Liitium-ioon akude taastamine: 8 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Kui sa oled nagu mina, siis otsid sa alati ettekäändeid, et säästa raha, nokitseda või dekonstrueerida midagi, mis tundub huvitav. Ma leidsin viisi, kuidas kõike eelnevat rahuldada! Mul on afiinsus liitiumioonakude vastu. Neid on igasuguse kuju ja suurusega, need on energiatihedad (mahutavad palju energiat), neil on kõrgem pinge kui NiCad või NiMH akudel ja nad peavad vastu suurele võimendusele. Lisaks ei arenda nad mälu ega suure isetühjenemisega, nii et saate neid pikka aega säilitada. Lõpuks sobivad need mitmerakulistele konfiguratsioonidele. Veelgi parem, neid on igal pool ja neid saab tasuta. Selles õpetuses annan teile lühikursuse liitiumioonakude leidmise, ekstraheerimise ja päästmise kohta, nii et alustame! Allpool on lingid mõnedele tööriistadele ja üksustele, mida ma kasutasin!

iMax B6 LiPo laadija:

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

Zanflare C4 laadija/analüsaator:

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

4S aku haldamise/kaitseplaat:

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

Tööriistad:

Spudger/pry tööriistakomplekt

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

Loputuslõikurid

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

Külgmised lõikurid

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

Kasulik nuga

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

1. samm: liitium-ioonaku 101

Nagu ma ütlesin, on laetavad liitiumioonakud kõikjal! See teebki need patareid odavaks, sest inimesed kipuvad viskama vana elektroonikat, mis läheb katki või lihtsalt lakkab töötamast, kuid jätavad aku sisse. Tavaliselt saan oma oma säästupoodist sendi eest või vanadest mänguasjadest, mille inimesed kingivad või katki lähevad ja teaduse heaks annetavad. Otsitavad on järgmised: käeshoitavad seadmed, mobiiltelefonid, digikaamerad või videokaamerad, kaasaskantavad DVD- või videopleierid ja minu isiklik lemmik, sülearvuti akud. Laetavate liitium-ioonrakkudega on seotud erinevad keemiad, nagu liitiumkoobaltoksiid (ICR-tüüpi), liitium-raudfosfaat või LiFePO4 (neid ei visata sageli minema), liitium-mangaanoksiid (IMR), liitium -mangaan -nikkel (INR) ja liitium -nikkel -mangaan -koobaltoksiid (NCA või hübriid). Kõige tavalisemad on ICR-tüüpi liitiumkoobaltoksiid. See on energiatiheduse ja võimsuse jaoks parim, kuid sellel on keskmine kuni madal tühjendusvool ja temperatuurilävi. Nende maksimaalne tühjenemisvool on võrdne või vähemalt kahekordne. Lisaks on need teist tüüpi tüüpidest vähem stabiilsed (loe: ohtlikud) ja neil peab olema mingisugune kaitseskeem. Ärgem ajagem nüüd liitium-ioonakusid segamini liitium-ioonpolümeeraku või LiPo akudega. LiPo akudes on elektrolüüt, anood ja katood, positiivsed ja negatiivsed klemmid paigutatud polümeerkotikestesse. Sisemine keemia sarnaneb liitium-ioonrakkudega. Sõltuvalt seadmest on aku kuju või suuruse poolest erinev, kuid tavaliselt on need mobiiltelefonide või kompaktsete seadmete puhul ristkülikukujulised ja õhukesed või silindrikujulised, näiteks 18650 (levinud sülearvutipatareides) või 18500 levinud kaamerate või videokaamerate puhul.

Kui olete kunagi mõelnud, sisaldab aku nimi selle mõõtmeid. "18650" tähendab, et aku on 18 mm läbimõõduga ja 65 mm pikk. "0" on lihtsalt hängimas. Sõltumata tüübist või suurusest võib neil olla üks või mitu lahtrit. Mitu lahtrit on kas järjestikku või paralleelselt või mõlema segu. Isegi väikestel akudel võib olla kaks väikest elementi, mis on ühendatud järjestikku või järjestikku/paralleelselt. See on tingitud asjaolust, et mõnel seadmel on suurenenud pingevajadus, mida üks element suudab pakkuda, või võimsuse suurendamiseks. Seeriaühendused suurendavad pinget ja paralleelsed ühendused suurendavad pakendi võimsust. Erinevalt NiMH- või NiCad-akudest on liitium-ioonakupakkides mingi kaitseseade nagu aku juhtimissüsteem, mis koosneb IC-dest ja MOSFET-idest või takistitest, mis reguleerivad voolu, pinget, tuvastavad lühiseid, vastupidist polaarsust ja temperatuuri. Mõnel on lisafunktsioon rakkude tasakaalustamiseks, kui lahtreid on mitu. Miks neil seda vaja on? Selle põhjuseks on asjaolu, et liitiumelemendi keemia muudab selle tundlikuks ülelaadimise, ülelaadimise (tühjenemine, kuni pinge läheb liiga madalaks), lühise ja isegi üle temperatuuri. Kõik need võivad rakku kahjustada või, mis veelgi hullem, põhjustada tulekahju. Mitu seeriaakut vajavad tasakaalustamisfunktsiooni, mis tagab, et iga üksik element saab sama palju voolu ja pinget kui teised elemendid. Kui üks rakk saab rohkem laengut kui teine, võib see kiiremini kuluda või kahjustuda. Samuti väheneb pakendi maht. Seda tüüpi akud nõuavad ka spetsiaalseid laadimisprotseduure, mida NiMH või NiCad ei vaja. Sellest pikemalt hiljem!

Samm: ohutus

Nüüd, enne kui hakkame akudesse süvenema, tahan puudutada mõningaid liitiumioonakudele omaseid turvaelemente. Kui kasutate RC-d ja teil on elektrisõidukeid ning teil on kogemusi LiPo akudega, võite selle vahele jätta, kuid kui ei, siis on oluline mõista, et segadus liitiumioonakudega võib olla ohtlik. Ma õppisin seda raskel viisil!

Miks? Nende keemia tõttu mahutab üksainus 18650 rakk palju energiat. Rihm 6 või rohkem kokku ja teil on palju energiat salvestatud. Ohutusalane kaalutlus tuleb siis, kui need on lühises, üle laetud, laetud või liiga tühjad, kõige tavalisem liitiumpatarei tüüp kuumeneb, paisub ja võib plahvatada või tulekahju nii kuumaks muuta. ei taha.

Selle vältimiseks saate neid õigesti käsitseda ja laadida. Enamikul kõikidel liitium-ioonakudel või üksikutel akudel on sisseehitatud kaitseskeem, mis kaitseb elementi ülelaadimise, lühise või tühjenemise eest. Mitmeelemendilistel pakettidel on lisafunktsioon, mida nimetatakse akuhaldussüsteemiks, millel on tasakaalufunktsioon, mis jälgib ja jaotab laadimisvoolu ja pinget igas elemendis, tagades, et igaüks laetakse sama koguse voolu ja pingega. Sellegipoolest peate kasutama sobivat laadijat, kas üksikute elementide jaoks või sellist, mis toetab pakendis mitut elementi, näiteks tasakaalulaadija. Mis tahes muu laadija kasutamine võib põhjustada liitium-ioonide ülelaadimist ja tulekahju.

Samm: tööriistad

Lahtrite eraldamine on üsna lihtne. Teil on vaja mõningaid põhilisi tööriistu, seega on siin peamised:

Lameda teraga kruvikeerajad. On hea, kui teil on erinevaid suurusi, kuid tavaliselt piisab 3 mm (1/8 ") kuni 5 mm (või 1/4"). Vältige paksemaid terasid, kuna need on liiga suured, et neid väikestesse ruumidesse mahutada.

Spudger (valikuline). Tugev metallist või tugev plastikust korpuste eraldamiseks.

Külg- või loputuslõikurid. Sakkide või juhtmete lõikamiseks või akuümbrise lahti lõikamiseks. Mõlemad töötavad, kuid mulle meeldivad mu loputuslõikurid, sest need satuvad paremini väikestesse ruumidesse.

Kasulik nuga. Töötab paremini kui spudger, kuid ohtlikum! Küsige mu sõrmedelt ja kätelt, kust ma seda tean 8)

Multimeeter. Selleks pole vaja Fluke'i ega midagi uhket. See on lihtsalt elemendi pinge mõõtmiseks, et näha, kas need on päästetavad.

Kindad (valikuline). Ma ütlen, et see on valikuline, sest praktilised kindad selle ülesande täitmiseks ei peata tõenäoliselt teravat kruvikeeraja tera või kasuliku noa tera, mis libiseb suure kiirusega vuugist välja.

Need on kõik vajalikud tööriistad!

4. samm: dekonstruktsioon

Teil on aku, tööriistad ja nüüd on aeg süveneda. Ma võtan selles õpetuses kaks akupakki lahti. Üks neist on üldine 6-kärgiline pakett HP Pavilion Dv 5 kuni Dv 6-seeria sülearvuti jaoks ja pakk iidsest (2004. aasta vintage) digikaamerast, mille võimsus on 7,4 volti ja 1500 mAh. Ma arvan, et sellel on kaks lahtrit sees, aga me saame teada.

Sõltuvalt patareitüübist on põhikujundus peaaegu sama, mis koosneb plastikust väliskestest, mis sisaldab isolatsiooni või pehmendust (vaht, silast, lint või paber), elementi (elemente), kaitseseade/plaat koos sisemiste ühendustega, kas juhtmed, sakid või juhtmed ja sakid. Muide, ma olen märganud, et üldise (nagu sülearvuti aku) ja originaalse originaalseadmete tootja (nagu kaamera aku) ehituses on vähe erinevusi. Mõnikord on korpus keevitatud või liimitud, kuid mõnikord hoitakse seda lihtsalt sakkidega. Saate kiiresti teada, millist meetodit tootja kasutab. OEM -akud on tavaliselt liimitud/keevitatud ja odavamad on liimitud või kinnitatud.

Mulle meeldib kõigepealt korpuse nurkadest alustada kasuliku noaga. Leidke õmblus kahe korpuse poole vahel. Sisestage nuga mööda serva. Raputage seda edasi -tagasi, et see korpusesse läheks. See peaks sisse vajuma, seega olge ettevaatlik, et mitte liiga sügavale minna ja rakke lõigata ega midagi välja lülitada. Kui olete asja käima saanud ja avanud väikese vahe, on aeg kruvikeeraja juurde minna. Kasutage väiksemat kruvikeerajat, et avada vahe veelgi, keerates seda. Kui olete selle rohkem avanud, valige suurem kruvikeeraja ja korrake seda. Peaksite saama korpusele suuri kortse. Liigutage kruvikeeraja korpuse õmblusest ülespoole, keerates seda liikudes. Kui te ei jõua kuhugi, minge tagasi noa juurde ja korrake esimest sammu. Ma arvan, et ma ei pea teile meelde tuletama, et olge siin ettevaatlik.

Kui olete ummikus, pidage vastu soovile haamrit kasutada või purustage Dremeli tööriist väljalülitusrattaga. Kui sa oled nagu mina ja kannatamatu, siis ole ülimalt ettevaatlik! Patareid ei meeldi lahti lõigata. Rekordiks, ma pole kunagi pidanud oma oma kasutama.

Jätkake kruvikeeraja õmblust ülespoole ja eraldage korpuse pooled. Siin saate kiiluna kasutada tugevat puurimisseadet, et hoida pooled lahti kruvikeeraja töötamise ajal. Ole kannatlik! See loobub teie ees! Ärge kartke olla sellega füüsiline. Vajadusel viilutage ümbris laiali ja kaevake selle seest välja.

Samm: olete kohal

Pärast mõningast viimistlemist peaksite korpuse täielikult või enamasti eraldama ja näete selle sees olevaid maiustusi! See on teine lõbus osa, mille abil saate teada, mis teil sees on.

Minu kahel akul on silindrilised elemendid, kuid lisan ühe tühja, et näete erinevust.

Sülearvutipakil on päris korralikud Moli Energy (nüüd E-One) kaubamärgi ICR-18650J rakud. Need on vähem tuntud kaubamärgid, mis asusid kunagi Kanadas (praegu Taiwanis), kuid on erinevates seadmetes. Vaatasin andmelehte ja need on 2400 mAh mahutavusega ning hinnatud maksimaalsele 4000 mA tühjenemisvoolule, 4,2 volti täislaadimisele ja 3,75 volti nimilaengule ning 3 voltile tühjaks. Teine pakend sisaldab mõningaid salapäraseid rakke, mis on pakitud plastkattega paberisse, kuid ma mõõtsin neid ja nad tulid välja 49 mm pikkused ja 18 mm laiad. Ma arvan, et need on 18500 suurused liitiumioonakud. Akuümbris ütles neile 1500 mAh ja 7,4 volti, seega on jadamisi kaks elementi. Ma kujutan ette, et need on kvaliteetsed elemendid, kuna see on originaalpakend, kuid kes teab?

Korpuse sees on meil samad põhijooned. Mõlemal on akuhaldusplaat, mis koosneb kaitse- ja tasakaalustusahelatest. Sülearvuti aku lisab veel ühe olulise funktsiooni - termistori aku temperatuuri jälgimiseks. Need on kavandatud maksimaalseks võimsuseks ja madalaks äravooluks, nii et te ei leia raskeveokite komponente, nagu mõne muu kaitselülituse puhul.

Vaadates akude paigutust, on sülearvuti akul 6 elementi järjestikku/paralleelselt, seega 3 elementi järjestikku, et tekitada 11,1 volti, ja 2 elementi paralleelselt, et kahekordistada võimsust 4800 mAh -ni. Kaamera akul on 2 elementi järjestikku, seega on mahtuvus sama, kuid pinge kahekordistub.

Kuigi lahtrite ühendamine on okei, soovite need laadimiseks ja analüüsimiseks eraldada. Akupaakides olevad liitium -elemendid on alati ühendatud punktkeevitatud sakkidega, mis ühendavad positiivseid ja negatiivseid klemme ning nende lõikamisel peate olema ettevaatlik. Kasutage külg- või loputuslõikureid, et lõigata ettevaatlikult lahtrite vahelised sakid ja vältida klemmide lühistamist. Olge ettevaatlik, et mitte kahjustada ega eemaldada lahtri välisküljel asuvat kaitsekest, kuna võite sakke lõikamise ajal ka metallkorpuses lühise tekitada. Me ei taha tühje patareisid. Kasutage nõelte ninatangide abil sakke, eemaldades need. Ole ettevaatlik. Vahekaartide lõigatud servad on habemenuga!

6. samm: päästetööd

Nüüd on teil patareid olemas, kas teie raske töö oli seda väärt? Salvestatavate patareide probleem on see, et te ei tea, kui hästi neid hooldati või kui vanad nad on. Liitium-ioon akud on tundlikud üle- ja alalaetuse suhtes. Iga kord, kui need on liiga sügavalt tühjenenud ja seejärel täielikult laetud, kaotavad nad mahu. Saate kontrollida aku vanust ja mõõta pinget (kui võimalik) või kontrollida kuupäevakoode sees oleval trükkplaadil. Enamasti on need patareid tühjad ja ma mõtlen, et tühjad. Liitium-ioonrakkudele ei meeldi, kui neid tühjendatakse alla nende ülelaadimispinge, tavaliselt vahemikus 2,5–2,75 volti. Allpool ja rakk läheb "magama" või on nii surnud, et see ei võta enam laadimist ja kui teil õnnestub sellesse laadimine saada, on mahutavus nii madal, et see on kasutamiskõlbmatu. Kui saate enne lahtivõtmist aku mõõtmist mõõta (nagu meie kaamera aku, millel on avatud klemmid), otsite ühe elemendi jaoks 4,2–3 volti, seega on meie sülearvuti aku täis laetud 12,6 volti ja 9 volti. Mõõtsin seda pärast selle lahkamist ja see oli üsna surnud 5,6 volti, kusjuures iga element luges umbes 1,8 volti.

Kaamera aku on palju paremas vormis, pakendis on täislaetud 7,9 volti ja iga element 3,9 volti, kuid me ei tea, kui terved nad on või kui suur osa nende mahust on aastatega kadunud.

Kui teie patareid loevad alla 2 volti, on need "surnud". Kui nad loevad 0 volti, on nad jõudnud mingisse talveunerežiimi ja tõenäoliselt ei tasu neid hoida, isegi kui te neid taaselustate, on need kahjustatud. Taaskasutage neid korralikult. Saate päästa väga madalpingeelemente, kuid vajate spetsiaalset laadijat, mis suudab tühjaks saanud patareid "taaselustada", või kasutada mõnda tehnikat, mis võivad need uuesti ellu äratada.

7. samm: taaselustamine

Teil on patareid, kuid need on tühjad. Mis nüüd? Kõik pole kadunud, sest saate neid taaselustada. Kui teil on LiPo akude laadimiseks mõeldud tasakaalulaadija, on tõenäoline, et see taaselustab ka teie liitiumioonakud. Või kui teil on digitaalne multilaadija, millel on "taaselustamise" funktsioon, siis see töötab ka. Ma kasutan SkyRC iMax B6 laadija hiina klooni ja Zanflare C4 mitmelaadijat. Zanflare'il on võime tühjendada patareisid ja sellel on analüsaatori funktsioon, kuid iMaxil seda pole.

Zanflare'i kasutamiseks sisestage lihtsalt tühjad patareid ja laske laadijal tööd teha. Alustage alati madalaima võimaliku laadimisvooluga. Zanflare jõuab 300 mAh -ni, nii et see on hea. See võtab natuke aega, kuid olge kannatlik. Laske neil täielikult laadida ja eemaldage laadija. Laske neil üleöö või paar päeva istuda ja vaadake, kas nad on oma laengu kaotanud. Kui nad on end ise märkimisväärselt tühjendanud, siis viska nad minema, aga kui nad endiselt laengut hoiavad, on tõenäoline, et oled nad taaselustanud, kuid aeg näitab nende kasutamisel, kas oled edukas. Nendega saate käivitada mõned katsetsüklid, et näha, kui palju elu nad on kaotanud, tehes laadimis-tühjendustsükli või kaks ja kontrollige selle võimsust. Samuti saate mõõta elemendi sisemist takistust, kui teie laadijal on rakuanalüsaatori funktsioon, mida Zanflare teeb. Võtke seda soolaga, sest paljud muutujad mõjutavad sisemist takistust, kuid üldiselt on see arv umbes 230 miliohmi.

Kui teil pole Zanflare'i või muud elustamisfunktsiooniga laadijat/analüsaatorit, võite kasutada oma LiPo laadijat. Ohutusfunktsioonina ei lae enamik neist laadijatest elementi selle 2,6–2,5 -voldise vahemiku all, kuid on olemas lahendus. Lihtsalt olge ettevaatlik! Liitium-ioonraku laadimine nagu NiMH põhjustab halbu asju! Lülitage laadija NiMH -režiimi, kus saate laadimisvoolu käsitsi valida. Seadke voolutugevus umbes 200 mA ja alustage laadimist. Jälgige pinget, kuni see ületab 2,8, ja peatage laadimisprotsess. Lülitage laadija LiPo/Li-on režiimi ja laadige aeglase vooluga, näiteks 200 kuni 300 mA. Laske sellel töötada, kuni see on täielikult laetud. Seejärel tühjendage see madalal tasemel, 500 mA. Laske sellel täielikult tühjeneda ja märkige laetud võimsus ning tühjenenud mahutavus. Laadige rakku uuesti ja pange tähele laetud mahtuvust ning teil peaks olema baasjoon selle kohta, kui palju sellel elemendil on elu. Algsele mahuvõimele lähemal olev number on hea, kuid kui teie rakk tühjeneb kiiresti, soojeneb või kuumeneb ja selle võimsus on väike, on aeg see ringlusse võtta. Sülearvuti elemendid olid head, keskmiselt umbes 2400 mAh, mis on kõigi rakkude esialgne maht. Kaamera akuga ei läinud nii hästi. Rakud olid halvasti lagunenud ja nende maht oli vaid 550 ja 660 mAh täislaetud, võrreldes nende 1500 mAh uue mahutavusega. See on siiski loogiline, kuna see on 14 aasta tagune originaalaku! Tõenäoliselt kasutan neid mõnes teises projektis, mis ei ole suure võimsusega seade, sest neid 18500 suuruseid elemente pole lihtne leida.

8. samm: lõplikud mõtted

Loodan, et leidsite selle juhendava õpetliku ja informatiivse. Te peaksite teadma, mida otsida patareide otsimisel, kuidas neid eemaldada (ohutult!), Kontrollida ja taaselustada päästetud liitiumioonakud. Nende akude kogumine seadmetest või akupakkidest võib olla samaaegselt lõbus, väljakutsuv ja hariv! Lisaks säästate $$$. Kasutatud, kuid siiski täielikult elujõulise liitium-ioonraku (d) leiate murdosa kuludest uue ostmisel.

Tervist!