Чи можна відновити літієвий акумулятор

Основні методи відновлення літій-іонних акумуляторів

Незважаючи на всі переваги Li-ion акумуляторів, у них залишаються слабкі місця. Насамперед, це чутливість до перезаряду та глибокого розряду. BMS плата захищає елементи живлення від таких станів: при напрузі вище 4,2 на 1 комірку вона відключає АКБ від зарядного пристрою, а при його падінні нижче 2,5 В - відключає її від навантаження.

Розряджені акумулятори потребують підзарядки, і що раніше вона станеться, то краще. Якщо ж елементи, що сіли Li-ion, будуть довго зберігатися без підзарядки, через саморозряд відбудеться критичне зниження їх напруги. Рівень саморозряду у літієвих батарей невеликий - близько 5% на місяць, тому кілька днів без заряджання для них не критичні. Але при більш тривалому зберіганні з низьким рівнем заряду напруга може бути менше 2 на елемент.

При такому глибокому розряді в структурі елементів живлення відбуваються незворотні хімічні зміни, і з метою безпеки плата захисту не допускає заряджання акумулятора. Такі АКБ відновленню не підлягають і мають бути утилізовані чи відправлені на переробку.

У яких випадках можливе відновлення АКБ?

Відновлення літій-іонних акумуляторів та батарей можливо у 3 випадках:

Якщо вони розряджені до рівня ≈2,5 на елемент, і спрацювало блокування плати захисту. Можна спробувати зарядити АКБ із «поштовхом» – первинним зарядом до 3,1 Ст. Але при розряді глибше 2 на 1 комірку відновлювати Li-ion акумулятори вже пізно.
Якщо літієвий акумулятор розрядився на морозі.При негативних температурах уповільнюється перебіг хімічних процесів, тому ємність АКБ тимчасово знижується, спостерігаються просадки напруги, зменшується струмовіддача. Скорочується час автономної роботи – АКБ швидко розряджається і здається несправною. Але при попаданні в комфортні температурні умови та поступовому прогріві до плюсових температур вона знову стає працездатною.
Якщо вийшла з ладу акумуляторна батарея, яка ще не відпрацювала свій ресурс (1000 циклів). Можливо, у її складі виявилися елементи з різним ступенем працездатності, і деякі з них стали непридатними. У такому випадку для відновлення ємності літій-іонної батареї необхідно замінити «слабкі ланки». Для цього вимірюють робочі параметри кожного осередку, і несправні елементи замінюють новими.

Коли відновлення неможливе?

Якщо ж елементи живлення старі, вже виробили свій ресурс, здулися, мають ознаки ушкоджень чи інші дефекти, відновити їх не вдасться. Якщо елемент у обриві або замкнутий, його відновлення також неможливе, а у разі внутрішнього КЗ – ще й небезпечне.

Навіть при чіткому дотриманні умов зберігання Li-ion акумулятори схильні до «старіння». Поступово вони відбуваються хімічна деградація – уповільнене протікання струму, зростання дендритів, плавне зниження початкового запасу ємності – до 5% на рік. Якщо ж АКБ використовуються в жорстких умовах, на спеку або на морозі, з частими розрядами «в нуль» та швидкими підзарядками високими струмами, їхнє природне зношування прискорюється.

Як працює плата захисту?

Контролер або плата захисту – це спеціальна електронна схема, яка не допускає перезаряджання АКБ та її критичного розряду.Зазвичай вона є 2-пороговим компаратором DW01-P з парою потужних польових MOSFET транзисторів. Такими схемами оснащують літієві акумулятори всіх форм та типорозмірів.

Як тільки напруга падає нижче встановленого мінімального порога (2,4 або 2,5), компаратор закриває транзистор, відключаючи елемент живлення від навантаження. Оскільки 2 транзистор залишається відкритим, зарядити елемент живлення можна. Але «розумні» зарядники часто відмовляються заряджати такі акуми, вважаючи цей процес небезпечним.

Як тільки напруга перевищить нижній поріг, перший транзистор теж відкриється. Коли напруга досягне верхнього порога 4,2 В, компаратор закриє 2-й транзистор, не допускаючи перезарядження акумулятора. У деяких платах захисту додатково є вхід із підключеним датчиком температури. Якщо елемент нагрівається до встановленої межі (42–45 °С), мікросхема закриває транзистори та відкриває їх лише тоді, коли температура нормалізується.

Відновлення Li-Ion акумулятора після глибокого розряду своїми руками

Незважаючи на те, що виробники гарантують справну роботу літій-іонних акумуляторів протягом 12-15 років, частіше такі пристрої працюють набагато менше. Причин цього кілька. Але зрозуміло одне, що ємність літієвих акумуляторів втрачається просто при зберіганні. У статті поговоримо про відновлення акумулятора li-ion.

Як експлуатація впливає на втрату ємності

Насправді середній термін служб таких пристроїв – 2-3 роки. Основна причина поломки - зміна всіх процесів усередині корпусу у зв'язку з зовнішніми умовами, що змінилися. li-ion батарея працює при високих температурах, а ми користуємося в холодний час.Це і є найчастіша причина порушення роботи іонів при проходженні через мембрану.

Найчастіші причини поломок:

використання пристрою при низькому рівні електроліту;
Не очищені полюсні клеми;
Нестача заряду під час експлуатації;
Невстановлений зв'язок з струмовимпрямником;

Якщо є проблеми із зарядом, потрібно спробувати відновити батарею. Про способи ремонту розповімо трохи нижче.

Чому контролер блокує роботу літієвих батарей

Чимало факторів блокування літієвих батарей. Серед них:

При глибокому розряді захист не дозволяє споживати енергію. У цьому випадку можна лише зарядити оригінальним зарядним пристроєм.
Якщо перевищено допустимий рівень заряду, відбувається коротке замикання, відбувається розрив електричної мережі. При усуненні замикання відбувається відновлення працездатності пристрою.
Якщо li-ion батареї глибокий розряд, то всередині корпусу відбуваються хімічні реакції, активно утворюються літієві кристали. При взаємодії з електродами кристали провокують вибух: ризик може виникнути при подачі напруги. Блокувати надходження струму можна контролером.

Методи відновлення

Безперечно, у цьому випадку можна утилізувати акумулятор. Але є більш менш безпечні способи відновлення ємності. До того ж не завжди є можливість придбати новий пристрій.

Реанімувати за допомогою холоду

Багато хто при несправності поміщає пристрій в морозильну камеру поліетиленовому пакеті.

Помістіть акумулятор на морозильну камеру на деякий час. Це може допомогти покращити його продуктивність, однак цей спосіб не рекомендується, оскільки низька температура може завдати шкоди акумулятору.
Ви можете спробувати застосувати техніку гарячого-холодного циклу. Для цього потрібно перемикати акумулятор між станом нагрівання та охолодження. Для цього ви можете використовувати холодильник та кондиціонер. Однак також варто бути обережним із цим способом, оскільки деякі експерти вважають, що він може бути неефективним та небезпечним.

Замикання для відновлення

Деякі зрізають пластик на АКБ і основні контакти замикають металевим предметом, потім повертають кришку на місце, відправляють на просушування.

Прилад для відновлення

Контролер переводить розряджені li-ion батареї в неробочий стан. Напруга на робочих клемах давайте 2,5 вольта. Якщо така напруга отримана, джерело живлення може відновитися. Для цього використовується пристрій типу Turnigy Accucell 6, який контролює процес відновлення.

Вся робота зводиться до таких моментів:

Кнопка "Турі" вибирає спосіб заряджання "Li-Po" (режим подачі заряду до 3,7 вольт);
Натискаємо кнопку "Старт", вибираємо значення заряду (приблизно 3,6 вольт);
Натискаємо на кнопку "Auto" - процес зарядки пішов;
Встановлюємо силу струму (110 ємності самої батареї). Інші параметри можна змінювати кнопками «+» та «-»;

Якщо заряд підвищити до 4,2 вольта, то у пристрої вирівнюватиметься напруга. Процес буде вважатися завершеним при загорянні кнопки Full.

За допомогою резистора

У цьому випадку підводимо мінус підзарядки до мінусу акумулятора. А плюс за допомогою резистора виводимо на плюс батареї. Далі подаємо харчування, спостерігаємо за тим, як зростає напруга. Пробуємо піднімати до 3 вольт, час на це піде приблизно 15 хвилин. Після завершення роботи перевіряємо акумулятор.

За допомогою вентилятора

Підбираємо блок живлення з вихідною напругою 12 вольт. Мінус вентилятора з'єднуємо з мінусом блока живлення, а плюс із плюсом при ручному фіксуванні на акумуляторі.

Включаємо прилад, вентилятор повинен почати працювати, струм в батарею почав надходити. Через 30 секунд вимикаємо мережу. Такий спосіб відновлення може підвищити напругу до 3 вольт.

Позбавляємося газів

Неправильна експлуатація ємностей акумулятора призводить до наповнення їх газами, подальшого здуття. Для відновлення працездатності необхідно газів позбутися. Насамперед необхідно демонтувати блок. Деталь потрібно проколоти, а батарею придавити пресом, зачекати на момент, коли гази вийдуть назовні. Після цього отвір фіксують епоксидним клеєм, а контролер вставляють у своє місце.

В даному випадку є кілька небезпечних ситуацій, які слід уникати:

Електронні компоненти ємності можуть вийти з ладу.
Акумулятор має механічні пошкодження.
При контакті катода з анодом є ризик виникнення спалаху чи вибуху.

Спосіб заряд – розряд

Є сенс збільшити ємність акумулятора методом багаторазовим зарядом та розрядом. Пристрій розряджають, користуючись спеціальною програмою. Якщо ж елемент неробочий і заряджається, то відновити його в такий спосіб не вдасться.

Короткочасне повернення ємності

На короткий проміжок часу відновити термін роботи можна за допомогою блока живлення з напругою від 5 до 12 вольт. Резистор номіналом 330-1000 ом включають у схему, клеми АКБ з'єднують з контактами при дотриманні полярності. Для пошуку полюсів рекомендуємо використовувати мультиметр. При цьому показники напруги та струму мають відповідати коментарям в інструкції.

Недоліки літій-іонних АКБ

Небезпечність Li-ion обумовлена виникненням газоподібних утворень, які викликають замикання електродів. Вибухонебезпечність також може статися у разі порушення правил експлуатації.

Розрядка ЛІА на низьких температурних показниках призводить до зниження енергії на віддачу до десятка відсотків. Вони також можуть реагувати на температуру заряджання: оптимальними температурними параметрами можна вважати діапазон від плюс 10 до плюс 20 градусів.

Ефект пам'яті

Експерти стверджують, що у ЛІА є ефект пам'яті, але на роботу загалом він не впливає. Принцип дії такий: робота пристрою полягає в періодичному вивільненні та захопленні іонів літію. Але за неповної зарядки цей процес погіршується у зв'язку з порушенням структури електрода.

Старіння

Старіння батареї відбувається незалежно від експлуатації. Через кілька років вивільняється близько 20% від усієї ємності батареї. Тому купувати «про запас» такі речі не варто, а під час придбання дивитись на терміни виробництва.

Низькі температури та потужність

Якщо батарея експлуатується за нормальної температури, близької до нуля, то втрата її потужності дорівнює 50%.

Самозаймання

Літій – іонні батареї мають схильність до самозаймання. При розігріві пошкодженого акумулятора всередині відбувається виділення горючих газів і кисню, які прискорюють його саморозігрів. Тому процес займання може статися без відсутності повітря. Гасити можна зниженням температури.

Перед відновленням ЛІА необхідно засвоїти такі правила:

Під час роботи періодично контролюйте температури акумулятора за допомогою термопари, руки або електронного термометра.Якщо раптом здалося, що в якийсь момент температура поверхні стала вищою, то робочий процес варто припинити;
Проблемний літієвий акумулятор краще без нагляду не залишати: він може спонтанно спалахнути;
Резистор можна замінити на стандартний вентилятор для комп'ютера (80-мм);
Високі струми для заряджання краще не використовувати. Максимально можливі цифри – 50 мікроампер.

Кожен із наведених способів 100% впевненості не дасть, краще вкотре порадитися з експертами з приводу відновлення li-ion акумулятора.

Головний редактор Планування та розподіл обов'язків у команді контент-виробництва, робота з текстами

Як відновити літій-іонний акумулятор

Літій-іонні акумулятори є, ймовірно, одним із найбільш затребуваних розхідників у світі. Вони експлуатуються всюди: від портативної електроніки до електромобілів. На жаль, елементи будь-якої акумуляторної батареї схильні до деградації незалежно від того, експлуатується акумулятор чи ні. Іноді АКБ виходить із ладу значно раніше, ніж закінчується потенційний термін служби.

Якщо батарея не подає ознак життя, а зараз замінити її можливості немає, користувачі нерідко запитують, як відновити літій-іонний акумулятор. Насправді це можливо, але лише у тому випадку, якщо причина несправності не криється в активних компонентах.

Розглянемо ситуації, коли є сенс намагатися врятувати літій-іонний чи полімерний акумулятор, а коли – ні.

Чому акумулятор не працює

Практично у кожного виникала ситуація, що шуруповерт, смартфон чи навіть ноутбук просто не вмикається, а підключення до зарядного пристрою позитивних результатів не дає.Якщо у пристрої використовується пропрієтарна акумуляторна батарея, а не збирання зі стандартних елементів (наприклад 18650), довго шукати не треба. Якщо ж акумулятор (як у шуруповерті або домашньому телефоні) є складання, причиною несправності можуть стати окремі елементи, що вийшли з ладу. У такому разі несправні елементи доведеться шукати за допомогою вольтметра і, можливо, вилки навантаження.

Маючи на руках несправний li-ion акумулятор, насамперед слід вивчити його зовнішній вигляд. Якщо є сліди здуття (найбільш явно вони видно в акумуляторах мобільних телефонів, коли, як у циліндричних елементах 18650 та інших, треба уважно дивитися на підстави), про ремонт можна забути. Відновлення літій-іонних акумуляторів зі слідами здуття неможливе, а їх подальша експлуатація зовсім небезпечна. Прийде купити новий акумулятор. У випадку з акумулятором на основі збирання можна спробувати замінити лише несправні елементи. Причиною здуття є утворення газів через порушення обміну іонів між анодом та катодом. Якщо тиск занадто високий, у корпусі може утворитися пробій і через контакт з повітрям акумулятор займеться. Якщо безкорпусний літій-іонний акумулятор (найчастіше такі використовуються в сучасних смартфонах) був зігнутий, майже напевно згодом він у кращому разі здувається, а в найгіршому – спалахне. Якщо ж причиною несправності не є фізичний вплив, це може бути банальна деградація в процесі старіння. Якщо Ви впевнені, що акумулятор “помер” раніше, ніж потрібно, а фізичних пошкоджень немає, можливо його можна ненадовго пожвавити.

Відновлюємо літій-іонний акумулятор

З усього вищесказаного можна дійти невтішного висновку, що які завжди можна продовжити життя батареї. Розглянемо ситуацію, коли ненадовго врятувати акумулятор можна.

Якщо електроприлад з будь-якої причини тривалий час не затребуваний, а перед зберіганням акумулятор не був заряджений, висока ймовірність, що АКБ піде в глибокий розряд через процес саморозряду. У такому стані акумулятор починає деградувати, а напруга продовжує падати. Одного разу напруга впаде до значення, коли контролер заряду почне сприймати АКБ як несправну і піддаватися зарядці більше не буде. З таким часто стикалися покупці неякісних китайських планшетів і смартфонів: акумулятор, що бракував або спочатку втомився, при розряді гаджета швидко перетинав неприпустиме значення напруги, при якому контролер сприймає його як "мертвий". Причина такої поведінки контролера в тому, що при досягненні надто низької напруги в батареї відбуваються незворотні процеси, через що з метою безпеки контролер не дає використовувати АКБ.

Щоб відновити безнадійно розряджену батарею, слід зарядити його безпосередньо, минаючи контролер. Для цього підключіть до АКБ джерела живлення з напругою не більше 4,2 В (якщо йдеться про один елемент або акумулятор смартфона). Струм також варто обмежити до низького значення, бажано не більше 100 мА. Слідкуйте за станом акумулятора та перевіряйте, чи піднімається його напруга. Якщо він набирає ємність, то його вдасться відновити. Коли рівень заряду перевищить неприпустиму мінімальну межу, його можна буде заряджати звичайним способом.Звертаємо увагу, що літій-іонна акумуляторна батарея, що пережила глибокий розряд, втратить значну частину ємності і довгу експлуатацію не переживе. Все одно треба буде задуматися про заміну елемента.

Відновлення літій-іонних акумуляторів 18650 може бути дещо простіше, тому що зазвичай вони підключені до зовнішнього контролера, а вбудований може бути відсутнім. У такому випадку Вам слід просто підключити глибоко розряджений елемент блоку живлення. Чи не переплутайте полярності!

Крім описаного вище способу, в інтернеті можна знайти безліч способів відновити літій-іонний акумулятор, які можуть здатися трохи дикими. У більшості випадків вони небезпечні та не дієві, тому розглядати їх не будемо. Хоча про деякі з них є безліч позитивних відгуків. Наприклад, у мережі багато розмов про те, що можна помістити акумулятор у морозильну камеру на півгодини, після чого кілька хвилин його заряджати. Потім треба дати батареї природним чином зігрітися, після чого можна заряджати її штатним способом. Можливо, сильний холод впливає на напівпровідникові компоненти, які використовуються в контролері, і захист перестає перешкоджати заряду. Пари хвилин достатньо для виведення АКБ з глибокого розряду, а основний заряд слід проводити після природного нагріву. Ми такий спосіб не рекомендуємо, як і описаний спочатку найдієвіший: все на свій страх і ризик.

Що робити?

У будь-якій темі, яка стосується відновлення акумулятора будь-якого типу, можна підвести один і той же підсумок: краще не шукати спосіб відновити АКБ, а спочатку не допускати її виходу з ладу, суворо дотримуючись вимог експлуатації, до яких належать:

Заряджайте акумулятор лише якісним зарядним пристроєм. Якщо обладнання комплектується зарядним пристроєм, не варто хвилюватися. В іншому випадку слід купити відповідний прилад, а не використовувати кустарні методи.
Не допускайте глибокого розряду. Найчастіше причиною глибокого розряду є неправильне зберігання без попереднього заряду та подальшого контролю ємності. Якщо пристрій не працює, акумулятор все одно потрібно періодично заряджати.
Не допускайте зберігання та експлуатації акумулятора за дуже високої або низької температури. Несприятливе середовище є найчастішою причиною деградації елементів акумулятора.