Вот что случается после возгорания аккумулятора 18650

Несложный способ восстановления работоспособности Li-Ion аккумуляторов от портативных устройств

Привет всем юзерам хабра, сегодня я буду рассказывать про то, как я довольно таки простым методом, восстанавливаю нерабочие Li-Ion аккумуляторы от портативных устройств до того как обзавёлся таким замечательным устройством как Imax B6. Таким методом я восстановил работоспособность уже, наверное, трем десяткам аккумуляторов от разных гаджетов, от фотоаппаратов до MP3 плееров, но я замечу, только восстановил работоспособность, емкость таким образом вернуть не получится, да и лично я не встречал способов вернуть емкость для такого типа аккумуляторов. К слову, емкость, которая останется в аккумуляторе, очень сильно зависит от того сколько аккумулятор пробыл в такой «клинической смерти».

Скажу сразу, данный метод не претендует на что-то из разряда «Вау, это что-то новенькое» но, тем не менее, не все про него знают. Суть данного метода чтобы «толкнуть» аккумулятор.

Вот видео всего процесса:

(информация что ниже будет дублировать информацию, предоставленную в видео)

Для того чтобы попробовать вернуть в жизнь аккумулятору нам понадобиться:

— Блок питания который выдаёт постоянное напряжение от 5 до 12 Вольт;
— Резистор номиналом от 330 до 1000 Ом, рассчитан на мощность 0.5 Вт, а хорошо бы и по мощнее;
— Вольтметр для того чтобы контролировать напряжение (по желанию).

Как правило, большинство блоков питания от Wi-Fi роутеров, свичей и модемов идут с разъемом 2.5 мм, например такой как на фото:

Почти всегда центральный контакт разъема имеет плюс, а боковой минус, и еще, как правило, полярность изображают на самом корпусе блока питания:

Как видно на фото мой блок выдаёт постоянное напряжение 12 В об этом свидетельствует значок посредине между 12V и 2.0A.
Ток блока питания должен быть выше 0.1 А.

Отключаем блок питания от сети чтобы уберечься от короткого замыкания которое может вывести из строя блок, подключаем так, как показано на рисунке, а именно, плюс 12 В к одному концу резистора, а второй конец резистора к плюсу аккумулятора (как правило у аккумулятора указанная полярность, если нету, то нужно как-то узнать где плюс а где минус), минус блока питания подсоединяем к минусу нерабочего аккумулятора.

Смотрим на напряжение если есть такая возможность, оно должно начать потихоньку расти, как только поднимется до 3.3 В то заряжаем уже посредством самого устройства от которого аккумулятор, после этого обязательно нужно следить за температурой аккумулятора на протяжении всего процесса заряда, пробовать рукой не начинает ли он греется, если аккумулятор начнёт быть более чем тёплым или горячим, немедленно вынимаем аккумулятор из устройства, он восстановлению уже не подлежит.

Если же нету возможности смотреть за напряжением, то делаем такую зарядку минуту или две, и вставляем в наше устройство чтобы посмотреть принимает ли оно аккумулятор или нет.

Давайте рассчитаем ток зарядки аккумулятора по Закону Ома (I = U / R) для случая с 12 В блоком питания:

12 В / 330 Ом = 0,036 А(36мА), то есть ток заряда будет 36 мА или же если взять резистор на 1 КилоОм тогда будет 12 В / 1000 Ом = 0,012А (12 мА).

То есть, при 12 В напряжении источника питания, зарядный ток будет составлять 36 мА, это если использовать резистор на 330 Ом, а если резистор взять резистор на 1 КОм, то ток зарядки будет составлять 12 мА.

Для случая с 5-ти вольтовым блоком питания (как правило, это зарядки для смартфонов):

5 В / 330 Ом = 0,015 А(15 мА), то есть ток заряда будет 15 мА или же если взять резистор на 1 КОм тогда будет 12 В / 1000 Ом = 0,005А (5 мА).

Как видим в этом случае ток зарядки, а соответственно и скорость роста напряжения на аккумуляторе будет ниже, по этому для случая с 5 В блоком питания можно взять резистор от 100 Ом, 5 В / 100 Ом = 0,050 А(50мА).

Не советую злоупотреблять токами зарядки(50 мА более чем достаточно для «толчка» аккумулятора) и завышением напряжения выше 4.2 В, в сети есть достаточно видео с возгоранием литиевых аккумуляторов, например вот:

Так что весь процесс восстановления работоспособности аккумулятора должен, проводится только под наблюдением. Нам главное только вывести аккумулятор из того состояния при котором контроллер, что внутри батареи, отключает аккумулятор от нагрузки.

Почему это работает?

Дело в том, что в аккумуляторах от многих портативных устройств есть контроллер, который следит за напряжением на аккумуляторе, если аккумулятор не использовать или же он долго полежит в разряженном состоянии, то контроллер как бы отключает рубильник, который соединяет аккумулятор от контактных площадок к которым подключается устройство.

Делается это то ли для защиты устройства то ли для того чтобы потребитель через некоторое время покупал новую продукцию.

PS Есть ещё один способ которым я давно пользовался, вместо резистора взять компьютерный вентилятор 80х80 мм, правда минимальное напряжение в таком случае будет от 8 В ну а максимальное 16 В, но способ с резистором более проще, да и не у каждого есть вентилятор.

PPS Как говорят люди в комментариях, риск возгорания восстановленного аккумулятора повышается, особенно в момент первой зарядки, ещё раз акцентирую внимание на этом, следите за температурой на аккумуляторе при первой зарядке.

PPPS Не рекомендую восстанавливать очень старые аккумуляторы, которые пролежали в мёртвом состоянии больше чем пол года, так как у них риск возгорания будет ещё выше.

• аккумулятор
• мобильный телефон
• восстановление
• li-ion

Kак взрываются литий-ионные аккумуляторы

Последнее время тема самовозгорания литий-ионных аккумуляторов часто мелькает в заголовках новостей: то смартфон загорится, то ховерборд, а то и автомобиль. Так что же происходит внутри аккумулятора во время термического разгона и почему возникает самовозгорание?

Литий-ионные аккумуляторы состоят из анода и катода, разделённых пористым полимерным сепаратором. Активным материалом катода чаще всего являются оксиды переходных металлов со встроенными в кристалл ионами лития. В аноде обычно используется графит. Электролит, которым залита электрохимическая ячейка, представляет собой органический раствор солей лития. При первой зарядке, производимой фирмой-изготовителем, при встраивании лития в анод на электродах (особенно на аноде) образуется защитный ион-проводящий слой (SEI), состоящий из разложившегося электролита. Этот слой защищает электроды от паразитических реакций с электролитом.

Чаще всего причиной самовозгорания аккумуляторов является короткое замыкание внутри электрохимической ячейки. Электрический контакт между анодом и катодом может возникнуть по многим причинам. Это может быть, например, механическое повреждение ячейки. Ещё внутреннее короткое замыкание возникает из-за нарушения технологии производства при неровной нарезке электродов или попадании металлических частиц между анодом и катодом, что ведёт ко повреждению пористого сепаратора. Также причиной внутреннего короткого замыкания может быть «прорастание» цепочек металлического лития (дендритов) через сепаратор. Такой эффект возникает, если ионы лития не успевают встроиться в кристалл анода при слишком быстрой зарядке или низкой температуре, а также если ёмкость активного материала катода превышает ёмкость анода, в результате чего на поверхности анода появляются микроскопические отложения, которые постепенно растут.

Итак, после того, как произошло короткое замыкание, аккумулятор начинает нагреваться. Когда температура достигает 70-90 °C, ион-проводящий защитный слой на аноде начинает разлагаться. А дальше литий, встроенный в анод, вступает в реакцию с электролитом, выделяя летучие углеводороды: этан, метан, этилен и т.д. Но, несмотря на наличие такой взрывоопасной смеси, возгорания не происходит, так как в системе пока нет кислорода.

Так как реакции с электролитом экзотермические, температура и давление внутри аккумулятора продолжают повышаться. Когда температура достигает 180-200 °C, материал катода, обычно представляющий из себя оксид переходных металлов со встроенным в кристалл литием, вступает в реакцию диспропорционирования и выделяет кислород. Вот тут-то и происходит самовозгорание и ещё более резкий скачок температуры. Параллельно идёт термическое разложение электролита (200-300 °C), также выделяющее тепло. Выглядит это так:

И, в конце концов, в реакцию с электролитом (если он ещё остался) вступает графит, а когда температура достигает 660 °C, плавится алюминиевый токоприёмник. Выше 900°C температура обычно не поднимается, так как разлагаться уже нечему.

Помимо внутреннего короткого замыкания существуют и другие причины самовозгорания: перегрев аккумулятора, неправильная зарядка/разрядка (превышение максимально допустимого напряжения, зарядка на высоких токах, слишком глубокая разрядка), и т.д. Но все эти причины приводят к одному результату: термическому разгону и разложению электролита при взаимодействии с электродами. Различаются только порядки вышеописанных реакций и их скорость.

Естественно, производители аккумуляторов предусмотрели системы защиты от самовозгорания, и чем больше и мощнее аккумулятор, тем больше степеней защиты он содержит. Одним из видов защиты от небольшого короткого замыкания является пористый сепаратор, который при локальном повышении температуры становится непроницаемым и препятствует, к примеру, дальнейшему росту дендритов внутри аккумулятора. Но иногда температура повышается слишком быстро, и сепаратор просто плавится, в результате чего анод соприкасается с катодом.

Также аккумуляторы оборудованы предохранителями и клапанами, которые при повышении давления и температуры внутри либо отключают электроды от цепи, либо способствуют выходу наружу скопившегося газа. В последнем случае, так как газы легковоспламеняющиеся, при контакте с кислородом снаружи возникает пламя. Пример действия защитных клапанов можно было наблюдать при аварии с участием автомобиля Тесла Model S, где аккумулятор был пробит крупным металлическим предметом. Так как в Тесле клапаны аккумуляторов были направлены вниз на асфальт и отдельные блоки были хорошо изолированы друг от друга, сгорела лишь передняя часть аккумулятора (как сказал Элон Маск, если бы тот же металлический предмет пробил бак с бензином, машины бы сгорела целиком).

Кстати, термическая изоляция отдельных блоков в крупном аккумуляторе очень важна. Если в вышеупомянутом примере аккумулятор Теслы не загорелся полностью из-за хорошей термоизоляции, то в случае аккумулятора на борту Боинга 787 самовозгорание произошло из-за того, что блоки были недостаточно изолированы друг от друга, что привело к перегреву всей системы.

Также литий-ионные аккумуляторы оснащены контроллерами, сенсорами, балансирами заряда, и т.д. Подробнее про системы безопасности аккумуляторов можно почитать тут.

Как видно из этого поста, самый опасный компонент аккумулятора- электролит, который разлагается на легковоспламеняющиеся компоненты при повышении температуры. На сегодняшний день учёные пытаются найти более стабильные альтернативы: ионные жидкости, полимерные электролиты, твёрдотельные керамические электролиты и т.д. Но это-отдельная тема…

Как восстановить аккумулятор 18650 показывающий 0 вольт

После прошлой заметки про зарядку переразряженных LiIon аккумуляторов 18650, у меня начали спрашивать, а как быть, если аккумулятор выдает 0 вольт.

И вот у меня наконец появился такой образец, и сегодня хочу попробовать его восстановить.

У всех худо-бедно нормальных аккумуляторов на сегодняшний день присутствует защита от короткого замыкания. В большинстве случаев это механическая защита, представляющая из себя клапан, который поднимается при перегреве аккумулятора, разрывая цепь и предотвращая дальнейший нагрев источника питания.

Сразу отмечу, что это мероприятие не безопасно, при этом, даже если в процессе восстановления ничего не случится, есть огромная вероятность, что аккумулятор взорвется или загорится во время последующей эксплуатации, так что я ответственности ни за что не несу.

В общем протолкнуть этот клапан можно двумя способами.

Если вы посмотрите на плюсовой контакт, то увидите, что он из себя представляет, что то, вроде набалдашника, стоящего на трех ножках. Берем небольшую шлицевую отвертку, вставляем поочередно, между этими ножками и продавливаем.

Нам понадобится дрель и маленькое сверло, на 1 или 1.5 мм. Аккуратно просверливаем отверстие в плюсовом контакте, так чтобы сверло не ушло внутрь, и не повредило клапан.

В заключение хочу сказать, что несмотря на то, что аккумулятор я восстановил, пользоваться им уже не буду, т.к. это не безопасно. Не известно была ли повреждена защита, да и вообще сработает ли она второй раз, а значит вероятность возгорания или взрыва этого аккумулятора очень высока. И как по мне, лучше потратить несколько сот рублей на новый аккумулятор, чем устранять последствия пожара.

Вот что случается после возгорания аккумулятора 18650 (фотка найдена на pikabu):

Tags:

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

Поделитесь статьей с друзьями в соц. сетях, возможно, она будет им полезна.

Что делать, если взорвалась литий-ионная батарея?

Литий-ионные аккумуляторы — отличная технология. Литий-ионные аккумуляторы используются в самых разных областях. Эта технология оказалась очень полезной, факт заключается в том, что существует растущий спрос на литий-ионные батареи. Мы можем ожидать от этих аккумуляторов все новых и новых улучшений. Хотя литий-ионы считаются невероятно безопасными, они могут вызывать случайные пожары или взрывы. Мы действительно видели, как крупные бренды, такие как Samsung и HP, отозвали свои гаджеты из-за взрыва аккумулятора или возгорания. Когда происходит что-то подобное, это всегда большие новости. Но почему вы знаете, почему литий-ионные батареи взрываются или загораются? А что делать, если взорвалась литий-ионная батарея?

Что вызывает взрыв литий-ионного аккумулятора?

Литий-ионные батареи — это мощные батареи, и то, что делает их такими полезными, также дает возможность загореться или взорваться. Когда литий-ионные батареи выделяют энергию тонкой струйкой, они питают вашу электронику, но когда она высвобождается сразу, батарея может загореться или взорваться.

Короткое замыкание — основная причина большинства возгораний и взрывов литий-ионных аккумуляторов. Это происходит, когда пластмассовый разделитель выходит из строя, что приводит к контакту анода и катода. Если анод и катод соприкоснутся, произойдет перегрев.

Возгорание происходит, когда батарея выходит из-под теплового разгона, в ней возникает внутренний ток, который становится настолько горячим, что испаряет электролит, что приводит к внутреннему давлению, которое вызывает взрыв. Комбинация электролита, высокой температуры и атмосферного кислорода вызывает интенсивный пожар. Когда литий и атмосферный водяной пар реагируют с образованием гидроксида лития и газообразного водорода, происходят взрывы или большие взрывы.

В случае неисправности ионы лития и литий-металлические элементы обычно подвергаются процессу, известному как тепловой разгон. Разгон — это то, что приводит к быстрому повышению температуры и давления батареи, реакции лития и атмосферного водяного пара, что приводит к выделению горючего газа. Воспламеняющиеся газы могут воспламениться из-за высокой температуры аккумулятора, что приведет к возгоранию.

Кроме того, небольшое короткое замыкание может привести к увеличению скорости саморазряда и даже к выделению тепла. Однако сильное короткое замыкание может привести к возникновению значительного тока между положительной и отрицательной пластинами, вызывающего возгорание.

Причины выхода из строя сепаратора:

· Производственные дефекты: неправильная конструкция батареи может увеличить риск возгорания или взрыва батареи. Плохая конструкция может заключаться в том, что в аккумуляторе недостаточно места для электродов и разделителя. Если места недостаточно, если аккумулятор немного расширится, электроды могут соприкоснуться и вызвать короткое замыкание. Кроме того, батарея может быть хорошо спроектирована, но все же подвержена риску выхода из строя сепаратора, если не будет строго соблюдаться контроль качества или если имеется производственный дефект.

· Проблемы с зарядным устройством: если зарядное устройство плохо изготовлено или плохо изолировано, оно может привести к повреждению литий-ионного аккумулятора. Плохо изготовленное зарядное устройство может выделять тепло при зарядке аккумулятора, что приводит к повреждению аккумулятора или даже поломке. Поэтому всегда рекомендуется использовать только оригинальные или официальные зарядные устройства. Перезарядка может привести к перегреву аккумулятора. Однако перезарядка случается редко, потому что батареи имеют встроенную защиту от перезарядки. Но если меры безопасности не сработают, может произойти перезарядка.

· Внешние факторы: размещение батарей в местах с очень высокой температурой может привести к пожару или взрыву. Сильный нагрев обязательно вызовет отказ сепаратора аккумулятора. Известно, что в большинстве случаев батареи, расположенные слишком близко к источнику тепла, взрываются. Кроме того, если вы уроните аккумулятор слишком сильно, есть вероятность повреждения сепаратора, что приведет к соприкосновению электродов. Прокол литий-ионного аккумулятора почти наверняка вызовет короткое замыкание.

· Термический разгон: термический разгон в основном связан с батареями, состоящими из нескольких ячеек. Если выйдет из строя одна ячейка, выйдет из строя и вся батарея. Перегрев элемента приводит к так называемому тепловому разгоном. Этот эффект может стать опасной проблемой.

Что делать, если взорвалась литий-ионная батарея?

Если вы заметили, что ваша батарея перегревается, шипит или вздувается, вам следует отодвинуть устройство подальше от легковоспламеняющихся материалов и поместить его на открытом воздухе или на негорючую поверхность.

С небольшим литий-ионным огнем следует обращаться как с любым другим огнем. Вы должны использовать пенный огнетушитель, сухой химикат CO2, ABC или соду, чтобы потушить его.

Поскольку литий-ионные аккумуляторы содержат небольшое количество металлического лития, в случае пожара его можно потушить водой. Исследовательские лаборатории и фабрики используют воду для тушения пожаров литий-ионных аккумуляторов.

При сильном возгорании литий-ионной батареи вам может потребоваться дать ей сгореть контролируемым и безопасным способом. Однако воду с медным материалом можно использовать для тушения пожара, но это может быть недоступно и очень дорого для брандмауэров.

При возгорании литиево-металлической батареи один раз используйте огнетушитель класса D. Литий-металлический аккумулятор содержит большое количество лития, который вступает в реакцию с водой и может усугубить пожар.

В случае теплового разгона тепло вышедшего из строя элемента внутри аккумуляторной батареи может перейти к следующим элементам, в результате чего они также станут термически нестабильными. Это приводит к цепной реакции, в которой каждый распадается по собственному расписанию. Следовательно, он может быть уничтожен за несколько секунд или за несколько часов, когда каждая клетка распадается. Поэтому, казалось бы, сгоревший пакет стоит на время оставить снаружи.

Сейчас ведется много исследований, чтобы определить способы сделать литий-ионные батареи полностью безопасными. Литий-ионные батареи действительно стали очень безопасными, и при правильном использовании батареи любые сбои, связанные с нагревом, очень редки.

Как избежать взрыва литий-ионного аккумулятора?

Литий-ионные батареи обычно очень безопасны, но при неправильном использовании существует определенная степень риска возгорания или взрыва. Вот как избежать взрыва литий-ионного аккумулятора.

· Используйте только официальное зарядное устройство: вы должны использовать зарядное устройство, поставляемое с вашим устройством, однако, если вы потеряете его, получите замену, рекомендованную производителем. Использование неподходящего зарядного устройства всегда было основной причиной взрывов многих устройств.

· Держите устройство подальше от сильной жары и сильного холода: когда вы оставляете устройства на очень жаре или холоде, литий-ионные батареи обычно нагреваются до опасных температур, что может привести к повреждению аккумулятора.

· Не модифицируйте свою электронику: модификация электроники опасна и значительно увеличивает риск взрыва литий-ионной батареи.

· Транспортируйте литий-ионный аккумулятор в специально разработанном контейнере: при транспортировке убедитесь, что он находится вдали от металлических и других аккумуляторов. Литий-ионные батареи могут взорваться, если их держать в сумочке или кармане, когда они соприкасаются с монетами или ключами.

· Не протыкайте литий-ионную батарею: прокол литий-ионной батареи может повредить сепаратор и даже вызвать реакцию лития на воду и кислород. Реакция может быть быстрой и вызвать взрыв.

Заключение

Вы должны понимать, что литий-ионные батареи, используемые для питания ваших устройств, способны загореться или взорваться при неправильном использовании или в экстремальных условиях. Литий-ионные аккумуляторы — это безопасная технология. Производители принимают множество мер безопасности, чтобы предотвратить выход батареи из строя.

• Предыдущая статья： Что вы думаете о компонентах литий-ионных аккумуляторов?
• Следующая статья： Вы должны знать больше о лучшей аккумуляторной батарее 18650