Как повторно использовать одноразовые литиевые батарейки для вейпов

Я собираюсь показать вам, как повторно использовать эти батареи, избавляя от свалки ценные и опасные вещества и одновременно приобретая бесплатные батареи для ваших проектов микроконтроллеров.

Как вейп-компаниям удается помещать отличные литиевые аккумуляторы в одноразовое устройство? И почему кажется, что их вдруг стало так много?

Я думаю, что этот сдвиг как-то связан с запретом Юула. Компания Juul занимала значительную долю рынка благодаря своим перезаряжаемым устройствам с перезаправляемыми картриджами. Когда в 2022 году FDA отозвало его с рынка США, появились новые конкуренты, чтобы удовлетворить спрос на рынке, где теперь узнаваемость бренда может означать мишень со стороны регулирующих органов. Поэтому у них нет стимула создавать систему многоразового использования. И продавать вам совершенно новый аппарат каждый раз, когда старый изнашивается, выгоднее, чем продавать вам просто картридж. Если литий не станет намного более дефицитным или не станет юридическим требованием сделать их бесконечно многоразовыми, я, к сожалению, не вижу, чтобы эта тенденция изменилась в ближайшее время.

Я нашел некоторые бренды, у которых есть схема зарядки, позволяющая использовать резервуар для жидкости большего размера. Но как только жидкость закончится, устройство все равно придется выбросить.

Как мне удалось разобрать столько устройств? Помимо того, что я собирал их с тротуара, я обратился к местной группе «Ничего не покупай» и нашел несколько желающих, которые знали, что лучше не выбрасывать их в мусор, и были рады избавиться от своих запасов.

Шаг 1. Проверьте обзор литиевой батареи

Шаг 2. Обзор литиевой батареи

Литиевые батареи используются во многих повседневных устройствах, таких как ноутбуки, сотовые телефоны, гибриды и электромобили. Они намного легче традиционных щелочных батарей и могут работать намного дольше. Их также можно перезаряжать несколько раз. Поэтому неудивительно, что они сейчас повсюду.

Литиевые батареи содержат слои материалов, сложенные вместе в небольшую форму. Энергия накапливается по обе стороны «стопки» батарей и хочет попасть с одной стороны на другую, а мы питаем наши цепи, заставляя заряды работать на нас по пути. Когда батарея разряжается и вырабатывает электрический ток, ионы лития высвобождаются от анода к катоду, вызывая поток электронов от одного конца к другому. При зарядке происходит обратное: катод выделяет ионы лития, которые затем перехватываются анодом. Вы можете думать о процессе зарядки как о возвращении энергии на другую сторону, чтобы она могла снова быть готова к использованию. А если слои будут нарушены, скажем, в результате прокола или раздавливания, батарея может замкнуться накоротко, и электроны будут слишком возбуждены.

Коэффициент C — это мера того, насколько быстро аккумулятор можно разряжать и заряжать, не повреждая его. Режимы отказа включают перезаряд, чрезмерную разрядку и короткое замыкание. Всегда используйте скорость зарядки, соответствующую классу батареи C или консервативному предположению.

Вот список того, что можно и чего нельзя делать при использовании LiPo-батарей:

Делать...

Заряжайте аккумулятор медленно и равномерно, со скоростью, соответствующей его емкости.

 Храните аккумулятор в прохладном месте

 Приобретите огнестойкую сумку для батареек, чтобы хранить батарейки внутри.

 Шаг 3. Разборка устройств

 Разбирать что-либо с литиевой батареей опасно. Вы должны быть осторожны, чтобы не повредить батарею и не закоротить ее, иначе вы можете быстро получить концентрированную опасность возгорания на руках. Так что не делайте этого дома без присмотра человека, который знает, что делает!

Я взломал корпуса, используя шило и молоток, чтобы приложить силу к швам пластиковых корпусов. Затем весь контур и бак в сборе обычно выдвигаются. Если этого не происходит, вы можете взять плоскогубцы и вытащить пластиковый бак, а не батарею или ее провода.

Я рекомендую надевать перчатки при обращении с резервуаром для жидкости и его утилизации, а также протирать аккумулятор перед его снятием. Когда я этого не делал, мне было трудно вывести вонь из пальцев даже после мытья рук. Весь этот процесс довольно вонючий, и я думаю, что вы можете впитывать ингредиенты и через кожу.

Я включил несколько изображений батарей, которые я нашел внутри. Аккумуляторы емкостью 280 и 350 мАч стоят около пяти долларов и идеально подходят для носимых устройств или других портативных устройств. 

Я отпаял их от другой схемы и припаял два проводных соединения к новой вилке JST с большим количеством термоусадочных трубок, чтобы изолировать соединения и уменьшить нагрузку на крошечные провода батареи.

Шаг 4. Зарядка аккумуляторов

Чтобы зарядить их, вы не можете просто подключить их к источнику питания. Вам понадобится схема зарядного устройства с настройками, соответствующими размеру аккумулятора. Зарядное устройство контролирует аккумулятор и заряжает его постепенно и безопасно.

У некоторых есть DIP-переключатель, позволяющий переключать скорость зарядки, как показано слева. Вам следует выбрать самую быструю скорость, не выходя за пределы емкости аккумулятора. Так, например, для аккумулятора емкостью 350 мАч я бы выбрал зарядку при токе 300 мА. У других есть площадки для пайки, которые можно соединить, чтобы установить скорость зарядки, как показано справа — я выбрал 200 для батарей емкостью 280 мАч.

Устройства большой емкости удобны для повторного использования, поскольку они оснащены цепью зарядки. Было интересно посмотреть, какой зарядный чип сильно различается. Некоторые из них имеют встроенные микросхемы защиты от перенапряжения и сверхтока, а другие просто устанавливают туда пару PNP-транзисторов и заканчивают работу. Таким образом, в зависимости от качества включенной цепи зарядки вы можете захотеть использовать ее… или потерять. 

Шаг 5: Схема защиты и безопасность

Разница между этими батареями и более хорошими, которые вы можете купить, заключается в схеме защиты или ее отсутствии. Литиевые батареи могут быть повреждены, если их разряжать или заряжать слишком сильно или слишком быстро. Хорошие аккумуляторы для хобби имеют небольшую схему, которая отключает питание, когда их напряжение падает слишком низко, и защищает от короткого замыкания и опасно высокого тока с помощью устройства отключения по сверхтоку. Обычно в этих батареях ничего этого нет, поэтому вам нужно добавьте эту схему самостоятельно или оставьте батарею подключенной к зарядному устройству со встроенной схемой защиты и настроенной на скорость зарядки, подходящую для вашей батареи. 

Чтобы защитить от случайного замыкания после извлечения батареи из корпуса, я прикрепил к открытым контактам немного ленты и термоусадку. Очевидно, что добавлять какое-либо количество тепла к этим батареям — не лучшая идея, поэтому я был очень рассудителен. 

Эта изолента тоже не лучший вариант. Вам следует использовать высокотемпературную каптоновую ленту, но это лучше, чем просто складывать все эти голые батарейки в коробку вместе.

Когда разработчики устройств соединили их вместе, они знали, что потребляемый ток никогда не превысит ток датчика воздуха и обогревателя. При повторном использовании этих батарей тепловой разгон может стать серьезной проблемой: если ваша цепь потребляет больший ток, чем рассчитано (консервативное эмпирическое правило — это емкость батареи в час), вы можете начать неостановимую цепную реакцию внутри батареи, которая приведет к это взорваться.

Шаг 6: Использование батарей в проектах

Я советую вам собирать эти устройства, если вы видите, что они завалены, и, по крайней мере, отдать их на правильную переработку электронных отходов и, возможно, использовать их для питания вашего следующего солнечного устройства.