Lithium-Ionen-Akkus 18650 sind heutzutage weit verbreitet. Sie treiben alles an, von Laptops und Elektrowerkzeugen bis hin zu Elektrofahrzeugen und Energiespeichersystemen.
Diese Batterien halten jedoch nicht ewig. Nach Hunderten oder gar Tausenden von Lade-/Entladezyklen sind sie irgendwann erschöpft.
Man könnte meinen, dass ein "toter" 18650-Akku unbrauchbar und zum Recycling bereit ist. Aber in einigen Fällen kann es möglich sein, eine 18650-Batterie von den Toten zurückzubringen.
In dieser Stelle, als Fachmann 18650 Akku HerstellerIch werde 3 nützliche Methoden zur Reparatur eines leeren 18650-Akkus vorstellen.
Warum stirbt ein 18650-Akku?
Werfen wir zunächst einen kurzen Blick auf die Gründe, warum ein 18650er überhaupt ausfallen kann. Auf diese Weise wissen Sie, worauf Sie achten müssen, wenn Sie versuchen, einen Akku wiederzubeleben.
Zu den häufigsten Ursachen für das Versagen von 18650-Batterien gehören:
- Überentladung - Das Entladen eines Lithium-Ionen-Akkus unter 2,5 Volt kann das Kathodenmaterial beschädigen. Aus diesem Grund verfügen geschützte 18650-Zellen über eingebaute Schutzschaltungen, die den Akku abschalten, wenn die Spannung zu niedrig wird.
- Interner Kurzschluss - Defekte im Separatormaterial können dazu führen, dass Kathode und Anode in Kontakt kommen. Dies führt zu einem schnellen Energieverlust und Überhitzung.
- Dendritenbildung - Winzige Metallfäden (Dendriten) wachsen mit der Zeit durch den Separator und verursachen schließlich einen internen Kurzschluss. Dieser Prozess beschleunigt sich bei höheren Temperaturen.
- Chemischer Abbau - Der Elektrolyt und die Kathodenmaterialien werden durch wiederholte Lade-/Entladezyklen und hohe Temperaturen langsam abgebaut. Nach Hunderten von Zyklen lässt die Kapazität der Batterie nach.
Jeder dieser Ausfallmechanismen kann eine Lithium-Ionen-Batterie unbrauchbar machen. Glücklicherweise minimieren die eingebauten Schutzschaltungen der geschützten Zellen katastrophale Ausfälle. Allerdings kann eine 18650er-Batterie, nachdem sie monatelang oder jahrelang unbenutzt war, aufgrund von Überentladung oder Dendriten "tot" sein.
Wie repariert man einen leeren 18650-Akku?
Methode #1: Ein Ladegerät mit Wiederherstellungsmodus verwenden
Der einfachste Weg, eine leere Lithium-Ionen-Batterie wiederzubeleben, ist die Verwendung eines intelligenten Batterieladegeräts mit einem speziellen "Batterie-Wiederherstellungsmodus".
Diese fortschrittlichen Ladegeräte, wie das LiitoKala Lii-500, können einen sehr kleinen Strom an eine zu stark entladene Batterie anlegen. Wenn die Spannung darauf anspricht und über 2,5-3,0 Volt ansteigt, was anzeigt, dass die Schutzschaltung zurückgesetzt wurde, setzt das Ladegerät den normalen Ladevorgang fort.
Prozess der Batterierückgewinnung:
- Schließen Sie den scheinbar "toten" Akku 18650 an das Ladegerät an.
- Wählen Sie den Batteriewiederherstellungsmodus, falls verfügbar. Oder wählen Sie einen Lithium-Ionen-Akku mit der richtigen Nennspannung (3,6/3,7 V).
- Stellen Sie den Ladestrom auf etwa 0,1-0,5 Ampere bzw. die niedrigste Stromeinstellung ein.
- Überwachen Sie die Batteriespannung und -temperatur genau, wenn Strom angelegt wird. Beenden Sie den Ladevorgang, wenn Sie abnormales Verhalten beobachten.
- Setzen Sie den Ladevorgang langsam fort, bis die Batteriespannung die Abschaltschwelle überschreitet (etwa 2,5-3,0 V). Im Erfolgsfall wird die Schutzschaltung zurückgesetzt.
- Das Ladegerät erkennt nun eine funktionsfähige Batterie und setzt das normale CC/CV-Laden auf 4,2 V fort.
Nicht alle "toten" Batterien können auf diese Weise wiederhergestellt werden. Wenn ein schwerer interner Kurzschluss oder eine schwere Kathodenbeschädigung vorliegt, ist die Zelle wahrscheinlich zu weit entladen. Eine sehr langsame Ladegeschwindigkeit minimiert die Risiken beim Versuch, eine tiefentladene 18650 wiederzubeleben.
Das ist zwar praktisch, aber nicht jeder hat Zugang zu einem Ladegerät mit dieser speziellen Wiederherstellungsfunktion. Heimwerker können auch ihre eigenen Wiederherstellungsschaltungen bauen, um "schlafende" Batterien aufzuwecken.
Methode #2: Verwendung eines Netzteils mit Strombegrenzung
Mit ein paar grundlegenden elektronischen Bauteilen können Sie eine einfache 18650-Wiederherstellungsstation zusammenstellen:
Benötigtes Material:
- Einstellbare DC-Stromversorgung
- Krokodilklemmen-Messleitungen
- 18650 Batteriehalter
- Multimeter
Befolgen Sie diese Schritte, um eine scheinbar leere Batterie wiederzubeleben:
- Stellen Sie die Versorgungsspannung zwischen 3-4,5 Volt ein. Dadurch wird die maximale Ladespannung von 4,2 V nicht überschritten.
- Stellen Sie die Stromgrenze so niedrig wie möglich ein, etwa 50-100 mA. Einige Netzteile erlauben nur eine Einstellung in größeren Schritten, z.B. 0,5A.
- Überwachen Sie sorgfältig die Batteriespannung und -temperatur, wenn der Strom zu fließen beginnt. Achten Sie auf Schwellungen, Rauch, Funken oder extreme Hitze. Brechen Sie den Vorgang sofort ab, wenn Sie etwas Beunruhigendes bemerken.
- Wenn die Batteriespannung über 0 V ansteigt, setzen Sie den Ladevorgang langsam bis zu einem Maximum von 4,2 V fort. Reduzieren Sie den Strom, wenn die Temperatur steigt.
- Wenn die Spannung 2,5-3,0 V übersteigt, was anzeigt, dass die Schutzschaltung zurückgesetzt wurde, können Sie versuchen, normal zu laden. Es kann aber immer noch ein interner Schaden vorliegen.
Im Grunde versuchen Sie nur, der leeren 18650-Batterie "Starthilfe" zu geben, indem Sie einen winzigen Stromstoß anlegen. Dieser kleine Energieschub kann ausreichen, um eine Reaktion der Batteriespannung zu erreichen. Wegen der Gefahr von Kurzschlüssen und Überhitzung ist jedoch äußerste Vorsicht geboten.
Die besten Erfolgsaussichten haben Sie, wenn Sie bald nach dem offensichtlichen Ausfall mit den Wiederherstellungsbemühungen beginnen. Wenn man Batterien wochen- oder monatelang bei sehr niedrigen Spannungen liegen lässt, ist eine Wiederherstellung sehr unwahrscheinlich. Mit etwas Geduld und sorgfältiger Beobachtung besteht jedoch die Möglichkeit, tote Zellen wieder zum Leben zu erwecken.
Methode #3: "Schock" des Schutzkreises
In einigen Fällen erscheinen geschützte Lithium-Ionen-Batterien aufgrund ausgelöster Schutzschaltungen tot, nicht weil die Zellen physisch beschädigt sind. Ein heftiger mechanischer "Schlag" gegen den Pluspol kann den Stromkreis manchmal zurücksetzen:
Benötigtes Material:
- Isolierte Zange
- Nicht leitfähiger Stab oder Stock
- Multimeter
So versuchen Sie einen Reset:
- Verwenden Sie die Zange, um das positive (+) Ende des 18650-Akkus zu greifen. Vermeiden Sie den Kontakt mit dem Körper der Zelle.
- Drücken Sie mit leichtem Druck mit dem nicht leitenden Stab auf die kleine Vertiefung in der Nähe der Mitte der (+) Klemme.
- Prüfen Sie mit einem Multimeter, ob die Batteriespannung wiederhergestellt ist. Wenn dies der Fall ist, fahren Sie mit dem vorsichtigen Aufladen fort.
Durch Drücken des "Knopfes" der Schutzschaltung können Sie möglicherweise die elektrische Verbindung innerhalb einer geschützten Lithium-Ionen-Batterie wieder schließen. Diese Methode birgt jedoch Risiken:
- Wiederholte Auslösungen der Schutzschaltung deuten darauf hin, dass intern etwas nicht in Ordnung ist. Sie können ihn zwar zurücksetzen, aber die Batterie ist wahrscheinlich beschädigt.
- Ein gewaltsamer Druck auf den positiven Kontakt könnte diesen verbiegen oder interne Schweißnähte brechen. Dadurch könnte frisches Lithiummetall der Luft ausgesetzt werden, was zu einer gefährlichen Situation führt.
- Zu starke mechanische Stöße können die dünne Hülle der Batterie aufreißen, wodurch wiederum Feuchtigkeit eindringen kann.
Seien Sie vorsichtig, wenn Sie versuchen, eine Schutzschaltung zurückzusetzen. Prüfen Sie danach gründlich auf Schäden. Erwarten Sie nicht, dass wiederbelebte Batterien zu diesem Zeitpunkt eine normale Kapazität oder Lebensdauer haben.
Entsorgung von nicht wiederherstellbaren Zellen
Wenn die oben genannten Wiederbelebungsmethoden keine vielversprechenden Ergebnisse zeigen, ist es am besten, diese Batterien auszumustern, um unsichere Bedingungen zu vermeiden:
- Entfernen Sie die Schutzhülle, und wickeln Sie die blanken Zellen in Isolierband oder Klebeband
- Legen Sie die abgeklebten Zellen in einen feuerfesten Lipo-Sicherheitsbeutel oder Metallbehälter.
- Befolgen Sie die regionalen Gesetze und Richtlinien zur Entsorgung von Lithiumbatterien.
- Werfen Sie tote Lithium-Ionen-Zellen NICHT in den Hausmüll
Selbst wenn sie keine Ladung aufnehmen, enthalten tote Lithiumzellen noch reaktive Kathoden- und Anodenmaterialien. Diese können extrem heiß werden und sogar Feuer fangen, wenn sie zerdrückt oder durchstochen werden. Behandeln Sie Altbatterien wie Gefahrgut.
In den meisten Regionen gibt es Recyclingprogramme für Unterhaltungselektronik und Batterien. Durch die ordnungsgemäße Entsorgung werden diese reaktiven Materialien von Mülldeponien und Wasserwegen ferngehalten.
Auch wenn es einige Mühe kostet, ist es nicht unmöglich, eine leere 18650 wiederzubeleben. Achten Sie nur darauf, die richtigen Sicherheitsvorkehrungen zu treffen. Und versuchen Sie nicht, einen Akku zu sehr über seine Grenzen hinaus zu strapazieren. Mit verantwortungsvollem Umgang und realistischen Erwartungen können Sie vielleicht noch ein bisschen mehr Leben aus ausgedienten Lithium-Ionen-Zellen herausholen, die eigentlich in die Recycling-Tonne gehören.
