[DIY] DEWALT (디월트) 배터리 팩 만들기

DIY용 배터리팩 킷 과 Li-Ion 배터리로 직접 고용량 배터리 팩을 만들어 봅니다.

DEWALT 20V 5AH 배터리 팩(DCB184)의 경우 가격이 최소 9만원 이상에 판매되고 있습니다.

물론 호환품도 있지만, 표기 용량의 1/2의 실용량을 자랑? 하는 것은 비밀도 아니죠.

 

Aliexpress에서 DEWALT 20V 용 배터리 팩을 완성품뿐만 아니라 배터리만 빠진 kit 반제품도 팔고 있습니다.

이 반제품과 별도로 구한 3000mAh 급 10A급(홍보는 그렇게) LittoKala 35A 10개로 만들어 봅니다.

아래의 준비물을 참고하시고,

새롭게 시작한다면 신중하게 고민 후 도전 하실 것을 권합니다. 배터리팩용 재료값은 정품 배터리보다 절반 가격이지만, 필요 공구들과 노력을 고려하면 초기 투자비용이 적지 않습니다.

배터리팩 1000% 활용 →  디월트 배터리 팩 전용 160W 충전기 만들기

[DIY] DEWALT 20V Battery to 160W USB-C charger (공구 배터리 팩으로 만드는 초고속 충전기)

 

준비물

• DEWALT 20V 6AH 배터리팩 DIY kit (2P5S 형태의 총 10개 18650을 담을 수 있는 배터리팩 [약 1만3천원])
• 18650 고방전 Li-Ion 배터리 (저는 LittoKala Lii-31S+ 제품 10개 사용 [약 3만원])
• 18650 배터리용 절연 가스킷(패드) 혹은 대체용품(절연 테이프 등)
• Li-Ion 배터리용 스폿 용접기 (제대로 된 제품이 필요!)
• 납땜인두기와 부자재들
• 18650 배터리 충전기
• 테스터기
• 배터리 용량 부하기

 

DEWALT 20V 배터리팩 DIY kit

아래 형태의 제품을 구매합니다. Aliexpress에서 "DCB200 case"로 검색하시면 다양한 선택이 가능!

Image from Aliexpress seller - 'Build your OwnLife'

 

Li-Ion 배터리 충전 후 용량과 안정성 확인

18650 배터리를 새 제품으로 구매했다면, 대부분의 경우 문제가 없지만, 혹시 모르니 충전 후 방치하여 용량과 안정성을 확인합니다.

만들어야 할 배터리 팩이 20V max - 5S2P 구성 즉 2개를 병렬로 묶은 후, 총 5 단위로 직렬연결입니다.

그래서 직렬연결시에 전압 차이가 많이 나게 되면 문제가 발생 하기에 풀 충전 후 전압 차이가 없는 것을 확인 후 작업이 필요합니다.

가장 좋게는 안전하게 3.x V 상태로 만든 후 작업이겠지만 특별한 장비 없이는 시간이 많이 걸리기에 여기서는 만 충전 후 일정 시간 방치 후 작업합니다.

저는 리튬이온 충전기로 후보군 12개를 용량 test를 거쳐서 가장 나쁜 상태 2개를 제외 후 나머지 10개를 최대한 비슷한 용량과 내부 저항이 되게 조합을 했습니다. 달리 말하면 내부저항도 낮고 용량도 큰 것 끼리 묶게 되면 마지막 남은 조합이 가장 나쁜 상태가 되고 - 이로 인해 결국 전체 성능이 가장 저조한 조합에 의해 결정되는 것은 피하게 했습니다. (최고의 선택은 모든 셀이 동일한 용량, 동일한 내부저항이면 좋겠지만, 개인이 이런 배터리를 구하는 것은 쉽지 않네요)

+2022-11-20 추가: 내부저항은 충전기가 아닌 별도의 배터리 내부저항 측정기로 측정 결과 20m 대로 확인이 되어 배터리 자체의 방전 성능은 나쁘지 않은 제품으로 확인 되었습니다.

배터리 충전기를 이용한 용량, 내부저항 확인 후 기록

 

배터리팩에 Li-Ion 셀 정렬

이제 글보다는 사진으로 정리~

가능하면 절연 가스킷(패드)으로 양극 부분을 추가 보완을 해 주세요, 저는 미리 구입하지 못해, 가지고 있던 내열 테이프로 전처리 작업을 했습니다. 절연 가스킷(패드)을 사용하는 이유는 여러 이유로 인해 고열이 발생할 경우 +극 주변의 비닐 형태의 겉포장이 녹고 이로 인해 +/- 쇼트(단락)가 되어 문제 발생을 막는 역할을 합니다.

단자 부분의 빨강/검정은 용량 checker와 연결(납땜), 나머지 4가닥은 밸런싱용 연결 선입니다, 스폿 용접 후 납땜으로 연결합니다.

 

 

스폿 용접 작업

스팟 용접 작업 사진이 남아 있지 않네요!.

너무 저렴한 스팟 용접 장비로 인해 여러 가지 삽질을 하다 보니, 사진을 남기지 못했고 - 공유할만한 품질이 되지 못하기도 했네요.

중간 결론?은 스폿 용점기는 배터리식은 절대 사용하지 마시고(한두 개 용접은 몰라도 10개를 붙이는 용도로는 사용이 곤란) 제대로 된 전원 연결형 덩치 큰 스폿 용접기를 구매 후 사용하시기를 추천드립니다.😥

 

* 완성 후 배터리 하나의 연결이 떨어지는 바람에 부분 충전 후 재접합 다시 동일 전압으로 부분 충전하는 고통의 작업을 진행하게 되었네요!

 

+2022-11-20 추가 - 제대로된 배터리용 용접기를 새로 구매하여 추가 작업 결과 사진을 더했습니다. 또한 +단자 주변 보호를 위한 가스켓도 구입 후 작업 했습니다. (이전 배터리는 그대로 두고 스팟 추가 용접으로 견고성만 더했습니다)

 

+/- 전원선 연결, 밸런싱용 전선 연결 작업

전원선은 10A 이상 감당할 수 있는 굵은 선을 사용하여 작업합니다 - 400도 정도 사용할 수 있는 인두기가 필요합니다.

이후 나머지 밸런싱용 전선도 연결해 주면 전기적인 작업은 완료.

추가 작업 사진 (2호)

최종 성능 확인

여기서 추가적인 장비가 있어야 할 수 있습니다.

배터리 용량 확인용 부하기가 있어야 하는데, 저는 나름 저렴한 장비로 진행했습니다.

우선 완성한 배터리팩은 DEWALT 정식 충전기로 만충전을 진행합니다.

배터리 용량 확인용 부하기로 3A 부하, 15.3V를 cut-off 전압으로 설정 후 + / - 단자 연결 후 용량 확인을 진행합니다.

 

문제가 없다면 아래 정도의 결과를 확인할 수 있습니다.

(사실 아래 결과의 절반 이하 용량이 확인되어, 재확인 과정에서 스폿 용접문제 부분으로 인해 +단 1개가 2P가 아닌 형태로 동작됨 - 스팟 용접기는 제대로 된 기계와 작업 방법으로!)

 

아래는 3A 연속 부하, 15.3V cut-off 기준으로 측정한 결과입니다.

94.5Wh / 5202mAh / 1:44:03 동작 시간

참고로 DEWALT 20V 5AH 정품 배터리 DCB184의 용량은 85.2Wh, 4680mAh, 1:33:37 동작으로 확인. (3A 연속 부하)

 

이 작업을 하게 된 동기 - "DEWALT 정품 배터리보다 더 큰 용량을 절반 가격으로 만들어 보자" 는 성공했습니다.

다만 스폿 용접기가 말썽이라 작업이 쉽지 않았네요.

 

만든 배터리와 DEWALT 정품 DCB184 배터리와 함께 샷~

 

정리

정품 배터리보다 싸고 용량을 높여서 배터리 팩을 만들어 보고 싶거나, 배터리 사용이 많아 배터리를 자주 구입해야 한다면 충분히 DIY로 배터리 팩을 만들어(혹은 배터리 알맹이만 교환) 사용하는 것이 좋은 선택입니다.

다만 필요한 장비와 노력을 생각한다면 정품을 구입하는 게 적은 시간으로 안전한 사용을 제공받는 방법입니다.

 

오늘도 즐 DIY 하세요~