Construcción de un powerbank/powerbrick a partir de la batería de una computadora portátil: verificación de la calidad de la celda después del hecho

He estado investigando las baterías de iones de litio durante algún tiempo y estoy familiarizado con las precauciones necesarias cuando se trabaja con ellas... sin embargo, todavía estoy aprendiendo y me di cuenta de que cometí un pequeño error de novato sobre el que quería algunas opiniones:

(Esta publicación es ciertamente detallada, pero creo que es importante ser lo más completo posible, especialmente cuando se hace una pregunta relacionada con la seguridad... si cree que la información a continuación está alterando su TLDR (demasiado larga, no leí) activador, puede pasar opcionalmente a la sección "El problema").

Partes usadas: Una batería de computadora portátil vieja: la batería original solo se usó durante unos meses (comprada nueva, directamente de IBM, si eso es una indicación de la calidad original de la celda) y funcionó perfectamente y siempre mantuvo una carga completa. El problema fue que uno de los puertos de la computadora portátil se rompió. En ese momento, la batería se retiró rápidamente (recuerdo haberla cargado por completo antes de retirarla)... pero luego la batería permaneció en un estante durante varios años.

Cuatro cargadores powerbrick: Cargador exacto utilizado - Enlace Esos pequeños cargadores tipo PCB que toman una entrada micro-USB de 5v, tienen dos salidas Stardard USB de 5v, así como un botón, una linterna LED y un medidor de porcentaje retroiluminado. Estos cargadores también (afirman tener) tienen protecciones integradas de sobre/baja carga y descarga.

El proyecto: Saqué 6 baterías de iones de litio de una batería de computadora portátil vieja y las separé de manera que tuviera 2 celdas individuales y 2 conjuntos paralelos (de solo 2 baterías cada uno)... para hacer un total de cuatro pequeños bancos de energía recargables. Conecté cada uno de los cuatro juegos a cargadores USB individuales (descritos arriba)

Cargué con éxito cada uno de los 4 grupos de celdas al 100% y probé su capacidad descargándolas por completo a través de una salida USB de 5v (y registré su capacidad) de la cual, según mis cálculos (ciertamente aproximados), todo estaba en el mismo estadio de 2000 mAH por batería. . Luego los volví a cargar hasta el 100%.

El problema: olvidé probar cada celda antes de cargarlas por primera vez. Por lo tanto, no tengo idea de si alguna celda tenía un voltaje por debajo del mínimo de 2.1v requerido para que una celda se considere recargable de manera segura. De acuerdo, los circuitos de carga que compré los cargaron sin problemas (sin mencionar que también los descargaron por completo y los recargaron al 100% sin ningún problema). No obstante, estoy menos preocupado de que este error podría haber hecho que las baterías fueran inestables internamente (es decir: derivaciones internas peligrosas potencialmente creadas).

Preguntas:

  1. ¿Debería estar realmente preocupado o estoy siendo demasiado paranoico (dado el hecho de que todas las celdas parecen tener una capacidad decente)?

  2. Si existe un motivo de preocupación, ¿hay algún modo de calmar esas preocupaciones en este momento probando más las baterías? (Por ejemplo, descargarlos completamente a través del circuito del cargador hasta un 0% y luego dejarlos reposar durante un día/semana/etc. y luego probar el voltaje... <——- este ejemplo es solo una suposición de mi parte).

Preguntas generales adicionales sobre la creación de baterías de iones de litio:

  1. Esta es una pregunta un poco aparte, pero cuando uso este tipo de cargadores, ¿necesito agregar un circuito adicional para agregar un termistor a la mezcla? La razón por la que pregunto es que he desmontado bancos de energía USB comprados en la tienda de varias marcas conocidas y no hay termistores. (Nota: estoy preguntando específicamente en términos de celdas conectadas solo en paralelo, no en grupos en serie/paralelo).

  2. Más allá de la pregunta anterior sobre el termistor, ¿hay alguna precaución de seguridad adicional que deba tomar en el powerbrick? ¿Son necesarios (o incluso recomendados) los fusibles en configuraciones paralelas con celdas de capacidades equivalentes? Nuevamente, no los veo en la marca, los powerbricks comprados en la tienda, así que no estoy seguro.

  3. Y, por último, una pregunta un poco más avanzada: esta es la única pregunta que tengo con respecto a las configuraciones de batería en serie/paralelo (en este momento de todos modos, sigo aprendiendo... siempre aprendiendo): si todas las celdas son del mismo (originalmente marca de primer nivel) batería de computadora portátil (que se usó pero se verificó que es completamente funcional), ¿es seguro asumir que las celdas coinciden lo suficiente en términos de impedancia? Solo pregunto porque no tengo el equipo para probar la impedancia en este momento. Sé que las suposiciones son, en general, una mala idea, pero he leído que los principales fabricantes de computadoras portátiles siempre se aseguran de que sus proveedores de piezas originales ajusten la impedancia de sus computadoras portátiles (salvo que se produzcan retiros del mercado, por supuesto).

Respuestas (1)

¿Debería estar realmente preocupado o estoy siendo demasiado paranoico (dado el hecho de que todas las celdas parecen tener una capacidad decente)?

Si todos tuvieran la capacidad esperada, entonces deberían estar bien.

Si existe un motivo de preocupación, ¿hay algún modo de calmar esas preocupaciones en este momento probando más las baterías?

No hay motivo de preocupación, así que...

cuando uso este tipo de cargadores, ¿necesito agregar un circuito adicional para agregar un termistor a la mezcla?

El termistor protege contra el exceso de temperatura durante la carga o descarga. Si la batería no está siendo estresada por alta corriente o no se usa en un entorno adverso, entonces no debería calentarse, y entonces un PCM (módulo de circuito de protección) debería ser suficiente para protegerla.

¿Hay alguna precaución de seguridad adicional que deba tomar en el powerbrick? ¿Son necesarios (o incluso recomendados) los fusibles en configuraciones paralelas con celdas de capacidades equivalentes? Nuevamente, no los veo en la marca, los powerbricks comprados en la tienda, así que no estoy seguro.

Instale un PCM con la clasificación adecuada. Esto protegerá contra la sobrecorriente y los cortocircuitos, así como también contra la sobrecarga y la sobredescarga profunda (pero no debe usarse como un corte de bajo voltaje, que debe tener un voltaje más alto para la vida útil de la celda).

Si todas las celdas son de la misma batería de computadora portátil (originalmente incluida en el paquete de marca de primer nivel) (que se usó pero se verificó que funcionaba completamente), ¿es seguro asumir que las celdas coinciden lo suficiente en términos de impedancia?

En general, sí, aunque depende de que las celdas coincidan correctamente cuando se construyó el paquete original y envejezcan de manera uniforme. Si los usa solo en paralelo (paquetes de 3,7 V), las variaciones de impedancia (y capacidad) no son tan importantes.

Gracias por una gran respuesta! ¡Realmente aprecio que se haya tomado el tiempo para cada pregunta! ¿Qué usaría en lugar del cargador para garantizar la protección contra cortes de bajo voltaje? Mi principal caso de uso para estos es básicamente usarlos como bloques de alimentación USB, ya sea como un paquete de baterías USB o como una batería interna recargable (conectada internamente a través de USB o entrada de 5v en el dispositivo). Todavía usaría el cargador para recargarlos/descargarlos. Dado que estos cargadores aumentan el voltaje de 3.6/3.7 a 5v, tampoco estoy seguro de en qué parte del proceso debo incorporar algo para manejar el corte de bajo voltaje.