Recuperarea bateriilor litiu-ion: 8 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Dacă sunteți ca mine, atunci căutați întotdeauna o scuză pentru a economisi bani, a juca sau a deconstrui ceva care pare interesant. Am găsit o modalitate de a satisface toate cele de mai sus! Am o afinitate pentru bateriile litiu-ion. Acestea sunt de toate formele și dimensiunile, sunt dense în energie (dețin multă energie), au o tensiune mai mare decât bateriile NiCad sau NiMH și pot rezista la consumuri mari de amperi. În plus, nu dezvoltă o „memorie” sau au o descărcare de sine ridicată, astfel încât să le puteți păstra mult timp. În cele din urmă, se împrumută configurațiilor multicelulare. Mai bine, sunt peste tot și pot fi primiți gratuit. În acest tutorial, vă voi oferi un curs rapid de găsire, extragere și recuperare a bateriilor litiu-ion, așa că să începem! Mai jos sunt linkurile pentru unele dintre instrumentele și articolele pe care le-am folosit!

Încărcător iMax B6 LiPo:

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

Încărcător / analizor Zanflare C4:

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

Placă de gestionare / protecție a bateriei 4S:

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

Instrumente:

Set de scule Spudger / pry

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

Îndepărtați frezele

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

Freze laterale

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

Cuțit utilitar

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

Pasul 1: baterie litiu-ion 101

Așa cum am spus, bateriile reîncărcabile litiu-ion sunt peste tot! Acesta este ceea ce face ca aceste baterii să fie ieftine, deoarece oamenii tind să arunce electronice vechi care se rup sau pur și simplu nu mai funcționează, dar lasă bateria înăuntru. Îmi iau, de obicei, al meu din magazinul de cumpărături pentru bani sau din jucăriile vechi pe care oamenii le dau sau se sparg și donează pentru știință. Cele de căutat sunt următoarele: dispozitive portabile, telefoane mobile, camere digitale sau camere video, DVD-uri portabile sau playere video și bateriile mele preferate personale, laptop. Există diferite chimii asociate cu celulele litiu-ion reîncărcabile, precum oxid de litiu-cobalt (tip ICR), fosfat de litiu-fier sau LiFePO4 (nu le veți întâlni aruncându-vă des), oxid de litiu-mangan (IMR), nichel litiu mangan (INR) și nichel litiu mangan oxid cobalt (NCA sau hibrid). Cele mai frecvente pe care le veți găsi sunt oxidul de litiu-cobalt de tip ICR. Este cel mai bun pentru densitatea și puterea energiei, dar are curent de descărcare mediu și scăzut și prag de temperatură. Curentul maxim de descărcare pentru acestea este cel mult egal sau cel puțin dublu față de capacitate. În plus, sunt mai puțin stabile (citiți: periculoase) decât celelalte tipuri și trebuie să aibă un fel de circuit de protecție. Acum, să nu confundăm bateriile litiu-ion cu bateriile polimer litiu-ion sau bateriile LiPo. În bateriile LiPo, electrolitul, anodul și catodul, bornele pozitive și negative, sunt adăpostite în pungi de polimer. Chimia internă este similară cu celulele litiu-ion. În funcție de dispozitiv, bateria va fi diferită ca formă sau dimensiune, dar de obicei sunt dreptunghiulare și subțiri pentru telefoanele mobile sau dispozitive compacte, sau cilindrice precum 18650 (obișnuite în bateriile laptopului) sau 18500 obișnuite în pachetele cu cocoașă pentru camere sau camere video.

În cazul în care v-ați întrebat vreodată, numele bateriei conține dimensiunile sale. „18650” înseamnă că bateria are 18 mm în diametru și 65 mm lungime. „0” tocmai stă în hangout. Indiferent de tip sau dimensiune, acestea pot avea o singură celulă sau mai multe celule. Mai multe celule sunt fie în serie, fie paralele, sau un amestec al ambelor. Chiar și bateriile mici pot avea două celule mici în interior conectate în serie sau serie / paralelă. Acest lucru se datorează faptului că unele dispozitive au nevoie de tensiune crescută mai mult decât poate furniza o singură celulă sau pentru a adăuga capacitate. Conexiunile din serie cresc tensiunea, iar conexiunile paralele măresc capacitatea pachetului. Spre deosebire de bateriile NiMH sau NiCad, pachetele de baterii litiu-ion vor avea un fel de dispozitiv de protecție, cum ar fi un sistem de gestionare a bateriei format din IC și MOSFET sau rezistențe care reglează curentul, tensiunea, detectează scurtcircuitele, polaritatea inversă și temperatura. Unele au o funcție suplimentară de echilibrare a celulelor dacă există mai multe celule. De ce au nevoie de asta? Acest lucru se datorează faptului că chimia celulei de litiu o face sensibilă la supraîncărcare, supra-descărcare (scurgerea până când tensiunea devine prea scăzută), scurtcircuit și chiar peste temperatură. Oricare dintre acestea poate deteriora celula sau, mai rău, poate provoca un incendiu. Bateriile cu mai multe celule din serie au nevoie de funcția de echilibru care asigură că fiecare celulă individuală primește aceeași cantitate de curent și tensiune ca celelalte celule. Dacă o celulă primește mai multă sarcină decât alta, se poate uza mai repede sau se poate deteriora. Capacitatea pachetului este, de asemenea, redusă. Aceste tipuri de baterii necesită, de asemenea, proceduri speciale de încărcare pe care NiMH sau NiCad nu le necesită. Mai multe despre asta mai târziu!

Pasul 2: Siguranță

Acum, înainte de a începe să sapăm în acumulatori, vreau să ating câteva elemente de siguranță specifice celulelor litiu-ion. Dacă sunteți în RC și aveți vehicule electrice și aveți experiență cu bateriile LiPo, puteți sări peste acest lucru, dar dacă nu, este important să înțelegeți că încurcarea cu bateriile litiu-ion poate fi periculoasă. Am învățat asta greu!

De ce? Datorită chimiei lor, o singură celulă 18650 deține multă energie. Legați 6 sau mai multe împreună și aveți multă energie stocată. Considerația de siguranță vine dacă sunt scurtcircuitate, supraîncărcate sau sub încărcate sau supra descărcate, cel mai frecvent tip de baterie cu litiu se încălzește, se umflă și poate exploda sau poate provoca un incendiu să se încălzească atât de mult, pe care nu nu vreau.

Modul de a evita acest lucru este să le manipulați și să le încărcați corect. Majoritatea pachetelor de baterii litiu-ion sau baterii individuale au un fel de circuite de protecție încorporate în ele pentru a proteja celula împotriva supraîncărcării, scurtcircuitării sau supra descărcării. Pachetele cu mai multe celule au o caracteristică suplimentară numită un sistem de gestionare a bateriei cu o funcție de echilibru care monitorizează și distribuie curentul și tensiunea de încărcare pe fiecare celulă, asigurându-se că fiecare se încarcă cu aceeași cantitate de curent și tensiune. Acestea fiind spuse, trebuie să utilizați un încărcător adecvat, fie pentru celule unice, fie unul care acceptă mai multe celule dintr-un pachet, cum ar fi un încărcător de echilibru. Utilizarea oricărui alt încărcător ar putea determina supraîncărcarea celulelor litiu-ion și ar putea duce la un incendiu.

Pasul 3: Instrumente

Extragerea celulelor este destul de simplă. Aveți nevoie de câteva instrumente de bază, așa că iată cele esențiale:

Șurubelnițe cu lame plate. Este bine să aveți diferite dimensiuni, dar în general sunt necesare 3 mm (1/8 ") până la 5 mm (sau 1/4"). Evitați lamele mai groase, deoarece acestea sunt prea mari pentru a se potrivi în spații mici.

Spudger (opțional). Un metal robust sau unul din plastic puternic pentru separarea carcaselor.

Freze laterale sau freze flush. Pentru tăierea filelor sau a firelor sau tăierea carcasei bateriei deschise. Ambele funcționează, dar îmi plac tăietoarele de culoare, deoarece intră mai bine în spații mici.

Cuțit utilitar. Funcționează mai bine decât un spudger, dar mai periculos! Întrebați-mi degetele și mâinile cum știu asta 8)

Multimetru. Nu aveți nevoie de Fluke sau de ceva de lux pentru asta. Este doar pentru a măsura tensiunea celulei pentru a vedea dacă sunt recuperabile.

Mănuși (opționale). Spun opțional, deoarece mănușile practice pentru această sarcină probabil nu vor opri o lamă ascuțită a șurubelniței sau o lamă de cuțit utilitar care a alunecat dintr-o articulație cu viteză mare.

Acestea sunt toate instrumentele de care aveți nevoie!

Pasul 4: Deconstrucție

Aveți bateria, instrumentele și acum este timpul să intrați. În acest tutorial, voi scoate două baterii. Unul este un pachet generic cu 6 celule pentru un laptop HP Pavilion Dv 5 până la Dv seria 6 și un pachet de la o cameră digitală veche (2004 vintage) cu o valoare de 7,4 volți și 1500 mAh. Cred că are două celule înăuntru, dar vom afla.

În funcție de tipul de baterie, designul de bază va fi cam același, constând dintr-o carcasă exterioară din plastic care conține o căptușeală pentru izolare sau amortizare (spumă, silastic, bandă sau hârtie), celula (celulele), o dispozitiv de protecție / placă cu conexiunile sale interne, fie fire, file, fie fire și file. Apropo, am observat puține sau deloc diferențe de construcție între generice (cum ar fi bateria laptopului) și OEM originale (cum ar fi bateria camerei). Uneori carcasa este sudată sau lipită, dar alteori este doar ținută împreună cu cleme. Veți afla rapid ce metodă utilizează producătorul. Bateriile OEM sunt de obicei lipite / sudate, iar cele mai ieftine sunt lipite sau fixate.

Îmi place mai întâi să încep de la colțurile carcasei cu cuțitul utilitar. Găsiți cusătura dintre cele două jumătăți ale carcasei. Introduceți cuțitul de-a lungul marginii. Ridicați-o înainte și înapoi pentru a o pune în funcțiune. Ar trebui să se scufunde, deci aveți grijă să nu intrați prea adânc și să tăiați celulele sau să scurtați ceva. Odată ce ați început și ați deschis un mic decalaj, este timpul să mergeți după șurubelniță. Folosiți șurubelnița mai mică pentru a deschide mai mult spațiul, răsucindu-l. Odată ce îl deschizi mai mult, mergi după șurubelnița mai mare și repetă. Ar trebui să începeți să obțineți cutii mari în carcasă. Mutați șurubelnița în sus a cusăturii carcasei, răsucindu-vă în timp ce mergeți. Dacă nu ajungeți nicăieri, întoarceți-vă la cuțit și repetați primul pas. Nu cred că trebuie să-ți reamintesc să fii atent aici.

Dacă sunteți blocat, rezistați dorinței de a folosi un ciocan sau rupeți instrumentul Dremel cu o roată de tăiere. Dacă ești ca mine și nerăbdător, atunci fii super-atent! Bateriilor nu le place să fie tăiate. Pentru înregistrare, nu a trebuit niciodată să o folosesc pe a mea.

Continuați să lucrați șurubelnița în sus și separați jumătățile carcasei. Puteți utiliza un spudger robust aici ca o pană pentru a menține deschise jumătățile deschise în timp ce lucrați șurubelnița. Fii răbdător! Va renunța în fața ta! Nu vă fie frică să fiți fizic cu ea. Desprindeți cazul în afară, dacă este necesar și scoateți bunătățile din interior.

Pasul 5: Te afli

După câteva finaggling-uri, ar trebui să aveți cazul complet sau mai ales separat și puteți vedea bunătățile din interior! Aceasta este cealaltă parte distractivă, aflând ce ai înăuntru.

Cele două baterii ale mele se întâmplă să aibă celule cilindrice, dar voi include una plată, astfel încât să puteți vedea diferența.

Pachetul de laptopuri are niște celule ICR-18650J marca Moli Energy (acum numită acum E-One). Este vorba despre un brand mai puțin cunoscut, care a fost odată localizat în Canada (acum în Taiwan), dar se află într-o varietate de dispozitive. Am verificat fișa tehnică și au o capacitate de 2400 mAh și au un curent maxim de descărcare de 4000 mA, încărcare completă de 4,2 volți și încărcare nominală de 3,75 volți și 3 volți descărcați. Celălalt pachet conține niște celule misterioase care sunt înfășurate în hârtie acoperită cu plastic, dar le-am măsurat și au o lungime de 49 mm și o lățime de 18 mm. Cred că sunt celule litiu-ion de dimensiunea 18500. Carcasa bateriei spunea 1500 mAh pentru ei și 7,4 volți, deci există două celule în serie. Mi-aș imagina că sunt celule de bună calitate, deoarece acesta este un pachet OEM, dar cine știe?

În interiorul carcasei avem aceleași caracteristici de bază. Ambele au o placă de gestionare a bateriei care constă din circuite de protecție și echilibru. Bateria laptopului adaugă o altă caracteristică importantă, un termistor pentru monitorizarea temperaturii bateriei. Acestea sunt proiectate pentru capacitate maximă și scurgere redusă, astfel încât nu veți găsi componente grele, cum ar fi în cazul altor circuite de protecție.

Aruncând o privire asupra aranjamentului bateriilor, bateria laptopului are 6 celule într-un aranjament serie / paralel, deci 3 celule în serie pentru a genera 11,1 volți și 2 celule în paralel pentru a dubla capacitatea la 4800 mAh. Bateria camerei are 2 celule în serie, deci capacitatea este aceeași, dar tensiunea este dublată.

Deși este bine să păstrați celulele conectate, veți dori să le separați pentru încărcare și analiză. Celulele cu litiu din pachetele de baterii sunt întotdeauna conectate prin cleme sudate prin puncte care conectează bornele pozitive și negative și trebuie să aveți grijă atunci când le tăiați. Utilizați tăietorele laterale sau tăieturile de culoare pentru a tăia cu atenție filele dintre celule și a evita scurtcircuitarea între terminale. Aveți grijă să nu deteriorați sau să îndepărtați folia de protecție din exteriorul celulei, deoarece puteți scurta și corpul metalic în timp ce tăiați filele. Nu vrem baterii goale. Folosiți cleștele pentru nas pentru a îndepărta clemele trăgându-le. Atenție. Marginile tăiate ale filelor sunt ascuțite ca briciul!

Pasul 6: operațiune de salvare

Acum aveți bateriile, a meritat munca grea? Problema cu recuperarea bateriilor este că nu știi cât de bine au fost îngrijite sau cât de vechi au. Bateriile litiu-ion sunt sensibile la supra și sub descărcare. De fiecare dată când sunt descărcate prea profund, apoi complet încărcate, își pierd capacitatea. Puteți verifica vechimea acumulatorului și puteți măsura tensiunea (dacă este posibil) sau puteți verifica codurile de date de pe placa de circuit din interior. De cele mai multe ori, aceste baterii vor fi epuizate și mă refer la epuizare. Celulelor litiu-ion nu le place să fie descărcate sub tensiunea lor de suprasarcină, de obicei între 2,5 și 2,75 volți cel mult. Sub aceasta și celula merge la „somn” sau este atât de moartă încât nu va mai lua o taxă și, dacă reușești să primești încărcarea în ea, capacitatea va fi atât de mică încât este inutilizabilă. Dacă puteți măsura bateria înainte de ao dezlipi (cum ar fi bateria camerei noastre cu terminale expuse), căutați 4,2 până la 3 volți pentru o singură celulă, astfel încât bateria laptopului nostru complet încărcată este de 12,6 volți și 9 volți descărcată. L-am măsurat după ce l-am disecat și a fost de aproape 5,6 volți, cu fiecare celulă citind în jur de 1,8 volți.

Bateria camerei este într-o formă mult mai bună, pachetul indicând o încărcare completă de 7,9 volți și fiecare celulă la 3,9 volți, dar nu știm cât de sănătoși sunt sau cât de mult din capacitatea lor s-a pierdut de-a lungul anilor.

Dacă bateriile dvs. citesc sub 2 volți, atunci acestea sunt „moarte”. Dacă citesc 0 volți, atunci au intrat într-un fel de stare de hibernare și probabil că nu merită păstrate, chiar dacă le reînviați, vor fi deteriorate. Reciclați-le corect. Puteți salva celulele de foarte mică tensiune, dar aveți nevoie de un încărcător special care să poată „revigora” bateriile moarte sau să utilizați câteva tehnici care să le readucă la viață.

Pasul 7: Renaștere

Ai bateriile tale, dar sunt moarte. Acum ce? Nu se pierde totul pentru că le poți reînvia. Dacă aveți un încărcător de echilibru conceput pentru încărcarea bateriilor LiPo, este posibil să vă reînvie și celulele litiu-ion. Sau, dacă aveți un multicharger digital care are funcționalitate „reînvie”, acesta va funcționa și el. Folosesc o clonă chineză a unui încărcător SkyRC iMax B6 și un multicharger Zanflare C4. Zanflare are capacitatea de a revigora bateriile moarte și are o funcție de analizor, dar iMax nu.

Pentru a utiliza Zanflare, introduceți doar bateriile moarte și lăsați încărcătorul să facă treaba. Începeți întotdeauna la cel mai mic curent de încărcare posibil. Zanflare coboară la 300 mAh, deci este bine. Va dura ceva timp, dar aveți răbdare. Lăsați-i să se încarce complet și scoateți-i de pe încărcător. Lasă-i să stea peste noapte sau câteva zile și să vadă dacă și-au pierdut sarcina. Dacă s-au auto-descărcat în mod semnificativ, atunci aruncă-i, dar dacă încă mai dețin acuzația, atunci sunt șanse să le reînvii, dar timpul îți va spune pe măsură ce le folosești dacă ai succes. Puteți rula câteva cicluri de testare pentru a vedea cât de mult au pierdut viața făcând un ciclu de încărcare-descărcare sau două și verificați capacitatea. De asemenea, puteți măsura rezistența internă a celulei dacă încărcătorul dvs. are funcția de analizor de celule, pe care Zanflare o face. Luați acest lucru cu un bob de sare, deoarece o mulțime de variabile afectează rezistența internă, dar, în general, un număr în jur de 230 de miliohmi este o cifră bună.

Dacă nu aveți un Zanflare sau alt încărcător / analizor cu funcție revive, puteți utiliza încărcătorul LiPo. Acum, ca o caracteristică de siguranță, majoritatea acestor încărcătoare nu vor încărca o celulă sub acea gamă de 2,6 până la 2,5 volți, dar există o soluție. Doar fii atent! Încărcarea unei celule litiu-ion ca un NiMH va provoca lucruri rele! Setați încărcătorul în modul NiMH, unde puteți selecta manual curentul de încărcare. Setați curentul la ceva de genul 200 mA și începeți să încărcați. Monitorizați tensiunea până când depășește 2,8 și opriți procesul de încărcare. Setați încărcătorul în modul LiPo / Li-on și încărcați la un curent redus, cum ar fi 200 până la 300 mA. Lăsați-l să ruleze până când este complet încărcat. Apoi descărcați-l la o setare scăzută, 500 mA. Lăsați-l să se descarce complet și să notați capacitatea încărcată și cantitatea de capacitate descărcată. Încărcați din nou celula și notați capacitatea încărcată și ar trebui să aveți o linie de bază despre cât de multă viață are celula în ea. Un număr mai apropiat de capacitatea inițială este bun, dar dacă celula dvs. se descarcă rapid, se încălzește sau se încălzește și are o capacitate redusă, atunci este timpul să o reciclați. Celulele laptop-ului erau bune, avand o medie de aproximativ 2400 mAh, la fața locului capacitatea lor originală pentru toate celulele. Bateria camerei nu s-a descurcat atât de bine. Celulele au fost grav degradate și capacitatea lor a scăzut la doar 550 și 660 mAh complet încărcate, în scădere față de capacitatea lor nouă de 1500 mAh. Are sens, totuși, deoarece aceasta este bateria originală de acum 14 ani! Probabil că le voi folosi într-un alt proiect care nu este un dispozitiv cu scurgere mare, deoarece aceste celule de dimensiuni 18500 nu sunt ușor de găsit.

Pasul 8: Gânduri finale

Sper că ați găsit acest instructiv instructiv și instructiv. Ar trebui să știți ce să căutați când căutați bateriile, cum să le scoateți (în siguranță!), Să verificați și să revigorați celulele litiu-ion recuperate. Recoltarea acestor baterii de pe dispozitive sau acumulatoare poate fi distractivă, provocatoare și educativă în același timp! În plus, economisiți $$$. Puteți găsi o celulă (litere) litiu-ion folosită, dar încă complet viabilă, pentru o fracțiune din costul cumpărării noi.

Noroc!