Как оживить литиевую батарейку

Основные методы восстановления литий-ионых аккумуляторов

Несмотря на все преимущества Li-ion аккумуляторов, у них остаются «слабые места». Прежде всего, это чувствительность к перезаряду и глубокому разряду. BMS плата защищает элементы питания от таких состояний: при напряжении выше 4,2 В на 1 ячейку она отключает АКБ от зарядного устройства, а при его падении ниже 2,5 В – отключает ее от нагрузки.

Разряженные аккумуляторы нуждаются в подзарядке, и чем раньше она произойдет, тем лучше. Если же севшие Li-ion элементы будут долго храниться без подзарядки, из-за саморазряда произойдет критическое снижение их напряжения. Уровень саморазряда у литиевых батарей небольшой – около 5% в месяц, поэтому несколько дней без зарядки для них не критичны. Но при более длительном хранении с низким уровнем заряда напряжение может оказаться менее 2 В на элемент.

При таком глубоком разряде в структуре элементов питания происходят необратимые химические изменения, и в целях безопасности плата защиты не допускает зарядки аккумулятора. Такие АКБ восстановлению не подлежат и должны быть утилизированы или отправлены на переработку.

В каких случаях возможно восстановление АКБ?

Восстановление литий-ионных аккумуляторов и батарей возможно в 3 случаях:

1. Если они разряжены до уровня ≈2,5 В на элемент, и сработала блокировка платы защиты. Можно попробовать зарядить АКБ с «толчком » – первичным зарядом до 3,1 В. Но при разряде глубже 2 В на 1 ячейку восстанавливать Li-ion аккумуляторы уже поздно.
2. Если литиевый аккумулятор разрядился на морозе. При отрицательных температурах замедляется протекание химических процессов, поэтому емкость АКБ временно снижается, наблюдаются просадки напряжения, уменьшается токоотдача. Сокращается и время автономной работы – АКБ быстро разряжается и кажется неисправной. Но при попадании в комфортные температурные условия и постепенном прогреве до плюсовых температур она снова становится работоспособной.
3. Если вышла из строя аккумуляторная батарея, еще не отработавшая свой ресурс ( ≈1000 циклов). Возможно, в ее составе оказались элементы с разной степенью работоспособности, и некоторые из них пришли в негодность. В таком случае для восстановления емкости литий-ионной батареи нужно заменить «слабые звенья». Для этого замеряют рабочие параметры каждой ячейки, и неисправные элементы заменяют новыми.

Когда восстановление невозможно?

Если же элементы питания старые, уже выработали свой ресурс, вздулись, имеют признаки повреждений или другие дефекты, восстановить их не удастся. Если элемент в обрыве или замкнут, его восстановление также невозможно, а в случае внутреннего КЗ – еще и опасно.

Даже при четком соблюдении условий хранения Li-ion аккумуляторы подвержены «старению ». Постепенно у них происходит химическая деградация – замедленное протекание тока, рост дендритов, плавное снижение начального запаса емкости – до 5% в год. Если же АКБ используются в жестких условиях, на жаре или на морозе, с частыми разрядами «в ноль» и быстрыми подзарядками высокими токами, их естественный износ ускоряется.

Как работает плата защиты?

Контроллер или плата защиты – это специальная электронная схема, которая не допускает перезаряда АКБ и ее критического разряда. Обычно она представляет собой 2-пороговый компаратор DW01-P с парой мощных полевых MOSFET транзисторов. Такими схемами оснащают литиевые аккумуляторы всех форм и типоразмеров.

Как только напряжение падает ниже установленного минимального порога (2 ,4 или 2,5 В), компаратор закрывает транзистор, отключая элемент питания от нагрузки. Поскольку 2-й транзистор остается открытым, зарядить элемент питания можно. Но «умные » зарядники часто отказываются заряжать такие аккумы, считая этот процесс небезопасным.

Как только напряжение превысит нижний порог, 1-й транзистор тоже откроется. Когда напряжение достигнет верхнего порога в 4,2 В, компаратор закроет 2-й транзистор, не допуская перезаряда аккумулятора. В некоторых платах защиты дополнительно есть вход с подключенным датчиком температуры. Если элемент нагревается до установленного предела (42 –45 °С), микросхема закрывает транзисторы и открывает их только тогда, когда температура нормализуется.

Как восстановить емкость Li-ion аккумулятора?

Поэтому у владельцев источников питания нередко возникает вопрос: можно ли восстановить емкость литий-ионного аккумулятора, и как это осуществить? Полностью возвратить исходные характеристики литиевому накопителю энергии невозможно, но есть шанс временно реанимировать устройство и продлить период его эксплуатации. Прежде чем приниматься за реанимацию источника питания, нужно измерить его емкость на текущий момент. Для этого используется специальный тестер. При его отсутствии можно воспользоваться вольтметром, амперметром и реостатом. К заряженной аккумуляторной батарее подключается резистор необходимого номинала, и далее до момента разряда АКБ записываются значения проходящего через резистор тока и напряжения на нем. По полученным данным строится график разряда, и выясняется емкость прибора.

Как восстановить емкость Li-ion аккумулятора?

1. Чтобы временно восстановить работоспособность Li-ion батареи, возьмите вольтметр, блок питания на 5–12 В, резистор на 330–1000 Ом и не меньше 500 мВт. Освободите контакты БП и соедините их с АКБ: аккумулятора с блока питания, с резистором. Посредством мультиметра убедитесь в верной полярности. Подключите блок питания к электросети на 2–3 минуты. Так можно пробить сепаратор между катодом и анодом и вообще потерять элемент.
2. Некоторые счастливые обладатели аккумуляторов советуют поместить АКБ на полчаса в морозилку, затем заряжать 1 минуту, после чего извлечь из устройства и выждать, чтобы источник питания подогрелся до комнатной температуры. После такой «терапии батарею рекомендуют использовать, как обычно. У нас этот метод вызывает массу сомнений.
3. Еще более сомнительный способ – срезать пластик на АКБ, отыскать основные контакты и на мгновение замкнуть их подходящим металлическим предметом. Затем вернуть крышку на место и оставить для просушки.
4. Восстановить элемент после глубокого разряда можно зарядив его малыми токами (0 ,2С) модельным зарядным устройством. После зарядки разрядить его в хранение (до 40%) и оставить на несколько дней. Периодически контролировать напряжение. Если напряжение падает, то шансов у данного аккумулятора мало, если напряжение стабильно, то через несколько дней можно провести заряд-разрядные тест на емкость. Вначале небольшими токами, затем довести до 1С.

Мы считаем, что в случае отказа аккумуляторной батареи восстановить ее элементы невозможно, и вернуть исходную емкость можно только посредством замены всех элементов, исчерпавших свой ресурс. А чтобы реально продлить срок эксплуатации источника питания, нужно следовать рекомендациям по его зарядке и использованию, беречь от тряски и ударов, перегрева и переохлаждения, избыточного заряда и глубокого разряда.

Если у вас есть проверенные на собственном опыте методики восстановления емкости литий-ионных аккумуляторов, поделитесь ими в комментариях.

Восстановление Li-Ion аккумулятора после глубокого разряда своими руками

Аккумуляторы

Автор Модератор На чтение 6 мин Просмотров 1.7к. Опубликовано 05.09.2022

Несмотря на то, что производители гарантируют исправную работу литий-ионных аккумуляторов в течение 12-15 лет, чаще такие устройства работают намного меньше. Причин для этого несколько. Но ясно одно, что емкость литиевых аккумуляторов теряется просто при хранении. В статье поговорим о восстановлении li-ion аккумулятора.

Как эксплуатация влияет на потерю емкости

В реальности средний срок служб таких устройств – 2-3 года. Основная причина поломки – изменение всех процессов внутри корпуса в связи с изменившимися внешними условиями. li-ion батарея работает при высоких температурах, а пользуемся мы в холодное время. Это и есть частая причина нарушения работы ионов при прохождении через мембрану.

Наиболее частые причины поломок:

• Использование устройства при низком уровне электролита;
• Не очищенные полюсные клеммы;
• Нехватка заряда во время эксплуатации;
• Неустановленная связь с токовыпрямителем;

Если есть проблемы с зарядом, то нужно попытаться попробовать восстановить батарею. О способах ремонта расскажем чуть ниже.

Почему контроллер блокирует работу литиевых батарей

Факторов блокировки литиевых батарей несколько. Среди них:

1. При глубоком разряде защита не дает возможности потреблять энергию. В этом случае можно только зарядить оригинальным зарядным устройством.
2. Если превышен допустимый уровень заряда, то происходит короткое замыкание, происходит разрыв электрической сети. При устранении замыкания происходит восстановление работоспособности устройства.
3. Если у li-ion батареи глубокий разряд, то внутри корпуса происходят химические реакции, активно образуются литиевые кристаллы. При взаимодействии с электродами кристаллы провоцируют взрыв: опасность может возникнуть при подаче напряжения. Блокировать поступление тока можно контроллером.

Методы восстановления

Безусловно, в этом случае можно утилизировать аккумулятор. Но есть более или менее безопасные способы восстановления емкости. К тому же не всегда есть возможность приобрести новое устройство.

Реанимировать с помощью холода

Многие при неисправности помещают устройство в морозильную камеру в полиэтиленовом пакете.

• Поместите аккумулятор в морозильную камеру на некоторое время. Это может помочь улучшить его производительность, однако этот способ не рекомендуется, так как низкая температура может нанести вред аккумулятору.
• Вы можете попробовать применить технику «горячего-холодного цикла». Для этого нужно переключать аккумулятор между состоянием нагрева и охлаждения. Для этого вы можете использовать холодильник и кондиционер. Однако также стоит быть осторожным с этим способом, так как некоторые эксперты считают, что он может быть неэффективен и небезопасен.

Замыкание для восстановления

Некоторые срезают пластик на АКБ, и основные контакты замыкают металлическим предметом, затем возвращают крышку на место, отправляют на просушку.

Прибор для восстановления

Контроллер переводит разряженные li-ion батареи в нерабочее состояние. Напряжение на рабочих клеммах давайте 2,5 вольта. Если такое напряжение получено, то источник питания может восстановиться. Для этого используется прибор типа Turnigy Accucell 6, которое контролирует процесс восстановления.

Вся работа сводится к следующим моментам:

• Кнопка «Туре» выбирает способ зарядки «Li-Po» (режим подачи заряда до 3,7 вольт);
• Нажимаем кнопку «Старт», выбираем значение заряда (примерно 3,6 вольт);
• Нажимаем на кнопку «Auto» — процесс зарядки пошел;
• Устанавливаем силу тока (1\10 емкости самой батареи). Остальные параметры можно изменять кнопкой «+» и «-»;

Если заряд повысить до 4,2 вольта, то в устройстве будет выравниваться напряжение. Процесс будет считаться завершенным при загорании кнопки «Full».

С помощью резистора

В данном случае подводим минус подзарядки к минусу аккумулятора. А плюс с помощью резистора выводим на плюс батареи. Далее подаем питание, наблюдаем за тем, как возрастает напряжение. Пробуем поднимать до 3 вольт, время на это уйдет примерно 15 минут. После завершения работы проверяем аккумулятор.

С помощью вентилятора

Подбираем блок питания с выходным напряжением в 12 вольт. Минус вентилятора соединяем с минусом блока питания, а плюс с плюсом при ручном фиксировании на аккумуляторе.

Включаем прибор, вентилятор должен начать работать, ток в батарею начал поступать. Спустя 30 секунд выключаем сеть. Такой способ восстановления может повысить напряжение до 3 вольт.

Избавляемся от газов

Неправильная эксплуатация емкостей аккумулятора приводит к наполнению их газами, дальнейшему вздутию. Для восстановления работоспособности необходимо от газов избавиться. Первым делом необходимо демонтировать блок. Деталь нужно проколоть, а батарею придавить прессом, подождать момента, когда газы выйдут наружу. После отверстие фиксируют эпоксидным клеем, а контроллер вставляют в свое место.

В данном случае есть несколько опасных ситуаций, которые нужно избегать:

1. Электронные компоненты емкости могут выйти из строя.
2. Аккумулятор имеет механические повреждения.
3. При контакте катода с анодом есть риск возникновения воспламенения или взрыва.

Способ заряд – разряд

Есть смысл увеличить емкость аккумулятора методом многократными зарядом и разрядом. Устройство разряжают, пользуясь специальной программой. Если же элемент нерабочий и не заряжается, то восстановить его таким методом не получится.

Кратковременный возврат емкости

На короткий промежуток времени восстановить срок работы можно при использовании блока питания с напряжением от 5 до 12 вольт. Резистор номиналом 330-1000 ом включают в схему, клеммы АКБ соединяют с контактами при соблюдении полярности. Для поиска полюсов рекомендуем использовать мультиметр. При этом показатели напряжения и тока должны соответствовать комментариям в инструкции.

Недостатки литий–ионных АКБ

Взравоопасность Li-ion обусловлена возникновением газообразных образований, которые вызывают замыкание электродов. Взрывоопасность также может случиться при нарушении правил эксплуатации.

Разрядка ЛИА на низких температурных показателях ведет за собой снижение энергии на отдачу до десятка процентов. Они также могут реагировать на температуру при зарядке: оптимальными температурными параметрами можно считать диапазон от плюс 10 до плюс 20 градусов.

Эффект памяти

Эксперты утверждают, что в ЛИА есть эффект памяти, но на работу в целом он не влияет. Принцип действия таков: работа устройства состоит в периодическом высвобождении и захвате ионов лития. Но при неполной зарядке данный процесс ухудшается в связи с нарушением структуры электрода.

Старение

Старение батареи происходит вне зависимости от ее эксплуатации. Спустя пару лет высвобождается порядка 20% от всей емкости батареи. Поэтому приобретать «про запас» такие вещи не стоит, а во время приобретения смотреть на сроки производства.

Низкие температуры и мощность

Если батарея эксплуатируется при температуре, близкой к нулю, то потеря ее мощности равняется 50%.

Самовозгорание

Литий – ионные батареи имеют склонность к самовозгоранию. При разогреве поврежденного аккумулятора, внутри происходит выделение горючих газов и кислорода, которые ускоряют его саморазогрев. А потому процесс возгорания может произойти без отсутствия воздуха. Тушить можно снижением температуры.

Перед восстановлением ЛИА необходимо усвоить следующие правила:

• Во время работы периодически контролируйте температуры аккумулятора с помощью выносной термопары, руки или электронного термометра. Если вдруг показалось, что в какой-то момент температура поверхности стала выше, то рабочий процесс стоит прекратить;
• Проблемный литиевый аккумулятор лучше вовсе без присмотра не оставлять: он может спонтанно загореться;
• Резистор можно заменить стандартным вентилятором для компьютера (80-мм);
• Высокие токи для зарядки лучше не использовать. Максимально возможные цифры – 50 микроампер.

Каждый из приведенных способов 100% уверенности не даст, лучше лишний раз посоветоваться с экспертами по поводу восстановление li-ion аккумулятора.

Главный редактор. Планирование и распределение обязанностей в команде контент-производства, работа с текстами

Несложный способ восстановления работоспособности Li-Ion аккумуляторов от портативных устройств

Привет всем юзерам хабра, сегодня я буду рассказывать про то, как я довольно таки простым методом, восстанавливаю нерабочие Li-Ion аккумуляторы от портативных устройств до того как обзавёлся таким замечательным устройством как Imax B6. Таким методом я восстановил работоспособность уже, наверное, трем десяткам аккумуляторов от разных гаджетов, от фотоаппаратов до MP3 плееров, но я замечу, только восстановил работоспособность, емкость таким образом вернуть не получится, да и лично я не встречал способов вернуть емкость для такого типа аккумуляторов. К слову, емкость, которая останется в аккумуляторе, очень сильно зависит от того сколько аккумулятор пробыл в такой «клинической смерти».

Скажу сразу, данный метод не претендует на что-то из разряда «Вау, это что-то новенькое» но, тем не менее, не все про него знают. Суть данного метода чтобы «толкнуть» аккумулятор.

Вот видео всего процесса:

(информация что ниже будет дублировать информацию, предоставленную в видео)

Для того чтобы попробовать вернуть в жизнь аккумулятору нам понадобиться:

— Блок питания который выдаёт постоянное напряжение от 5 до 12 Вольт;
— Резистор номиналом от 330 до 1000 Ом, рассчитан на мощность 0.5 Вт, а хорошо бы и по мощнее;
— Вольтметр для того чтобы контролировать напряжение (по желанию).

Как правило, большинство блоков питания от Wi-Fi роутеров, свичей и модемов идут с разъемом 2.5 мм, например такой как на фото:

Почти всегда центральный контакт разъема имеет плюс, а боковой минус, и еще, как правило, полярность изображают на самом корпусе блока питания:

Как видно на фото мой блок выдаёт постоянное напряжение 12 В об этом свидетельствует значок посредине между 12V и 2.0A.
Ток блока питания должен быть выше 0.1 А.

Отключаем блок питания от сети чтобы уберечься от короткого замыкания которое может вывести из строя блок, подключаем так, как показано на рисунке, а именно, плюс 12 В к одному концу резистора, а второй конец резистора к плюсу аккумулятора (как правило у аккумулятора указанная полярность, если нету, то нужно как-то узнать где плюс а где минус), минус блока питания подсоединяем к минусу нерабочего аккумулятора.

Смотрим на напряжение если есть такая возможность, оно должно начать потихоньку расти, как только поднимется до 3.3 В то заряжаем уже посредством самого устройства от которого аккумулятор, после этого обязательно нужно следить за температурой аккумулятора на протяжении всего процесса заряда, пробовать рукой не начинает ли он греется, если аккумулятор начнёт быть более чем тёплым или горячим, немедленно вынимаем аккумулятор из устройства, он восстановлению уже не подлежит.

Если же нету возможности смотреть за напряжением, то делаем такую зарядку минуту или две, и вставляем в наше устройство чтобы посмотреть принимает ли оно аккумулятор или нет.

Давайте рассчитаем ток зарядки аккумулятора по Закону Ома (I = U / R) для случая с 12 В блоком питания:

12 В / 330 Ом = 0,036 А(36мА), то есть ток заряда будет 36 мА или же если взять резистор на 1 КилоОм тогда будет 12 В / 1000 Ом = 0,012А (12 мА).

То есть, при 12 В напряжении источника питания, зарядный ток будет составлять 36 мА, это если использовать резистор на 330 Ом, а если резистор взять резистор на 1 КОм, то ток зарядки будет составлять 12 мА.

Для случая с 5-ти вольтовым блоком питания (как правило, это зарядки для смартфонов):

5 В / 330 Ом = 0,015 А(15 мА), то есть ток заряда будет 15 мА или же если взять резистор на 1 КОм тогда будет 12 В / 1000 Ом = 0,005А (5 мА).

Как видим в этом случае ток зарядки, а соответственно и скорость роста напряжения на аккумуляторе будет ниже, по этому для случая с 5 В блоком питания можно взять резистор от 100 Ом, 5 В / 100 Ом = 0,050 А(50мА).

Не советую злоупотреблять токами зарядки(50 мА более чем достаточно для «толчка» аккумулятора) и завышением напряжения выше 4.2 В, в сети есть достаточно видео с возгоранием литиевых аккумуляторов, например вот:

Так что весь процесс восстановления работоспособности аккумулятора должен, проводится только под наблюдением. Нам главное только вывести аккумулятор из того состояния при котором контроллер, что внутри батареи, отключает аккумулятор от нагрузки.

Почему это работает?

Дело в том, что в аккумуляторах от многих портативных устройств есть контроллер, который следит за напряжением на аккумуляторе, если аккумулятор не использовать или же он долго полежит в разряженном состоянии, то контроллер как бы отключает рубильник, который соединяет аккумулятор от контактных площадок к которым подключается устройство.

Делается это то ли для защиты устройства то ли для того чтобы потребитель через некоторое время покупал новую продукцию.

PS Есть ещё один способ которым я давно пользовался, вместо резистора взять компьютерный вентилятор 80х80 мм, правда минимальное напряжение в таком случае будет от 8 В ну а максимальное 16 В, но способ с резистором более проще, да и не у каждого есть вентилятор.

PPS Как говорят люди в комментариях, риск возгорания восстановленного аккумулятора повышается, особенно в момент первой зарядки, ещё раз акцентирую внимание на этом, следите за температурой на аккумуляторе при первой зарядке.

PPPS Не рекомендую восстанавливать очень старые аккумуляторы, которые пролежали в мёртвом состоянии больше чем пол года, так как у них риск возгорания будет ещё выше.

• аккумулятор
• мобильный телефон
• восстановление
• li-ion