Jak obnovit baterii 18650 po hlubokém vybití: Všechny metody obnovy lithium-iontových baterií | Užitečné DIY

V prvním případě klesla kapacita baterie a budete se s tím muset smířit. Úplná obnova baterií po hlubokém vybití není možná (to platí pro všechny Li-ion baterie: 18650, 14500, 10440, baterie mobilních telefonů atd.). Ani teoreticky je nemožné obnovit kapacitu lithiové baterie.

Snížení kapacity je naprosto normální proces. To se děje během každého cyklu nabíjení/vybíjení, bez ohledu na to, jak správně je baterie používána. Pokud se však za provozu často připouští hluboké vybíjení nebo naopak dlouhodobé dobíjení (více než 500 %), pak se může rychlost ztráty kapacity výrazně zvýšit.

Závěr: snažte se vyhnout hlubokému vybití a/nebo dlouhodobému přebíjení Li-ion baterií. Vždy používejte ochranné obvody proti nadměrnému vybití, indikátory vybití baterie a vyhrazené nabíječky, které omezují nabíjení.

Nedávné studie ukázaly, že lithiové baterie ztrácejí svou kapacitu, i když se vůbec nepoužívají. Například při běžném skladování ve skladech. Podle výzkumů ztrácí baterie ročně přibližně 4-5 % své kapacity.

Druhá situace: nechce nabíjet

Nyní se podívejme na druhý případ – baterie se nenabíjí.

K této situaci obvykle dochází, když bylo zařízení (telefon, tablet, MP3 přehrávač) delší dobu nečinné s vybitou baterií. Nebo pokud byla lithiová baterie vystavena hlubokému ochlazení.

S nabíjením takových baterií by v zásadě neměly být žádné problémy. Uvnitř každé baterie – mezi samotnou baterií a svorkami, které vidíme – je ochranný modul, který odpojí baterii od svorek, když napětí klesne pod určitou hranici. Navenek se to projevuje jako úplná absence napětí na výstupu baterie (nula voltů).

Ve skutečnosti je v tuto chvíli napětí na samotné bance zpravidla 2.4-2.8 voltů.

Všechny moderní ochranné moduly jsou navrženy tak, že i když je baterie zablokována před dalším vybitím, lze ji stále nabíjet. To se děje díky parazitní diodě zabudované ve spínači na tranzistoru s efektem pole. Zde je typické schéma modulu ochrany baterie 18650:

Protože při hlubokém vybití se sepne pouze tranzistor FET1, zatímco druhý MOSFET zůstává otevřený (prochází proud v obou směrech), nabíjecí proud tiše teče z kladného pólu baterie přes FET2, parazitní diodu uvnitř FET1 na záporný pól.

Pokud dojde k zablokování baterie z důvodu přetížení (zkrat v zátěži), ochranný modul zablokuje i tranzistor FET1. Nezáleží na tom, zda byla ochrana spuštěna nadměrným vybitím nebo zkratem. Výsledek je stejný – otevřený tranzistor FET2 a sepnutý spínač pole FET1.

Při hlubokém vybití tak ochranná deska lithium-iontové baterie nijak neruší nabíjení baterie.

Jediným problémem je, že některé nabíječky se považují za příliš chytré a když vidí, že napětí na baterii je příliš nízké (a v našem případě bude nulové), domnívají se, že nastala nějaká nepřijatelná situace a zcela odmítají vydat nabíječku proud.

To se provádí výhradně z bezpečnostních důvodů. Faktem je, že pokud dojde k vnitřnímu zkratu baterie, nabíjení se stává nebezpečným – může se přehřívat a bobtnat (s nejrůznějšími speciálními efekty jako vytékání elektrolytu, vymáčknutí krytu tabletu atd.). Pokud dojde k přerušení baterie, nabíjení je zcela zbytečné. Logika fungování takových chytrých nabíječek je tedy zcela jasná a oprávněná.

Čtěte dále a dozvíte se, jak oklamat nabíjení a obnovit funkčnost lithiové baterie po hlubokém vybití.

Jak ho donutit nabíjet?

Obnova lithium-iontových baterií po hlubokém vybití v podstatě vede k jejich návratu do normálního provozu. Musíte pochopit, že to v žádném případě nekompenzuje ztrátu kapacity (to je v zásadě nemožné).

Abychom stále přinutili příliš mazanou nabíječku nabíjet naši velmi slabou baterii, je nutné zajistit, aby napětí na ní přesáhlo určitou hranici. Zpravidla stačí 3.1-3.2 V, aby nabíječka považovala situaci za normální a umožnila nabíjení.

Napětí na baterii můžete zvýšit pouze pomocí nabíječky třetí strany (hloupější). Tomu se lidově říká „tlačení“ baterie. Chcete-li to provést, stačí připojit externí napájecí zdroj ke svorkám baterie a zároveň omezit maximální proud.

Pro naše účely postačí jakákoli nabíječka mobilních telefonů. Moderní nabíječky mají nejčastěji výstup ve formě zásuvky USB a podle toho produkují 5V. Jediné, co musíme udělat, je vybrat odpor, který omezuje nabíjecí proud.

Odpor rezistoru se vypočítá pomocí Ohmova zákona. Vezměme si nejhorší scénář – napětí na vnitřní bance lithium-iontové baterie je 2.0 Voltů (bez demontáže baterie to nezměříme, takže budeme jen předpokládat, že tomu tak je).

Pak bude rozdíl mezi napětím zdroje napájení a napětím baterie:

Vypočítejme odpor omezovacího rezistoru tak, aby nabíjecí proud nepřesáhl 50 mA (to je docela dost pro počáteční nabití a zároveň docela bezpečné):

R = 3V / 0.050A = 60 Ohm

Nyní zjistíme, kolik energie tento rezistor ztratí v případě vnitřního zkratu baterie (pak na rezistoru klesne celé napětí napájecího zdroje):

P = (5V) 2 / 60 Ohm = 0.42 W

Pro obnovení baterie 18650 po hlubokém vybití tedy vezmeme jakýkoli 5V zdroj, nejbližší vhodný odpor je 62 Ohmů (0.5W) a vše připojíme k baterii následovně:

Zdroj bude vhodný pro jiné napětí, bude stačit přepočítat odpor a výkon omezovacího rezistoru. A musíte si uvědomit, že v li-ionových ochranných obvodech se zpravidla používají tranzistory s efektem pole s nízkým napětím zdroje kolektoru, takže je nežádoucí používat napájecí zdroj s vysokým výstupním napětím.

Malé neodymové magnety pomohou zajistit spolehlivý kontakt při připojování vodičů ke svorkám baterie 18650.

Pokud nabíjení nefunguje (odpor se nezahřívá a baterie je na plné napětí ze zdroje), pak buď ochranný obvod přešel do velmi hluboké ochrany, nebo prostě selhal, nebo došlo k vnitřnímu přerušení.

Poté můžete zkusit odstranit vnější polymerový obal baterie a připojit naši improvizovanou nabíječku přímo k plechovce. Plus do plusu, mínus do mínusu. Pokud v tomto případě nedojde k nabití, je baterie přišroubována. Ale pokud tak učiníte, musíte počkat, až napětí stoupne na 3+ Volty a poté můžete nabíjet jako obvykle (standardním nabíjením).

Samozřejmě, že pomocí tohoto zařízení můžete baterii úplně nabít, ale pak budete muset čekat velmi dlouho (koneckonců, nabíjecí proud je velmi malý). Navíc v tomto případě budete muset velmi pečlivě kontrolovat napětí na bance, abyste nezmeškali okamžik, kdy se stane 4.2V. A pokud někdo neví, napětí ke konci nabíjení začne velmi rychle stoupat!

Nyní je situace jiná – rezistor se naopak znatelně zahřívá, ale na baterii je nulové napětí, což znamená, že někde uvnitř je zkrat. Vykucháme baterii, rozpájíme ochranný modul a pokusíme se nabít samotnou plechovku. Pokud to funguje, je ochranná deska vadná a musí být vyměněna. Baterii však můžete používat i bez ní.