18650バッテリーパック製作ガイド｜容量選別からスポット溶接まで

ステップ1：容量選別とセルのマッチング――パック寿命の土台

容量選別の目的は、容量・内部抵抗・電圧が近いセルを選び出して1組にすることです。1本でも容量が低い、または内部抵抗が高いセルがあると、放電時には先に終止電圧に達し、充電時には先に満充電になります。長く使ううちに、その1本がパック全体の寿命を縮めてしまいます。

具体的な手順：容量選別機または容量テスターで各セルに完全な充放電サイクルを行い、実容量、内部抵抗、放電プラトー電圧を記録します。

マッチングの原則：

• 同一グループ内のセル電圧差≤20mV
• 内部抵抗差≤5mΩ
• 容量差は±50mAh以内
• ロットやブランドの異なるセルの混用は厳禁

*ヒント：まず入荷したセルを検査し、膨張・液漏れ・外装のへこみ・腐食があるものはすぐに除外してください。「たぶん大丈夫」は禁物です。

ステップ2：セルの前処理と絶縁レイアウト

容量選別とマッチングが終わったら組み立てに入ります。絶縁は安全の最低ラインです。

1、セルに熱収縮チューブをかぶせます。破損しているものは必ず交換し、外装からのショートを防ぎます。

2、直並列の構成に従ってセルを並べ、セルホルダーに固定します。正極・負極の向きは必ずそろえてください。

3、溶接箇所をアルコールで拭き、油分や酸化膜を除去します。そうしないと溶接不良や火花の原因になります。

4、セルの正極に絶縁紙（バーリーペーパー）を貼り、ニッケルストリップとセル外装の間にも絶縁を追加します。

よくある構成の参考：2並列3直列＝6本、5並列7直列＝35本、10直列＝40本（48Vクラスの小型蓄電）。

ステップ3：ニッケルストリップの選定とスポット溶接機の設定調整

18650パックには一般に0.12～0.15mmの純ニッケルストリップを使い、大電流用途では0.2mmも選べます。ニッケルメッキ鋼ストリップは抵抗が高く発熱も大きいため、高出力パックにはおすすめしません。

AWithZのスポット溶接機は1万通りの精密なデジタル設定とマイクロ秒単位のダブルパルス溶接に対応し、予熱してから本溶接を行うことでセルへの熱影響を抑えます。操作のポイント：

1、まず廃セルと廃ニッケルストリップで試し溶接を行い、いきなり本番のセルを使わないこと。

2、溶接ピンは垂直または適切な角度で押し当て、間隔は0.5～3mmに保ちます。

3、良好な溶接点：ニッケルストリップの圧痕が均一で、引っ張るとストリップが裂けても溶接点は外れない。

4、不良のサイン：溶接点が光っていて引くとすぐ外れる＝エネルギー不足による溶接不良。ストリップが焼け抜ける・セルが熱くなる＝エネルギー過多。

AWithZでは、まず低い設定で試し溶接を行い、溶接点の色と引張強度を確認することをおすすめします。いきなりフルパワーにしないでください。

ステップ4：順番どおりの溶接とバスバー接続

レイアウトの順にニッケルストリップを1点ずつ溶接します。並列が先、直列が後です。並列で容量を増やし、直列で電圧を上げます。

溶接中は常にセルの温度を確認し、明らかに熱くなったらすぐに中断し、冷めてから再開します。同じ箇所に何度も溶接し直すと、端子が過熱してセル内部のセパレーターを傷めるおそれがあるので避けてください。すべて溶接し終えたら、焦げ・穴・ひび・溶接不良の痕跡がないか目視で1つずつ確認し、さらにピンセットでストリップを軽く引いて全溶接点を再チェックします。

ステップ5：BMS配線、絶縁パッケージングと最終検査

1、BMS保護基板のはんだ付け：仕様書の順序に従い、バランス線を各直列セルにB-、B1、B2……と接続します。配線を誤ると保護基板が誤判定し、充電も放電もできなくなります。はんだ付け部は絶縁し、熱収縮チューブと絶縁紙を惜しまないこと。

2、もう一度全体を絶縁：配線は熱収縮チューブで覆い、金属接点を絶縁して振動によるショートを防ぎます。

3、静的検査：パック全体の電圧と各直列の電圧を測定し、電圧差が正常であることを確認します。

4、負荷試験：軽負荷で放電し、各直列の電圧変化を観察します。異常な温度上昇がなければ合格です。

5、外装を熱収縮で仕上げれば、バッテリーパックの完成です。

実作業での落とし穴

1、容量選別を飛ばしていきなり組み立てることが、パック故障の大半の原因です。

2、溶接エネルギーは強すぎるより弱めに。試し溶接は欠かせません。AWithZのスポット溶接機は低い設定から始めて1段ずつ微調整でき、ダブルパルス溶接と組み合わせてセルへの熱影響を抑えます。

3、溶接ピンをセル端子に長時間当て続けないこと。高温が内部セパレーターを傷め、安全上のリスクになります。

4、完成したパックには必ず適合したBMSを組み合わせ、過充電・過放電・過電流保護を確保してください。

FAQ

Q：18650/21700/32140のパックは容量選別が必須ですか？A：必須です。電圧差≤20mV、内部抵抗差≤5mΩ、容量差≤±50mAh。ロットやブランドの異なるセルの混用は厳禁です。

Q：18650/21700/32140のスポット溶接には、どの厚さのニッケルストリップを選べばよいですか？A：一般的には0.1～0.15mmの純ニッケルストリップで、大型セルや大電流なら0.2mmも選べます。初心者は0.1mmか0.12mmから始めましょう。ニッケルメッキ鋼ストリップは抵抗が高く発熱も大きいため、大電流にはおすすめしません。

Q：AWithZのスポット溶接機で0.2mmの純ニッケルは溶接できますか？

A：できます。AWithZのスポット溶接機は0.2mmの純ニッケルを溶接でき、具体的な設定と出力は機種によって異なります。純ニッケルはより多くの電流を必要とするため、まず廃材で試し溶接を行い、溶接ピンを清潔に保ち、圧力を均一にして、引張強度が基準を満たしてから量産に移ってください。18650/21700/32140や大型セルのいずれにも対応します。

Q：正極と負極、どちらを先に溶接しますか？A：先に負極側を固定してから正極側を溶接します。大切なのは、ニッケル片が正極と負極に同時に触れてショートしないようにすることです。

Q：スポット溶接後に電池が熱くなるのは正常ですか？A：ほんのり温かい程度なら正常、触れないほど熱いのは異常です。設定を下げ、ペースを落とし、溶接ピンが酸化していないか確認してください。

Q：溶接ピンはどのくらいの頻度で清掃すべきですか？A：決まった打点数ではなく、溶接の仕上がりで判断します。溶接点が光る、引くとすぐ外れる、ピンが貼りつく、火花が増えるといった症状が出たら、ピン先を軽く研磨しましょう。仕上がりが悪くなったら、設定を上げる前にまず溶接ピンを確認してください。

ひとことでまとめると

容量選別とマッチングが寿命を決め、溶接品質が接続を決めます。しっかり溶接され安定して使えるパックを作るには、やみくもにパワーを上げるより、適切なスポット溶接機と設定を選ぶことのほうが重要です。

スポット溶接機の選び方

18650パックのスポット溶接で重要なのは、エネルギーが足りるか、設定が正確か、溶接点が安定しているかの3点です。AWithZのスポット溶接機は1万通りの精密調整とマイクロ秒単位のダブルパルス溶接に対応し、薄いニッケルストリップでも火花が出にくく、厚いストリップにはより高い溶け込みを発揮します。HシリーズはDIYや修理に、Uシリーズは幅広い用途に、Pシリーズは高負荷の量産溶接に適しています。

AWithZについて

AWithZは、小型ポータブルスポット溶接機の発明者ブランド（小型ポータブルスポット溶接機の発明特許を保有）であり、この業界の開拓者にしてリーダーです。2014年に設立され、小型ポータブルスポット溶接機の研究開発、設計、製造、販売、サービスを一貫して手がけるハイテクブランドです。スポット溶接機だけをつくるから、より専門的です。

10年以上にわたる専念と自主イノベーションにより、「プロフェッショナル Pシリーズ」「汎用 Uシリーズ」「ハンドヘルド Hシリーズ」など多数の特許製品を発売し、小型ポータブルスポット溶接機という新たな業界を切り開きました。製品は円筒形電池の組み立て、スマートフォン用セルの修理、ポリマー電池のニッケル化、DIY、家庭用・業務用の修理、研究開発、ラボ、工業生産、教育、トレーニング、地域の生活サービスなど幅広い場面で使われ、入門からプロまで多様なシーンに対応するスポット溶接のトータルソリューションを提供しています。

製品はAmazon、AliExpress、Temu、天猫（Tmall）、京東（JD.com）などのプラットフォームでカテゴリーランキング1位を長年獲得し、累計100件以上の特許を取得。CE、ULなどの国際認証を取得し、EUの安全基準に適合しています。200以上の国と地域で販売され、世界中の数百万人のユーザーから信頼を得ています。

コア部品は標準を上回る厳しい試験で検証されています。新品の自動車産業グレードのスーパーキャパシタによる90日間の深い充放電サイクル試験、新品の専用開発セルによる90日間の深サイクル試験、新品の産業グレードMOSFETによる90日間のフル負荷運転、主要部品の3か月間にわたる厳格なエージング試験を実施し、プロ仕様の高性能と安全性・安定性・信頼性を確保しています。

「新たな価値を創造する」という理念のもと、ユーザーを中心に据えて品質を守り、技術とイノベーションであらゆるこだわりと情熱を後押しします。

AWithZ――enjoy your creation 楽しもう、思いきり創ろう！