Почему аккумулятор показывает 0 вольт

Кратко о том, как восстановить аккумулятор 18650 после глубокого разряда

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.

Источник

Как зарядить аккумулятор, если он ушёл в глубокий разряд, а напряжение на клеммах ниже 5 Вольт

При среднестатистической эксплуатации автомобиля его аккумуляторная батарея может исправно отслужить 4-5 лет, причём, у многих водителей, АКБ живут вообще без единой подзарядки от сетевого зарядного устройства. Но бывает и такое, что даже новый аккумулятор способен уйти в глубокий разряд, правда, чаще всего это происходит по вине самого владельца.

Думаю, у многих были ситуации, когда из-за своей забывчивости или банальной невнимательности мы оставляли включенными габариты или даже свет, и покидали машину на насколько часов. И хорошо, если АКБ свежая и через несколько часов мы вспомнили о своей ошибке. А ведь бывает и такое, что с включенными потребителями некоторые оставляли машину на 1-2 дня, и в таком случае аккумулятор может уйти в глубокий разряд, а напряжение на клеммах будет даже ниже 5 Вольт.

Если взглянуть на таблицу, которая есть во многих инструкциях к зарядным устройствам или же самим аккумуляторам, то из неё можно понять, что падение напряжения ниже 11,9 Вольт говорит о полном разряде.

Так вот, если оставить включенными потребители энергии на длительное время, то АКБ напряжение может опуститься намного ниже указанных в таблице значений. И самая главная проблема здесь в том, что большинство зарядных устройств, которые продаются в магазинах, не могут зарядить аккумулятор, напряжение на клеммах которого ниже 5 Вольт. Не верите? Попробуйте сами.

Могу сказать, что я лично проверял несколько ЗУ «Автоэлектрика», которые у меня работают уже более 5 лет, и прекрасно заряжают более или менее живые АКБ, но только не батареи, которые сильно разряжены. При попытке подзарядить такой аккумулятор, зарядное его просто «не видит», и как бы вы не старались, подать ток на клеммы АКБ не получится.

То же самое происходит и со многими другими зарядниками средней ценовой категории. Взять тот же именитый Bosch C3, стоимость которого составляет порядка 4000 рублей, то даже он не в силах реанимировать АКБ, если напряжение ниже 7,5 Вольт. С более дорогими версиями этого производителя тоже не всё так хорошо. И даже если в руководстве указано, что ЗУ способно зарядить полностью разряженный аккумулятор, верить этому слепо не стоит, так как из таблицы выше мы видим, что даже 11 Вольт это уже полный разряд, а ведь бывают случаи гораздо более серьёзные.

Можно попробовать реанимировать аккумулятор так называемым химическим методом, для чего понадобится выполнить ряд действий:

• под нагрузкой разряжается АКБ полностью
• выкручиваются пробки и сливается весь электролит, и это возможно лишь в том случае, если есть пробки (обслуживаемая АКБ)
• внутри всё тщательно промывается при помощи чистой дистиллированной воды, желательно несколько раз
• заливается специальный химический раствор для очистки пластин
• при необходимости промывается ещё несколько раз дистиллированной водой
• заливается свежий электролит нужной плотности
• заряжается аккумулятор при помощи зарядного устройства

Как видите, процесс непростой и далеко не каждому автолюбителю подойдёт, а если учесть, что большинство современных батарей являются необслуживаемыми, то и вовсе — может не сгодиться.

Второй способ — при помощи умного зарядного устройства , которое имеет режим восстановления глубоко разряженных АКБ, и одним из таких приборов является шведский CTEK MXS 5.0, который способен оживить даже аккумулятор, напряжение которого упало ниже критической отметки в 5 Вольт.

Чтобы убедиться в этом лично, я провёл свой эксперимент с этой зарядкой, попытавшись оживить батарею, которая едва подавала признаки жизни:

Теперь подключаем CTEK MXS 5.0 и смотрим, справится ли он со своей задачей. Отмечу, что в инструкции к этому прибору сказано, что минимальное напряжение на клеммах АКБ может достигать 2 Вольт, и даже в этом случае ЗУ его определит и начнёт заряжать.

После подключения на дисплее мультиметра показания стали увеличиваться, что было уже хорошим признаком:

Источник

Что делать если падает напряжение на аккумуляторе?

Допустим, вы аккумулятор сняли с машины и принесли домой. Он у вас постоял пару часов дома в тепле, а потом вы его зарядили. После заряда он у вас был 13V, через три часа он упал до 12,7 V, а после суток упал до 12,3-12,4 V.

Что это такое? Почему напряжение падает?

В этой статье мы будем разбирать.

По нормальному , когда вы заряжаете свой аккумулятор, напряжение подаётся 4,4 V. После часа , на клемах может быть напряжение от 13 до 14 V. После трёх часов, у вас на клемах будет 12,7 V (это 100% заряженный аккумулятор). После суток у вас на клемах будет напряжение 12,7 V, а в аккумуляторах не обслуживаемых (кальциевых ) напряжение будет 12,5V ( это стандарт).

12,5V это на 100% заряженный кальциевый аккумулятор.

Если на клемах через 3 часа после заряда аккумулятора на 100%, напряжение будет 12,3V- это на 80 % заряжен аккумулятор.

Если на клемах через сутки напряжение 11,5V- это значит то, что аккумулятор разряжен. В итоге напряжение падает без нагрузки (заряд не держит) и этот разряд аккумулятора теряется при комнатной температуре(у вас дома).

В чём всё таки причина?

Если у вас необслуживаемый аккумулятор(кальциевый), более менее держит заряд, то причин в разряде две.

Причина №1. В необслуживаемых батареях, через 4-5 лет начинает падать уровень электролита до критического значения и часть пластины оголяется. Поэтому , из -за того, что часть пластины батареи не задействовано, аккумулятор не держит заряд.

Для того, чтобы напряжение не падало, нужно заполнить оголённые пластины, залив в электролит дистиллированную воду при помощи шприца. Сверлится отверстие в аккумуляторе на лицевой части и с помощью шприца добавляется вода. Потом, эти отверстия можно легко запаять.

Затем заново заряжаете батарею.

Если аккумулятор не держит напряжение, то это говорит о том, что происходит осыпание активной массы. Поэтому такой аккумулятор необходимо заменить на новый.

Вот такая получилась статья, ставьте лайки и подписывайтесь на мой канал.

Источник

Почему li-ion аккумулятор 18650 показывает 0 Вольт.Почему может взорваться аккумулятор?Где защитный клапан?

Разрядил я li-ion аккумулятор 18650 под нагрузкой и поставил его на зарядку.В зарядном устройстве был выбран ток заряда 1А,заряд продолжался в течении 20 минут и все это время аккумулятор все сильнее нагревался от заряжаемого тока.Но в какой-то момент аккумулятор перестал заряжаться и решил его проверить,в чем дело.Подключил к выводам аккумулятора вольтметр и он показал ноль Вольт и отсутствие тока.Что произошло?

Дело в том,что внутри аккумулятора 18650 находится защитный клапан,предназначен он для защиты аккумулятора от возгорания и взрыва в случае короткого замыкания в нем или от внешнего воздействия.Если произойдет короткое замыкание,аккумулятор начнет нагреваться и газы выгнут клапан и он разомкнет цепь,тем самым спасая окружающее пространство от пожара или взрыва аккумулятора.Если сильно разряженный аккумулятор начать сразу заряжать током в 1А,а это вполне нормально,то аккумулятор начнет нагреваться и газы выгнут клапан и аккумулятор придет в негодность.Клапан можно увидеть,если убрать защитную железку плюсового вывода.Есть рекомендации,что если нажать на клапан,аккумулятор вновь восстановится и ток через него вновь пойдет.Это так,но клапан после таких манипуляций может прийти в негодность и если будет короткое замыкание,поврежденный клапан не сработает и аккумулятор может взорваться или устроить пожар.

Источник