Lityum İyon Pillerin Geri Kazanılması: 8 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Benim gibiyseniz, her zaman para biriktirmek, tamir etmek veya ilginç görünen bir şeyi bozmak için bir bahane arıyorsunuz. Yukarıdakilerin hepsini tatmin etmenin bir yolunu buldum! Lityum iyon pillere karşı bir ilgim var. Tüm şekil ve boyutlarda gelirler, enerji yoğundurlar (çok fazla enerji tutarlar), NiCad veya NiMH pillerden daha yüksek voltaja sahiptirler ve yüksek amper çekimlerine dayanabilirler. Ayrıca, bir 'hafıza' geliştirmezler veya kendi kendine deşarjları yüksek değildir, böylece onları uzun süre saklayabilirsiniz. Son olarak, kendilerini çok hücreli konfigürasyonlara ödünç verirler. Daha da iyisi, her yerdeler ve ücretsiz olarak elde edilebilirler. Bu derste size lityum iyon pilleri nasıl bulacağınız, çıkaracağınız ve kurtaracağınız konusunda hızlandırılmış bir kurs vereceğim, o halde başlayalım! Aşağıda kullandığım bazı araç ve öğeler için bağlantılar var!

iMax B6 LiPo şarj cihazı:

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

Zanflare C4 şarj cihazı/analizörü:

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

4S pil yönetimi/koruma kartı:

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

Aletler:

Spudger/gözetleme aracı kiti

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

Düz kesiciler

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

Yan kesiciler

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

Maket bıçağı

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

Adım 1: Lityum İyon Pil 101

Dediğim gibi, şarj edilebilir lityum iyon piller her yerde! Bu pilleri ucuz hale getiren şey budur, çünkü insanlar bozulan veya çalışmayı durduran eski elektronik cihazları atmaya eğilimlidir, ancak pili içeride bırakır. Ben genellikle benimkini ikinci el mağazasından kuruşlara alırım ya da insanların verdiği ya da kırıldığı ve bilim için bağışladığı eski oyuncaklardan alırım. Aranacak olanlar şunlardır: el cihazları, cep telefonları, dijital kameralar veya video kameralar, taşınabilir DVD veya video oynatıcılar ve kişisel favorim dizüstü bilgisayar pilleri. Lityum kobalt oksit (ICR tipi), lityum demir fosfat veya LiFePO4 (bunların sık sık atıldığını görmezsiniz), lityum manganez oksit (IMR) gibi şarj edilebilir lityum iyon hücrelerle ilişkili farklı kimyalar vardır. lityum manganez nikel (INR) ve lityum nikel manganez kobalt oksit (NCA veya hibrit). Bulacağınız EN yaygın olanı ICR tipi lityum kobalt oksittir. Enerji yoğunluğu ve güç için en iyisidir, ancak ortalama ila düşük deşarj akımı ve sıcaklık eşiğine sahiptir. Bunlar için maksimum deşarj akımı, kapasiteye eşit veya en az iki katıdır. Ayrıca, diğer türlere göre daha az kararlıdırlar (okuyun: tehlikeli) ve bir tür koruma devresine sahip olmaları gerekir. Şimdi, lityum iyon pilleri, lityum iyon polimer pillerle veya LiPo pillerle karıştırmayalım. LiPo pillerde elektrolit, anot ve katot, pozitif ve negatif terminaller polimer torbalarda bulunur. İç kimya, lityum iyon hücrelere benzer. Cihaza bağlı olarak, pilin şekli veya boyutu farklı olacaktır, ancak genellikle cep telefonları veya kompakt cihazlar için dikdörtgen ve incedir veya 18650 (dizüstü bilgisayar pillerinde yaygın olarak bulunur) veya kameralar veya video kameralar için kambur paketlerde ortak olan 18500 gibi silindiriktir.

Merak ettiyseniz, pilin adı boyutlarını içerir. "18650", pilin 18 mm çapında ve 65 mm uzunluğunda olduğu anlamına gelir. "0" sadece takılıyor. Türü veya boyutu ne olursa olsun, bunlar tek bir hücreye veya birden çok hücreye sahip olabilir. Birden çok hücre ya seri, ya paralel ya da her ikisinin karışımıdır. Küçük pillerin bile içinde seri veya seri/paralel bağlı iki küçük hücre olabilir. Bunun nedeni, bazı cihazların tek bir hücrenin sağlayabileceğinden daha fazla voltaj ihtiyacına sahip olması veya kapasite eklemesidir. Seri bağlantılar voltajı, paralel bağlantılar ise paketin kapasitesini artırır. NiMH veya NiCad pillerden farklı olarak, lityum iyon pil paketlerinde, IC'lerden ve MOSFET'lerden veya akımı, voltajı düzenleyen, kısa devreleri, ters polariteyi ve sıcaklığı tespit eden dirençlerden oluşan bir pil yönetim sistemi gibi bir tür koruma cihazı bulunur. Bazıları, birden fazla hücre varsa, hücreleri dengeleme işlevine sahiptir. Neden buna ihtiyaçları var? Bunun nedeni, lityum pilin kimyasının onu aşırı şarja, aşırı deşarja (voltaj çok düşene kadar boşaltma), kısa devreye ve hatta aşırı sıcaklığa duyarlı hale getirmesidir. Bunlardan herhangi biri hücreye zarar verebilir veya daha kötüsü yangına neden olabilir. Seri bağlı çok hücreli piller, her bir hücrenin diğer hücrelerle aynı miktarda akım ve voltaj almasını sağlayan denge işlevine ihtiyaç duyar. Bir hücre diğerinden daha fazla şarj alırsa, daha hızlı yıpranabilir veya hasar görebilir. Paketin kapasitesi de azalır. Bu tür piller ayrıca NiMH veya NiCad'lerin gerektirmediği özel şarj prosedürleri gerektirir. Daha sonra daha fazlası!

Adım 2: Güvenlik

Pil paketlerini incelemeye başlamadan önce, lityum iyon hücrelere özgü bazı güvenlik öğelerine değinmek istiyorum. RC ile ilgileniyorsanız ve elektrikli araçlarınız varsa ve LiPo pillerle ilgili deneyiminiz varsa, bunu atlayabilirsiniz, ancak değilse, lityum iyon pillerle uğraşmanın tehlikeli olabileceğini anlamak önemlidir. Bunu zor yoldan öğrendim!

Niye ya? Kimyaları nedeniyle, tek bir 18650 hücre çok fazla enerji tutar. 6 veya daha fazlasını birbirine bağlayın ve çok fazla depolanmış enerjiniz var. Kısa devre, aşırı şarjlı veya düşük şarjlı veya aşırı deşarj olmuşlarsa güvenlik değerlendirmesi gelir, en yaygın lityum pil türü ısınır, şişer ve patlayabilir veya çok ısınmasından yangına neden olabilir, ki biz bunu yapmayız. istemiyorum.

Bunu önlemenin yolu, bunları doğru şekilde kullanmak ve şarj etmektir. Tüm lityum iyon pil takımlarının veya tekli pillerin çoğunda, hücreyi aşırı şarj, kısa devre veya aşırı deşarjdan korumak için bir tür koruma devresi bulunur. Çok hücreli paketler, şarj akımını ve voltajını her hücrede izleyen ve dağıtan ve her birinin aynı miktarda akım ve voltajla şarj edilmesini sağlayan bir denge işlevine sahip pil yönetim sistemi adı verilen ek bir özelliğe sahiptir. Bununla birlikte, tek hücreler için veya bir denge şarj cihazı gibi bir pakette birden fazla hücreyi destekleyen uygun bir şarj cihazı kullanmanız gerekir. Başka bir şarj cihazının kullanılması, lityum iyon hücrelerin aşırı şarj olmasına ve yangına neden olabilir.

Adım 3: Araçlar

Hücreleri ayıklamak oldukça basittir. Bazı temel araçlara ihtiyacınız var, bu yüzden işte gerekli olanlar:

Düz uçlu tornavidalar. Çeşitli boyutlara sahip olmak iyidir, ancak genellikle ihtiyacınız olan tek şey 3 mm (1/8") ila 5 mm (veya 1/4") arasıdır. Küçük alanlara sığmayacak kadar büyük oldukları için daha kalın bıçaklardan kaçının.

Spudger (isteğe bağlı). Kasaları ayırmak için sağlam metal veya güçlü plastik.

Yan kesiciler veya gömme kesiciler. Tırnakları veya telleri kesmek veya pil kutusunu açmak için. Her ikisi de çalışır, ancak gömme kesicilerimi seviyorum çünkü küçük alanlara daha iyi giriyorlar.

Maket bıçağı. Bir spudger'dan daha iyi çalışır, ancak daha tehlikelidir! Parmaklarıma ve ellerime bunu nasıl bildiğimi sorun 8)

Multimetre. Bunun için bir Fluke'a veya süslü bir şeye ihtiyacınız yok. Sadece kurtarılabilir olup olmadıklarını görmek için hücre voltajını ölçmek içindir.

Eldivenler (isteğe bağlı). İsteğe bağlı diyorum çünkü bu görev için pratik eldivenler muhtemelen keskin bir tornavida bıçağını veya bir eklemden yüksek hızda kayan maket bıçağı bıçağını durdurmaz.

İhtiyacınız olan tüm araçlar bunlar!

Adım 4: Yapısızlaştırma

Piliniz, aletleriniz var ve şimdi kazma zamanı. Bu eğitimde iki pil paketini ayırıyorum. Biri, HP Pavilion Dv 5 ila Dv 6 serisi dizüstü bilgisayar için genel 6 hücreli bir paket ve 7,4 volt ve 1500 mAh değerinde eski bir (2004 eski) dijital kamera paketidir. Sanırım içinde iki hücre var ama öğreneceğiz.

Pilin tipine bağlı olarak, temel tasarım hemen hemen aynı olacaktır; yalıtım veya yastıklama için bir astar (köpük, silastik, bant veya kağıt), hücre(ler) içeren plastik bir dış muhafazadan oluşur. koruma cihazı/kartı, kablolar, tırnaklar veya kablolar ve tırnaklar gibi dahili bağlantıları ile. Bu arada, jenerik (dizüstü bilgisayar pili gibi) ve orijinal OEM (kamera pili gibi) arasında yapı bakımından çok az veya hiç fark olmadığını fark ettim. Bazen kasa kaynaklı veya yapıştırılmış, ancak diğer zamanlarda sadece tırnaklarla bir arada tutuluyor. Üreticinin hangi yöntemi kullandığını hızlı bir şekilde öğreneceksiniz. OEM piller genellikle yapıştırılır/kaynaklanır ve daha ucuz olanlar yapıştırılır veya kırpılır.

İlk önce maket bıçağıyla kasanın köşelerinden başlamayı seviyorum. İki kasa yarısı arasındaki dikişi bulun. Bıçağı kenar boyunca yerleştirin. Kasaya yerleştirmek için ileri geri sallayın. Batması gerekir, bu yüzden çok derine inmemeye ve hücreleri kesmemeye veya bir şeyi kısaltmamaya dikkat edin. Bir kez çalıştırıp küçük bir boşluk açtıktan sonra, tornavidayı kullanma zamanı. Boşluğu çevirerek daha da açmak için daha küçük tornavidayı kullanın. Daha fazla açtıktan sonra, daha büyük tornavidayı alın ve tekrarlayın. Kasada büyük kırışıklıklar almaya başlamalısınız. Tornavidayı, ilerledikçe bükerek kasanın dikiş yerinden yukarı doğru hareket ettirin. Hiçbir yere varamıyorsanız, bıçağa geri dönün ve ilk adımı tekrarlayın. Burada dikkatli olmanızı hatırlatmama gerek yok sanırım.

Sıkışırsanız, çekiç kullanma veya Dremel aletinizi kesme diskiyle kırma dürtüsüne karşı koyun. Benim gibi ve sabırsızsan, çok dikkatli ol! Piller kesilmekten hoşlanmazlar. Bilginize, benimkini hiç kullanmak zorunda kalmadım.

Tornavidayı dikiş boyunca çalıştırmaya devam edin ve kasanın yarısını ayırın. Tornavidayı çalıştırırken yarıların açık kalmasını sağlamak için burada kama olarak sağlam bir spudger kullanabilirsiniz. Sabırlı ol! Senden önce vazgeçecek! Onunla fiziksel olmaktan korkma. Gerekirse kasayı ayırın ve içindeki güzellikleri kazın.

Adım 5: İçeridesiniz

Biraz uğraştıktan sonra, kasayı tamamen veya büyük ölçüde ayırmalısınız ve içindeki güzellikleri görebilirsiniz! Bu, diğer eğlenceli kısım, içinde ne olduğunu bulmak.

İki pilim silindirik hücrelere sahip, ancak farkı görebilmeniz için düz bir pil ekleyeceğim.

Dizüstü bilgisayar paketinde oldukça iyi Moli Energy (şimdi E-One olarak adlandırılıyor) marka ICR-18650J hücreleri var. Bunlar, bir zamanlar Kanada'da (şimdi Tayvan'da) bulunan, ancak çeşitli cihazlarda bulunan daha az bilinen bir markadır. Veri sayfasını kontrol ettim ve 2400 mAh kapasiteye sahipler ve maksimum 4000 mA deşarj akımı, 4,2 volt tam şarj ve 3,75 volt nominal şarj ve 3 volt boş olarak derecelendirildiler. Diğer paket, plastik kaplamalı kağıda sarılmış bazı gizemli hücreler içeriyor, ancak onları ölçtüm ve 49 mm uzunluğunda ve 18 mm genişliğinde çıktılar. Sanırım 18500 boyutlu lityum iyon hücreler. Pil kutusu, onlar için 1500 mAh ve 7.4 volt dedi, yani seri olarak iki hücre var. Bu bir OEM paketi olduğu için kaliteli hücreler olduklarını hayal ediyorum, ama kim bilir?

Kasanın içinde aynı temel özelliklere sahibiz. Her ikisinde de koruma ve denge devrelerinden oluşan bir pil yönetim panosu bulunur. Dizüstü bilgisayar pili, pilin sıcaklığını izlemek için bir termistör olan başka bir önemli özellik ekler. Bunlar maksimum kapasite ve düşük drenaj için tasarlanmıştır, bu nedenle diğer bazı koruma devrelerinde olduğu gibi ağır hizmet tipi bileşenler bulamazsınız.

Pillerin düzenine bakıldığında, dizüstü bilgisayar pilinin seri/paralel düzenlemede 6 hücresi vardır, yani 11.1 volt üretmek için seri olarak 3 hücre ve kapasiteyi ikiye katlamak için 4800 mAh'ye paralel 2 hücre. Kamera pili seri olarak 2 hücreye sahiptir, bu nedenle kapasite aynıdır, ancak voltaj iki katına çıkar.

Hücreleri bağlı tutmak sorun olmasa da, şarj etmek ve analiz etmek için onları ayırmak isteyeceksiniz. Pil paketlerindeki lityum hücreler her zaman pozitif ve negatif terminalleri birbirine bağlayan nokta kaynaklı tırnaklarla bağlanır ve bunları keserken dikkatli olmanız gerekir. Hücreler arasındaki tırnakları dikkatlice kesmek ve terminaller arasında kısa devre yapmaktan kaçınmak için yan kesicileri veya düz kesicileri kullanın. Tırnakları keserken metal gövdeye de kısa devre yaptırabileceğiniz için hücrenin dışındaki koruyucu sargıya zarar vermemeye veya çıkarmamaya dikkat edin. Çıplak pil istemiyoruz. Tırnakları çekerek çıkarmak için kargaburun pensesini kullanın. Dikkat olmak. Tırnakların kesik kenarları çok keskin!

Adım 6: Kurtarma Operasyonu

Artık pilleriniz var, sıkı çalışmanıza değdi mi? Pilleri kurtarmanın sorunu, ne kadar iyi bakıldığını veya kaç yaşında olduklarını bilmemenizdir. Lityum iyon piller aşırı ve düşük deşarja karşı hassastır. Çok derinden deşarj olduklarında, sonra tam olarak şarj olduklarında kapasitelerini kaybederler. Pil takımının yaşını kontrol edebilir ve voltajı (mümkünse) ölçebilir veya içindeki devre kartındaki tarih kodlarını kontrol edebilirsiniz. Çoğu zaman, bu piller bitmiş olacak, yani öldü. Lityum iyon hücreler, genellikle en fazla 2,5 ile 2,75 volt arasında olan aşırı deşarj voltajlarının altına deşarj edilmekten hoşlanmazlar. Bunun altında ve hücre "uykuya" geçer veya o kadar ölüdür ki artık şarj almayacak ve eğer şarj etmeyi başarırsanız, kapasite o kadar düşük olur ki kullanılamaz hale gelir. Pili sökmeden önce ölçebiliyorsanız (uçları açıkta olan kamera pilimiz gibi), tek bir hücre için 4,2 ila 3 volt arıyorsunuz, bu nedenle dizüstü bilgisayar pilimiz tam şarjlı 12,6 volt ve 9 volt boş. Parçaladıktan sonra ölçtüm ve her hücre yaklaşık 1.8 volt okuduğunda oldukça ölü bir 5.6 volttu.

Kamera pili çok daha iyi durumda, pakette tam şarjlı 7,9 volt ve her hücre 3,9 voltta görünüyor, ancak ne kadar sağlıklı olduklarını veya yıllar içinde kapasitelerinin ne kadarının kaybolduğunu bilmiyoruz.

Pilleriniz 2 voltun altındaysa "bitmiş" demektir. 0 volt okurlarsa, bir tür hazırda bekletme durumuna girmişlerdir ve muhtemelen onları canlandırsanız bile korumaya değmezler, hasar görmüş olacaklardır. Bunları uygun şekilde geri dönüştürün. Çok düşük voltajlı hücreleri kurtarabilirsiniz, ancak bitmiş pilleri 'canlandırabilecek' özel bir şarj cihazına ihtiyacınız var veya onları hayata döndürebilecek bazı teknikler kullanmalısınız.

Adım 7: Canlanma

Pillerin var, ama öldüler. Şimdi ne olacak? Her şey kaybolmaz çünkü onları canlandırabilirsin. LiPo pilleri şarj etmek için tasarlanmış bir denge şarj cihazınız varsa, muhtemelen lityum iyon hücrelerinizi de canlandıracaktır. Veya 'canlandırma' işlevine sahip bir dijital çoklu şarj cihazınız varsa, bu da işe yarayacaktır. SkyRC iMax B6 şarj cihazının Çin klonu ve bir Zanflare C4 çoklu şarj cihazı kullanıyorum. Zanflare, bitmiş pilleri canlandırabilme özelliğine sahiptir ve bir analizör işlevine sahiptir, ancak iMax'te yoktur.

Zanflare'yi kullanmak için, bitmiş pilleri takın ve şarj cihazının işi yapmasına izin verin. Daima mümkün olan en düşük şarj akımıyla başlayın. Zanflare 300 mAh'ye düşüyor, yani sorun değil. Biraz zaman alacak ama sabırlı olun. Tamamen şarj olmalarına izin verin ve şarj cihazından çıkarın. Bir gece veya birkaç gün oturmalarına izin verin ve şarjlarını kaybedip kaybetmediklerini görün. Önemli ölçüde kendi kendine deşarj olmuşlarsa, onları atın, ancak şarjı hala onlardaysa, muhtemelen onları yeniden canlandırmışsınızdır, ancak bunları kullanırken başarılı olup olmadığınızı zaman gösterecek. Bir veya iki şarj-deşarj döngüsü yaparak ve kapasiteyi kontrol ederek ne kadar ömür kaybettiklerini görmek için üzerlerinde bazı test döngüleri çalıştırabilirsiniz. Şarj cihazınızda Zanflare'nin yaptığı hücre analizörü işlevi varsa, hücrenin iç direncini de ölçebilirsiniz. İç direnci etkileyen pek çok değişken olduğu için bunu biraz dikkatli yapın, ancak genellikle 230 miliohm civarında bir sayı iyi bir rakamdır.

Canlandırma işlevine sahip bir Zanflare veya başka bir şarj cihazınız/analiz cihazınız yoksa, LiPo şarj cihazınızı kullanabilirsiniz. Şimdi bir güvenlik özelliği olarak, bu şarj cihazlarının çoğu, 2,6 ila 2,5 volt aralığının altındaki bir hücreyi şarj etmeyecek, ancak bir geçici çözüm var. Sadece dikkatli ol! NiMH gibi bir lityum iyon hücreyi şarj etmek kötü şeylerin olmasına neden olur! Şarj cihazını, şarj akımını manuel olarak seçebileceğiniz NiMH moduna ayarlayın. Akımı 200 mA gibi bir değere ayarlayın ve şarj etmeye başlayın. Voltajı 2,8'in üzerine çıkana kadar izleyin ve şarj işlemini durdurun. Şarj cihazını LiPo/Li-on moduna ayarlayın ve 200 ila 300 mA gibi düşük bir akımda şarj edin. Tamamen şarj olana kadar çalışmasına izin verin. Ardından düşük bir ayarda, 500 mA'da deşarj edin. Tamamen boşalmasına izin verin ve şarj edilen kapasiteyi ve deşarj edilen kapasite miktarını not edin. Hücreyi tekrar şarj edin ve şarj edilen kapasiteyi not edin; hücrenin içinde ne kadar ömür olduğuna dair bir temeliniz olmalıdır. Orijinal kapasiteye daha yakın bir sayı iyidir, ancak hücreniz hızla boşalırsa, ısınırsa veya ısınırsa ve kapasitesi düşükse, geri dönüşüm zamanı gelmiştir. Dizüstü bilgisayar hücreleri iyiydi, ortalama 2400 mAh, tüm hücreler için orijinal kapasitelerine dikkat çekiyordu. Kamera pili o kadar iyi değildi. Hücreler kötü bir şekilde bozuldu ve kapasiteleri 1500 mAh yeni kapasitelerinden sadece 550 ve 660 mAh tamamen şarj edildi. Bu 14 yıl önceki orijinal pil olduğu için mantıklı! Bu 18500 boyutundaki hücrelerin bulunması kolay olmadığı için, muhtemelen yüksek enerji tüketen bir cihaz olmayan başka bir projede kullanacağım.

Adım 8: Son Düşünceler

Umarım bu Eğitilebilirliği aydınlatıcı ve bilgilendirici bulmuşsunuzdur. Pilleri araştırırken nelere dikkat etmeniz gerektiğini, bunların nasıl çıkarılacağını (güvenli bir şekilde!), kurtarılmış lityum iyon hücrelerini kontrol edip canlandıracağınızı bilmelisiniz. Bu pilleri cihazlardan veya pil paketlerinden toplamak aynı zamanda eğlenceli, zorlayıcı ve eğitici olabilir! Ayrıca, $$$ tasarruf edersiniz. Yeni satın alma maliyetinin bir kısmı için kullanılmış ancak hala tamamen yaşayabilir lityum iyon hücre(ler) bulabilirsiniz.

Şerefe!