Как восстановить литий-полимерный аккумулятор

Литий-полимерные аккумуляторы отличаются от Li-ion моделей использованием в роли электролита полимерного материала. Такие источники питания применяются для радиоуправляемых моделей, цифровой техники, портативного электроинструмента, современных гаджетов.

LiPo аккумуляторы бывают толщиной от 1 мм и всевозможных форм. Благодаря высокой удельной энергоемкости они широко используются для оснащения квадрокоптеров и других устройств, которым нужны легкие и компактные источники питания.

Как продлить срок службы Li-Polymer батарей?

При нарушении правил эксплуатации Li-Pol аккумуляторы теряют емкость, выходят из строя, а в случае перезаряда или перегрева способны возгораться. Для профилактики опасных состояний они снабжаются встроенной платой защиты – электронной схемой, предотвращающей перезаряд элементов, их перегрев и токовые перегрузки. Не менее важно использовать для зарядки Li-Pol аккумуляторов подходящие зарядные устройства.

Для долгой и стабильной работы LiPo элементов нужно соблюдать 5 основных правил:

1. Не допускать глубокого разряда.
2. Хранить с уровнем заряда около 50%.
3. Использовать предназначенные для них зарядные устройства.
4. Избегать перегрева.
5. Беречь от повреждений.

Возможности восстановления литий-полимерных аккумуляторов

К выходу элементов питания из строя могут привести разные факторы, но чаще всего причиной неисправности становится глубокий разряд или механическое повреждение. Перед тем, как восстанавливать литий-полимерный аккумулятор, нужно оценить его состояние и возможные риски в процессе «реанимации».

Если есть подозрение, что между пластинами произошло замыкание, или наблюдается вытекание из элементов питания жидкости, их нужно утилизировать. При нарушении целостности микросхемы и зарядке АКБ кустарным способом возникает риск перегрева и возгорания. Но в некоторых случаях можно восстановить работоспособность Li-Pol элементов, не рискуя спровоцировать пожар.

Диапазон напряжений

Номинальное напряжение Li-Pol аккумулятора составляет 3,7 В. При полном заряде элементов напряжение на них достигает 4,2 В, а при разряженном состоянии – 3 В. Нижним пределом напряжения на ячейке считается 2,8 В, но лучше не разряжать Li-Pol аккумуляторы ниже уровня 3,3 В. При использовании литий-полимерной АКБ на борту квадрокоптера нежелательно допускать снижения напряжения ниже 3,5 В на элемент, а при минусовых температурах – ниже 3,7 В.

В состоянии глубокого разряда литиевые элементы деградируют, внутри у них протекают необратимые химические процессы. В результате уменьшается емкость, сокращается срок службы аккумуляторов, и постепенно они приходят в негодность. После длительного пребывания в разряженном состоянии восстановление литиевых аккумуляторов может оказаться проблематичным.

Реанимация LiPo аккумуляторов после глубокого разряда

При падении напряжения ниже 3 В на элемент контроллер блокирует их дальнейшую зарядку. Но если аккумуляторы находились в разряженном состоянии всего несколько дней, можно рискнуть и обмануть контроллер. Для этого достаточно:

1. Взять универсальное зарядное устройство, настраиваемое на разные режимы работы.
2. Подключить к нему севшую LiPo батарею и выбрать режим зарядки для NiCd или NiMH.
3. В этом режиме зарядку проводить до тех пор, пока напряжение превысит 3 В на ячейку, т.е. составит 6 В для батарей типа 2S, 9 В для 3S, 12 В для 4S и т.д.
4. По достижению напряжения 3 В на ячейку процесс зарядки уже не блокируется защитной схемой. После этого нужно перенастроить зарядное устройство на режим LiPo и довести процесс зарядки до конца.

Как устранить помятость?

Помятый или изогнутый Li-Pol аккумулятор в мягкой герметизирующей оболочке достаточно аккуратно распрямить в обратную сторону. Главное – чтобы ячейки не имели повреждений. После такой реанимации проблем с дальнейшей зарядкой или снижением токоотдачи обычно не наблюдается.

Как восстановить пробитую LiPo батарею?

При прокалывании литий-полимерного аккумулятора гвоздем или другим острым предметом идет «белый дым». При контакте с водой дым усиливается, и может произойти его возгорание от малейшей искры. Взорваться пробитая батарея не может в принципе. Взрыв возможен только при перезаряде (напряжении выше 4,2 В на элемент). Если проколоть аккумулятор в процессе заряда и тем самым замкнуть его пластины между собой, произойдет возгорание.

Для восстановления батареи с пробитой ячейкой нужно разобрать АКБ, убрать из нее поврежденное звено и вместо него установить исправный элемент с идентичными характеристиками. Альтернативный вариант – собрать батарею из оставшихся исправных ячеек, но ее напряжение будет ниже на 3,7 В.

Что делать со вздутыми LiPo аккумуляторами?

Ячейки Li-Polymer вздуваются не просто так, а из-за длительного пребывания в разряженном состоянии. В результате в их структуре протекают необратимые химические реакции, и образуется газ. Зазоры между пластинами увеличиваются, емкость уменьшается, и использовать такие элементы питания крайне нежелательно. При зарядке вздутые аккумуляторы сильно греются, происходит дополнительное образование газа, а корпус может не выдержать давления и разорваться.

Поэтому перед тем, как восстанавливать Li-Pol аккумуляторы после вздутия, нужно основательно взвесить все «за» и «против». При желании, убрать вздутость можно, но процессы деградации в аккумуляторе никуда не денутся, что неизбежно отразится на его характеристиках. В дальнейшем такие элементы питания снова вздуваются и все слабее держат заряд. Поэтому проще и надежнее купить новые элементы питания.

Алгоритм восстановления вздутых ячеек

Если же очень хочется реанимировать вздутые элементы Li-Polymer, можно действовать по следующему алгоритму:

1. Тонкой иглой проделать в центральной части аккумулятора или внизу с торца небольшое отверстие и через него выпустить наружу скопившийся под оболочкой газ. Главное при этом – прокалывать только отстающую от пластин герметизирующую оболочку, не затрагивая пластины. Поэтому прокол делается миниатюрный, а иголка держится под небольшим углом.
2. Без промедлений сжать аккумулятор, придать его корпусу исходную форму, заклеить выполненное отверстие скотчем или герметиком и обмотать скотчем все изделие. Эти действия необходимо выполнять быстро, чтобы минимизировать контакт электродов и электролита с  содержащимся в воздухе кислородом и парами воды.

Альтернативный вариант восстановления вздувшихся Li-Pol элементов – их оснащение жестким корпусом. Как подтверждают пользователи, аккумы в жестком корпусе реже вздуваются, лучше отдают токи на больших оборотах и отличаются живучестью. Причем оснастить жестким корпусом можно и новые элементы питания – для профилактики дальнейшего вздутия.

Резюме

Восстанавливать ли вышедшие из строя элементы питания или утилизировать их – каждый решает сам, сопоставляя возможные риски и их обоснованность. С точки зрения безопасности правильно в каждой сомнительной ситуации утилизировать проблемные аккумуляторы и покупать новые. С точки зрения экономии есть смысл в восстановлении ячеек, если они еще не сильно подверглись разрушительным процессам.

Предлагаем для ознакомления статью об основных свойствах Li-ion аккумуляторов.