Как восстановить литий полимерный аккумулятор: Как восстановить литий-полимерный аккумулятор — подробная инструкция — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Как восстановить литий-полимерный аккумулятор — подробная инструкция

Литий-полимерные аккумуляторы отличаются от Li-ion моделей использованием в роли электролита полимерного материала. Такие источники питания применяются для радиоуправляемых моделей, цифровой техники, портативного электроинструмента, современных гаджетов.

LiPo аккумуляторы бывают толщиной от 1 мм и всевозможных форм. Благодаря высокой удельной энергоемкости они широко используются для оснащения квадрокоптеров и других устройств, которым нужны легкие и компактные источники питания.

Как продлить срок службы Li-Polymer батарей?

При нарушении правил эксплуатации Li-Pol аккумуляторы теряют емкость, выходят из строя, а в случае перезаряда или перегрева способны возгораться. Для профилактики опасных состояний они снабжаются встроенной платой защиты – электронной схемой, предотвращающей перезаряд элементов, их перегрев и токовые перегрузки. Не менее важно использовать для зарядки Li-Pol аккумуляторов подходящие зарядные устройства.

Для долгой и стабильной работы LiPo элементов нужно соблюдать 5 основных правил:

Не допускать глубокого разряда.
Хранить с уровнем заряда около 50%.
Использовать предназначенные для них зарядные устройства.
Избегать перегрева.
Беречь от повреждений.

Возможности восстановления литий-полимерных аккумуляторов

К выходу элементов питания из строя могут привести разные факторы, но чаще всего причиной неисправности становится глубокий разряд или механическое повреждение. Перед тем, как восстанавливать литий-полимерный аккумулятор, нужно оценить его состояние и возможные риски в процессе «реанимации».

Если есть подозрение, что между пластинами произошло замыкание, или наблюдается вытекание из элементов питания жидкости, их нужно утилизировать. При нарушении целостности микросхемы и зарядке АКБ кустарным способом возникает риск перегрева и возгорания. Но в некоторых случаях можно восстановить работоспособность Li-Pol элементов, не рискуя спровоцировать пожар.

Диапазон напряжений

Номинальное напряжение Li-Pol аккумулятора составляет 3,7 В. При полном заряде элементов напряжение на них достигает 4,2 В, а при разряженном состоянии – 3 В. Нижним пределом напряжения на ячейке считается 2,8 В, но лучше не разряжать Li-Pol аккумуляторы ниже уровня 3,3 В. При использовании литий-полимерной АКБ на борту квадрокоптера нежелательно допускать снижения напряжения ниже 3,5 В на элемент, а при минусовых температурах – ниже 3,7 В.

В состоянии глубокого разряда литиевые элементы деградируют, внутри у них протекают необратимые химические процессы. В результате уменьшается емкость, сокращается срок службы аккумуляторов, и постепенно они приходят в негодность. После длительного пребывания в разряженном состоянии восстановление литиевых аккумуляторов может оказаться проблематичным.

Реанимация LiPo аккумуляторов после глубокого разряда

При падении напряжения ниже 3 В на элемент контроллер блокирует их дальнейшую зарядку. Но если аккумуляторы находились в разряженном состоянии всего несколько дней, можно рискнуть и обмануть контроллер.

Для этого достаточно:

Взять универсальное зарядное устройство, настраиваемое на разные режимы работы.
Подключить к нему севшую LiPo батарею и выбрать режим зарядки для NiCd или NiMH.
В этом режиме зарядку проводить до тех пор, пока напряжение превысит 3 В на ячейку, т.е. составит 6 В для батарей типа 2S, 9 В для 3S, 12 В для 4S и т.д.
По достижению напряжения 3 В на ячейку процесс зарядки уже не блокируется защитной схемой. После этого нужно перенастроить зарядное устройство на режим LiPo и довести процесс зарядки до конца.

Как устранить помятость?

Помятый или изогнутый Li-Pol аккумулятор в мягкой герметизирующей оболочке достаточно аккуратно распрямить в обратную сторону. Главное – чтобы ячейки не имели повреждений. После такой реанимации проблем с дальнейшей зарядкой или снижением токоотдачи обычно не наблюдается.

Как восстановить пробитую LiPo батарею?

При прокалывании литий-полимерного аккумулятора гвоздем или другим острым предметом идет «белый дым». При контакте с водой дым усиливается, и может произойти его возгорание от малейшей искры. Взорваться пробитая батарея не может в принципе. Взрыв возможен только при перезаряде (напряжении выше 4,2 В на элемент). Если проколоть аккумулятор в процессе заряда и тем самым замкнуть его пластины между собой, произойдет возгорание.

Для восстановления батареи с пробитой ячейкой нужно разобрать АКБ, убрать из нее поврежденное звено и вместо него установить исправный элемент с идентичными характеристиками. Альтернативный вариант – собрать батарею из оставшихся исправных ячеек, но ее напряжение будет ниже на 3,7 В.

Что делать со вздутыми LiPo аккумуляторами?

Ячейки Li-Polymer вздуваются не просто так, а из-за длительного пребывания в разряженном состоянии. В результате в их структуре протекают необратимые химические реакции, и образуется газ. Зазоры между пластинами увеличиваются, емкость уменьшается, и использовать такие элементы питания крайне нежелательно. При зарядке вздутые аккумуляторы сильно греются, происходит дополнительное образование газа, а корпус может не выдержать давления и разорваться.

Поэтому перед тем, как восстанавливать Li-Pol аккумуляторы после вздутия, нужно основательно взвесить все «за» и «против». При желании, убрать вздутость можно, но процессы деградации в аккумуляторе никуда не денутся, что неизбежно отразится на его характеристиках. В дальнейшем такие элементы питания снова вздуваются и все слабее держат заряд. Поэтому проще и надежнее купить новые элементы питания.

Алгоритм восстановления вздутых ячеек

Если же очень хочется реанимировать вздутые элементы Li-Polymer, можно действовать по следующему алгоритму:

Тонкой иглой проделать в центральной части аккумулятора или внизу с торца небольшое отверстие и через него выпустить наружу скопившийся под оболочкой газ. Главное при этом – прокалывать только отстающую от пластин герметизирующую оболочку, не затрагивая пластины. Поэтому прокол делается миниатюрный, а иголка держится под небольшим углом.
Без промедлений сжать аккумулятор, придать его корпусу исходную форму, заклеить выполненное отверстие скотчем или герметиком и обмотать скотчем все изделие. Эти действия необходимо выполнять быстро, чтобы минимизировать контакт электродов и электролита с содержащимся в воздухе кислородом и парами воды.

Альтернативный вариант восстановления вздувшихся Li-Pol элементов – их оснащение жестким корпусом. Как подтверждают пользователи, аккумы в жестком корпусе реже вздуваются, лучше отдают токи на больших оборотах и отличаются живучестью. Причем оснастить жестким корпусом можно и новые элементы питания – для профилактики дальнейшего вздутия.

Резюме

Восстанавливать ли вышедшие из строя элементы питания или утилизировать их – каждый решает сам, сопоставляя возможные риски и их обоснованность. С точки зрения безопасности правильно в каждой сомнительной ситуации утилизировать проблемные аккумуляторы и покупать новые. С точки зрения экономии есть смысл в восстановлении ячеек, если они еще не сильно подверглись разрушительным процессам.

Предлагаем для ознакомления статью об основных свойствах Li-ion аккумуляторов.

Как восстановить литий-ионный аккумулятор?

Как известно, литиевый аккумулятор снабжается контроллером заряда/разряда – миниатюрной печатной платой, на которой смонтирована электронная схема. О ней я уже рассказывал здесь.

Эта схема следит за состоянием литиевой ячейки (или «банки»). Если напряжение на ней падает ниже 3,2 – 3,3V, то схема защиты просто отключает эту «банку» от внешнего мира. Нужно это для того, чтобы предотвратить глубокий разряд элемента и выход его из строя.

При замере напряжения на клеммах аккумулятора складывается впечатление, что он пришёл в негодность. Но это не так!

Если замерить напряжение на ячейке до контроллера, то можно обнаружить, что элемент выдаёт напряжение около 2,5 – 2,7 вольт. Этого вполне достаточно, чтобы «раскачать» аккумулятор и вернуть его к жизни.

Рассмотрим пример восстановления Li-pol аккумулятора от сотового телефона.

Сначала разбираем его и отключаем плату с контроллером защиты. Иногда схема защиты просто обмотана прозрачным скотчем и легко видна без разборки.

Контроллер заряда/разряда чуть крупнее.

Отпаиваем печатную плату контроллера заряда/разряда. У нас остаётся только 3,7-вольтовая ячейка Li-pol аккумулятора.

Далее нам понадобится зарядное устройство. Я использовал универсальное зарядно-разрядное устройство Turnigy Accucell 6. Плюс этой зарядки в том, что с её помощью можно заряжать незащищённые (то есть без защитного контроллера) литиевые аккумуляторы. Весь процесс контролируется микроконтроллером и прибор сам проследит за процессом заряда по стандартной схеме CC/CV.

Подключаем «банку» к клеммам зарядного устройства.

Далее, необходимо выбрать параметры заряда. Выбираем кнопкой «TYPE» программу заряда Li-Po так как у нас аккумулятор на 3,7V.

Жмём «START». Появится такая надпись на экране.

Короткими нажатиями кнопки «START» выбираем нужный нам параметр заряда – выбранный будет мигать. Кнопками «+» и «-» устанавливаем требуемое значение.

Задаём ток заряда – лучше 0,1 от ёмкости (0,1С).

То есть если у вас ёмкость аккумулятора 1500mAh, то ток лучше выставить 150mA. В зарядке Turnigy Accucell 6 шаг установки тока заряда – 100mA, поэтому я выбрал 0,2A (200mA), хотя можно поставить и 0,1A.

Важно! В настройках зарядного устройства, как правило, установлено стандартное напряжение батареи. Для Li-ion – это 3,6V, а для Li-pol – 3,7V). Если оставить этот параметр таким, как он есть, то после запуска процесса, зарядное устройство выдаст сообщение «LOW VOLTAGE», то бишь низкое напряжение и откажется заряжать аккумулятор.

Чтобы этого не происходило, нужно переключить параметр напряжение батареи в положение «AUTO». Далее жмём 2-3 секунды кнопку «START». В некоторых случаях зарядка спросит, нужно ли начать заряд. У меня почему-то спрашивала не всегда. Возможно, это зависит от напряжения на элементе.

Подтверждаем свой выбор нажатием кнопки «START» (на экране пишет «ENTER») или «STOP» для отмены.

Всё, после этого должен начаться процесс заряда.

Спустя некоторое время можно увидеть, что напряжение на ячейке растёт, а также можно узнать количество заряда, «залитого в банку» . На дисплее – это правый нижний угол (00001).

Как только напряжение на ячейке достигнет 4,2V зарядное устройство перейдёт в режим стабилизации напряжения – CV и будет отдавать ячейке небольшой ток. Это второй этап заряда. Когда процесс закончится, зарядка Accucell 6 подаст сигнал о завершении заряда, а на экране появится мигающая надпись «FULL» – полный.

Как видим, в ячейку было «залито» 522 mA (0,522A). Довольно немного, но стоит учесть, что аккумулятор уже не новый и ёмкость его снизилась. Также стоит помнить, что процесс заряда может занять приличное время, 3 – 7 часов и более. Во время заряда за аккумулятором стоит присматривать.

После этого аккуратно подпаиваем плату контроллера заряда, собираем аккумулятор. Если замерить напряжение на выходе контроллера, то оно должно быть 4,2V. Это свидетельствует о том, что контроллер вновь подключил «банку» к внешнему миру. Теперь аккумулятор можно смело устанавливать в сотовый телефон (планшет, MP3-плеер, портативную колонку и пр.).

Таким нехитрым способом можно восстанавливать практически любой литиевый аккумулятор, например, от планшета, сотового телефона, портативной игры, навигатора, видеорегистратора и пр.

Стоит помнить, что если устройство долго лежит без дела, то литиевый аккумулятор может разрядиться до минимума и контроллер отключит ячейку, да бы предотвратить глубокий разряд. Если после этого подключить к прибору штатное зарядное устройство, то процесс заряда может не начаться. Многие считают это «смертью» аккумулятора и меняют его на новый. Но, на самом деле его можно восстановить. Правда, после глубокого разряда ёмкость, как правило, уменьшается.

Да, вот хорошее видео про восстановление литиевых аккумуляторов.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

Как устроена батарейка?
Как можно соединять батарейки?

Как восстановить литий-ионный аккумулятор? | Voltmarket

Автор:
Сергей Куртов

Время прочтения: 5 мин

Дата публикации: 18-02-2022

Рейтинг статьи: (632)

Содержание

Литий-ионные аккумуляторы являются, вероятно, одним из самых востребованных расходников в мире. Они эксплуатируются повсюду: от портативной электроники до электромобилей. К сожалению, элементы любой аккумуляторной батареи подвержены деградации вне зависимости от того, эксплуатируется аккумулятор или нет. Иногда АКБ выходит из строя значительно раньше, чем заканчивается потенциальный срок службы.

Если батарея не подает признаков жизни, а сейчас же заменить ее возможности нет, пользователи нередко задаются вопросом, как восстановить литий-ионный аккумулятор. На самом деле это возможно, но только в том случае, если причина неисправности не кроется в активных компонентах.

Рассмотрим ситуации, когда есть смысл пытаться спасти литий-ионный или полимерный аккумулятор, а когда — нет.

Почему аккумулятор не работает

Практически у каждого возникала ситуация, что шуруповерт, смартфон или даже ноутбук попросту не включается, а подключение к зарядному устройству положительных результатов не дает. Если в устройстве используется проприетарная аккумуляторная батарея, а не сборка из стандартных элементов (например 18650), долго искать не надо. Если же аккумулятор (как в шуруповерте или домашнем телефоне) представляет собой сборку, причиной неисправности могут стать вышедшие из строя отдельные элементы. В таком случае неисправные элементы придется искать при помощи вольтметра и, возможно, нагрузочной вилки.

Имея на руках неисправный li-ion аккумулятор, первым делом следует изучить его внешний вид. Если есть следы вздутия (наиболее явно они видны в аккумуляторах мобильных телефонов, когда как в цилиндрических элементах 18650 и других надо внимательно смотреть на основания), о ремонте можно забыть. Восстановление литий-ионных аккумуляторов со следами вздутия невозможно, а их дальнейшая эксплуатация и вовсе опасна. Придется купить новый аккумулятор. В случае с аккумулятором на основе сборки можно попробовать заменить лишь неисправные элементы. Причиной вздутия является образование газов из-за нарушения обмена ионов между анодом и катодом. Если давление слишком высокое, в корпусе может образоваться пробой и из-за контакта с воздухом аккумуляторная батарея воспламенится. Если бескорпусный литий-ионный аккумулятор (чаще всего такие используются в современных смартфонах) был согнут, почти наверняка со временем он в лучшем случае вздуется, а в худшем — воспламенится. Если же причиной неисправности не является физическое воздействие, то это может быть банальная деградация в процессе старения. Если Вы уверены, что аккумулятор “умер” раньше положенного, а физических повреждений нет, возможно его можно ненадолго оживить.

Восстанавливаем литий-ионный аккумулятор

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что далеко не всегда можно продлить жизнь батарее. Рассмотрим ситуацию, когда ненадолго спасти аккумулятор все-таки можно.

Если электроприбор по какой-либо причине длительное время не востребован, а перед хранением аккумулятор не был заряжен, высока вероятность, что АКБ уйдет в глубокий разряд из-за процесса саморазряда. В таком состоянии аккумулятор начинает деградировать, а его напряжение продолжает падать. В один прекрасный момент напряжение упадет до значения, когда контроллер заряда начнет воспринимать АКБ как неисправную и зарядке поддаваться больше не будет. С таким часто сталкивались покупатели некачественных китайских планшетов и смартфонов: бракованный или изначально уставший аккумулятор при разряде гаджета быстро пересекал недопустимое значение напряжения, при котором контроллер воспринимает его как “мертвый”. Причина такого поведения контроллера в том, что при достижении слишком низкого напряжения в батарее происходят необратимые процессы, из-за чего в целях безопасности контроллер не дает использовать АКБ.

Чтобы восстановить безнадежно разряженную батарею, следует зарядить его напрямую, минуя контроллер. Для этого подключите к АКБ источнику питания с напряжением не более 4,2В (если речь идет об одном элементе или аккумуляторе смартфона). Ток также стоит ограничить до низкого значения, желательно не более 100 мАч. Следите за состоянием аккумулятора и проверяйте, поднимается ли его напряжение. Если он набирает емкость, значит его получится восстановить. Когда уровень заряда превысит некий недопустимый минимальный предел, его можно будет заряжать обычным способом. Обращаем внимание, что пережившая глубокий разряд литий-ионная аккумуляторная батарея потеряет значительную часть емкости и долгую эксплуатацию не переживет. Все равно надо будет задуматься о замене элемента.

Восстановление литий-ионных аккумуляторов 18650 может быть несколько проще, так как обычно они подключены к внешнему контроллеру, а встроенный может отсутствовать. В таком случае Вам следует просто подключить глубоко разряженный элемент в блоку питания. Не перепутайте полярности!

Помимо описанного выше способа, в интернете можно найти массу способов восстановить литий-ионный аккумулятор, которые могут показаться немного дикими. В большинстве случаев они опасны и не действенны, поэтому рассматривать их не будем. Хотя о некоторых из них имеется масса положительных отзывов. К примеру, в сети много разговоров о том, что можно поместить аккумулятор в морозильную камеру на полчаса, после чего несколько минут его заряжать. Затем надо дать батарее естественным образом согреться, после чего можно заряжать ее штатным способом. Возможно, сильный холод влияет на полупроводниковые компоненты, используемые в контроллере, и защита перестает препятствовать заряду. Пары минут достаточно для вывода АКБ из глубокого разряда, а уже основной заряд следует проводить после естественного нагрева. Мы такой способ не рекомендуем, ровно как и описанный изначально самый действенный: все на свой страх и риск.

Что же делать?

В любой теме, которая касается восстановления аккумулятора любого типа, можно подвести один и тот же итог: лучше не искать способ восстановить АКБ, а изначально не допускать ее выхода из строя, строго следуя требованиям по эксплуатации, к которым относятся:

Заряжайте аккумулятор только качественным зарядным устройством. Если оборудование комплектуется зарядным устройством, волноваться не стоит. В ином случае следует купить соответствующий прибор, а не использовать кустарные методы.

Не допускайте глубокий разряд. Чаще всего причиной глубокого разряда является неправильное хранение без предварительного заряда и дальнейшего контроля емкости. Если устройство не эксплуатируется, аккумулятор все равно требуется периодически заряжать.
Не допускайте хранение и эксплуатацию аккумулятора при слишком высокой или низкой температуре. Неблагоприятная среда является наиболее частой причиной деградации элементов аккумулятора.

Как восстановить литий-полимерный аккумулятор — подробная инструкция

Как продлить срок службы Li-Polymer батарей?

Для долгой и стабильной работы LiPo элементов нужно соблюдать 5 основных правил:

Не допускать глубокого разряда.
Хранить с уровнем заряда около 50%.
Использовать предназначенные для них зарядные устройства.
Избегать перегрева.
Беречь от повреждений.

Почему контроллер блокирует работу литиевых батарей

Одна из причин — короткое замыкание, которое возникает при превышении допустимых потенциалов тока внутри АКБ. Защитная плата разрывает электрическую цепь и не восстановит ее до момента устранения КЗ. Для того чтобы разблокировать батарею, в данном случае, бывает достаточно ее подсоединения к заряднику.

Также система защиты срабатывает в том случае, если в аккумуляторе произошел глубокий разряд. Если разряд глубокий, но некритичный, зарядное устройство также может спасти батарейку. Но если она разрядилась до определенного предела, система защиты просто не даст ей «включиться» в работу — в целях обеспечения безопасности. Химические процессы внутри нее могут протекать весьма опасным способом — с образованием внутри металлических литиевых кристаллов. Кристаллы образуют взрывоопасный контакт между плюсовым и минусовым полюсом АКБ, и, если на такую батарейку подать напряжение, может произойти взрыв, который и предотвращает система защиты.

Возможности восстановления литий-полимерных аккумуляторов

Как проявляется износ

Даже правильно эксплуатирующийся источник тока со временем «устает» и в конце концов выходит из строя. Основным показателем износа Li-ion аккумулятора является потеря емкости. Такой источник быстро разряжается и не может выдать большой ток. Мобильное устройство приходится часто заряжать. Про такую батарею обычно говорят, что она «не держит».

Если емкость элемента питания сокращается на 20%, то можно считать, что аккумулятор выработал свой ресурс. Именно на такие показатели ориентируются производители, указывая срок эксплуатации и количество циклов заряд/разряд. Тем не менее даже после такой потери емкости батарея вполне пригодна к использованию, просто заряжать тот же смартфон или планшет придется чуть чаще. Но когда это «чуть чаще» превращается в «три раза на день», стоит задуматься о покупке новой батареи, поскольку пользоваться настолько изношенным элементом питания не только неудобно, но и небезопасно.

Еще одним признаком износа или скорого выхода аккумулятора из строя является повышенный его нагрев во время работы и зарядки. Да, пока еще температура не превысила критическую, и контроллер разрешает элементу работать, но это лишь временно. Таким образом, если крышка батарейного отсека мобильного устройства ощутимо нагревается во время работы или зарядки гаджета, то настало время аккумулятор заменить, не дожидаясь неприятностей. А неприятностей может быть немало, и самая безобидная – остаться без связи в самый неподходящий момент. Но намного хуже, если изношенный элемент вздуется и разорвет мобильное устройство или вообще загорится.