Eine Powerbank/einen Powerbrick aus einem Laptop-Akku bauen - Überprüfung der Zellqualität im Nachhinein

Ich forsche seit einiger Zeit über Li-Ionen-Batterien und bin mit den Vorsichtsmaßnahmen vertraut, die bei der Arbeit mit ihnen erforderlich sind ... aber ich lerne immer noch und stellte fest, dass ich einen kleinen Anfängerfehler gemacht habe, zu dem ich einige Meinungen haben wollte:

(Dieser Beitrag ist zugegebenermaßen ausführlich, aber ich denke, dass es wichtig ist, so gründlich wie möglich zu sein, insbesondere wenn Sie eine sicherheitsbezogene Frage stellen ... wenn Sie der Meinung sind, dass die folgenden Informationen Ihre TLDR umdrehen (zu lang, nicht gelesen) auslösen, können Sie optional einfach zum Abschnitt „Das Problem“ springen).

Verwendete Teile: Ein alter Laptop-Akku: Der Originalakku wurde nur ein paar Monate verwendet (brandneu gekauft, direkt von IBM, wenn das ein Hinweis auf die Originalzellenqualität ist) und er funktionierte perfekt und hielt immer eine volle Ladung. Das Problem war aber, dass einer der Laptop-Ports kaputt ging. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Batterie sofort entfernt (ich erinnere mich, dass sie vor dem Entfernen vollständig aufgeladen wurde) ... aber dann stand die Batterie mehrere Jahre in einem Regal.

Vier Powerbrick-Ladegeräte: Genau verwendetes Ladegerät - Link Diese kleinen Ladegeräte mit einer einzigen Leiterplatte, die einen Micro-USB-5-V-Eingang verwenden, haben zwei Stardard-USB-5-V-Ausgänge sowie eine Taste, eine LED-Taschenlampe und einen hintergrundbeleuchteten Prozentmesser. Diese Ladegeräte haben (behaupten) auch einen eingebauten Über-/Unterlade- und Entladeschutz.

Das Projekt: Ich habe 6 Lithium-Ionen-Akkus aus einem alten Laptop-Akku entfernt und sie so getrennt, dass ich 2 einzelne Zellen und 2 parallele Sätze (mit jeweils nur 2 Akkus) hatte ... um insgesamt vier kleine wiederaufladbare Powerbanks herzustellen. Ich habe jedes der vier Sets an einzelne USB-Powerbrick-Ladegeräte angeschlossen (oben beschrieben).

Ich habe jede der 4 Zellengruppen erfolgreich zu 100 % aufgeladen und ihre Kapazität getestet, indem ich sie vollständig über einen 5-V-USB-Ausgang entladen habe (und ihre Kapazität aufgezeichnet habe), die nach meinen (zugegebenermaßen groben) Berechnungen alle im selben Bereich von 2000 mAh pro Batterie lag . Als nächstes habe ich sie alle wieder auf 100% aufgeladen.

Das Problem: Ich habe vergessen, jede Zelle vor dem ersten Laden zu testen. Ich habe also keine Ahnung, ob eine Zelle eine Spannung unter dem Minimum von 2,1 V hatte, die erforderlich ist, damit eine Zelle als sicher wiederaufladbar angesehen werden kann. Zugegeben, die von mir gekauften Ladeschaltungen haben sie ohne Probleme aufgeladen (ganz zu schweigen davon, dass sie sie auch vollständig entladen und problemlos wieder auf 100% aufgeladen haben). Ich bin dennoch besorgt, dass dieser Fehler die Batterien intern instabil gemacht haben könnte (dh: potenziell gefährliche interne Shunts erzeugt).

Fragen:

  1. Sollte ich mir wirklich Sorgen machen oder bin ich übermäßig paranoid (angesichts der Tatsache, dass die Zellen alle eine anständige Kapazität zu haben scheinen)?

  2. Wenn es Grund zur Besorgnis gibt, gibt es an dieser Stelle überhaupt Möglichkeiten, diese Bedenken durch weitere Tests der Batterien auszuräumen? (Zum Beispiel, sie durch die Ladeschaltung vollständig auf 0% zu entladen und sie dann einen Tag/eine Woche/usw. stehen zu lassen und dann die Spannung zu testen ... <——- dieses Beispiel ist nur eine Vermutung meinerseits).

Zusätzliche allgemeine Fragen zur Erstellung von Li-Ionen-Batterien:

  1. Dies ist eine etwas andere Frage, aber wenn ich diese Art von Ladegeräten verwende, muss ich zusätzliche Schaltkreise hinzufügen, um der Mischung einen Thermistor hinzuzufügen? Der Grund, warum ich frage, ist, dass ich im Laden gekaufte USB-Powerbanks verschiedener bekannter Marken zerlegt habe und keine Thermistoren vorhanden sind. (Hinweis: Ich frage speziell nach Zellen, die nur parallel geschaltet sind, nicht in Reihen- / Parallelgruppen).

  2. Gibt es neben der obigen Thermistor-Frage zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen, die ich beim Powerbrick treffen sollte? Sind Sicherungen in parallelen Konfigurationen mit Zellen gleicher Kapazität erforderlich (oder sogar empfehlenswert)? Auch hier sehe ich sie nicht in der Namensmarke, im Laden gekaufte Powerbricks, also bin ich mir nicht sicher.

  3. Und zum Schluss eine etwas fortgeschrittenere Frage: Dies ist die einzige Frage, die ich in Bezug auf serielle/parallele Batteriekonfigurationen habe (im Moment sowieso noch lernend .... immer lernend): Wenn alle Zellen von der gleichen sind (ursprünglich gebündelt Top-Tier-Namensmarke) Laptop-Akku (der verwendet wurde, aber als voll funktionsfähig verifiziert wurde), kann man davon ausgehen, dass die Zellen in Bezug auf die Impedanz ausreichend angepasst sind? Ich frage nur, weil ich zu diesem Zeitpunkt nicht die Ausrüstung habe, um die Impedanz zu testen. Ich weiß, dass Annahmen im Allgemeinen eine schlechte Idee sind, aber ich habe gelesen, dass Top-Laptop-Hersteller immer sicherstellen, dass ihre Originalteilelieferanten eine Impedanzanpassung für ihre Laptops vornehmen (natürlich ohne Rückrufe).

Antworten (1)

Sollte ich mir wirklich Sorgen machen oder bin ich übermäßig paranoid (angesichts der Tatsache, dass die Zellen alle eine anständige Kapazität zu haben scheinen)?

Wenn sie alle die erwartete Kapazität hätten, sollten sie in Ordnung sein.

Wenn es Grund zur Besorgnis gibt, gibt es an dieser Stelle überhaupt Möglichkeiten, diese Bedenken durch weitere Tests der Batterien auszuräumen?

Kein Grund zur Sorge, also...

Muss ich bei Verwendung dieser Art von Ladegeräten zusätzliche Schaltungen hinzufügen, um der Mischung einen Thermistor hinzuzufügen?

Der Thermistor schützt vor Übertemperatur beim Laden oder Entladen. Wenn die Batterie nicht durch hohen Strom belastet oder in einer widrigen Umgebung verwendet wird, sollte sie nicht heiß werden, und dann sollte ein PCM (Protection Circuit Module) ausreichen, um sie zu schützen.

Gibt es zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen, die ich beim Powerbrick treffen sollte? Sind Sicherungen in parallelen Konfigurationen mit Zellen gleicher Kapazität erforderlich (oder sogar empfehlenswert)? Auch hier sehe ich sie nicht in der Namensmarke, im Laden gekaufte Powerbricks, also bin ich mir nicht sicher.

Installieren Sie ein entsprechend ausgelegtes PCM. Dies schützt vor Überstrom und Kurzschlüssen sowie vor Überladung und Tiefentladung (sollte jedoch nicht als Unterspannungsabschaltung verwendet werden, die für die Lebensdauer der Zelle eine höhere Spannung haben muss).

Wenn alle Zellen von der gleichen (ursprünglich gebündelten, erstklassigen) Laptop-Batterie stammen (die verwendet, aber als voll funktionsfähig verifiziert wurde), kann man dann davon ausgehen, dass die Zellen in Bezug auf die Impedanz ausreichend angepasst sind?

Grundsätzlich ja - allerdings ist es davon abhängig, dass die Zellen beim Bau des Originalpacks richtig aufeinander abgestimmt sind und gleichmäßig altern. Wenn Sie sie nur parallel verwenden (3,7-V-Packs), sind Impedanz- (und Kapazitäts-) Schwankungen nicht so wichtig.

Danke für so eine tolle Antwort! Ich schätze es sehr, dass Sie sich für jede Frage Zeit nehmen! Was würde ich anstelle des Ladegeräts verwenden, um den Schutz vor Niederspannungsabschaltung zu gewährleisten ... Mein Hauptanwendungsfall für diese ist im Grunde, sie als USB-Power-Bricks zu verwenden, entweder als USB-Akkupack oder als interner wiederaufladbarer Akku (verbunden intern über USB oder 5-V-Eingang am Gerät). Ich würde immer noch ein Ladegerät verwenden, um sie aufzuladen/entladen. Da diese Ladegeräte die Spannung von 3,6 / 3,7 auf 5 V erhöhen, bin ich mir auch nicht sicher, wo ich im Prozess etwas einbauen sollte, um die Niederspannungsabschaltung zu handhaben.