Równoległe połączenie ogniw 18650 z odzysku

[krzysiek050]

Hej, 

Mam urządzenie zasilane z 5V, które podłączyłem do chińskiej przetwornicy DC-DC z aliexpress która zamienia mi napięcie z jednego ogniwa 18650 na 5V właśnie. Potrzebuję jednak zasilać je przez dłuższy czas i jedno ogniwo nie wystarczy. Szukam rozwiązania budżetowego. Mam 2 baterie z laptopów które padły, ale zapewne odzyskam z nich z 8 ogniw. Chciałbym połączyć 4 takie ogniwa równolegle i uzyskać dzięki temu większą pojemność. Pojawia się jedno "ale". Jako że są to ogniwa z dwóch różnych używanych baterii, to zapewne są w różnym stanie. Z tego co wyczytałem, to łączyć równolegle można jedynie identyczne ogniwa, o takim samym stopniu zużycia, a najlepiej nowe. Niestety, ten pusty tekst pojawiał się często, ale nigdy nie znalazłem sensownego poparcia chociaż jednym argumentem. Dlatego pytanie które chciałbym zadać brzmi:

Dlaczego nie wolno łączyć równolegle ogniw li-ion o różnej pojemności/w różnym wieku/w różnym stanie?  

 

[deshipu]

Bo wtedy jedno z ogniw będzie rozładowywać pozostałe. 

[krzysiek050]

10 godzin temu, deshipu napisał:

Bo wtedy jedno z ogniw będzie rozładowywać pozostałe. 

To niestety bardzo lakoniczna wypowiedź i niestety nie zamyka tematu. W jaki sposób jedno ogniwo może rozładowywać pozostałe? Przecież nawet fabryczne ogniwa nie są idealnie identyczne, i nie zużywają się w takim samym stopniu, więc ten efekt występowałby w fabrycznych równoległych bateriach. Żeby jedno ogniwo rozładowywało pozostałe, to musi z jakiegoś powodu pobierać energię i jedyny powód dla którego tak by się mogło stać, to inna różnica napięć, czyli w takim wypadku nie tyle by rozładowywało pozostałe, co doładowywało siebie kosztem pozostałych. Pytanie, czy taka różnica napięć może pojawić się sama z siebie na w pełni naładowanej baterii? Pobór prądu będzie mały, ok 0.3A, więc powinny rozładowywać się w miarę równo. Rozumiem też że upływność energii w akumulatorach może być różna, ale mówimy o przypadku naładowania do pełna i zużycia w ciągu maks tygodnia. 

[Gieneq]

@krzysiek050 weź dla przykładu laptopy: nowy i 4 letni. Nowy trzyma na baterii 3h, 4 letni 30 min. Oznacza to, że przy tym samym poborze prądu, wychodząc od tego samego napięcia na ogniwach np. 4,2 V napięcie spadło tak że układ sterowania zauważył znaczną różnicę. Np po tych 30 min na starym laptopie napięcie na ogniwie było już powiedzmy 3,8V, a na nowym dalej z 4,15V.

Gdybyś teraz połączył 2 ogniwa gdzie jedno ma już ledwo co 3,8V a drugie jest nowe, to te nowe będzie musiało zasilić te zużyte. Sprawność starych baterii jest mizerna - stosunek czasu ładowania do energii którą mogą oddać jest dużo mniejszy.

Więc łączysz takie akumulatorki i dość szybko powstaje różnica napięć. W połączeniu równoległym musi być napięcie to samo, więc wydajniejsza bateria "ratuje" starszą i ogólna wydajność spada. Możesz to porównać z odpalaniem auta "kablami" prąd popłynie od bardziej naładowanego akumulatora do tego słabiej naładowanego.

Edytowano Lipiec 6, 2021 przez Gieneq

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[krzysiek050]

Ok, ten komentarz wchodzi już na moje tory myślowe :). 

Na początek małe sprostowanie - nie chcę łączyć prawie nowych akumulatorów z prawie trupami. Zwykle jest tak że np. w 1 baterii jest 8 ogniw, z czego 1-2 są uszkodzone, a reszta ma napięcie żywego li-ion. Po rozładowaniu każdego ogniwa z osobna do 3V, potem naładowaniu niskim prądem do 4.2V i ponownie do 3V, mam wyniki niższe niż deklarowane na obudowie, ale nadal mają te 1600-1800 mah z różnicą max 200mah. Nie są to więc ogniwa identyczne, ale powiedzmy podobnej jakości. 

Nie chcę też łączyć ogniw o innym napięciu. Zakładam że naładuję każde z nich do 4.20V i dopiero później połączę równolegle. 

Z akumulatorami analogia świetna, bo stosowana w prawdziwym życiu, chociaż nie do końca trafna. Bo o ile połączyłbym akumulator 3.8V z 4.2V i oczekiwał cudów, to wiadomo że energia by się wyrównywała + po drodze sporo z niej by się traciło. Załóżmy jednak że zostawiłbym małe światełko w aucie i akumulator by się rozładował, ale nie na tyle by się zasiarczyć, ale na tyle żeby nie móc wykrzesać prądu zdolnego do rozruchu silnika. Odpalając  auto na kablach, czerpałbym energię z drugiego akumulator i chodzącego alternatora, a później prostownikiem naładował akumulator. Zakładając że akumulator ma 2 lata, a ten z drugiego samochodu rok, to po pełnym naładowaniu ich i połączeniu równoległym z małym obciążeniem, powiedzmy 0.5A nie powinno się nic stać. Rozładowany akumulator nie pozwala odpalać auta bo do tego potrzeba wielu Amperów. Z zapaleniem żarówki 6W sobie radzi. Tak niski prąd nie powinien spowodować tak dużej różnicy potencjałów na akumulatorach że jeden zacznie ładować drugi, a nawet jeśli, to minimalnym prądem, co w praktyce i tak powinno się przełożyć na większą sumaryczną pojemność niż pojedynczego, lepszego akumulatora. 

Zadam jeszcze dodatkowe pytanie. Chciałbym trochę pobawić się tym tematem eksperymentalnie, ale nie wiem czy to bezpieczne. Czy jest opcja że łącząc 2 li-iony o takim samym napięciu startowym równolegle, uzyskam w pewnym momencie taki prąd pomiędzy nimi że się zapalą?  

 

 

 

[deshipu]

38 minut temu, krzysiek050 napisał:

Czy jest opcja że łącząc 2 li-iony o takim samym napięciu startowym równolegle, uzyskam w pewnym momencie taki prąd pomiędzy nimi że się zapalą?  

Bawiąc się starymi bateriami zawsze masz tę opcję. Jeśli ładujesz ogniwo, które było rozładowane poniżej bezpiecznego napięcia, ryzykujesz, że utworzą się w środku metalowe wąsy pomiędzy elektrodami i doprowadzą do zwarcia. Normalnie takie zwarcie zewrze tylko to jedno ogniwo. Jak podłączysz do tego dodatkowe ogniwa, to zwarcie będzie odpowiednio bardziej spektakularne.

Nie rozumiem twojego oburzenia. To przecież nie my zadecydowaliśmy, że łączenie ogniw o różnym napięciu jest niewskazane. Wiesz lepiej, zrobisz jak chcesz.

[BananWszyscy]

Gdzieś był na necie filmik jak to ktoś właśnie mieszając różne ogniwa nieznanego pochodzenia zdziwił się, jak jego urządzenie w chwilę zrobiło całkiem niezłe bęc