18650 리튬이온 배터리를 사용하여 보조배터리를 만들었습니다. 일반인은 쉽게 만들지 못하는 18650 배터리 파워뱅크를 어떤 방식으로 만드는지 공유할게요.
미니 파워뱅크 만들기
스폿용접기
18650 배터리로 파워뱅크 만드는 방법은 크게 어려울 것은 없어요. 필요한 공구와 약간의 지식만 있으면 누구나 만들 수 있습니다. 그중에 꼭 필요한 공구가 스폿용접기 인데요. 스폿용접기는 두 장의 금속판에 순간적인 강한 전류를 흘려보내 그 부분을 붙이는 방식의 점용접기입니다.
18650 배터리의 연결은 전극에 직접 납땜하지 않고 니켈 판을 대서 아래 사진과 같이 스폿용접기로 니켈판을 붙입니다. 2개 점 정도만 붙이면 떨어지지 않고 안전하게 용접이 됩니다. 18650 배터리를 점용접하는 이유는 납이 잘 붙지 않고 뜨거운 인두로 배터리에 직접 납땜하게 되면 열이 배터리에 전달되어 폭발이나 화재의 위험이 있기 때문입니다. 스폿용접기로 용접하면 순간적으로 금속을 녹여 붙이기 때문에 배터리 내부로 열이 전달되기 전에 식어서 안전합니다. 스폿용접기로 용접하면 빠르고 확실하게 전극을 연결할 수 있습니다.
저도 이런 방식의 용접기를 사용하고 있습니다. 제가 사용하는 스폿용접기는 몇 년 전에 알리익스프레스에서 구매한 JST-IIS라는 모델인데요.
아래 사진은 설정값입니다. 이 정도가 적당히 잘 붙는 것 같아요.
제가 사용하는 용접기는 구매한 지도 오래되고, 구형 방식의 용접기입니다. 요즘은 작고 성능 좋은 스폿용접기 제품도 많이 판매하고, 용접기를 직접 제작해서 파워뱅크 제작하시는 분들도 많으신 것 같아요.
배터리 제작
18650 리튬이온 배터리는 1개당 만충전했을 때는 4.2v까지도 사용합니다. 일반적으로 3.7v로 계산하는데요. 3개를 직렬 연결하면 12V 배터리로 사용할 수 있게 되는 거죠. 필요한 전압과 용량을 만들기 위해 직렬 또는 병렬로 연결하여 대형 파워뱅크도 만들 수 있습니다.
이번에 제작하는 파워뱅크는 휴대하기 편한 12V 전압의 작은 사이즈의 파워뱅크를 만들어 볼 겁니다. 용도는 12V가 사용되는 LED 랜턴이나 스마트폰을 충전하는 보조배터리 정도로 사용하게 될 겁니다.
12V이기 때문에 18650 배터리 3개를 직렬로 연결하면 됩니다. 18650 배터리가 들어가는 크기로 3D프린터를 사용하여 케이스를 만들어 줬습니다.
18650 리튬이온 배터리는 스폿용접기로 니켈 판에 용접하여 제작하는 방법이 일반적입니다. 사진처럼 배터리의 전극을 용접하고요. 10A짜리 BMS도 달아줬어요. BMS의 각 단자에 맞게 배선해 줍니다.
BMS 관련 자세한 설명은 이전 글 아래 링크 참고 바랍니다.
아래 사진처럼 커넥터를 달고 커버 케이스를 덮어서 완성했습니다. 간단한 디자인의 12V미니 파워뱅크 입니다.
그리고 18650 배터리와 BMS 조립 작업은 위험할 수 있기 때문에 제작 경험이 없거나 지식이 부족한 분들은 전문가의 도움을 받기 바랍니다. 폭발이나 화재의 위험이 있기 때문에 특히 조심해야 해요.
완성! 사용 방법
배터리의 잔량을 확인하기 위한 인디케이터도 달아줬습니다. 12V 규격의 배터리 잔량 테스터 인데요. 스위치를 누르면 배터리 잔량이 표시되고 수 초 후 꺼집니다. LED 4개 점등시 100%, 3개- 75%, 2개- 50%, 1개-25%의 잔량을 표기합니다.
배터리의 잔량을 테스트하니 정상적으로 조립이 된 것으로 보입니다.
별도로 제작한 LED 랜턴을 연결하면 아래 사진처럼 밝은 조명으로 사용할 수 있습니다. 18650 배터리 3개만 사용했기 때문에 사용 시간이 길지는 않겠네요. 더 큰 용량으로 사용하려면 배터리를 더 많이 병렬로 연결하여 제작하면 됩니다.
아래와 같은 모듈을 사용하면 USB 보조 배터리로도 사용할 수 있어요. 휴대하면서 스마트폰이나 태블릿의 충전용으로도 활용할 수있습니다. 출력이 좋아서 아이패드 충전도 잘 되네요.
배터리의 충전 방법은 12V 어댑터 이용하여 충전하면 됩니다.
