Memulihkan Baterai Lithium-Ion: 8 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Jika Anda seperti saya, maka Anda selalu mencari alasan untuk menghemat uang, mengotak-atik, atau mendekonstruksi sesuatu yang tampaknya menarik. Saya menemukan cara untuk memenuhi semua hal di atas! Saya memiliki ketertarikan pada baterai lithium-ion. Mereka datang dalam berbagai bentuk dan ukuran, padat energi (menampung banyak energi), memiliki voltase lebih tinggi daripada baterai NiCad atau NiMH, dan dapat menahan penarikan ampli tinggi. Plus, mereka tidak mengembangkan 'memori' atau memiliki self-discharge yang tinggi sehingga Anda dapat menyimpannya untuk waktu yang lama. Terakhir, mereka cocok untuk konfigurasi multisel. Lebih baik lagi, mereka ada di mana-mana dan dapat diperoleh secara gratis. Dalam tutorial ini, saya akan memberi Anda kursus kilat tentang cara menemukan, mengekstrak, dan menyelamatkan baterai lithium-ion, jadi mari kita mulai! Di bawah ini adalah tautan untuk beberapa alat dan item yang saya gunakan!

Pengisi daya iMax B6 LiPo:

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

Pengisi daya/penganalisis Zanflare C4:

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

4S manajemen baterai/papan perlindungan:

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

Peralatan:

Kit alat spudger/cungkil

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

Pemotong siram

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

Pemotong samping

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

Kegunaan pisau

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

Langkah 1: Baterai Lithium-Ion 101

Seperti yang saya katakan, baterai lithium-ion yang dapat diisi ulang ada di mana-mana! Inilah yang membuat mendapatkan baterai ini murah karena orang cenderung membuang barang elektronik lama yang rusak atau berhenti bekerja, tetapi membiarkan baterai di dalam. Saya biasanya mendapatkan milik saya dari toko barang bekas untuk uang, atau dari mainan lama orang memberikan atau rusak dan menyumbang untuk ilmu pengetahuan. Yang harus dicari adalah sebagai berikut: perangkat genggam, ponsel, kamera digital atau camcorder, pemutar DVD atau video portabel, dan favorit pribadi saya, baterai laptop. Ada berbagai kimia yang terkait dengan sel lithium-ion yang dapat diisi ulang juga seperti lithium cobalt oxide (tipe ICR), lithium iron phosphate atau LiFePO4, (Anda tidak akan sering menemukan ini dibuang), lithium mangan oxide (IMR), lithium mangan nikel (INR) dan lithium nikel mangan kobalt oksida (NCA atau hibrida). Yang PALING umum Anda akan temukan adalah oksida kobalt lithium tipe ICR. Ini adalah yang terbaik untuk kepadatan energi dan daya, tetapi memiliki arus dan ambang suhu rata-rata hingga rendah. Arus pelepasan maksimum untuk ini sama atau setidaknya dua kali lipat dari kapasitas paling banyak. Plus, mereka kurang stabil (baca: berbahaya) daripada jenis lainnya dan perlu memiliki semacam sirkuit perlindungan. Sekarang, jangan bingung antara baterai lithium-ion dengan baterai polimer lithium-ion atau baterai LiPo. Dalam baterai LiPo, elektrolit, anoda, dan katoda, terminal positif dan negatif, ditempatkan dalam kantong polimer. Kimia internal mirip dengan sel lithium-ion. Tergantung pada perangkat, baterai akan berbeda dalam bentuk atau ukuran, tetapi biasanya persegi panjang dan tipis untuk ponsel atau perangkat kompak, atau silinder seperti 18650 (umum pada baterai laptop) atau 18500 umum dalam paket punuk untuk kamera atau camcorder.

Jika Anda pernah bertanya-tanya, nama baterai berisi dimensinya. "18650" berarti baterai berdiameter 18 mm dan panjang 65 mm. "0" hanya nongkrong. Terlepas dari jenis atau ukurannya, ini mungkin memiliki satu sel, atau beberapa sel. Beberapa sel baik dalam seri atau paralel, atau campuran keduanya. Bahkan baterai kecil dapat memiliki dua sel kecil di dalamnya yang terhubung secara seri atau seri/paralel. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa beberapa perangkat telah meningkatkan kebutuhan tegangan lebih dari satu sel dapat menyediakan, atau untuk menambah kapasitas. Koneksi seri meningkatkan tegangan, dan koneksi paralel meningkatkan kapasitas paket. Tidak seperti baterai NiMH atau NiCad, baterai lithium-ion akan memiliki beberapa jenis perangkat perlindungan di dalamnya seperti sistem manajemen baterai yang terdiri dari IC dan MOSFET atau resistor yang mengatur arus, tegangan, mendeteksi korsleting, polaritas terbalik, dan suhu. Beberapa memiliki fungsi tambahan untuk menyeimbangkan sel jika ada banyak sel. Mengapa mereka membutuhkan ini? Itu karena kimia sel lithium membuatnya sensitif terhadap over charging, overdischarging (menguras sampai tegangan terlalu rendah), korsleting, dan bahkan over temperature. Salah satu dari mereka dapat merusak sel, atau lebih buruk lagi, menyebabkan kebakaran. Beberapa baterai sel secara seri membutuhkan fungsi keseimbangan yang memastikan setiap sel menerima jumlah arus dan tegangan yang sama dengan sel lainnya. Jika satu sel mendapat lebih banyak muatan daripada yang lain, itu bisa lebih cepat aus atau rusak. Kapasitas paket juga berkurang. Baterai jenis ini juga memerlukan prosedur pengisian khusus yang tidak dilakukan NiMH atau NiCad. Lebih lanjut tentang itu nanti!

Langkah 2: Keamanan

Sekarang sebelum kita mulai menggali ke dalam kemasan baterai, saya ingin menyentuh beberapa item keselamatan khusus untuk sel lithium-ion. Jika Anda menyukai RC dan memiliki kendaraan listrik dan memiliki pengalaman dengan baterai LiPo, Anda dapat melewati ini, tetapi jika tidak, penting untuk dipahami bahwa mengotak-atik baterai lithium-ion bisa berbahaya. Saya belajar ini dengan cara yang sulit!

Mengapa? Karena sifat kimianya, satu sel 18650 menyimpan banyak energi. Ikat 6 atau lebih bersama-sama, dan Anda memiliki banyak energi yang tersimpan. Pertimbangan keamanan datang jika mereka dihubung pendek, diisi lebih, atau kurang diisi, atau dikosongkan, jenis baterai lithium yang paling umum memanas, membengkak, dan dapat meledak, atau menyebabkan api menjadi sangat panas, yang kami tidak tidak mau.

Cara menghindarinya adalah dengan menangani dan mengisi daya dengan benar. Sebagian besar semua paket baterai lithium-ion atau baterai tunggal memiliki semacam sirkuit perlindungan yang terpasang di dalamnya untuk melindungi sel dari pengisian daya yang berlebihan, korsleting, atau pengosongan berlebih. Paket multi-sel memiliki fitur tambahan yang disebut sistem manajemen baterai dengan fungsi keseimbangan yang memantau dan mendistribusikan arus dan tegangan muatan di setiap sel, memastikan setiap sel diisi dengan jumlah arus dan tegangan yang sama. Yang mengatakan, Anda harus menggunakan pengisi daya yang sesuai, baik untuk sel tunggal atau yang mendukung banyak sel dalam satu paket seperti pengisi daya keseimbangan. Menggunakan pengisi daya lain dapat menyebabkan sel lithium-ion menjadi terlalu mahal dan mengakibatkan kebakaran.

Langkah 3: Alat

Mengekstrak sel cukup mudah. Anda memerlukan beberapa alat dasar, jadi inilah yang penting:

Obeng pisau datar. Ada baiknya memiliki berbagai ukuran, tetapi umumnya Anda hanya membutuhkan 3 mm (1/8") hingga 5 mm (atau 1/4"). Hindari bilah yang lebih tebal karena terlalu besar untuk masuk ke ruang kecil.

Spudger (opsional). Yang logam kokoh, atau plastik yang kuat untuk memisahkan kasus.

Pemotong samping atau pemotong siram. Untuk memotong tab atau kabel, atau membuka casing baterai. Keduanya berfungsi, tetapi saya suka pemotong flush saya karena mereka masuk ke ruang kecil lebih baik.

Kegunaan pisau. Bekerja lebih baik daripada spudger, tetapi lebih berbahaya! Tanyakan jari dan tangan saya bagaimana saya tahu ini 8)

Multimeter. Tidak perlu Fluke atau apa pun yang mewah untuk ini. Ini hanya untuk mengukur tegangan sel untuk melihat apakah mereka dapat diselamatkan.

Sarung tangan (opsional). Saya katakan opsional karena sarung tangan praktis untuk tugas ini mungkin tidak akan menghentikan bilah obeng tajam atau bilah pisau utilitas yang terlepas dari sambungan dengan kecepatan tinggi.

Itu semua alat yang Anda butuhkan!

Langkah 4: Dekonstruksi

Anda memiliki baterai, alat, dan sekarang saatnya untuk menggali. Saya membongkar dua paket baterai dalam tutorial ini. Salah satunya adalah paket 6-sel generik untuk laptop HP Pavilion Dv 5 hingga Dv 6-series dan paket dari kamera digital kuno (2004 vintage) dengan nilai 7,4 volt dan 1500 mAh. Saya pikir ada dua sel di dalamnya, tapi kita akan mencari tahu.

Tergantung pada jenis baterai, desain dasarnya akan hampir sama, terdiri dari selubung luar plastik yang berisi lapisan untuk insulasi atau bantalan (busa, silistik, selotip, atau kertas), sel, perangkat/papan proteksi dengan koneksi internalnya, baik kabel, tab, maupun kabel dan tab. Omong-omong, saya melihat sedikit atau tidak ada perbedaan dalam konstruksi antara generik (seperti baterai laptop) dan OEM asli (seperti baterai kamera). Kadang-kadang kasing dilas atau dilem, tetapi di lain waktu hanya disatukan dengan tab. Anda akan mengetahui dengan cepat metode mana yang digunakan pabrikan. Baterai OEM biasanya direkatkan/dilas dan baterai yang lebih murah direkatkan atau dijepit.

Saya suka memulai dari sudut kasing dengan pisau utilitas terlebih dahulu. Temukan jahitan di antara dua bagian kotak. Masukkan pisau di sepanjang tepinya. Goyangkan bolak-balik untuk membuatnya berjalan dalam kasus ini. Itu harus meresap, jadi berhati-hatilah untuk tidak terlalu dalam dan memotong sel atau memperpendek sesuatu. Setelah Anda melakukannya dan membuka celah kecil, saatnya untuk menggunakan obeng. Gunakan obeng yang lebih kecil untuk membuka celah lebih jauh dengan memutarnya. Setelah Anda membukanya lebih banyak, gunakan obeng yang lebih besar dan ulangi. Anda harus mulai mendapatkan lipatan besar di kasing. Pindahkan obeng ke atas jahitan casing, putar saat Anda pergi. Jika Anda tidak mendapatkan apa-apa, kembali ke pisau dan ulangi langkah pertama. Saya tidak berpikir saya perlu mengingatkan Anda untuk berhati-hati di sini.

Jika Anda terjebak, tahan keinginan untuk menggunakan palu atau pecahkan alat Dremel Anda dengan roda pemotong. Jika Anda seperti saya dan tidak sabar, maka berhati-hatilah! Baterai tidak suka dibelah. Sebagai catatan, saya tidak pernah menggunakan milik saya.

Terus kerjakan obeng hingga jahitannya dan pisahkan bagian casingnya. Anda dapat menggunakan spudger yang kokoh di sini sebagai irisan untuk menjaga bagiannya tetap terbuka saat Anda mengerjakan obeng. Sabar! Ini akan menyerah sebelum Anda! Jangan takut untuk menjadi fisik dengan itu. Cungkil kasing jika perlu dan gali barang di dalamnya.

Langkah 5: Anda Masuk

Setelah beberapa finaggling, Anda harus memiliki kasing yang sepenuhnya atau sebagian besar terpisah dan dapat melihat barang-barang di dalamnya! Ini adalah bagian menyenangkan lainnya, mencari tahu apa yang Anda miliki di dalam.

Kedua baterai saya kebetulan memiliki sel silinder, tetapi saya akan menyertakan yang datar sehingga Anda dapat melihat perbedaannya.

Paket laptop memiliki beberapa sel Moli Energy (sekarang disebut E-One) merek ICR-18650J yang cukup baik. Ini adalah merek yang kurang dikenal yang pernah berlokasi di Kanada (sekarang di Taiwan), tetapi ada di berbagai perangkat. Saya memeriksa lembar data dan kapasitasnya 2400 mAh dan diberi nilai arus maksimum 4000 mA, muatan penuh 4,2 volt dan muatan nominal 3,75 volt, dan muatan 3 volt. Paket lainnya berisi beberapa sel misterius yang dibungkus dengan kertas berlapis plastik, tapi saya mengukurnya dan ternyata panjangnya 49 mm dan lebarnya 18 mm. Saya pikir itu adalah sel lithium-ion ukuran 18500. Kasing baterai mengatakan 1500 mAh untuk mereka dan 7,4 volt, jadi ada dua sel secara seri. Saya akan membayangkan mereka adalah sel berkualitas baik karena ini adalah paket OEM, tetapi siapa yang tahu?

Di dalam kasing kami memiliki fitur dasar yang sama. Keduanya memiliki papan manajemen baterai yang terdiri dari sirkuit perlindungan dan keseimbangan. Baterai laptop menambahkan fitur penting lainnya, termistor untuk memantau suhu baterai. Ini dirancang untuk kapasitas maksimum dan menguras rendah, sehingga Anda tidak akan menemukan komponen tugas berat seperti dengan beberapa sirkuit perlindungan lainnya.

Dilihat dari susunan baterainya, baterai laptop memiliki 6 sel yang dirangkai seri/paralel, jadi 3 sel dirangkai secara seri untuk menghasilkan tegangan 11,1 volt, dan 2 sel secara paralel untuk menggandakan kapasitas menjadi 4800 mAh. Baterai kamera memiliki 2 sel secara seri, jadi kapasitasnya sama, tetapi tegangannya dua kali lipat.

Meskipun tidak apa-apa untuk menjaga sel tetap terhubung, Anda akan ingin memisahkannya untuk diisi dan dianalisis. Sel litium dalam kemasan baterai selalu dihubungkan dengan tab las titik yang menghubungkan terminal positif dan negatif dan Anda harus berhati-hati saat memotongnya. Gunakan pemotong samping atau pemotong rata untuk memotong tab di antara sel dengan hati-hati dan menghindari korslet pada terminal. Berhati-hatilah untuk tidak merusak atau melepaskan bungkus pelindung di bagian luar sel karena Anda juga dapat memperpendek badan logam saat memotong tab. Kami tidak ingin baterai telanjang. Gunakan tang hidung jarum untuk melepas tab dengan menariknya. Hati-hati. Tepi potongan tab sangat tajam!

Langkah 6: Operasi Penyelamatan

Sekarang Anda memiliki baterai Anda, apakah kerja keras Anda sepadan? Masalah dengan menyelamatkan baterai adalah Anda tidak tahu seberapa baik mereka dirawat atau berapa umurnya. Baterai lithium-ion sensitif terhadap over dan under-discharging. Setiap kali mereka dibuang terlalu dalam, kemudian terisi penuh, mereka kehilangan kapasitas. Anda dapat memeriksa usia baterai, dan mengukur voltase (jika bisa), atau memeriksa kode tanggal pada papan sirkuit di dalamnya. Sebagian besar waktu, baterai ini akan mati, dan maksud saya mati. Sel lithium-ion tidak suka dikosongkan di bawah tegangan pengosongan berlebih, biasanya paling banyak antara 2,5 dan 2,75 volt. Di bawah itu dan sel menjadi "tidur" atau sangat mati sehingga tidak akan mengisi daya lagi, dan jika Anda berhasil mengisi daya di dalamnya, kapasitasnya akan sangat rendah sehingga tidak dapat digunakan. Jika Anda dapat mengukur baterai sebelum Anda membongkarnya (seperti baterai kamera kami dengan terminal terbuka), Anda mencari 4,2 hingga 3 volt untuk satu sel, jadi baterai laptop kami yang terisi penuh adalah 12,6 volt dan 9 volt habis. Saya mengukurnya setelah saya membedahnya dan itu adalah 5,6 volt yang hampir mati dengan setiap sel membaca sekitar 1,8 volt.

Baterai kamera berada dalam kondisi yang jauh lebih baik, dengan kemasan menunjukkan 7,9 volt yang terisi penuh dan setiap sel pada 3,9 volt, tetapi kita tidak tahu seberapa sehat mereka, atau berapa banyak kapasitasnya yang telah hilang selama bertahun-tahun.

Jika baterai Anda membaca di bawah 2 volt, maka mereka "mati". Jika mereka membaca 0 volt, maka mereka telah memasuki semacam keadaan hibernasi dan mungkin tidak layak disimpan karena bahkan jika Anda menghidupkannya kembali, mereka akan rusak. Daur ulang dengan benar. Anda dapat menyelamatkan sel bertegangan sangat rendah, tetapi Anda memerlukan pengisi daya khusus yang dapat 'menghidupkan kembali' baterai yang mati, atau menggunakan beberapa teknik yang dapat menghidupkannya kembali.

Langkah 7: Kebangkitan

Anda memiliki baterai Anda, tetapi mereka mati. Sekarang apa? Semua tidak hilang karena Anda dapat menghidupkannya kembali. Jika Anda memiliki pengisi daya keseimbangan yang dirancang untuk mengisi baterai LiPo, kemungkinan itu akan menghidupkan kembali sel lithium-ion Anda juga. Atau, jika Anda memiliki multicharger digital yang memiliki fungsi 'menghidupkan kembali', itu juga akan berfungsi. Saya menggunakan tiruan Cina dari pengisi daya SkyRC iMax B6, dan multicharger Zanflare C4. Zanflare memiliki kemampuan untuk menghidupkan kembali baterai yang mati dan memiliki fungsi penganalisis, tetapi iMax tidak.

Untuk menggunakan Zanflare, cukup masukkan baterai mati dan biarkan pengisi daya bekerja. Selalu mulai dari arus pengisian serendah mungkin. Zanflare turun menjadi 300 mAh, jadi tidak apa-apa. Ini akan memakan waktu cukup lama, tapi bersabarlah. Biarkan mereka terisi penuh, dan lepaskan dari pengisi daya. Biarkan mereka duduk semalaman atau beberapa hari dan lihat apakah mereka kehilangan muatan. Jika mereka telah melepaskan diri secara signifikan, maka lempar mereka, tetapi jika mereka masih memegang muatan maka kemungkinan Anda telah menghidupkannya kembali, tetapi waktu akan memberi tahu saat Anda menggunakannya apakah Anda berhasil. Anda dapat menjalankan beberapa siklus pengujian untuk melihat berapa banyak masa pakai yang hilang juga dengan melakukan satu atau dua siklus pengisian daya dan memeriksa kapasitasnya. Anda juga dapat mengukur resistansi internal sel jika pengisi daya Anda memiliki fungsi penganalisis sel, seperti yang dilakukan Zanflare. Ambil ini dengan sebutir garam karena banyak variabel mempengaruhi resistensi internal, tetapi umumnya angka sekitar 230 miliohm adalah angka yang bagus.

Jika Anda tidak memiliki Zanflare atau pengisi daya/penganalisis lainnya dengan fungsi menghidupkan kembali, Anda dapat menggunakan pengisi daya LiPo Anda. Sekarang sebagai fitur keamanan, sebagian besar pengisi daya ini tidak akan mengisi daya sel di bawah kisaran 2,6 hingga 2,5 volt, tetapi ada solusinya. Hati-hati! Mengisi sel lithium-ion seperti NiMH akan menyebabkan hal-hal buruk terjadi! Atur pengisi daya ke mode NiMH di mana Anda dapat memilih arus pengisian secara manual. Atur arus menjadi sekitar 200 mA dan mulai mengisi daya. Pantau voltase hingga di atas 2,8 dan hentikan proses pengisian. Atur pengisi daya ke mode LiPo/Li-on dan isi daya pada arus rendah, seperti 200 hingga 300 mA. Biarkan berjalan sampai terisi penuh. Kemudian lepaskan pada pengaturan rendah, 500 mA. Biarkan terisi penuh dan perhatikan kapasitas yang terisi, dan jumlah kapasitas yang habis. Isi daya sel lagi dan perhatikan kapasitas yang terisi dan Anda harus memiliki garis dasar tentang berapa banyak kehidupan yang dimiliki sel di dalamnya. Angka yang mendekati kapasitas aslinya bagus, tetapi jika sel Anda keluar dengan cepat, menjadi hangat atau panas, dan memiliki kapasitas rendah, maka inilah saatnya untuk mendaur ulangnya. Sel laptopnya bagus, rata-rata sekitar 2400 mAh, sesuai dengan kapasitas aslinya untuk semua sel. Baterai kamera tidak bekerja dengan baik. Sel-selnya rusak parah dan kapasitasnya turun menjadi hanya 550 dan 660 mAh terisi penuh, turun dari kapasitas baru 1500 mAh. Masuk akal karena ini adalah baterai asli dari 14 tahun yang lalu! Saya mungkin akan menggunakannya dalam proyek lain yang bukan perangkat yang menguras tenaga karena sel berukuran 18500 ini tidak mudah ditemukan.

Langkah 8: Pikiran Terakhir

Saya harap Anda menemukan Instructable ini mencerahkan dan informatif. Anda harus tahu apa yang harus dicari saat mencari baterai, cara melepasnya (aman!), memeriksa, dan menghidupkan kembali sel lithium-ion yang diselamatkan. Memanen baterai ini dari perangkat atau paket baterai bisa menyenangkan, menantang, dan mendidik pada saat yang bersamaan! Plus, Anda menghemat $$$. Anda dapat menemukan sel lithium-ion bekas tetapi masih layak pakai dengan harga yang lebih murah untuk membeli yang baru.

Bersulang!