并联操作风险极高,如果操作不当,极易引发短路、过流、起火甚至爆炸,在开始之前,必须强调:如果您没有相关的电子知识和经验,强烈建议购买成品电池组或寻求专业人士的帮助。

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以下是详细的18650锂电池并联方法、原理、注意事项和步骤。
并联的基本原理
- 电流相加:并联电路中,电流会分流到各个支路,总放电电流是每个电池放电电流的总和。
- 电压不变:并联电路中,所有电池两端的电压是相同的。
- 容量相加:如果将两颗容量为2000mAh的18650电池并联,理论上总容量就是4000mAh。
并联前的准备工作与核心原则
核心原则:一致性!一致性!一致性!
这是并联成功和安全运行的最重要前提,并联的电池必须尽可能一致,否则会产生“环流”,导致问题。
- 电压一致性:并联前,所有电池的开路电压(即不连接任何负载时的电压)应尽可能接近,误差建议在0.1V以内,A电池是3.7V,B电池也应在3.65V - 3.75V之间。
- 容量/型号一致性:尽量使用相同品牌、相同型号、相同生产批次的电池,它们的内阻、容量、自放电率等参数最接近,绝对不要将全新电池和老旧电池、不同品牌的电池混用。
- 内阻一致性:内阻越低且越一致的电池,并联后性能越好,专业用户会使用内阻测试仪进行筛选。
- 健康状态一致性:确保所有电池都没有鼓包、破损、漏液等物理损伤,使用电池容量测试仪检查所有电池的实际容量,误差应控制在5%以内。
必备工具与材料
- 18650电池:数量根据需求定,至少2颗。
- 电池保护板:强烈推荐! 即使是并联,也必须使用保护板,它能防止过充、过放、过流和短路,是安全的第一道防线,根据你的并联数量选择对应的保护板(2P保护板用于2颗电池并联)。
- 镍带:用于连接电池和电池保护板,推荐使用15mm或0.2mm厚的镍带,它导电性好、熔点高、适合点焊。
- 点焊机:最佳选择! 可以牢固地将镍带焊在电池的极耳上,接触电阻小,发热量低。严禁使用电烙铁直接焊接! 高温会严重损坏电池内部的电化学结构,导致性能下降甚至起火。
- 绝缘材料:热缩管、 Kapton(聚酰亚胺)胶带、绝缘板等,用于包裹裸露的连接点,防止短路。
- 万用表:用于测量电压、检查通断。
- 电池座/支架:用于固定并联好的电池组,防止它们晃动、碰撞。
并联操作步骤(以2颗电池为例)
第一步:检查与筛选电池
- 外观检查:目视检查每颗电池,确保无鼓包、破损、漏液。
- 测量电压:用万用表测量每颗电池的开路电压,记录下来,如果电压差超过0.1V,需要对低电压的电池进行小电流充电,使其电压匹配。
- (可选)测量内阻和容量:如果有条件,使用内阻测试仪和电池测试仪进行筛选,确保参数一致。
第二步:焊接镍带
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裁剪镍带:根据需要裁剪镍带,对于2颗电池并联,你需要:
- 2条短镍带,用于连接单个电池的正极和保护板正极输入。
- 2条短镍带,用于连接单个电池的负极和保护板负极输入。
- 1条稍长的镍带,用于将两颗电池的正极连接起来。
- 1条稍长的镍带,用于将两颗电池的负极连接起来。
- (或者,更常见的做法是:先并联,再从并联点引出一条总正极和一条总负极)
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点焊连接:
(图片来源网络,侵删)- 推荐方法A(先并联后引出):
- 将一条镍带点焊在电池A的正极。
- 将另一条相同长度的镍带点焊在电池B的正极。
- 将这两条镍带的另一端重叠在一起,再点焊一下,形成牢固的总正极。
- 用同样的方法连接两颗电池的负极,形成总负极。
- 推荐方法B(分别连接再汇总):
- 用两条短镍带分别将电池A和电池B的正极连接到保护板的P+和P-(或B+和B-)焊盘上。
- 用另外两条短镍带分别将电池A和电池B的负极也连接到保护板的对应焊盘上。
- 这种方法在保护板焊盘足够多时使用。
焊接要点:
- 确保焊点牢固,无虚焊。
- 焊接要快,避免热量过多传导到电池内部。
- 焊接后,检查焊点是否光滑,有无刺穿电池外壳。
- 推荐方法A(先并联后引出):
第三步:连接保护板
- 识别保护板引脚:保护板上通常有清晰的丝印标识:
- B+ / B-:电池输入端,连接你并联好的电池组的总正极和总负极。
- P+ / P-:负载输出端,连接你的用电设备。
- C- / C+:充电端(有些板子与P+ P-共用)。
- 焊接连接:
- 将并联好的电池组的总正极(你焊接的镍带)连接到保护板的 B+ 焊盘。
- 将并联好的电池组的总负极连接到保护板的 B- 焊盘。
- 同样使用点焊机或大功率烙铁(快速操作)焊接。
- 绝缘处理:焊接完成后,立即用Kapton胶带或热缩管仔细包裹所有裸露的焊点和金属部分,确保正负极之间没有短路风险。
第四步:测试与封装
- 初步检查:
- 用万用表电阻档测量 P+ 和 P- 之间的电阻,应该是无穷大(开路状态),说明保护板功能正常,没有短路。
- 用万用表电压档测量 P+ 和 P- 之间的电压,应该和你并联的电池电压一致。
- 负载测试:
- 连接一个功率合适的负载(例如一个灯泡或电阻)到 P+ 和 P-。
- 观察电池电压是否能稳定供电,保护板是否会在电流过大时断开输出。
- 充电测试:
- 使用匹配的充电器连接到充电端或 P+ P-。
- 观察充电是否正常,保护板是否会在充满电后自动断电。
- 最终封装:
将所有测试合格的电池组放入电池盒或使用热缩管进行整体封装,热缩管不仅能提供绝缘,还能起到紧固和防尘的作用,使用热风枪均匀加热,使其收缩紧密。
并联的优缺点
优点
- 增加容量:总容量 = 单体容量 × 并联数量,续航时间显著增加。
- 增加放电电流:总放电能力增强,可以驱动功率更大的设备。
- 电压不变:可以直接替换原来的单电池设备,无需改变电路设计。
缺点与风险
- 环流风险:如果电池之间存在电压差,并联后高压电池会向低压电池充电,形成一个内部的“环流”,这会浪费能量,产生不必要的热量,长期会损害电池寿命。
- 故障扩散:如果其中一颗电池出现质量问题(如内阻突然增大、短路),它会迅速影响其他并联的电池,可能导致整个电池组失效甚至发生连锁反应。
- 复杂性增加:需要额外的连接和保护措施,增加了成本和制作的难度。
- 不均衡充放电:在长期使用中,即使初始一致,各电池的老化速度也可能不同,导致性能差异越来越大,需要定期检查和维护。
重要安全警告
- 严禁短路:任何时候都要确保正负极不能被金属物体同时接触。
- 切勿过充过放:使用带保护板的电池,并配合合适的充电器,锂电池过充或过放是极其危险的。
- 工作环境:避免在高温、潮湿或易燃的环境下进行操作和使用。
- 监控温度:在使用和充电过程中,如果电池组异常发热,应立即停止使用并检查。
- 妥善处理:废弃的锂电池应按照当地法规进行专业回收处理,不可随意丢弃。
18650电池并联是一个“看起来简单,做起来复杂,做错很危险”的技术活,核心在于电池的一致性和操作的安全性,对于绝大多数DIY爱好者,强烈建议从购买单个或并联好的成品电池开始,并务必搭配一个可靠的保护板。
