18650 배터리, 보호회로, 용접, 케이스, 홀더
18650 배터리
지름 18mm 길이 65mm의 리튬이온 2차 전지입니다.
일반적인 리튬이온 전지와 구조는 같지만 돌돌 말아 놓은 다음 원통 모양 캔에 넣은 형상입니다.
예전에는 1.5v건전지를 소형 가전제품에 많이 사용하였지만 최근에는 전압도 건전지에 비해 높고, 충전하여 재사용 할 수 있기 때문에 18650배터리 또는 리튬이온 전지가 많이 쓰입니다.
사용처로는 노트북, 랜턴, 전자담배와 같은 소형 가전제품과 전동킥보드, 전기자전거, 전기자동차 같은 전기모터를 사용하는 이동 수단에도 많이 쓰입니다. 테슬라 전기차 모델3의 초기모델에 사용되기도 하였는데요. 이후 21700배터리로 비꼈습니다.
또한 보조배터리나 파워뱅크 같은 에너지 저장 장치에도 사용하는데요. 최근 18650 배터리를 사용하여 파워뱅크를 자작하여 사용하는 사람도 많이 보입니다.
전압이 높고 방전율이 높아서 사용하기 쉽고 편리하지만 리튬이온이라는 원료가 화재와 폭발의 위험이 있는 재료라서 사용시 주의하지 않으면 위험할 수 있습니다.
리튬이온 배터리를 사용한 전기차나 전동킥보드에서 화재가 발생하는 뉴스를 최근에 자주 볼 수 있는데요. 전기차 배터리 화재의 원인은 아래글 참고 바랍니다.
전기차 배터리 종류
전기차 배터리 화재 전기차의 배터리는 리튬이온전지를 많이 사용합니다. 이런 종류의 2차전지는 배터리 셀의 내부 물질이 공기에 노출되거나 단락, 고온에 노출되면 화재나 폭발 현상이 발생
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이렇게 위험할 수 있지만 리튬이온 배터리의 특성과 주의사항을 잘 알면 편리하게 사용할 수 있습니다.
요즘은 BMS(배터리관리시스템)보드가 좋은 제품이 많아서 많이들 만들어 사용하는 것 같습니다.
18650배터리의 특징은 다음과 같습니다.
대량생산이 용이하고 각형배터리나 파우치형 배터리에 비해 원가부담이 낮습니다,
각형이나 파우치형 보다 더 빠르고 많이 만들 수 있다고 합니다.
원통형은 공간활용이 좋지 못하고 수명이 짧습니다. 원통형을 여러 개 겹쳐서 모듈을 만들고, 배터리 팩을 만들어서 사용하는데요. 원통형을 겹치면 원통모양 특성상, 사이사이 공간이 생기기 때문에 차지하는 공간대비 효율은 좋지 못합니다.
그래서 최근에는 테슬라 자동차에서는 18650보다 큰 원통형 배터리를 전기차에 적용하고 개발하려는 것입니다.
전압은 4.2V ~3.7V로, 배터리 보호 회로가 없기 때문에 BMS는 필수로 사용해야 합니다.
만충 전압은 4.2V, 보관은 3.7V로 하면 되겠습니다.
4.2V만충전된 상태로 장시간 보관하면 배터리 건강에 좋지 않습니다. 오래 두면 부풀거나 배터리 수명이 줄어들 수 있습니다.
18650 배터리 보호회로, 배터리 팩 용접
18650배터리는 일정 전압(3.7v)을 유지하지 않으면 폭발, 발화할 수 있습니다.
그래서 충전, 방전 시 배터리 보호회로는 꼭 사용해야 합니다.
13650배터리의 보로 회로에 BMS(Battery Management System, 배터리 관리 시스템)를 사용합니다.
셀밸런싱(여러 배터리셀간의 전압을 균등하게 맞춰주는 기능)을 해주고, 과충전, 과방전 하려고 하면 배터리의 전류를 차단하여 과충전, 과방전을 예방하는 역할을 합니다.
국산 제품과 알리익스프레스 등 중국제 제품이 많이 사용됩니다.
전압, 전류, 셀 별로 규격에 맞는 BMS를 사용해야 합니다.
18650 배터리와 BMS를 이용하여 파워뱅크나 전자제품용 배터리 팩을 만들 때는 배터리와 배터리 간에 연결을 스폿용접기 사용하여 용접해야 합니다.
일반 전기인두로 전선을 납땜하는 경우도 있지만 배터리 표면이 매끄러워 용접이 잘 안 됩니다.
표면을 사포로 살짝 긁은 다음 납땜하면 되긴 됩니다. 하지만 배터리 표면에 전기인두로 납땜하게 되면 뜨거운 열이 배터리 내부에 전달될 수 있기 때문에 위험할 수 있습니다.
18650 배터리로 배터리 팩을 만들 경우 스폿용접기를 이용하여 용접 후 사용하길 권고합니다.
18650 배터리 케이스, 홀더
최근에는 18650배터리의 사용이 대중화 되서 여러 가지 제품이 판매되고 있습니다.
배터리만 보관, 이동하기 위한 수납케이스도 있고요.
별도의 용접을 하지 않고 보조배터리처럼 사용할 수 있는 홀더 형식의 보조배터리 케이스도 여러 가지 제품이 있습니다. 직접 USB를 통해 충전할 수 있지만 케이스에서 분리하여 별도 충전기를 이용해서 충전할 수도 있습니다.
별도 다른 용도로 사용할 수 있도록 배터리 홀더 제품이 있습니다. 예전 건전지 사용할 때도 이런 건전지 홀더를 많이 사용했는데요. 18650배터리 홀더를 사용하면 전자제품 제작이나 DIY 같은 작업할 때 간편하게 사용하기 좋은 제품입니다.
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