Litija jonu bateriju atjaunošana: 8 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Ja jūs esat tāds kā es, tad jūs vienmēr meklējat attaisnojumu, lai ietaupītu naudu, mētātos vai dekonstruētu kaut ko interesantu. Es atradu veidu, kā apmierināt visu iepriekš minēto! Man ir interese par litija jonu baterijām. Tie ir visu formu un izmēru, ir enerģiski blīvi (satur daudz enerģijas), tiem ir augstāks spriegums nekā NiCad vai NiMH akumulatoriem un tie var izturēt lielu pastiprinātāju. Turklāt tie neattīsta “atmiņu” vai tiem ir augsta pašizlāde, lai tos varētu uzglabāt ilgu laiku. Visbeidzot, tie ir piemēroti daudzšūnu konfigurācijām. Vēl labāk, tie ir visur un tos var saņemt bez maksas. Šajā apmācībā es jums sniegšu avārijas kursu, kā atrast, izvilkt un izglābt litija jonu baterijas, tāpēc sāksim darbu! Zemāk ir saites uz dažiem manis izmantotajiem rīkiem un vienumiem!

iMax B6 LiPo lādētājs:

www.ebay.com/itm/New-Imax-B6-RC-Lipo-NiMh-…

Zanflare C4 lādētājs/analizators:

www.amazon.com/gp/aw/d/B07428G1G2/ref=mp_s…

4S akumulatora pārvaldības/aizsardzības dēlis:

m.ebay.com/itm/4S-10A-18650-Li-ion-Lithium…

Rīki:

Spudger/pry instrumentu komplekts

www.amazon.com/gp/aw/d/B00PHNMEMC/ref=mp_s…

Skalošanas griezēji

www.amazon.com/gp/aw/d/B002SZVE8M/ref=mp_s…

Sānu griezēji

www.amazon.com/gp/aw/d/B0733NRF2C/ref=mp_s…

Komunālais nazis

www.amazon.com/dp/B00002X203/ref=dp_cerb_1

1. darbība: litija jonu akumulators 101

Kā jau teicu, uzlādējamas litija jonu baterijas ir visur! Tas padara šīs baterijas lētas, jo cilvēki mēdz mētāties ar veco elektroniku, kas sabojājas vai vienkārši pārstāj darboties, bet atstāj akumulatoru iekšā. Es parasti saņemu savu no lietoto preču veikala par santīmiem vai no vecām rotaļlietām, kuras cilvēki atdod vai salauž un ziedo zinātnei. Tie, kas jāmeklē, ir šādi: rokas ierīces, mobilie tālruņi, digitālās kameras vai videokameras, pārnēsājamie DVD vai video atskaņotāji un mani personīgi iecienītākie klēpjdatoru akumulatori. Pastāv dažādas ķīmijas, kas saistītas ar atkārtoti uzlādējamām litija jonu šūnām, piemēram, litija kobalta oksīds (ICR tipa), litija dzelzs fosfāts vai LiFePO4 (ar tiem bieži neizmetīsit), litija mangāna oksīds (IMR), litija mangāna niķelis (INR) un litija niķeļa mangāna kobalta oksīds (NCA vai hibrīds). Visbiežāk sastopamais ir ICR tipa litija kobalta oksīds. Tas ir labākais enerģijas blīvumam un jaudai, taču tam ir vidēja līdz zema izlādes strāva un temperatūras slieksnis. Maksimālā izlādes strāva tiem ir vienāda vai vismaz divkārša. Turklāt tie ir mazāk stabili (lasīt: bīstami) nekā citi veidi, un tiem ir jābūt sava veida aizsardzības shēmām. Tagad nejauksim litija jonu baterijas ar litija jonu polimēru baterijām vai LiPo baterijām. LiPo baterijās elektrolīts, anods un katods, pozitīvie un negatīvie spailes, ir ievietoti polimēru maisiņos. Iekšējā ķīmija ir līdzīga litija jonu šūnām. Atkarībā no ierīces akumulators būs atšķirīgs pēc formas vai izmēra, taču parasti tas ir taisnstūrveida un plāns mobilajiem tālruņiem vai kompaktajām ierīcēm, vai cilindrisks, piemēram, 18650 (bieži sastopams klēpjdatora baterijās) vai 18500 kopīgs kamerām vai videokamerām.

Ja esat kādreiz aizdomājies, akumulatora nosaukumā ir norādīti tā izmēri. "18650" nozīmē, ka akumulators ir 18 mm diametrā un 65 mm garš. "0" vienkārši karājas. Neatkarīgi no veida vai lieluma tiem var būt viena šūna vai vairākas šūnas. Vairākas šūnas ir virknē vai paralēli, vai arī abu kombinācija. Pat mazās baterijās var būt divas mazas šūnas, kas savienotas virknē vai sērijā/paralēli. Tas ir saistīts ar faktu, ka dažām ierīcēm ir paaugstinātas sprieguma vajadzības, nekā var nodrošināt viena šūna, vai arī palielināt jaudu. Sērijas savienojumi palielina spriegumu, un paralēlie savienojumi palielina iepakojuma ietilpību. Atšķirībā no NiMH vai NiCad akumulatoriem, litija jonu akumulatoros būs kāda veida aizsargierīce, piemēram, akumulatora pārvaldības sistēma, kas sastāv no IC un MOSFET vai rezistoriem, kas regulē strāvu, spriegumu, nosaka īssavienojumus, apgriezto polaritāti un temperatūru. Dažiem ir papildu funkcija šūnu līdzsvarošanai, ja ir vairākas šūnas. Kāpēc viņiem tas ir vajadzīgs? Tas ir tāpēc, ka litija elementa ķīmija padara to jutīgu pret pārmērīgu uzlādi, pārmērīgu izlādi (iztukšošanu, līdz spriegums kļūst pārāk zems), īssavienojumu un pat virs temperatūras. Jebkurš no tiem var sabojāt šūnu vai, vēl ļaunāk, izraisīt ugunsgrēku. Vairāku sērijveida bateriju baterijām nepieciešama līdzsvara funkcija, kas nodrošina, ka katra atsevišķā šūna saņem tādu pašu strāvas un sprieguma daudzumu kā citas šūnas. Ja viena šūna saņem vairāk uzlādes nekā cita, tā var ātrāk nolietoties vai sabojāties. Samazinās arī iepakojuma ietilpība. Šāda veida baterijām ir nepieciešamas arī īpašas uzlādes procedūras, kuras NiMH vai NiCad nav. Vairāk par to vēlāk!

2. solis: drošība

Tagad, pirms sākam rakt akumulatoros, es vēlos pieskarties dažiem drošības priekšmetiem, kas raksturīgi litija jonu elementiem. Ja jūs domājat par RC un jums ir elektromobiļi un jums ir pieredze ar LiPo akumulatoriem, varat to izlaist, bet, ja nē, ir svarīgi saprast, ka sajaukšanās ar litija jonu akumulatoriem var būt bīstama. Es to iemācījos smagā veidā!

Kāpēc? Pateicoties to ķīmijai, viena 18650 šūna satur daudz enerģijas. Siksna 6 vai vairāk kopā, un jums ir daudz uzglabātas enerģijas. Drošības apsvērumi tiek ņemti vērā, ja tie ir īssavienojumi, pārāk uzlādēti, nepietiekami uzlādēti vai pārāk izlādējušies, visizplatītākais litija akumulatora tips sakarst, uzbriest un var eksplodēt vai izraisīt tik karstu ugunsgrēku. negribu.

Veids, kā no tā izvairīties, ir pareizi rīkoties un uzlādēt tos. Lielākajai daļai visu litija jonu akumulatoru vai atsevišķu bateriju ir iebūvēta kāda veida aizsardzības shēma, lai pasargātu šūnu no pārmērīgas uzlādes, īssavienojuma vai pārmērīgas izlādes. Daudzšūnu iepakojumiem ir pievienota funkcija, ko sauc par akumulatora pārvaldības sistēmu ar līdzsvara funkciju, kas uzrauga un sadala uzlādes strāvu un spriegumu katrā šūnā, pārliecinoties, ka katrs tiek uzlādēts ar tādu pašu strāvas un sprieguma daudzumu. Tomēr jums ir jāizmanto atbilstošs lādētājs, vai nu atsevišķām šūnām, vai tāds, kas atbalsta vairākas šūnas iepakojumā, piemēram, līdzsvara lādētāju. Jebkura cita lādētāja izmantošana var izraisīt litija jonu elementu pārmērīgu uzlādi un izraisīt ugunsgrēku.

3. solis: rīki

Šūnu iegūšana ir diezgan vienkārša. Jums ir nepieciešami daži pamata rīki, tāpēc šeit ir galvenie:

Plakani skrūvgrieži. Ir labi, ja ir dažādi izmēri, bet parasti viss, kas jums nepieciešams, ir 3 mm (1/8 collas) līdz 5 mm (vai 1/4 collas). Izvairieties no biezākiem asmeņiem, jo tie ir pārāk lieli, lai ietilptu mazās vietās.

Spudger (pēc izvēles). Izturīgs metāla izstrādājums vai izturīga plastmasa, lai atdalītu futrāļus.

Sānu griezēji vai skalošanas griezēji. Cilņu vai vadu griešanai vai akumulatora korpusa atvēršanai. Abi strādā, bet man patīk skalošanas griezēji, jo tie labāk nokļūst mazās telpās.

Komunālais nazis. Darbojas labāk nekā izsmidzinātājs, bet bīstamāks! Pajautājiet maniem pirkstiem un rokām, kā es to zinu 8)

Multimetrs. Šim nolūkam nav nepieciešams Fluke vai nekas cits. Tas ir tikai šūnas sprieguma mērīšanai, lai redzētu, vai tie ir glābjami.

Cimdi (pēc izvēles). Es saku pēc izvēles, jo praktiski šim uzdevumam paredzēti cimdi, iespējams, neapturēs asu skrūvgrieža asmeni vai naža asmeni, kas lielā ātrumā izlīda no savienojuma.

Tie ir visi nepieciešamie rīki!

4. solis: dekonstrukcija

Jums ir akumulators, instrumenti un tagad ir pienācis laiks iedziļināties. Šajā apmācībā es izņemu divus akumulatorus. Viens no tiem ir vispārējs 6 šūnu komplekts HP Pavilion Dv 5 līdz Dv 6 sērijas klēpjdatoram un iepakojums no senas (2004. gada vintage) digitālās kameras, kuras nominālā jauda ir 7,4 volti un 1500 mAh. Es domāju, ka tajā ir divas šūnas, bet mēs to uzzināsim.

Atkarībā no akumulatora veida pamata dizains būs gandrīz tāds pats: tas sastāv no plastmasas ārējā apvalka, kurā ir oderējums izolācijai vai amortizācijai (putas, silikāts, lente vai papīrs), elements (elementi), aizsargierīce/tāfele ar tās iekšējiem savienojumiem - vadiem, cilnēm vai vadiem un cilnēm. Starp citu, esmu pamanījis gandrīz vai nekādas atšķirības starp vispārīgo (piemēram, klēpjdatora akumulatoru) un oriģinālo oriģinālo iekārtu ražotāju (piemēram, kameras akumulatoru) konstrukciju. Dažreiz korpuss ir metināts vai pielīmēts, bet citreiz tas tiek vienkārši turēts kopā ar cilnēm. Jūs ātri uzzināsit, kādu metodi izmanto ražotājs. OEM baterijas parasti tiek pielīmētas/metinātas, un lētākas tiek pielīmētas vai iegrieztas.

Man patīk sākt ar lietas stūriem, vispirms izmantojot komunālo nazi. Atrodiet šuvi starp divām korpusa pusēm. Ievietojiet nazi gar malu. Šūpojiet to turpu šurpu turpu, lai tas darbotos lietā. Tam vajadzētu iegrimt, tāpēc esiet uzmanīgs, lai neiedziļinātos pārāk dziļi un nesagrieztu šūnas vai kaut ko nenoslēgtu. Kad esat to uzsācis un esat atvēris nelielu spraugu, ir pienācis laiks doties uz skrūvgriezi. Izmantojiet mazāko skrūvgriezi, lai vēl vairāk atvērtu spraugu, pagriežot to. Kad esat to vairāk atvēris, dodieties uz lielāku skrūvgriezi un atkārtojiet. Jums vajadzētu sākt iegūt lielas krokas korpusā. Pārvietojiet skrūvgriezi uz augšu uz korpusa šuves, pagriežot, ejot. Ja nekur netiekat, atgriezieties pie naža un atkārtojiet pirmo soli. Es nedomāju, ka man šeit jāatgādina, ka esiet piesardzīgs.

Ja esat iestrēdzis, pretoties vēlmei izmantot āmuru vai izsist Dremel instrumentu ar griezējriteni. Ja tu esi tāds kā es un esi nepacietīgs, tad esi īpaši uzmanīgs! Baterijas nepatīk griezt vaļā. Ierakstam man nekad nav bijis jāizmanto savējais.

Turpiniet strādāt ar skrūvgriezi šuvē un atdaliet korpusa puses. Šeit jūs varat izmantot izturīgu smidzinātāju kā ķīli, lai pusītes būtu atvērtas, kamēr strādājat ar skrūvgriezi. Esi pacietīgs! Tas padosies jūsu priekšā! Nebaidieties būt fiziski ar to. Ja nepieciešams, noņemiet lietu atsevišķi un izrakt iekšā esošos labumus.

5. solis: jūs esat iekšā

Pēc nelielas nobeigšanas maciņam jābūt pilnībā vai lielākoties atdalītam, un jūs varat redzēt labumus iekšā! Šī ir otra jautrā daļa, kas izdomā, kas jums ir iekšā.

Manām divām baterijām ir cilindriski elementi, bet es pievienošu plakanu, lai jūs varētu redzēt atšķirību.

Klēpjdatora komplektā ir dažas diezgan pienācīgas Moli Energy (tagad sauktas par E-One) zīmola ICR-18650J šūnas. Tie ir mazāk pazīstami zīmoli, kas kādreiz atradās Kanādā (tagad Taivānā), bet ir dažādās ierīcēs. Es pārbaudīju datu lapu, un to ietilpība ir 2400 mAh, un maksimālā izlādes strāva ir 4000 mA, pilna uzlāde - 4,2 volti, nominālā uzlāde - 3,75 volti un izlādējušies - 3 volti. Otrajā iepakojumā ir dažas noslēpumainas šūnas, kas iesaiņotas ar plastmasu pārklātā papīrā, bet es tās izmērīju, un tās iznāca kā 49 mm garas un 18 mm platas. Es domāju, ka tās ir 18500 izmēra litija jonu šūnas. Akumulatora korpusā viņiem bija norādīts 1500 mAh un 7,4 volti, tāpēc sērijveidā ir divas šūnas. Es iedomājos, ka tās ir labas kvalitātes šūnas, jo šī ir oriģinālā iepakojuma pakete, bet kas zina?

Korpusa iekšpusē mums ir tādas pašas pamatfunkcijas. Abiem ir akumulatora vadības panelis, kas sastāv no aizsardzības un līdzsvara ķēdēm. Klēpjdatora akumulators pievieno vēl vienu svarīgu funkciju - termistoru akumulatora temperatūras uzraudzībai. Tie ir paredzēti maksimālai jaudai un zemam iztukšojumam, tāpēc jūs neatradīsit lielas slodzes komponentus, piemēram, ar dažām citām aizsardzības shēmām.

Aplūkojot bateriju izvietojumu, klēpjdatora akumulatoram ir 6 šūnas virknē/paralēli, tātad 3 šūnas sērijveidā, lai ģenerētu 11,1 voltu, un 2 šūnas paralēli, lai dubultotu jaudu līdz 4800 mAh. Kameras akumulatoram ir 2 šūnas sērijveidā, tāpēc jauda ir vienāda, bet spriegums tiek dubultots.

Lai gan ir pareizi saglabāt šūnas savienotas, jūs vēlēsities tās atdalīt uzlādēšanai un analīzei. Litija šūnas akumulatoru blokos vienmēr ir savienotas ar metinātām cilpām, kas savieno pozitīvo un negatīvo spaili, un jums jābūt uzmanīgiem, tos griežot. Izmantojiet sānu griezējus vai skalošanas griezējus, lai uzmanīgi sagrieztu cilpas starp šūnām un izvairītos no īssavienojuma pāri spailēm. Esiet piesardzīgs, lai nesabojātu vai nenoņemtu aizsargplēvi šūnas ārpusē, jo, griežot cilnes, jūs varat saīsināt arī metāla korpusu. Mēs nevēlamies tukšas baterijas. Izmantojiet adatas knaibles, lai noņemtu izciļņus, velkot tos nost. Esi uzmanīgs. Cilņu grieztās malas ir asas!

6. darbība: glābšanas operācija

Tagad jums ir baterijas, vai jūsu smagais darbs bija tā vērts? Glābšanas bateriju problēma ir tā, ka jūs nezināt, cik labi tās tika aprūpētas vai cik vecs tās ir. Litija jonu baterijas ir jutīgas pret pārmērīgu un nepietiekamu izlādi. Katru reizi, kad tie tiek izlādēti pārāk dziļi, pēc tam pilnībā uzlādēti, tie zaudē jaudu. Jūs varat pārbaudīt akumulatora bloka vecumu un izmērīt spriegumu (ja tas ir iespējams) vai pārbaudīt datuma kodus uz shēmas plates iekšpusē. Lielāko daļu laika šīs baterijas būs beigušās, un es domāju, ka tās ir beigušās. Litija jonu šūnas nepatīk izlādēties zem pārsprieguma sprieguma, parasti no 2,5 līdz 2,75 voltiem. Zemāk un šūna iet "gulēt" vai ir tik mirusi, ka vairs neuzlādēsies, un, ja jums izdosies tajā iekasēt, jauda būs tik zema, ka tā nebūs izmantojama. Ja jūs varat izmērīt akumulatoru pirms tā izjaukšanas (piemēram, mūsu kameras akumulators ar atklātiem spailēm), jūs meklējat 4,2 līdz 3 voltu vienai kamerai, tāpēc mūsu klēpjdatora akumulators ir pilnībā uzlādēts 12,6 volti un 9 volti. Es to izmērīju pēc tam, kad es to sadalīju, un tas bija diezgan miris 5,6 volti, un katra šūna rādīja aptuveni 1,8 voltus.

Kameras akumulators ir daudz labākā formā, un iepakojumā ir pilnībā uzlādēts 7,9 volti, un katra šūna ir 3,9 volti, taču mēs nezinām, cik tie ir veselīgi vai cik daudz gadu laikā ir zaudēta.

Ja jūsu baterijas nolasa zem 2 voltiem, tad tās ir "mirušas". Ja viņi nolasa 0 voltus, tad tie ir nonākuši sava veida hibernācijas stāvoklī un, iespējams, nav vērts tos saglabāt, pat ja jūs tos atdzīvināsit, tie būs bojāti. Pārstrādājiet tos pareizi. Jūs varat izglābt ļoti zemsprieguma elementus, taču jums ir nepieciešams īpašs lādētājs, kas var “atdzīvināt” izlādējušās baterijas, vai arī izmantot dažas metodes, kas var tās atjaunot.

7. solis: atmoda

Jums ir baterijas, bet tās ir beigušās. Ko tagad? Viss nav zaudēts, jo jūs varat tos atdzīvināt. Ja jums ir līdzsvara lādētājs, kas paredzēts LiPo akumulatoru uzlādēšanai, iespējams, tas atdzīvinās arī jūsu litija jonu šūnas. Vai arī, ja jums ir digitālais daudzuzlādētājs ar “atdzīvināšanas” funkcionalitāti, tas arī darbosies. Es izmantoju SkyRC iMax B6 lādētāja ķīniešu klonu un daudzlādētāju Zanflare C4. Zanflare spēj atdzīvināt izlādējušās baterijas, un tam ir analizatora funkcija, bet iMax to nedara.

Lai izmantotu Zanflare, vienkārši ievietojiet izlādējušās baterijas un ļaujiet lādētājam veikt darbu. Vienmēr sāciet ar zemāko iespējamo uzlādes strāvu. Zanflare samazinās līdz 300 mAh, tāpēc tas ir labi. Tas prasīs kādu laiku, bet esiet pacietīgs. Ļaujiet tām pilnībā uzlādēties un noņemiet tās no lādētāja. Ļaujiet viņiem sēdēt nakti vai pāris dienas un redzēt, vai viņi ir zaudējuši maksu. Ja viņi ir ievērojami pašizlādējušies, tad mētājiet tos, bet, ja viņi joprojām tur lādiņu, tad, visticamāk, jūs tos esat atdzīvinājuši, bet, lietojot tos, rādīs laiks, vai esat guvis panākumus. Jūs varat veikt dažus testa ciklus, lai redzētu, cik daudz dzīvības viņi ir zaudējuši, veicot uzlādes-izlādes ciklu vai divus, un pārbaudiet jaudu. Varat arī izmērīt šūnas iekšējo pretestību, ja jūsu lādētājam ir šūnu analizatora funkcija, ko dara Zanflare. Pieņemiet to ar sāls graudu, jo daudzi mainīgie ietekmē iekšējo pretestību, bet parasti skaitlis ap 230 miliomiem ir labs rādītājs.

Ja jums nav Zanflare vai cita lādētāja/analizatora ar atdzīvināšanas funkciju, varat izmantot savu LiPo lādētāju. Tagad kā drošības līdzeklis lielākā daļa šo lādētāju neuzlādēs šūnu zem šī 2,6 līdz 2,5 voltu diapazona, taču ir risinājums. Tikai esi uzmanīgs! Litija jonu elementa, piemēram, NiMH, uzlāde izraisīs sliktas lietas! Iestatiet lādētāju NiMH režīmā, kur varat manuāli izvēlēties uzlādes strāvu. Iestatiet strāvu uz 200 mA un sāciet uzlādēt. Uzraugiet spriegumu, līdz tas pārsniedz 2,8, un pārtrauciet uzlādes procesu. Iestatiet lādētāju LiPo/Li-on režīmā un uzlādējiet ar zemu strāvu, piemēram, 200 līdz 300 mA. Ļaujiet tai darboties, līdz tā ir pilnībā uzlādēta. Pēc tam izlādējiet to zemā iestatījumā, 500 mA. Ļaujiet tai pilnībā izlādēties un atzīmējiet uzlādēto jaudu un izlādētās jaudas daudzumu. Uzlādējiet šūnu vēlreiz un atzīmējiet uzlādēto jaudu, un jums vajadzētu būt sākotnējam rādītājam, cik daudz šūnas tajā ir. Skaitlis, kas ir tuvāk sākotnējai ietilpībai, ir labs, bet, ja jūsu šūna ātri izlādējas, kļūst silta vai karsta un tai ir zema ietilpība, tad ir pienācis laiks to pārstrādāt. Klēpjdatora elementi bija labi, vidēji aptuveni 2400 mAh, uz vietas visu šūnu sākotnējā ietilpībā. Kameras akumulatoram neveicās tik labi. Šūnas bija slikti noārdījušās, un to ietilpība bija samazināta līdz tikai 550 un 660 mAh pilnībā uzlādēta, salīdzinot ar jauno 1500 mAh jaudu. Tomēr tam ir jēga, jo tas ir oriģinālais akumulators pirms 14 gadiem! Es, iespējams, tos izmantošu citā projektā, kas nav ierīce ar lielu iztukšošanu, jo šīs 18500 izmēra šūnas nav viegli atrast.

8. solis: pēdējās domas

Es ceru, ka jūs atradāt šo pamācošo apgaismojošo un informatīvo. Jums vajadzētu zināt, kas jāmeklē, meklējot baterijas, kā tās noņemt (droši!), Pārbaudīt un atdzīvināt izglābtās litija jonu šūnas. Šo bateriju novākšana no ierīcēm vai akumulatoriem vienlaikus var būt jautra, izaicinoša un izglītojoša! Turklāt jūs ietaupāt $$$. Pērkot jaunu, jūs varat atrast lietotu, bet joprojām pilnībā dzīvotspējīgu litija jonu šūnu (-as).

Priekā!