Восстановление аккумулятора 18650 после глубокого разряда
Группа литиевых аккумуляторов цилиндрической формы, напоминающих пальчиковый стандарт, классифицируют как форм фактор 18650. Стандартная длина цилиндра 66,5 мм, диаметр 18 мм. Так выглядят литиевые элементы трех групп – литий-кобальтовые, литий-марганцевые и литий-феррофосфатные. Элементы отличаются по емкости и напряжению, но имеют общий принцип действия. Это позволяет использовать общую технологию восстановления аккумуляторов 18650. Рассмотрим случаи реанимации литиевых АКБ после глубокого разряда и возвращение емкости.
Содержание
- 1 Восстановление 18650 аккумуляторов после глубокого разряда
- 2 Восстановление емкости аккумулятора 18650
- 3 Подведем итог
Восстановление 18650 аккумуляторов после глубокого разряда
Литий-ионные аккумуляторы не терпят глубокий разряд. Несмотря на остаток в 2,4 – 2,8 В, восстановить работоспособность батареи простой зарядкой невозможно.
Защитное отключение банки от клемм при глубоком разряде предусмотрено для безопасности. Но оно разрывает цепь, когда элемент еще можно зарядить. Поэтому выходное напряжение 0 будет одинаковым, при коротком замыкании внутри банки и заряде, меньше неснижаемого минимума.
Но паразитный диод MOSFET, встроенный в ключ транзистор FET1 позволяет вести зарядку аккумулятора в любом случае. Ноль на выходе становится препятствием для активации зарядного устройства. Необходимо создать условия для изменения сигнала, на приемлемый – напряжение 3,1 – 3,2 В. Только тогда возможно восстановление функций АКБ 18650.
Поднять напряжение в аккумуляторе до приемлемого на сленге специалистов называется «толкнуть». Зарядное устройство для сотового телефона преобразует сетевой ток, на выходе в гнезде USB – 5В. Ток заряда необходимо ограничить резистором, рассчитав сопротивление.
Собрать предлагаемую схему и зарядить АКБ до 3,2 В.
Дальнейшая зарядка должна идти обычным способом.
Оставлять «толкач» без надзора нельзя, бесконтрольная зарядка выше 4,2 В губительна для аккумулятора.
Возможно, резистор не греется, напряжение на аккумуляторе не растет. Вывод – внутри корпуса произошел обрыв, или заряд снизился глубже предполагаемого уровня.
Экстремальный способ восстановления 18650 после глубокого разряда – снять оболочку с аккумулятора и подключиться к корпусу, на вход и выход, не перепутав полярность. Если зарядка началась, хорошо. Нет – аккумулятор на утилизацию. Туда же его придется направить, если транзистор греется, а напряжение не растет – сигнал внутреннего замыкания. Теперь можно снять защитный медальон и повторить зарядку. Получилось? Значит, подвела плата защиты, а сам элемент еще поработает.
Предлагаем посмотреть видео по теме.
Восстановление емкости аккумулятора 18650
Емкость аккумулятора зависит от способности внутренних компонентов принимать заряд, путем электрохимической реакции.
Но в процессе использования элемента происходит недозаряд и переразряд, реакция идет при высокой или низкой температуре. Сложный состав элементов, участвующих в реакции теряет равновесность. Одновременно параллельно идут паразитные реакции. Они связывают активное вещество, выводя его из электрохимического процесса. Концентрация активных частиц снижается, аккумулятор принимает меньший заряд. Это приводит к уменьшению емкости.
Литиевые батареи очень активны, в нерабочий период саморазряд с паразитными реакциями продолжается, батарея теряет емкость. Поэтому на хранении контроль состояния батареи, ее подзарядка обязательны.
Потерянная емкость любых литиевых батарей, в том числе и форм фактор 18650 восстановлению не подлежит. Разложившиеся соли лития невозможно реанимировать.
Подведем итог
Литий-ионные аккумуляторы обладают отличной мощностью и напряжением на клеммах. Не имеют эффекта памяти, быстро заряжаются. Но устройства требовательны к условиям эксплуатации. Они теряют емкость при хранении, не работают на холоде.
Чтобы прибор работал без сбоев, нужно точно следовать условиям эксплуатации.
Восстановление аккумулятора 18650
Как восстановить гаджет после глубокого разряда аккумулятора – Хайтек
Владельцы смартфонов, планшетов и ноутбуков нередко жалуются, что устройство перестало заряжаться. Основная причина такой неисправности — глубокий разряд аккумулятора. Как своими силами восстановить уснувшую батарею и вернуть гаджету работоспособность?
Когда возникает глубокая разрядка
Обычная разрядка смартфона или планшета считается безопасной для современных литий-ионных (Li-Ion) или литий-полимерных (Li-Poly) аккумуляторов. Главное — поскорее зарядить устройство. Если владелец забудет это сделать и оставит разряженный «в ноль» гаджет на несколько дней, может возникнуть неприятный эффект глубокого разряда.
Обычно при полном разряде устройство всегда оставляет
небольшой запас энергии для поддержания работоспособности. Например, смартфон
автоматически выключится, если его батарея опустеет на 96-97%.
Несколько
повторных включений без подзарядки способны снизить неприкосновенный запас до
нуля.
Эффект глубокого разряда возникает, когда устройство автоматически выключилось на уровне индикации батареи 0%-1% и затем пролежало в таком состоянии несколько дней без зарядки. В результате контроллер внутри аккумулятора отключает электронную схему разрядившейся батареи.
Чтобы продлить срок службы аккумулятора, следует поддерживать уровень заряда в диапазоне от 20% до 80%. Постоянный частичный заряд увеличивает жизнь батареи примерно в два раза. Регулярный разряд до нуля и зарядка до 100% сокращают срок службы.По замыслу разработчиков, такой спящий аккумулятор должен заработать сразу после подключения зарядного устройства. На практике батарея часто не желает просыпаться, экран гаджета может демонстрировать значок полного разряда, а смартфон или планшет отказываются заряжаться.
Как реанимировать разрядившийся гаджет
Если устройство отказывается включаться после глубокой
разрядки, его работоспособность вполне можно восстановить самостоятельно, без привлечения
специализированного сервиса.
Сначала эксперты советуют подключить разряженный смартфон или планшет к родной зарядке и оставить на несколько часов. Аккумулятор продолжительное время обслуживается минимальным зарядным током, после чего его работоспособность обычно восстанавливается до допустимых показателей, начинается нормальная зарядка.
Если данный способ не помогает, следует несколько раз подряд принудительно перезагрузить устройство с включенной в розетку зарядкой. На смартфонах и планшетах разных марок варианты жесткой перезагрузки сильно отличаются, поэтому желательно найти соответствующую инструкцию. Например, на большинстве планшетов нужно одновременно нажать кнопку включения и клавиши громкости.
Еще один способ — подать на аккумулятор повышенное
напряжение от специального источника питания. Подзарядка высокими токами для
восстановления чаще всего используется работниками сервисов, однако если
подходящий источник есть дома, можно попробовать на свой страх и риск.
Для защиты гаджета от усиленного тока лучше вскрыть корпус и отсоединить батарею от устройства. Обычно это реально сделать на недорогих устройствах. После этого нужно определить полярность клемм на батарее и подать повышенное напряжение с помощью любого недорого адаптера.
Ученые могут восстановить срок службы разряженной литиевой батареи
Главная Новости открытого доступа Новости исследований и инноваций Ученые могут восстановить срок службы разряженной литиевой батареи
Исследователи нашли способ оживить перезаряжаемые литиевые батареи, потенциально повышая емкость батарей следующего поколения к своим электродам в научном эксперименте, что дает возможность повторно подключить батареи и продлить их действие.
Исследователи из Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики и Стэнфордского университета, возможно, нашли способ восстановить срок службы батарей в электронных устройствах следующего поколения, что дает надежду на создание более прочных и долговечных батарей для электроники будущего.
Их дополнительные исследования замедлили износ их тестовой батареи и увеличили срок ее службы почти на 30%.
Стэнфордский постдокторант Фан Лю, ведущий автор исследования, сказал: «В настоящее время мы изучаем потенциальное восстановление потерянной емкости в литий-ионных батареях с использованием чрезвычайно быстрой стадии разрядки».
Островки неактивного лития «ползут, как черви», чтобы снова соединиться
Имея большой рынок перезаряжаемых, легких аккумуляторов с более длительным сроком службы, а также аккумуляторов с повышенной безопасностью и более высокой скоростью зарядки, исследователи выходят за рамки текущих доступная литий-ионная технология. Эта литий-ионная батарея в настоящее время питает большинство сотовых телефонов, ноутбуков и электромобилей.
Ориентируясь на разработку литий-металлических аккумуляторов, которые могут хранить больше энергии на единицу объема или веса, например, в электромобилях, эти аккумуляторы следующего поколения могут увеличить пробег на одном заряде и, возможно, занимать меньше места в багажнике автомобиля.
также.
Оба типа батарей используют положительно заряженные ионы лития, которые перемещаются между электродами. Со временем часть металлического лития становится электрохимически неактивной, образуя изолированные островки лития, которые больше не могут соединяться с электродами. Эта потеря емкости представляет собой особую проблему для литий-металлических технологий и для быстрой зарядки литий-ионных аккумуляторов.
Однако в новом исследовании, опубликованном в Nature , исследователи продемонстрировали, что они могут восстановить изолированный литий на своих электродах, чтобы потенциально продлить срок службы батареи.
Йи Цуй, профессор Стэнфордского университета и SLAC и исследователь Стэнфордского института исследований материалов и энергии (SIMES), который руководил исследованием, сказал: «Я всегда думал об изолированном литии как о чем-то плохом, поскольку он вызывает разложение батарей и даже загореться. Но мы обнаружили, как электрически воссоединить этот «мертвый» литий с отрицательным электродом, чтобы реактивировать его».
Не умер, просто спит?
Идея была вдохновлена предположением Цюя о том, что приложение напряжения к катоду и аноду батареи может заставить изолированный островок лития физически перемещаться между электродами. Это процесс, который исследователи подтвердили своими экспериментами.
Они изобрели оптическую ячейку с катодом из лития-никеля-марганца-оксида кобальта (NMC), литиевым анодом и изолированным литиевым островком между ними, что позволяет им отслеживать, что происходит внутри батареи, когда она используется.
Их выводы заключались в том, что изолированный литиевый остров на самом деле не был «мертвым», как предполагалось, а вместо этого реагировал на работу батареи. При зарядке элемента островок медленно двигался к катоду, а при разряде, наоборот, полз в противоположном направлении.
Цуй добавил: «Это похоже на очень медленного червя, который выдвигает голову вперед и втягивает хвост, чтобы двигаться нанометр за нанометром. В этом случае он транспортируется, растворяясь на одном конце и откладывая материал на другом конце.
«Если мы сможем поддерживать движение литиевого червяка, он в конечном итоге коснется анода и восстановит электрическое соединение».
Ученые подтвердили результаты эксперимента с другими тестовыми батареями и с помощью компьютерного моделирования также продемонстрировали, как можно восстановить изолированный литий в реальной батарее, изменив протокол зарядки.
Лю добавил: «Мы обнаружили, что можем перемещать отделенный литий к аноду во время разряда, и эти движения происходят быстрее при более высоких токах. Поэтому мы добавили этап быстрой разрядки сильным током сразу после зарядки аккумулятора, который переместил изолированный литий достаточно далеко, чтобы снова соединить его с анодом. Это реактивирует литий, чтобы он мог участвовать в жизни батареи».
«Наши результаты также имеют большое значение для проектирования и разработки более надежных литий-металлических аккумуляторов».
Соответствующие академические статьи
Следите за правительством открытого доступа
Отчеты о последних исследованиях
Электронные книги о последних исследованиях
Островки неактивного лития ползут, как черви, чтобы воссоединиться со своими электродами, восстанавливая емкость и срок службы батареи — ScienceDaily’s National Accelerator в Департаменте энергетики Исследователи Лаборатория и Стэнфордский университет, возможно, нашли способ оживить перезаряжаемые литиевые батареи, потенциально увеличивая ассортимент электромобилей и срок службы батарей в электронных устройствах следующего поколения.
По мере цикла литиевых батарей в них накапливаются маленькие островки неактивного лития, которые отрезаны от электродов, уменьшая способность батареи сохранять заряд. Но исследовательская группа обнаружила, что они могут заставить этот «мертвый» литий ползти, как червяк, к одному из электродов, пока он снова не соединится, частично обратив нежелательный процесс вспять.
Добавление этого дополнительного шага замедлило износ их тестовой батареи и увеличило срок ее службы почти на 30%.
«Сейчас мы изучаем возможность восстановления потерянной емкости литий-ионных аккумуляторов с помощью чрезвычайно быстрой стадии разрядки», — сказал постдокторант из Стэнфорда Фан Лю, ведущий автор исследования, опубликованного 22 декабря в 9.0028 Природа
Потеря соединения
Большое количество исследований направлено на поиск способов изготовления перезаряжаемых аккумуляторов с меньшим весом, более длительным сроком службы, повышенной безопасностью и более высокой скоростью зарядки, чем литий-ионная технология, используемая в настоящее время в мобильных телефонах, ноутбуках и электромобилях.
. Особое внимание уделяется разработке литий-металлических батарей, которые могут хранить больше энергии на единицу объема или веса. Например, в электромобилях эти батареи следующего поколения могут увеличить пробег на одном заряде и, возможно, занимать меньше места в багажнике.
Оба типа батарей используют положительно заряженные ионы лития, которые перемещаются между электродами. Со временем часть металлического лития становится электрохимически неактивной, образуя изолированные островки лития, которые больше не соединяются с электродами. Это приводит к потере емкости и представляет собой особую проблему для литий-металлических технологий и для быстрой зарядки литий-ионных аккумуляторов.
Однако в новом исследовании исследователи продемонстрировали, что они могут мобилизовать и восстановить изолированный литий, чтобы продлить срок службы батареи.
«Я всегда думал, что изолированный литий — это плохо, так как он вызывает разложение батарей и даже возгорание», — сказал И Цуй, профессор Стэнфордского университета и SLAC и исследователь Стэнфордского института исследований материалов и энергии (SIMES), который руководил исследованием.
«Но мы обнаружили, как электрически воссоединить этот «мертвый» литий с отрицательным электродом, чтобы реактивировать его».
Ползучая, а не мертвая
Идея исследования родилась, когда Цуй предположил, что приложение напряжения к катоду и аноду батареи может заставить изолированный островок лития физически перемещаться между электродами — процесс, который его команда уже знает. подтверждены их экспериментами.
Ученые изготовили оптическую ячейку с катодом из лития, никеля, марганца, оксида кобальта (NMC), литиевым анодом и изолированным островком лития между ними. Это тестовое устройство позволило им отслеживать в режиме реального времени, что происходит внутри батареи во время ее использования.
Они обнаружили, что изолированный литиевый остров вовсе не был «мертвым», а реагировал на работу батареи. При зарядке элемента островок медленно приближался к катоду; при разрядке он полз в обратную сторону.
«Это похоже на очень медленного червя, который выдвигает голову вперед и втягивает хвост, чтобы двигаться нанометр за нанометром», — сказал Цуй.
Увеличение срока службы
Результаты, подтвержденные учеными с помощью других тестовых аккумуляторов и с помощью компьютерного моделирования, также демонстрируют, как можно восстановить изолированный литий в реальном аккумуляторе путем изменения протокола зарядки.
«Мы обнаружили, что можем перемещать отделенный литий к аноду во время разряда, и эти движения происходят быстрее при более высоких токах», — сказал Лю. «Поэтому мы добавили быстрый этап сильноточной разрядки сразу после зарядки аккумулятора, который переместил изолированный литий достаточно далеко, чтобы снова соединить его с анодом. Это повторно активирует литий, чтобы он мог участвовать в сроке службы аккумулятора».
Она добавила: «Наши результаты также имеют большое значение для проектирования и разработки более надежных литий-металлических батарей».
