Почему нельзя паять литий ионные аккумуляторы

Почему нельзя паять литиевые аккумуляторы

Восстановление аккумулятора ноутбука

Восстанавливать разобранную аккумуляторную батарею имеет смысл только, если получилось аккуратно разобрать старую аккумуляторную батарею ноутбука, не повредив плату контроллера, не устроив короткое замыкание и правильно отсоединить сборку из элементов (от максимального плюса к минусу). При этом контроллер батареи не вышел из строя и не заблокировался. Да, можно купить новый контроллер или найти программатор и программу для разблокирования контроллера, но для единичного ремонта аккумулятора это не оправдано!

Первое что нужно сделать, это найти новые работоспособные элементы, которые мы и установим в корпус аккумуляторной батареи. Посмотрите марку старых элементов и найдите в интернете их характеристики: тип химии, напряжение, токи заряда и разряда, емкость. Например, мой ноутбук Toshiba укомплектован шестью элементами Panasonic NCR18650, в любом поисковике можно найти pdf файл с характеристиками этих элементов.

Про выбор элементов можно прочитать тут.

Где же взять элементы? Можно выбрать хорошие элементы из старых — «вторичное» использование, можно купить новые элементы у себя в городе, заказать из зарубежных магазинов или аукционов таких как ибей или алиэкспресс. Однако, я пошел третьим путем: купил и разобрал мобильные зарядные устройства Xiaomi 10000 на элементы.

Как паять аккумуляторы li-ion

Многие настаивают на том, что собирать аккумуляторную батарею из элементов можно только с помощью контактной сварки, как это делают на производстве. А пайка аккумулятора выведет его из строя или сократит срок службы. Я могу сказать, что если эту сборку не будете эксплуатировать в экстремальных условиях, то можно обойтись и правильной пайкой. Конечно, она займет больше времени, но не нужен будет аппарат контактной сварки.

Для правильной пайки понадобиться:

• паяльник (желательно со стабилизацией температуры) мощностью не менее 40Вт и широким жалом;
• паяльная кислота и кисточка (можно ватную палочку);
• оловянно-свинцовый припой типа ПОС-61;
• наждачная бумага или надфиль;
• какой либо зажим для фиксации аккумуляторов.

Качество любой пайки всецело зависит от правильного лужения спаиваемых поверхностей. А самое главное в пайке аккумуляторов это не перегреть их!

Поэтому нужно хорошенько подготовиться:

• расположиться в хорошо проветриваемом помещении,
• выставить на паяльнике температуру 350 гр. Цельсия,
• зачистить электроды,
• зафиксировать элемент.

Теперь можно приступать:

• наносим кисточкой на электрод небольшое количество кислоты,
• на жало паяльника набираем побольше припоя,
• энергичными движениями жала втираем припой в электрод.

На фото облуженный элемент из старой батареи. С припаянной проволочкой.

Важно. Лудить аккумулятор нельзя дольше 2-х секунд, если не успели залудить за 2 секунды, то откладываем элемент и повторяем попытку только после того как он остынет. Важно. Не вдыхайте испарения при пайке, кислота как и её пары вредны для здоровья. Важно. Когда аккумулятор залужен нужно обязательно удалить остатки паяльной кислоты, например ваткой смоченной спиртом, ну или хотя бы водкой.

Самый безопасный вариант пайки, это пайка аккумуляторов с уже приваренными лепестками. Как паять аккумулятор 18650 с лепестками? Нужно облуживать самый край лепестка, не допуская нагрева самого элемента.

А это новый аккумулятор с приваренным контактной сваркой лепестком из мобильной зарядки.

Когда все элементы залужены нужно проверить равенство напряжение на них, если напряжения отличаются больше чем на несколько сотых Вольта, то следует выровнять напряжения с помощью специального зарядного устройства, либо соединив аккумуляторы параллельно.

Внимание. При параллельном соединении элементов с разной степенью заряда и соответственно разным напряжением, возможно протекание огромных токов, так как токи ограничены лишь мизерным внутренним сопротивлением аккумуляторов и сопротивлением проводов цепи.

Чтобы ограничить ток, в разрыв цепь аккумуляторов нужно включить резистор. Величина сопротивления резистора не должна быть ниже dU/Imax, то есть разность напряжений на элементах аккумулятора делим на максимально допустимый ток заряда/разряда аккумуляторов.

Соединяем аккумуляторы и резистор по приведенной схеме и ждем пока напряжение на резисторе не станет меньше сотой Вольта.

Когда напряжение на всех элементах сбалансировано, можно переходить к сборке их в аккумуляторную батарею, проще всего для соединения новых элементов использовать старые соединительные шины, но если при разборке они повредились, то придется искать медную фольгу толщиной 100-200 мкм. В первый раз мне было лень искать фольгу и я использовал обычный многожильный провод сечением 1,5 кв.мм , за что потом поплатился: сборка еле влезла в корпус аккумулятора, а аккумулятор с трудом вошел в ноутбук.

Собирая элементы в батарею нужно придерживаться исходной схемы батареи, да и расположение элементов лучше оставить таким как в оригинальной батареи.

Пайка аккумуляторных батарей

Собирая батарею из шести элементов я сначала все элементы объединил парами: минусы двух элементов вместе и плюсы тоже вместе между собой. Потом три пары включил последовательно.

Теперь, когда сборка элементов готова, нужно подключить к ней контроллер. Важно. Контроллер подключается в обратной последовательности, то есть начинаем с проводов с наименьшим потенциалом и двигаемся в сторону повышения: 0 В и 3,6 В, только потом 7,2 В и наконец 10,8 В.

Теперь остается аккуратно собрать аккумулятор для проверки. Не заклеивая корпус аккумулятора, я подсоединил его к ноутбуку и нажал кнопку питания, но ноутбук не включился и понял, что при отключении старой сборки аккумуляторов контроллер перешел в режим транспортировки и отключил аккумуляторную батарею. Я подключил к ноутбуку сетевое питание, ноутбук завелся и увидел восстановленный аккумулятор!

Делаем контакты для литий-ионного аккумулятора

Всем привет! Этот пост будет не большим до значительно важным о креплении контактов к литий ионным аккумуляторам или как делать аккумулятор 18650 под пайку

Как известно, литий ионные аккумуляторы на дух не переносят перегрева, особенно перегрева паяльником. После припаивания контактов к литий ионному аккумулятору, он теряет некую ёмкость, которая не восстановится потом. Честно признаться я и сам по началу паял литиевые аккумуляторы ;)) олово + канифоль + паяльник + кусок провода, но смотрится конечно это не очень в отличии от контактной сварки.

Поэтому существует несколько цивилизованных способов соединения литий ионок:

• Сварка контактной сваркой
• Применение холдеров
• Применение неодимовых магнитов
• Применение клея или жидкого пластика.

Самым распространенным вариантом является именно сварка. Данный способ отличается надёжностью и простотой, при наличии контактной сварки.

Остальные же способы используются, когда сварки нет под рукой или соединение делается не на долго. Но и эти способы требуют дополнительных приспособлений.

Самый простой и в меру надёжный вариант, я нашёл на просторах англонета.

В данном примере используется вкладка из полиэтиленовой крышечки из-под пластикового флакона. Или можно заменить донышком самой полиэтиленовой крышечки. Плюс несколько пластиковых стяжек (такие есть у многих мастерских для стягивания кабелей)

Для контактов используется пару десятков сантиметров подходящего провода и пара шайб типа «гровер»

Вставив банку аккумулятора в нижний контакт, накрываем сверху вторым контактом и фиксируем оба контакта пластиковыми стяжками, как показано на рисунке ниже.

Для одного соединения используется 2 стяжки, основа одной и только МАМА от другой стяжки. Таким образом при фиксации одной банки используется не 4 а 8 стяжек.

Провода от обоих контактов лучше зафиксировать изолентой или пластырем на тканевой основе (так будет надёжней). В таком виде литий ионные аккумуляторы формата 18650 или 14500 можно использовать в составе аккумуляторной сборки или отдельно. Так же такой вариант довольно не дорогой и прост для сборки.

Один из вариантов, предложенный комментатором, упаковать банки в термоусадку по размеру. Такой вариант имеет право на жизнь. На фото ниже — сборка из 4 банок, формата 18650 объединенных термоусадкой, правда изначально они соединены между собой пластинами контактной сваркой. Дабы клеммы не ушли из-под термоусадки, целесообразно будет укрепить их, изолентой поверх термоусадки.

Как паять Li-ion аккумуляторы 18650?

• — стандартный паяльник (на 40 Вт вполне достаточно);
• — паяльный флюс (ЛТИ-120 или флюс для алюминия);
• — припой;
• — узкогубцы;
• — соединительные провода.

Подготовьте тыловую поверхность аккумулятора к работе. Уберите все загрязнения или остатки старой пайки.

Нанесите на поверхность аккумулятора флюс с помощью кисточки. Флюс нужно наносить равномерно и аккуратно. Желательно, чтобы флюс не разливался по стенкам аккумулятора. Кислотная среда разрушает защитное покрытие и аккумулятор выглядит не очень приятно.

Наберите припоя на паяльник. Аккуратно поднесите его к тыловой поверхности, покрытой флюсом. Флюс начнет интенсивной испаряться, а на месте соприкосновения образуется задел для последующего подключения провода. Припаянный кусочек олова очень прочно зацепляется за стенку аккумулятора и прекрасно выдерживает механическое нагружение.

Необходимо добиться образования прочной капли, которая будет прочно прикреплена к поверхности аккумулятора. Перегревать аккумулятор ни в коем случае нельзя! Если температура повышается, обязательно остудите аккумулятор.

Теперь к этой капле можно прекрасно припаять подготовленный заранее провод. Соединение получится прочным и очень надежным. Сопротивление этого соединения будет минимальным. Такой вариант является оптимальным между использованием дополнительной оснастки, которая сильно увеличивает сопротивление контакта и дорогим вариантом крепления специальной лентой.

Если банка аккумулятора перегревается, то точку контакта можно эффективно остужать ваткой или тканью, смоченной в спирте или водке.

Химические источники тока – Частые Вопросы (FAQ)

Что собой представляет химический источник тока?

• Химическим источником тока (ХИТ) называют устройство, которое преобразует химическую энергию в электрическую посредством химической реакции между анодом и катодом.

Что такое первичный источник тока и вторичный источник тока?

• Первичный источник тока(элемент) обеспечивает только разряд и не заряжается(перезаряжается).Вторичные источники тока (аккумуляторы)относится к перезаряжаемым ХИТам, которые могут заряжаться и использоваться в циклическом режиме заряд-разряд.

Что собой представляет ХИТ?

• Основными элементами ХИТа является положительный и отрицательный электрод, бумажная мембрана, корпус, вывода, изоляционный слой.

Что такое срок службы аккумулятора?

• Срок службы аккумулятора определяется количеством полных циклов заряд-разряд. Общее количество циклов заряд-разряд называется сроком служба аккумулятора.

Что такое внутреннее сопротивление химического источника тока (ХИТ)?

• Сопротивление, оказываемое аккумулятором протекающему внутри него току (зарядному или разрядному), принято называть внутренним сопротивлением аккумулятора. Для измерения внутреннего сопротивления ХИТа необходимо специализированное измерительное оборудование.

Что такое эффект памяти ?

• Эффект памяти обычно наблюдается у никель-кадмиевых (Ni-CD) аккумуляторов. Эффект памяти — это обратимая потеря емкости аккумулятора, связанная с неблагоприятными условиями эксплуатации. Он развивается вследствие заряда не полностью разряженных аккумуляторов и свойственен только аккумуляторам на основе никеля. Сильнее всего эффект памяти проявляется именно в Ni-CD аккумуляторах. В аккумуляторах на основе никеля рабочее вещество находится в виде мелких кристаллов, обеспечивая максимальную площадь соприкосновения с электролитом. С каждым циклом заряда/разряда рабочее вещество постепенно изменяет свою структуру, уменьшая при этом площадь активной поверхности, соответственно, снижается напряжение и уменьшается емкость. Постепенно эти кристаллы укрупняются до больших размеров, при одновременном снижении емкости аккумуляторов. Для снижения эффекта памяти-разукрупнения кристаллов производят сначала разряд малыми токами (т.е. 0,1С до напряжения 0,5в), затем несколько циклов большими токами (например, 1С).

Что такое короткое замыкание? Могу ли я замкнуть литиевую батарею?

• Если замкнуть положительный и отрицательный вывода друг с другом или соединить между собой посредством металлического предмета, что вызовет короткое замыкание и выделение тепла. Если батареи соприкасаются друг с другом контактами или перемешаны, в результате короткого замыкания может произойти выделение тепла, протечке, взрыву и, как следствие пожару. Не замыкайте литиевые батареи.

Может ли высокая температура или огонь разрушить литиевые батареи?

• При температуре 100°C или более, пластиковые элементы батареи такие как уплотнения и сепаратор могут быть разрушены, вызывая разгерметизацию. Выделение тепла вследствие короткого замыкания батареи может привести к взрыву или возгоранию. Если батарея находится рядом с огнем, она может воспламениться.

Можно ли паять литиевые батареи?

• Если производить облуживание выводов непосредственно на батареи из-за перегрева может быть разрушены уплотнения и сепаратор. Это может привести к утечке, выделения тепла из-за короткого замыкания батареи и возникновению взрыва или пожара. Даже если всего этого и не произошло, все это наносит вред батареи больший, чем длительная период эксплуатации.

Можно ли заряжать первичные источники тока?

• Если заряжать первичные литиевые источники тока, внутри батареи будет образовываться газ и как результат выделение тепла, которое приводит к взрыву и пожару.

Можно ли перегружать литиевые батареи при разряде?

• Когда батарея разряжается слишком большими токами при работе на нагрузку и напряжение на батарее близко к 0 вольт, происходит выделение газа. Это может привести к разгерметизации, нагреву, утечке, взрыву или пожару.

Можно ли разбирать литиевые батареи, прикладывая внешнее механическое усилие?

• Если разбирать батарею прикладывая к ней механическую силу, может выделяться газ, который вызывает раздражение горла, или металлический литий может выделять тепло, вызывая пожар. При механическом воздействии на батарею происходит разрушение и разгерметизация корпуса, короткое замыкание внутри батареи приводит к вздутию, выделению тепла, взрыву или пожару.

Можно ли использовать литиевые батареи с другими типами батарей?

• Если различные типы батарей использовать вместе, или новые батареи используются со старыми, различие в таких характеристиках напряжение, емкость, и т.д. может вызвать глубокий разряд батареи сначала, вздутие, взрыв и пожар.

Можно ли литиевую батарею подвергать воздействию воды?

• Нет, это может вызвать коррозию или образование горючего газа.

Может ли батарея находиться внутри устройства, если она разряжена или не используется?

• Если устройство не используется, батарею лучше вынуть из прибора и хранить в сухом прохладном месте. Если этого не сделать батарея будет разряжаться в устройстве, уменьшая срок службы батареи.

Где хранить литиевые батареи?

• Литиевые батареи должны храниться в сухих, закрытых помещениях, исключающих прямого попадания солнца, с минимальными колебаниями температуры. Хранение в помещениях с высокой температурой, влажностью или под дождем может вызвать ухудшение качества батарей и долговечности. Убедитесь в том что положительные и отрицательные клеммы не контактируют друг с другом, чтобы не вызвать короткого замыкания батареи при хранении.

Что такое пассивация литий-тионилхлоридных (Li-SoCL2) батарей? Как избежать проблемы, вызванных пассивацией?

• Пассивация это химический термин и относится к тем явлениям, когда на поверхности металла образуется тонкая пленка, которая препятствует дальнейшему процессу окисления на поверхности металла. В литий-тионилхлоридной батареи, тионил-хлорид находится в жидком состоянии. Металлический литий при взаимодействии с тионил-хлоридом начинает взаимодействовать и медленно окисляться точно также, как железо. При таком окислении образуется хлористый литий. Хлористый литий образуется на поверхности металлического лития в тионил-хлориде и препятствует реакции лития и тионил-хлорида. Это явление называют пассивацией. Пассивация в литий-тионилхлоридной батарее происходит, как только она произведена, но эта реакция не такая быстрая по скорости. Точно также как и химическая реакция, скорость пассивации зависит от температуры. Чем выше температура, тем быстрее эта скорость. Чем больше времени прошло с момента производства батареи, тем толще окисная пленка. Для того чтобы избежать проблему связанную с пассивацией, задавайте свои вопросы в системе поддержки клиентов КОМПЭЛа.

Какой вред батареи могут наносить окружающей среде?

• Современные батареи не содержат ртути, но тяжелые металлы являются основными компонентами в ртутных батареях, никель-кадмиевых аккумуляторах, свинцовых аккумуляторах. Если их неправильно использовать, эти тяжелые металлы могут нанести вред окружающей среде. Никель-кадмиевые аккумуляторы и кислотно-свинцовые аккумуляторы подвергаются специальной утилизации. Наша компания уделяет большое внимание замене никель-кадмиевых аккумуляторов на никель-металлгидридные и литий-ионные аккумуляторы.

Как температура может повлиять на характеристики батареи?

• Среди всех составных частей окружающей среды, температура оказывает наибольшее влияние на характеристики батареи. Электрохимическая реакция зависит от температуры, чем выше температура тем быстрее скорость реакции и наоборот чем ниже температура, тем меньше скорость реакции. Но если температура будет слишком высокая, химическое равновесие будет нарушено и вызовет побочную реакцию.

Назовите возможные причины которые снижают срок службы батареи?

• Зарядное устройство или схема для заряда не соответствует типу батареи.
• Перезаряд или глубокий разряд.
• Неверный тип выбранной батареи.

Что может быть причиной нулевого напряжения или низкого напряжения в аккумуляторной сборке?

• Одна из батарей из аккумуляторной сборки имеет нулевое напряжение
• Короткое замыкание или не соединен разъем или неправильное соединение
• Непропай или холодная пайка между элементами и выводами
• Неправильное соединение между элементами батареи. Непропай или холодная пайка между соединительной шиной и батареей.
• Неправильное соединение или неправильно подобранные электронные компоненты на плате системы контроля управления (СКУ) аккумуляторной сборки.

Что может быть причиной нулевого напряжения и низкого напряжения в аккумуляторной сборке?

• Короткое замыкание в нагрузке, перезаряд, или глубокий разряд.
• Батарея продолжительное время заряжалась очень большими токами.
• Батарея имеет внутреннее короткое замыкание или слабые признаки короткого замыкания.

Что может быть причиной того, что аккумулятор или аккумуляторная сборка не заряжаются?

• Элемент с нулевым напряжением или элемент с нулевым напряжением в аккумуляторной сборке.
• Неправильное соединение внутри аккумуляторной сборки.
• Неправильный подбор электронных компонентов на плате СКУ(PCB) аккумуляторной сборки.
• Неправильный выбор зарядного устройства.
• Встроенный термистор может снижать эффективность батареи из-за очень низкой или очень высокой температуры.

Что будет если соединить батареи с разной емкостью в одной аккумуляторной сборке?

• Если батареи с разной емкостью или новые батареи и старые батареи используются вмести могут возникнуть утечки тока, приводящие к разряду батареи. Если такую аккумуляторную сборку заряжать, то одни элементы могут перезарядиться, а другие не дозарядиться. Если такую сборку разряжать, то одни элементы не смогут разрядиться полностью, а другие будут иметь глубокий разряд. Таким образом, батарея будет повреждена.

Теги: LiSOCl2, активация, батарея, инструкция, источник, литий, питание, ток, Управление питанием, ХИТ, элемент Рубрики: новинки элементной базы Главная Керамические конденсаторы MLCC: особенности применения

Источник