终止电压为3.5V;改为两块3S/5 000mAh电池串联在后, 起飞重量减少到 4 600g, 悬停飞行10分钟后, 终止电压为3.5V。根据飞控黑匣子录制的两组电池放电曲线图11、图12可以看出,此电池的实际表现与某品牌成品电池相比,性能略胜一筹。
  五、关于焊锡
  焊接质量除了与正确的焊接方法有关,还与焊锡质量密切相关。焊锡是锡铅合金,随所含锡铅的比例不同熔点各异,使用烙铁一试便知。锡含量增加时,焊锡表面光亮、呈银白色;铅含量增加时,焊锡表面乌黑、熔点升高、流动性变差,焊接质量难以保证。因此,尽管价格低廉,但不宜采用铅含量高的焊锡。自己组装时,最好选用60%锡、40%铅的焊锡。熔点约为183℃,流动性好,焊结表面光滑,焊结强度高。
  自己组装电池,不仅省钱也更有乐趣,模友可以一试。
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