Аккумулятор 18650 перестал заряжаться

16.10.2018

Идея восстановления Li-ion аккумулятора 18650 обычно возникает в 2-х ситуациях: когда он ускоренно разряжается в процессе работы или не заряжается после сильного разряда. В 1-м случае имеет место естественная потеря емкости, постепенно происходящая при каждом цикле заряда-разряда. Восстановить емкость литий-ионного аккумулятора, который быстро разряжается, невозможно, причем независимо от его типоразмера.

Потеря емкости происходит быстрее из-за перезарядов и сильных разрядов накопителей энергии. Поэтому для сохранения их работоспособности важно использовать зарядные устройства, ограничивающие уровень заряда, схемы защиты от чрезмерного разряда и индикаторы малого заряда. Эти простые меры помогут дольше не задаваться вопросом, как восстановить емкость литий-ионных аккумуляторов 18650.

Можно ли восстановить Li-ion аккумулятор, если он не хочет заряжаться?

Обычно проблемы с подзарядкой элементов питания возникают после их длительного пребывания в разряженном состоянии и после сильного охлаждения. Большинство аккумуляторов 18650 имеют защитный модуль. Он располагается между банкой и наружными клеммами. Его задача – отключение банки от клемм при падении напряжения ниже допустимой границы. Такое отключение выглядит как отсутствие напряжения на выходе элемента питания.

В действительности напряжение на отключенной банке – порядка 2,4–2,8 В. Современные платы защиты позволяют зарядить разрядившийся аккумулятор. Такую возможность обеспечивает паразитный диод, который есть в ключе на полевом транзисторе. Поскольку при критическом разряде один транзистор блокируется, а 2-й остается открытым, зарядный ток беспрепятственно протекает от «+» к «-».

Если же аккумулятор был заблокирован из-за перегрузки, плата защиты аналогично запирает 1-й транзистор и оставляет открытым 2-й. Можно ли восстановить литий-ионный аккумулятор 18650 в таких ситуациях? Да, можно. Но некоторые зарядники воспринимают малое напряжение как опасную ситуацию и в мерах безопасности отказываются заряжать такие элементы питания. Далее мы расскажем, что делать в таких ситуациях.

Как воскресить аккумулятор 18650, если он не заряжается?

Восстановление АКБ из 18650 элементов или отдельно взятого аккумулятора после критического разряда заключается в его возврате в нормальный режим функционирования. Но утраченную емкость при этом восстановить не удастся, даже теоретически. Чтобы зарядное устройство «согласилось» заряжать глубоко разрядившийся аккумулятор, нужно «толкнуть» его – увеличить напряжение на нем выше границы в 3,1–3,2 В.

Это делается с помощью другой (не такой «умной») зарядки. Нужно подсоединить к клеммам аккумулятора сторонний блок питания и ограничить предельный ток. В частности, подойдет зарядник для мобильного телефона. Обычно такие устройства имеют USB-выход и выдают напряжение 5 В. Остается только выбрать резистор для ограничения зарядного тока. Сопротивление резистора вычисляется по закону Ома.

Предположим, что напряжение на внутренней банке достигло критического значения 2 В. Отняв это значение от напряжения зарядного устройства, получим разницу 3 В. Чтобы зарядный ток не превышал 50 мА, сопротивление токоограничивающего резистора должно быть 3 В / 0,050 А = 60 Ом. При внутреннем КЗ, когда на резистор приходится все напряжение, на него распределяется мощность (5В)2 / 60 Ом = 0,42 Вт.

Вывод: Если вы озадачены вопросом, как восстановить аккумулятор 18650 после глубокого разряда, возьмите любую зарядку на 5 В и подходящий по параметрам резистор. Оптимальный вариант – 62 Ом (0,5 Вт). Подсоедините их к аккумулятору. Для фиксации проводков к клеммам элемента питания удобно использовать миниатюрные неодимовые магниты.

Если не заряжается

Если зарядка не происходит (резистор холодный), возможно несколько причин:

1. схема защиты неисправна или ушла в очень глубокую защиту;
2. произошел внутренний обрыв.

Как восстановить литиевые АКБ или 18650 элементы в таком случае? Можно попытаться убрать внешнюю полимерную оболочку каждого аккумулятора и подсоединить созданную зарядку непосредственно к банке, «+» к «+», «-» к «-». Если заряд все равно не пойдет, аккумулятор восстановлению не подлежит. Если пойдет – дождитесь, пока напряжение превысит порог в 3,1–3,2 В и далее зарядите аккумулятор штатной зарядкой.

Если же наоборот резистор сильно греется, а напряжение на аккумуляторе нулевое, это говорит о наличии внутри КЗ. Нужно снять с аккумулятора внешнюю полимерную оболочку, отпаять защитную плату и попробовать зарядить непосредственно банку. Если удастся, это означает, что проблема в неисправности защитной платы, и ее нужно заменить.

16.10.2018

Идея восстановления Li-ion аккумулятора 18650 обычно возникает в 2-х ситуациях: когда он ускоренно разряжается в процессе работы или не заряжается после сильного разряда. В 1-м случае имеет место естественная потеря емкости, постепенно происходящая при каждом цикле заряда-разряда. Восстановить емкость литий-ионного аккумулятора, который быстро разряжается, невозможно, причем независимо от его типоразмера.

Потеря емкости происходит быстрее из-за перезарядов и сильных разрядов накопителей энергии. Поэтому для сохранения их работоспособности важно использовать зарядные устройства, ограничивающие уровень заряда, схемы защиты от чрезмерного разряда и индикаторы малого заряда. Эти простые меры помогут дольше не задаваться вопросом, как восстановить емкость литий-ионных аккумуляторов 18650.

Можно ли восстановить Li-ion аккумулятор, если он не хочет заряжаться?

Обычно проблемы с подзарядкой элементов питания возникают после их длительного пребывания в разряженном состоянии и после сильного охлаждения. Большинство аккумуляторов 18650 имеют защитный модуль. Он располагается между банкой и наружными клеммами. Его задача – отключение банки от клемм при падении напряжения ниже допустимой границы. Такое отключение выглядит как отсутствие напряжения на выходе элемента питания.

В действительности напряжение на отключенной банке – порядка 2,4–2,8 В. Современные платы защиты позволяют зарядить разрядившийся аккумулятор. Такую возможность обеспечивает паразитный диод, который есть в ключе на полевом транзисторе. Поскольку при критическом разряде один транзистор блокируется, а 2-й остается открытым, зарядный ток беспрепятственно протекает от «+» к «-».

Если же аккумулятор был заблокирован из-за перегрузки, плата защиты аналогично запирает 1-й транзистор и оставляет открытым 2-й. Можно ли восстановить литий-ионный аккумулятор 18650 в таких ситуациях? Да, можно. Но некоторые зарядники воспринимают малое напряжение как опасную ситуацию и в мерах безопасности отказываются заряжать такие элементы питания. Далее мы расскажем, что делать в таких ситуациях.

Как воскресить аккумулятор 18650, если он не заряжается?

Восстановление АКБ из 18650 элементов или отдельно взятого аккумулятора после критического разряда заключается в его возврате в нормальный режим функционирования. Но утраченную емкость при этом восстановить не удастся, даже теоретически. Чтобы зарядное устройство «согласилось» заряжать глубоко разрядившийся аккумулятор, нужно «толкнуть» его – увеличить напряжение на нем выше границы в 3,1–3,2 В.

Это делается с помощью другой (не такой «умной») зарядки. Нужно подсоединить к клеммам аккумулятора сторонний блок питания и ограничить предельный ток. В частности, подойдет зарядник для мобильного телефона. Обычно такие устройства имеют USB-выход и выдают напряжение 5 В. Остается только выбрать резистор для ограничения зарядного тока. Сопротивление резистора вычисляется по закону Ома.

Предположим, что напряжение на внутренней банке достигло критического значения 2 В. Отняв это значение от напряжения зарядного устройства, получим разницу 3 В. Чтобы зарядный ток не превышал 50 мА, сопротивление токоограничивающего резистора должно быть 3 В / 0,050 А = 60 Ом. При внутреннем КЗ, когда на резистор приходится все напряжение, на него распределяется мощность (5В)2 / 60 Ом = 0,42 Вт.

Вывод: Если вы озадачены вопросом, как восстановить аккумулятор 18650 после глубокого разряда, возьмите любую зарядку на 5 В и подходящий по параметрам резистор. Оптимальный вариант – 62 Ом (0,5 Вт). Подсоедините их к аккумулятору. Для фиксации проводков к клеммам элемента питания удобно использовать миниатюрные неодимовые магниты.

Если не заряжается

Если зарядка не происходит (резистор холодный), возможно несколько причин:

1. схема защиты неисправна или ушла в очень глубокую защиту;
2. произошел внутренний обрыв.

Как восстановить литиевые АКБ или 18650 элементы в таком случае? Можно попытаться убрать внешнюю полимерную оболочку каждого аккумулятора и подсоединить созданную зарядку непосредственно к банке, «+» к «+», «-» к «-». Если заряд все равно не пойдет, аккумулятор восстановлению не подлежит. Если пойдет – дождитесь, пока напряжение превысит порог в 3,1–3,2 В и далее зарядите аккумулятор штатной зарядкой.

Если же наоборот резистор сильно греется, а напряжение на аккумуляторе нулевое, это говорит о наличии внутри КЗ. Нужно снять с аккумулятора внешнюю полимерную оболочку, отпаять защитную плату и попробовать зарядить непосредственно банку. Если удастся, это означает, что проблема в неисправности защитной платы, и ее нужно заменить.

В общем, ситуаций может быть только две:

1. Аккумулятор вроде бы работает, но очень быстро разряжается.
2. Аккумулятор сел в ноль и вообще не хочет заряжаться.

Первая ситуация: потеря емкости

В первом случае у аккумулятора упала емкость и с этим придется смириться. Полное восстановление аккумуляторов после глубокого разряда невозможно (это касается всех Li-ion аккумуляторов: 18650, 14500, 10440, аккумуляторов от мобильников и т.д.). Даже теоретически нельзя вернуть емкость литиевого аккумулятора.

Снижение емкости – абсолютно нормальный процесс. Это происходит во время каждого цикла заряда/разряда, независимо от того, насколько правильно эксплуатируется аккумулятор. Однако, если в процессе эксплуатации часто допускаются глубокие разряды или, наоборот, длительные перезаряды (более 500%), то скорость потери емкости может существенно возрасти.

Последние исследования показали, что литиевые аккумуляторы теряют свою емкость даже если вообще не эксплуатируются. Например, во время обычного хранения на складах. По данным исследований, аккумулятор теряет примерно 4-5% емкости в год.

Вторая ситуация: не хочет заряжаться

Теперь рассмотрим второй случай – аккумулятор не заряжается.

Обычно эта ситуация возникает, когда какое-либо устройство (телефон, планшет, мп3-плейер) долго лежали без дела с разряженным аккумулятором. Или если литиевые аккумулятор подвергся глубокому охлаждению.

В принципе проблем с зарядкой таких аккумуляторов быть не должно. Внутри каждого аккумулятора – между самой банкой аккумулятора и теми клеммами, которые мы видим – находится модуль защиты, который отключает банку от клемм при снижении напряжения ниже определенного порога. Внешне это проявляется как полное отсутствие напряжение на выходе аккумулятора (ноль вольт).

На самом деле, как правило, на самой банке в этот момент напряжение составляет около 2.4-2.8 Вольта.

Все современные модули защиты устроены таким образом, что даже в случае блокировки аккумулятора от дальнейшего разряда, его все-таки можно зарядить. Это происходит благодаря паразитному диоду, встроенному в ключ на полевом транзисторе. Вот типовая схема модуля защиты аккумулятора 18650:

Так как при глубоком разряде закрывается только транзистор FET1, а второй MOSFET при этом остается открытым (пропускает ток в обоих направлениях), то зарядный ток спокойно протекает от плюсовой клеммы батареи через FET2, паразитный диод внутри FET1 к минусовой клемме.

В случае блокировки аккумулятора по перегрузке (КЗ в нагрузке), модуль защиты также запирает транзистор FET1. Нет никакой разницы от чего сработала защита – от переразряда или от короткого замыкания. Результат один – открытый транзистор FET2 и закрытый полевик FET1.

Таким образом, при глубоком разряде плата защиты литий-ионного аккумулятора ни в коей мере не препятствует заряду аккумулятора.

Проблема лишь в том, что некоторые зарядные устройства считают себя слишком умными и когда видят, что на аккумуляторе слишком низкое напряжение (а в нашем случае оно вообще будет равно нулю), они считают, что произошла какая-то недопустимая ситуация и напрочь отказываются выдавать зарядный ток.

Это сделано исключительно в целях безопасности. Дело в том, что при внутреннем коротком замыкании аккумулятора, заряжать его становится опасно – он может сильно перегреться и вспучиться (со всякими спецэффектами вроде вытекания электролита, выдавливания крышки планшета и т.п.). В случае же обрыва внутри аккумулятора, заряжать его становится совершенно бессмысленно. Так что логика работы таких умных зарядников вполне понятна и оправдана.

О том, как обхитрить зарядку и восстановить работоспособность литиевого аккумулятора после глубокого разряда читайте далее.

Как заставить заряжаться?

По сути, восстановление литий ионных аккумуляторов после глубокого разряда сводится к тому, чтобы вернуть его в штатный режим работы. Надо понимать, что потерю емкости это никоим образом не компенсирует (это невозможно в принципе).

Чтобы все-таки заставить слишком хитрое зарядное устройство заряжать наш сильно севший аккумулятор, необходимо сделать так, чтобы напряжение на нем превысило некий порог. Как правило, достаточно 3.1-3.2 Вольта, чтобы ЗУ посчитало ситуацию штатной и разрешило зарядку.

Поднять напряжение на аккумуляторе можно только с помощью сторонней (более глупой) зарядки. В народе это называется "толкнуть" аккумулятор. Для этого достаточно просто подключить к клеммам аккумулятора внешний блок питания, ограничив при этом максимальный ток.

Для наших целей подойдет любое зарядное устройство для сотового телефона. Чаще всего современные зарядники имеют выход в виде USB-гнезда и, соответственно, выдают 5В. Нам осталось только лишь подобрать резистор, ограничивающий ток заряда.

Сопротивление резистора рассчитывается по закону Ома. Возьмем худший сценарий – на внутренней банке литий-ионного аккумулятора напряжение составляет 2.0 Вольта (померить его, не разбирая аккумулятор, мы не сможем, поэтому просто предположим, что это так).

Тогда разница между напряжением источника питания и напряжением на аккумуляторе будет составлять:

Рассчитаем сопротивление токоограничивающего резистора, чтобы ток заряда не превышал 50 мА (этого вполне достаточно для первоначального заряда и в то же время вполне безопасно):

R = 3В / 0.050А = 60 Ом

Теперь узнаем, какова мощность будет рассеиваться на этом резисторе, в случае внутреннего короткого замыкания аккумулятора (тогда на резисторе будет падать все напряжение блока питания):

P = (5В) 2 / 60 Ом = 0.42 Вт

Таким образом, чтобы восстановить аккумулятор 18650 после глубокого разряда, берем любой блок питания на 5В, ближайший подходящий резистор – 62 Ом (0.5Вт) и подключаем все это к аккумулятору следующим образом:

Подойдет источник питания и на другое напряжение, достаточно будет пересчитать сопротивление и мощность ограничительного резистора. И нужно помнить, что в схемах защиты li-ion, как правило, используются полевые транзисторы с небольшим напряжением сток-исток, поэтому брать блок питания с большим выходным напряжением нежелательно.

Если заряд не идет (резистор не греется, а на аккумуляторе полное напряжение блока питания), то либо схема защиты ушла в совсем глубокую защиту, либо она просто вышла из строя, либо имеет место внутренний обрыв.

Тогда можно попробовать снять наружную полимерную оболочку аккумулятора и подключить нашу импровизированную зарядку напрямую к банке. Плюс к плюсу, минус к минусу. Если и в этом случае заряд не пошел, то аккумулятору кранты. Зато если пошел, то нужно дождаться пока напряжение поднимется до 3+ Вольт и дальше можно заряжать уже как обычно (штатной зарядкой).

Теперь другая ситуация – резистор, наоборот, ощутимо нагревается, но на аккумуляторе нулевое напряжение, значит где-то внутри имеется короткое замыкание. Потрошим аккумулятор, отпаиваем модуль защиты и пытаемся зарядить саму банку. Если дело пошло, значит плата защиты неисправна и подлежит замене. Впрочем, можно использовать аккумулятор из без нее.