שחזור סוללות ליתיום-יון: 8 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

אם אתה כמוני, אתה תמיד מחפש תירוץ לחסוך כסף, להתעסק או לפרק משהו שנראה מעניין. מצאתי דרך לספק את כל האמור לעיל! יש לי זיקה לסוללות ליתיום-יון. הם מגיעים בכל הצורות והגדלים, הם צפופים באנרגיה (מחזיקים הרבה אנרגיה), בעלי מתח גבוה יותר מסוללות NiCad או NiMH ויכולים לעמוד במשיכות אמפר גבוהות. בנוסף, הם אינם מפתחים 'זיכרון' או בעלי פריקה עצמית גבוהה כך שתוכל לאחסן אותם זמן רב. לבסוף, הם מתאימים לתצורות מרובות תאים. יתרה מכך, הם נמצאים בכל מקום וניתן לקבל אותם בחינם. במדריך זה, אני אתן לך קורס התרסקות כיצד למצוא, לחלץ ולהציל סוללות ליתיום-יון, אז בואו נתחיל! להלן הקישורים לכמה מהכלים והפריטים בהם השתמשתי!

מטען iMax B6 LiPo:

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

מטען/מנתח Zanflare C4:

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

לוח/הגנת סוללה 4S:

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

כלים:

ערכת כלי ספודגר/חטט

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

חותכי שטיפה

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

חותכי צד

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

סכין שירות

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

שלב 1: סוללת ליתיום-יון 101

כמו שאמרתי, סוללות ליתיום-יון נטענות נמצאות בכל מקום! זה מה שהופך את קבלת הסוללות האלה לזולות מכיוון שאנשים נוטים לזרוק אלקטרוניקה ישנה שמתקלקלת או שפשוט מפסיקים לעבוד, אבל משאירים את הסוללה בפנים. את שלי אני מקבל בדרך כלל מחנות יד שנייה בפרוטות, או מצעצועים ישנים שאנשים נותנים או נשברים ותורמים למדע. אלה שיש לחפש הם כדלקמן: מכשירים ביד, טלפונים סלולריים, מצלמות דיגיטליות או מצלמות וידיאו, נגני DVD או ווידיאו ניידים, וסוללות מחשבים ניידים האהובים עלי. ישנן כימציות שונות הקשורות לתאי ליתיום-יון נטענת כמו למשל תחמוצת ליתיום קובלט (סוג ICR), ליתיום ברזל פוספט או LiFePO4, (לא תתקלו בזריקות אלה לעתים קרובות), תחמוצת ליתיום מנגן (IMR), ניקל ליתיום מנגן (INR) ותחמוצת קובלט מנגן ליתיום ניקל (NCA או היברידי). הנפוץ ביותר שתמצא הוא תחמוצת ליתיום קובלט מסוג ליטר. זה הטוב ביותר לצפיפות והספק האנרגיה, אך יש לו זרם פריקה ממוצע עד נמוך וסף טמפרטורה. זרם הפריקה המרבי עבור אלה שווה או לפחות כפול הקיבולת לכל היותר. בנוסף, הם פחות יציבים (קריאה: מסוכנים) מהסוגים האחרים וצריכים להיות בעלי מעגל הגנה כלשהו. עכשיו, בואו לא לבלבל בין סוללות ליתיום-יון לסוללות פולימר ליתיום-יון או סוללות ליפו. בסוללות LiPo האלקטרוליט, האנודה והקטודה, מסופים חיוביים ושליליים, נמצאים בשקיות פולימר. הכימיה הפנימית דומה לתאי ליתיום-יון. בהתאם למכשיר, הסוללה תהיה שונה בצורתה או בגודלה, אך בדרך כלל הם מלבניים ודקים עבור טלפונים סלולריים או מכשירים קומפקטיים, או גליליים כמו 18650 (נפוץ בסוללות מחשבים ניידים) או 18500 נפוצים בחבילות דבשות למצלמות או מצלמות וידיאו.

למקרה שתהיתם פעם, שם הסוללה מכיל את מידותיה. "18650" משמע שקוטר 18 מ"מ ואורך 65 מ"מ. ה "0" פשוט מסתובב. ללא קשר לסוג או לגודל, ייתכן שיש בהם תא בודד או תאים מרובים. מספר תאים הם בסדרה או במקביל, או שילוב של שניהם. אפילו סוללות קטנות יכולות להכיל שני תאים קטנים בפנים המחוברים בסדרה או בסדרה/במקביל. זאת בשל העובדה שלמכשירים מסוימים יש צורך במתח גבוה יותר מכפי שתא בודד יכול לספק, או להוסיף קיבולת. חיבורי סדרה מגבירים את המתח, וחיבורים מקבילים מגדילים את קיבולת החבילה. שלא כמו סוללות NiMH או NiCad, אריזות סוללות ליתיום יון יכללו בהן סוג של אמצעי הגנה כמו מערכת ניהול סוללות המורכבת ממערכות IC ו- MOSFET או נגדים המסדירים את הזרם, המתח, מזהים מעגלים קצרים, קוטביות הפוכה וטמפרטורה. לחלקם יש פונקציה נוספת של איזון התאים אם ישנם מספר תאים. למה הם צריכים את זה? הסיבה לכך היא שהכימיה של תא הליתיום גורמת לו להיות רגיש לטעינת יתר, פריקה יתר (ניקוז עד שהמתח יהיה נמוך מדי), קצר חשמלי ואפילו על טמפרטורה. כל אלה יכולים לגרום נזק לתא, או גרוע מכך, לגרום לשריפה. סוללות תא מרובות בסדרות צריכות את פונקציית האיזון שמוודאת שכל תא בודד יקבל את אותה כמות זרם ומתח כמו התאים האחרים. אם תא אחד מקבל יותר מטען מאשר תא אחר, הוא עלול להישחק מהר יותר או להינזק. גם קיבולת החבילה מצטמצמת. סוגים אלה של סוללות דורשים גם הליכי טעינה מיוחדים ש- NiMH או NiCad לא עושים. עוד על כך בהמשך!

שלב 2: בטיחות

עכשיו לפני שנתחיל לחפור באריזות סוללות, אני רוצה לגעת בכמה פריטי בטיחות ספציפיים לתאי ליתיום-יון. אם אתה עוסק ב- RC ויש לך רכבים חשמליים ויש לך ניסיון עם סוללות LiPo, אתה יכול לדלג על זה, אבל אם לא, חשוב להבין שהתעסקות עם סוללות ליתיום-יון עלולה להיות מסוכנת. למדתי את זה בדרך הקשה!

למה? בשל הכימיה שלהם, תא בודד 18650 מחזיק אנרגיה רבה. רצועה 6 או יותר יחד, ויש לכם הרבה אנרגיה מאוחסנת. שיקול הבטיחות מגיע אם הם קצרים, טעונים מדי, או מתחת טעונים, או מוגזמים, הסוג הנפוץ ביותר של סוללת ליתיום מתחמם, מתנפח ויכול להתפוצץ או לגרום לשריפה להתחמם עד כדי כך שאנו עושים לא רוצה.

הדרך להימנע מכך היא לטפל בהם ולהטעין אותם כראוי. כמעט בכל חבילות סוללות ליתיום-יון או סוללות בודדות יש מעגל הגנה מובנה בתוכם כדי להגן על התא מפני טעינת יתר, קצר חשמל או פריקה יתר על המידה. לחבילות מרובות תאים יש תכונה נוספת שנקראת מערכת ניהול סוללות עם פונקציית איזון המנטרת ומפיצה את זרם הטעינה והמתח על פני כל תא, ומוודאת שכל אחד מהם נטען באותה כמות זרם ומתח. עם זאת, עליך להשתמש במטען מתאים, לתאים בודדים או לתומך אחד התומך במספר תאים בחבילה כגון מטען איזון. שימוש בכל מטען אחר עלול לגרום לתאי הליתיום-יון להיטען יתר על המידה ולגרום לשריפה.

שלב 3: כלים

חילוץ תאים די פשוט. אתה צריך כמה כלים בסיסיים, אז להלן החשובים:

מברגים שטוחים. זה טוב שיש לך גדלים שונים, אבל בדרך כלל 3 מ"מ (1/8 ") עד 5 מ"מ (או 1/4") הם כל מה שאתה צריך. הימנע מלהבים עבים יותר מכיוון שהם גדולים מכדי להתאים אותם לחללים קטנים.

ספודגר (אופציונלי). מתכת יציבה, או פלסטיק חזק להפרדת מארזים.

חותכי צד או חותכי שטיפה. לחיתוך לשוניות או חוטים, או לחיתוך מארז הסוללה. שניהם עובדים, אבל אני אוהב את חותכי ההדחה שלי מכיוון שהם נכנסים טוב יותר לחללים קטנים.

סכין שירות. עובד טוב יותר מספוג, אבל מסוכן יותר! שאל את האצבעות והידיים איך אני יודע את זה 8)

מולטימטר. לא צריך פלוק או משהו מפואר בשביל זה. זה רק לצורך מדידת מתח התא כדי לראות אם ניתן להציל אותם.

כפפות (לא חובה). אני אומר אופציונלי מכיוון שכפפות מעשיות למשימה זו כנראה לא יעצרו להב מברג חד או להב סכין שהחליקו מהמפרק במהירות גבוהה.

אלה כל הכלים שאתה צריך!

שלב 4: פירוק בנייה

יש לך את הסוללה, את הכלים, ועכשיו הגיע הזמן להתעמק. אני מפרק שתי חבילות סוללה במדריך זה. האחד הוא מארז 6 תאים כללי עבור מחשב נייד מסדרת HP Pavilion Dv 5 עד Dv 6 וחבילה מתוך מצלמה דיגיטלית עתיקה (2004 וינטאג ') בדירוג של 7.4 וולט ו 1500 mAh. אני חושב שיש בו שני תאים בפנים, אבל נגלה.

בהתאם לסוג הסוללה, העיצוב הבסיסי יהיה פחות או יותר אותו דבר, המורכב ממעטפת חיצונית מפלסטיק המכילה ציפוי לבידוד או ריפוד (קצף, סילסטיק, סרט או נייר), התא (ים), מכשיר הגנה/לוח עם החיבורים הפנימיים שלו, חוטים, לשוניות או חוטים ולשוניות. אגב, לא שמתי לב להבדל בין הבניינים הגנרי (כמו סוללת המחשב הנייד) לבין ה- OEM המקורי (כמו סוללת המצלמה). לפעמים המארז מרותך או מודבק, אך פעמים אחרות הוא פשוט מוחזק יחד עם לשוניות. תוכלו לגלות במהירות באיזו שיטה משתמש היצרן. סוללות OEM בדרך כלל מודבקות/מרותכות והזולות יותר מודבקות או נצמדות.

אני אוהב קודם כל להתחיל בפינות המארז עם סכין השירות. מצא את התפר בין שני חצאי המארז. הכנס את הסכין לאורך הקצה. נדנדו אותו קדימה ואחורה בכדי להפעיל אותו במקרה. הוא אמור לשקוע פנימה, לכן היזהר לא להיכנס לעומק מדי ולחתוך את התאים או לקצר משהו. ברגע שאתה מפעיל את זה ופתחת פער קטן, הגיע הזמן ללכת על המברג. השתמש במברג הקטן יותר כדי לפתוח את הפער עוד יותר על ידי סיבובו. ברגע שאתה פותח אותו יותר, לך על המברג הגדול יותר וחזור על זה. אתה צריך להתחיל לקבל קמטים גדולים במקרה. הזז את מברג המעלה במעלה התפר של המארז, והתפתל תוך כדי. אם אינך מגיע לשום מקום, חזור לסכין וחזור על השלב הראשון. אני לא חושב שאני צריך להזכיר לך להיזהר כאן.

אם אתה תקוע, התנגד לדחף להשתמש בפטיש או פרץ את כלי Dremel שלך עם גלגל חיתוך. אם אתה כמוני וחסר סבלנות, אז היזהר במיוחד! סוללות לא אוהבות להיחתך. למען הפרוטוקול, מעולם לא הייתי צריך להשתמש בשלי.

המשיכו לעבד את המברג לאורך התפר והפרידו את חצאי המארז. אתה יכול להשתמש כאן במפוח חסון כטריז כדי לשמור על החצאים פתוחים בזמן שאתה מברג. להיות סבלני! זה יוותר לפניך! אל תפחד להיות פיזי עם זה. חבטו את המארז בנפרד במידת הצורך וחפרו את הטוב שבפנים.

שלב 5: אתה נכנס

לאחר קצת התעסקות אתה צריך שהמארז יופרד במלואו או ברובו ותוכל לראות את הטוב שבפנים! זהו החלק המהנה השני, להבין מה יש לך בפנים.

לשתי הסוללות שלי יש במקרה תאים גליליים, אבל אני אכלול אחת שטוחה כך שתוכל לראות את ההבדל.

חבילת המחשב הנייד מכילה תאי ICR-18650J תואמים למדי של Moli Energy (הנקראים כיום E-One). מדובר במותג פחות מוכר שהיה ממוקם בקנדה (כיום בטייוואן), אך נמצא במגוון מכשירים. בדקתי את דף הנתונים והם בעלי קיבולת של 2400 מיליאמפר / שעה ומדורגים לפי מקסימום זרם פריקה של 4000 מילי אמפר, טעינה מלאה של 4.2 וולט וטעינה נומינלית של 3.75 וולט ופריקה של 3 וולט. האריזה השנייה מכילה כמה תאים מסתוריים עטופים בנייר מצופה פלסטיק, אבל מדדתי אותם והם באים באורך 49 מ"מ ורוחב 18 מ"מ. אני חושב שהם תאי ליתיום-יונים בגודל 18500. מארז הסוללה אמר להם 1500 mAh ו -7.4 וולט, כך שיש שני תאים בסדרה. אני יכול לדמיין שהם תאים באיכות טובה מכיוון שמדובר בחבילת OEM, אבל מי יודע?

בתוך המארז יש לנו אותן תכונות בסיסיות. לשניהם לוח ניהול סוללות המורכב ממעגלי ההגנה והאיזון. סוללת המחשב הנייד מוסיפה תכונה חשובה נוספת, תרמיסטור לניטור טמפרטורת הסוללה. אלה מיועדים לקיבולת מרבית ולניקוז נמוך, כך שלא תמצא רכיבים כבדים כמו במעגלי הגנה אחרים.

במבט על סידור הסוללות, סוללת המחשב הנייד כוללת 6 תאים בסידור סדרתי/מקביל, ולכן 3 תאים בסדרה ליצירת 11.1 וולט, ושני תאים במקביל להכפלת הקיבולת ל 4800 מיליאמפר/שעה. סוללת המצלמה כוללת 2 תאים בסדרה, כך שהקיבולת זהה, אך המתח מוכפל.

למרות שזה בסדר לשמור על התאים מחוברים, תרצה להפריד ביניהם לטעינה ולניתוח. תאי ליתיום בחבילות סוללות תמיד מחוברים באמצעות כרטיסיות מרותכות נקודתיות המחברות את המסופים החיוביים והשליליים ועליך להיזהר בעת חיתוך. השתמש בחותכי הצד או בחותכי ההדחה כדי לחתוך בזהירות את הלשוניות בין התאים ולהימנע מקצר לרוחב הטרמינלים. היזהר שלא לפגוע או להסיר את עטיפת המגן שבחלקו החיצוני של התא, שכן תוכל לקצר גם את גוף המתכת בזמן חיתוך הלשוניות. אנחנו לא רוצים סוללות חשופות. השתמש בצבת אף המחט כדי להסיר את הלשוניות על ידי משיכתן. הזהר. הקצוות החתוכים של הלשוניות חדים כתער!

שלב 6: מבצע הצלה

עכשיו יש לך את הסוללות שלך, האם העבודה הקשה שלך הייתה שווה את זה? הבעיה עם הצלת סוללות היא שאתה לא יודע עד כמה הם טופלו או בני כמה הם. סוללות ליתיום-יון רגישות להיפרדות ותת-פריקה. בכל פעם שהם משוחררים עמוק מדי, ואז טעונים במלואם, הם מאבדים קיבולת. אתה יכול לבדוק את גיל מארז הסוללות ולמדוד את המתח (אם אפשר), או לבדוק אם קיימים תאריכי לוח על המעגל שבתוכו. רוב הזמן, הסוללות האלה ימותו, ואני מתכוון למות. תאי ליתיום-יון לא אוהבים להשתחרר מתחת למתח יתר שלהם, בדרך כלל בין 2.5 ל -2.75 וולט לכל היותר. מתחת לזה והתא הולך "לישון" או שהוא כל כך מת זה כבר לא יטען תשלום, ואם אכן תצליח להשיג בו מטען, הקיבולת תהיה כה נמוכה עד שלא ניתן יהיה להשתמש בו. אם אתה יכול למדוד את הסוללה לפני שאתה מפרק אותה (כמו סוללת המצלמה שלנו עם מסופים חשופים), אתה מחפש 4.2 עד 3 וולט לתא בודד, כך שסוללת המחשב הנייד שלנו טעונה במלואה היא 12.6 וולט ו -9 וולט פריקה. מדדתי אותו לאחר שניתחתי אותו וזה היה כמעט מת כמעט 5.6 וולט כשכל תא קורא סביב 1.8 וולט.

מצבר המצלמה במצב טוב בהרבה, כאשר החבילה מציגה 7.9 וולט טעונה במלואה וכל תא ב -3.9 וולט, אך איננו יודעים עד כמה הם בריאים, או כמה הקיבולת שלהם אבדה במהלך השנים.

אם הסוללות שלך קוראות מתחת ל 2 וולט, אז הן "מתות". אם הם קוראים 0 וולט, אז הם נכנסו למעין מצב שינה וכנראה שלא כדאי לשמור אותם, גם אם תחייה אותם, הם ייפגעו. למחזר אותם כמו שצריך. אתה יכול להציל את תאי המתח הנמוך מאוד, אבל אתה צריך מטען מיוחד שיכול 'להחיות' סוללות מתות, או להשתמש בכמה טכניקות שיכולות להחזיר אותם לחיים.

שלב 7: תחייה

יש לך סוללות אבל הן מתות. עכשיו מה? הכל לא אבוד כי אתה יכול להחיות אותם. אם יש לך מטען איזון המיועד לטעינת סוללות LiPo, רוב הסיכויים שהוא יחיה גם את תאי הליתיום-יון שלך. או, אם יש לך מולטי -מטען דיגיטלי בעל פונקציונליות 'להחיות', גם זה יעבוד. אני משתמש בשיבוט סיני של מטען iMax B6 של SkyRC, ומטען רב -מטען Zanflare C4. ל- Zanflare יש אפשרות להחיות סוללות מתות ויש לו פונקציית מנתח, אך ל- iMax אין.

כדי להשתמש ב- Zanflare, הכנס את הסוללות המתות ותן למטען לבצע את העבודה. התחל תמיד בזרם הטעינה הנמוך ביותר האפשרי. ה- Zanflare יורד ל -300 מיליאמפר / שעה, אז זה בסדר. זה ייקח קצת זמן, אבל סבלנות. תן להם לטעון במלואו והוריד אותם מהמטען. תן להם לשבת לילה או כמה ימים ולראות אם הם איבדו את החיוב שלהם. אם יש להם פריקה עצמית משמעותית, אז זרוק אותם, אבל אם הם עדיין מחזיקים בחשבון אז רוב הסיכויים שהחייאת אותם, אבל הזמן יגיד תוך שימוש בהם אם אתה מצליח. אתה יכול להריץ עליהם כמה מחזורי בדיקה כדי לראות כמה חיים איבדו גם כן על ידי ביצוע מחזור או שניים של טעינת פריקה ובדיקת הקיבולת. אתה יכול גם למדוד את ההתנגדות הפנימית של התא אם למטען שלך יש את פונקציית מנתח התא, מה שה- Zanflare עושה. קח את זה עם גרגר מלח כי הרבה משתנים משפיעים על התנגדות פנימית, אבל בדרך כלל מספר סביב 230 מיליוהם הוא נתון טוב.

אם אין לך Zanflare או מטען/מנתח אחר עם פונקציית להחיות, תוכל להשתמש במטען LiPo שלך. כעת, כתכונה בטיחותית, רוב המטענים הללו לא יטעינו תא תחת טווח זה של 2.6 עד 2.5 וולט, אך ישנה דרך לעקיפת הבעיה. רק תיזהר! טעינת תא ליתיום-יון כמו NiMH תגרום לדברים רעים לקרות! הגדר את המטען למצב NiMH שבו תוכל לבחור ידנית את זרם הטעינה. הגדר את הזרם למשהו כמו 200 mA והתחל בטעינה. עקוב אחר המתח עד שהוא עולה על 2.8 ועצור את תהליך הטעינה. הגדר את המטען למצב LiPo/Li-on וטען בזרם נמוך, כמו 200 עד 300 mA. תן לו לפעול עד שהוא נטען במלואו. ואז לפרוק אותו בהגדרה נמוכה, 500 mA. תן לו להשתחרר במלואו וציין את הקיבולת הטעונה ואת כמות הקיבולת הפריקה. טען את התא שוב וציין את הקיבולת הטעונה וכדאי שיהיה לך בסיס של כמה חיים יש לתא בו. מספר קרוב יותר לקיבולת המקורית הוא טוב, אבל אם התא שלך מתפרק במהירות, מתחמם או מתחמם ויש לו קיבולת נמוכה, הגיע הזמן למחזר אותו. תאי המחשב הנייד היו טובים, בממוצע סביב 2400 מיליאמפר / שעה, מבחינים ביכולת שלהם המקורית לכל התאים. סוללת המצלמה לא עשתה כל כך טוב. התאים הושפכו קשות והקיבולת שלהם ירדה ל -550 ו -660 מיליאמפר -שעה טעונים במלואם, בירידה מהקיבולת החדשה של 1500 מילי -אמפר. זה הגיוני אם כי זו הסוללה המקורית מלפני 14 שנים! סביר להניח שאשתמש בהם בפרויקט אחר שאינו מכשיר בעל ניקוז רב מכיוון שלא קל למצוא את התאים בגודל של 18500.

שלב 8: מחשבות אחרונות

אני מקווה שמצאת את זה מאיר עיניים ואינפורמטיבי. עליך לדעת מה עליך לחפש בעת חיפוש אחר סוללות, כיצד להסיר אותן (בבטחה!), לבדוק ולהחיות תאי ליתיום-יונים שהצילו. קצירת הסוללות האלה ממכשירים או מארזי סוללות יכולה להיות מהנה, מאתגרת ולימודית בו זמנית! בנוסף, אתה חוסך $$$. אתה יכול למצוא תא ליתיום-יון משומש אך עדיין בר-קיימא עבור חלקיק מהעלות ברכישת חדש.

לחיים!