Поскольку любая батарея (аккумулятор) является источником постоянного электрического тока, то рано или поздно заряд её неизбежно истощится. С каждой подзарядкой ёмкость её будет всё меньше и меньше. Таковы законы физики.
Можно только ненадолго продлить её работу. Рассмотрим, как восстановить литий ионный аккумулятор чтобы выиграть время, необходимое для замены батареи.
Сегодня мы поговорим о способах восстановления ЛИА
ВАЖНО. Если вы новичок в технике, то дальше, вообще, ничего не стоит читать — просто идите за новой батареей или пригласите грамотного товарища. (Кума звать не надо!).
Что такое литий-ионный аккумулятор (ЛИА)
Что он себя представляет, как работает, его характеристики и составные части — всё это важно знать для понимания процессов, возникающих при его эксплуатации, а также для того, чтобы понимать, как восстановить литий ионный аккумулятор.
Кроме того, вы узнаете о причинах возгорания, взрывоопасности, старении ЛИА. Эта информация поможет определить — что именно произошло с батареей, а также даст возможность избежать ошибок в эксплуатации.
Неправильная эксплуатация может привести к взрыву и возгоранию гаджета
Итак, — литий-ионного типа аккумуляторы (ЛИА) применяются в широком спектре различной современной техники как источник эл. энергии от мобильных телефонов до накопителей в энергетических системах.
Их основные показатели работы могут различаться в таких пределах (это зависит от их хим состава):
- Напряжение (номинал) — 3,7 В или 3,8 В;
- Напряжение максимальное — 4,23 В или 4,4 В;
- Напряжение минимальное — 2,5–2,75 В или 3,0 В;
- Количество заряд-разрядов — 600 (при потере 20% ёмкости);
- Сопротивление внутреннее 5–15 мОм/Ач;
- При нормальных условиях значение саморазряда — 3% в месяц;
- Рабочий диапазон температур — от минус 20°C до плюс 60°C, оптимальная — плюс 20°C.
- Если при зарядке ЛИА произойдёт превышение напряжения, то может произойти его возгорание. Для защиты от этого в корпус вставляется контроллер. Его функция — отключить ЛИА. (Также контролируя ток, перегрев и глубину разряда).
- Для снижения себестоимости не каждый литиевый аккумулятор снабжается контроллером (либо выполняет защиту не по всем параметрам).
ИНТЕРЕСНО:Первым изготовителем литиевых аккумуляторов стала в 1991 г. корпорация Sony.
Устройство и преимущества ЛИА
ЛИА состоит из катода (на фольге из алюминия) и анода (на фольге из меди), разделённых электролитическим сепаратором и помещённых в герметичную «банку».
На рисунке показано строение стандартного литий-ионного аккумулятора
Катод и анод присоединяются к токосъёмным клеммам.
Корпус иногда оснащён клапаном для сброса давления при аварийных моментах эксплуатации.
В литий-ионном аккумуляторе (ЛИА) заряд переносится ионом лития. Его характерной способностью является способность внедриться в кристаллическую решётку прочих материалов (в нашем случае это графит, окислы или соли металлов), образуя при этом химсвязи.
В настоящее время используются три разновидности материалов для катодов:
- Лития кобальтаты (благодаря кобальту увеличивается количество зарядноразрядных циклов, а также появляется возможность эксплуатации при пониженных температурах);
- Литий-марганец;
- Лития феррофосфат (низкая себестоимость).
- Преимущества ЛИА состоят в низком саморазряде, большом количестве циклов.
Недостатки ЛИА
Взрывоопасность аккумуляторов Li-ion в первом поколении была обоснована возникновением газообразных образований, которые приводили к замыканию между электродами. Теперь это устранено заменой анодного материала с металлического лития на графит.
Возгорание батарей было вызвано особенностью их сборки в первых поколениях
Взрывоопасность также возникала в оксиднокобальтовых ЛИА при нарушениях эксплуатации.
ЛИА на литиевоферрофосфатной основе полностью лишены подобного недостатка.
ВАЖНО. Разрядка ЛИА при низких температурах (особенно повторная) приводит к снижению энергии на отдачу до десятков процентов. Кроме того, ЛИА «остро» реагируют на температуру при зарядке: оптимальная — +20 °C, а +5 °C — уже не рекомендована.
Эффект памяти
Исследования подтвердили существование эффекта памяти в ЛИА. Но суть состоит в его принципиальном наличии, а не в его влиянии на работу в целом.
Объяснение этого процесса звучит так: работа батареи заключается в периодическом высвобождении и захвате литиевых ионов и этот процесс при неполной зарядке ухудшается из-за нарушения микроструктуры электрода.
ВАЖНО. Специалистами выделены два правила продления службы ЛИА:
- Недопущение полного разряда;
- Не заряжать вблизи источников тепла.
Старение
ЛИА стареют даже вне эксплуатации. Двадцать процентов ёмкости теряются уже через два года. Не следует покупать их «в стол». Смотреть при покупке на дату производства.
Низкие температуры и мощность
До пятидесяти процентов мощности батарей теряется при температуре эксплуатации ниже 0 °C.
При эксплуатации в низких температурах батарея быстро разряжается
Самовозгорание
ЛИА склонны к самовозгоранию. При термическом разгоне неисправного (повреждённого) аккумулятора выделяются вещества ускоряющие его саморазогрев (кислород плюс горючие газы). Поэтому гореть он способен и при отсутствии воздуха.
Для тушения в таких случаях предусмотреть понижение температуры и предотвращать распространение огня.
Приступаем к восстановлению
После того как вам уже известна из вышеизложенного «физика» и «химия» работы ЛИА и его начинка, вы сможете самостоятельно выбрать один из способов для лечения своей батареи, а также оценить «разумность» нижеприведённых методов.
Избавляемся от газов
Нам уже известно, что при неправильной эксплуатации внутри «банки» могут образовываться газообразные вещества.
Суть этого способа состоит в том, что от них нужно избавиться. Для этого сначала снимают верхний блок (контроллер), потом прокалывают обнаруженный колпачок, а затем прижимают к твёрдой поверхности каким-то прессом для высвобождения газов.
После этого заклеивают отверстие эпоксидной смолой и возвращают на место контроллер.
Но перед тем как оживить аккумулятор телефона таким образом помните об ожидаемых опасностях этого способа:
- Повреждение устройства чрезмерным воздействием;
- Повреждение электроники под колпачком;
- Возможность взрыва (самовозгорания) при замыкании катода с анодом.
Демонтировав контроллер, вы сможете выпустить накопившиеся внутри батареи газы
Кратковременный «возврат» ёмкости
Ненадолго оживить батарею можно если провести «оживление» с помощью блока питания на 5–12 Вольт, резистора от 330 до 1000 Ом и мощностью не менее 500 мВт.
Для этого контакты блока питания соединяют с контактами ЛИА: минус к минусу, а плюс к плюсу через резистор, полярность которого проверяется мультиметром. Время потребления — не более двух-трёх минут.
Обратите внимание, что параметры подаваемого тока должны соответствовать требуемым, а вольтметром или тестером контролируйте напряжение.
Используем холодильник
Следуя этому нехитрому способу, восстановление аккумулятора проводится так:
извлечённый из смартфона аккумулятор нужно поместить в холодильник на время от двадцати до тридцати минут, предварительно поместив в полиэтиленовый пакетик. Затем подключить на одну минуту к зарядке, а потом подождать пока он не прогреется до температуры помещения.
Якобы после этих манипуляций его можно будет использовать как обычно.
Способ заряд-разряд
Этот метод нужно было бы назвать способом реанимации аккумулятора для школьника пятого класса.
По мнению популяризаторов этого «прикола» «привести в чувство» батарею телефона можно путём «несколькократного» (количество раз не указывается) стопроцентного заряда и последующего полного разряда батареи. Для разряда советуют воспользоваться какой-либо ресурсоёмкой игрой или утилитой AnTuTu, каждый раз для этого извлекая и вставляя обратно в мобильник.
Остаётся непонятным каким образом батарея будет заряжаться несколько раз до 100 процентов если она уже находится в нерабочем состоянии?
«Дикий» метод восстановления
Заключается этот «манёвр» в том, что после снятия защитного контроллера нужно замкнуть между собой каким-либо металлическим предметом выводящиеся клеммы-токосниматели. После этого контроллер возвращается на место.
При этом добавляется ещё один многозначительный момент — в начале процедуры почему-то нужно отклеить наклеечку с техническими характеристиками ЛИА. Вот уж поистине «танцы с бубном»!
Раскачиваем ЛИА, отключённый контроллером
Для предотвращения глубокого разряда литий ионные аккумуляторы снабжены контроллером, который погружает его в «отключку». В таком случае при замере напряжения на его клеммах перед контроллером — можно обнаружить значение около 2,5 вольт. Значит, батарея ещё жива!
Для этого сначала отключается (отпаивается) схема защиты.
«Банка» подключается к универсальному устройству для заряда-разряда (например, Turnigy Accucell 6). При этом прибор сам отслеживает процесс и восстановление проходит под его контролем.
Реанимация ЛИА проходит под управлением специального устройства
Кнопкой «TYPE» выбирается программа заряда «Li-Po», ведь наш ЛИА на 3,7V.
С помощью коротких нажатий «СТАРТ» выбираются параметры заряда. Для Li-ion — значение 3,6 V, для Li-pol — 3,7 V.
Нужно выбрать для параметра значение «AUTO», так как в нашем случае заряд не начнётся из-за низкого заряда батареи.
Ток заряда нужно устанавливать на уровне десяти процентов от ёмкости аккумулятора (в нашем случае 150 mA). Значение устанавливается кнопками «+» и «-».
При достижении заряда в батарее 4.2 V устройство будет переведено в режим стабилизации напряжения, а по завершении процесса раздастся звуковой сигнал, а на дисплее будет сообщение «FULL».
И напоследок видео о том, как не нужно восстанавливать батареи
Замечания по технике безопасности
Перед тем как восстановить литий-ионный аккумулятор вы должны вспомнить о нижеприведённых правилах:
- Нельзя оставлять проблемный ЛИА при проведении ремонта без присмотра. Спонтанное возгорание — это не угроза, а реальный факт.
- Необходимо периодически контролировать температуру аккумулятора телефона выносной термопарой, можно электронным термометром или хотя бы рукой. Если поверхность показалась горячей, а не тёплой, нужно немедленно прекратить ремонт.
- Не используйте высокие токи для зарядки. Возможный допустимый максимум — это 50 мА. Рассчитывается такой параметр путём деления напряжения питания БП на ёмкость резистора. Например, при 12 В и 500 Ом — это будет 24 мА.
- Вместо резистора допустимо использование стандартного 80-мм вентилятора для компьютера.
Помните, что приведённые способы не дают стопроцентного результата, а ответственность в любом случае лежит на вас самих. Особенно это касается гуманитариев.
Не переоценивайте свои знания и возможности. Лучше лишний раз посоветуйтесь со знающими людьми.
А своим опытом делитесь с друзьями и пишите в комментариях.
