Reaproveitamento de baterias de notebook

Vou compartilhar um pouco com vocês nesse tópico minha experiência em relação ao reaproveitamento de baterias descartadas de notebooks velhos. Ao longo do texto vou expondo algumas fotos para o tópico ficar mais ilustrativo e comentando as dificuldades e riscos dessa prática.

Primeiramente, não recomendo essa prática a ninguém, principalmente por conta dos riscos e frustrações envolvidas, entretanto, considero essa experiência um bom exercício para o aprendizado do funcionamento das baterias e packs para os que estão começando. Já aviso desde o início que o resultado final funciona, mas não é nada comparável ao adquirir baterias novas com as especificações adequadas ao seu projeto, baterias de notebook não possuem as características suficientes para um desempenho considerável em e-skates.

A ideia geral que vou apresentar aqui vai desde a coleta das baterias descartadas até a montagem do pack do meu primeiro e-skate.

1. Coleta das Baterias

Comecei a coletar baterias ainda em 2017, não tinha longboard, nem VESC, nem motor, nem projeto, eu não tinha nada, só a vontade de coletar as baterias e ver se realmente algumas células ainda estavam “vivas”. Eu passava em todas as lojas especializadas em manutenção de computadores da cidade pedindo as baterias que iam para “lixo”, muitos me questionavam o motivo e eu sempre explicava que iria tentar abri-las e reutilizar as células boas.

Pois bem, coletei muito “lixo” :sweat_smile: :sweat_smile:

2. Abrindo as baterias

A ideia básica dessa prática é tentar encontrar células dentro dessas baterias que ainda estejam boas para o uso, essas são compostas na maioria das vezes por cerca de 6 células de li-ion 18650 e um mini BMS. O motivo do descarte é que muitas vezes em caso de algumas das células darem defeito a placa de circuito protege todo o pack simplesmente parando de funcionar, ou seja, por conta de alguma(s) célula(s) todo o pack acaba sendo descartado. E quem tem uma bateria de notebook danificada simplesmente troca, não tenta consertar.

Uma pesquisa rápida no youtube vai mostrar que existem muitos vídeos que ensinam como reaproveitar baterias de notebook usadas, essa é uma prática comum não só apenas para baterias de notebook mas também para baterias de lítio encontradas em outros equipamentos. Normalmente muitos fazem isso para utilizarem nos power walls, que não demandam tanta corrente pois muitas células são associadas em paralelo. Os projetos de skate elétricos necessitam muita corrente de descarga e as células 18650 encontradas nessas baterias de notebook não são ideais para isso.

Para abrir essas baterias nada como um pouco força e “técnica” para resolver.

Dentro dessas baterias encontram-se uma placa de BMS e em alguns casos (interessantes casos) sensores de temperatura que trabalham em conjunto com a placa para proteger a bateria.

3. Exemplo de uma das células encontradas (SAMSUNG ICR18650 - 22F)

Reforçando mais uma vez a ideia de que o reaproveitamento dessas baterias é um aprendizado importante, mas não suficiente para projetos de mobilidade elétrica, podemos analisar como exemplo o datasheet de um dos tipos de células que encontramos nesses packs. No caso vamos analisar o modelo SAMSUNG ICR18650 - 22F.

O datasheet nos mostra que a corrente máxima de descarga de uma célula dessa NOVA é capaz de descarregar 4,4 A no MÁXIMO!! Portanto em um pack 10S3P por exemplo contendo apenas células NOVAS da SAMSUNG ICR18650 - 22F seria capaz apenas de descarregar no máximo 13,2 A. E sabemos que em projetos consideráveis de e-skates ou bicicletas elétricas, essa é uma corrente máxima baixa para os padrões dignos (aqueles que sobem a ladeira).

Observação: Eu digo sempre NOVAS pois estas baterias perdem suas características originais de fábrica conforme o tempo e uso, e as células que estamos trabalhando aqui, como não sabemos a procedência, o tempo e forma de uso, temos zero garantia de funcionarem com essa descarga máxima nominal de fábrica, se funcionarem.

4. Separando as células

Depois de abrir e retirar as células do pacote, é necessário retirar as soldas e deconectar as células do BMS. Quase sempre os packs estão muito bem soldados, mesmo assim não é nada complicado separar as baterias, o problema é que a solda é muitas vezes forte e normalmente sobram resíduos da fita de nickel por conta da força da solda.

5. Teste e seleção das melhores células

Após todo o trabalho de retirada das baterias 18650, vem a parte mais importante desta prática que é testar propriamente as células e selecionar as que ainda estão “boas” para serem utilizadas.

Essa é uma parte onde os critérios de seleção vão variar para cada um, caso você exija uma qualidade mais alta para considerar uma célula “OK”, os critérios serão maiores e assim por diante.

No meu caso, eu não fui muito criterioso pois sabia que a taxa de conversão do reaproveitamento no final seria baixa e queria tentar aproveitar ao máximo o que eu tinha coletado. Portanto para a montagem de um pack 10S3P (30 células) eu criei os seguintes critérios:

  • Tensão inicial da célula maior que 2,7 V

  • Manutenção da tensão carregada (4,2 V) após 30 dias menor que 0,2 V (ou seja, 4,0 V)

  • Capacidade maior que 1500 mAh (eu sei, é pouco, mas é o que tem)

  • Resistência interna indiferente (não confio no meu testador Liitokala para essa medida e em geral as resistências desviavam somente +/- 50 mOhm)

Infelizmente não tenho tantas fotos dos testes, mas o procedimento para analisar os critérios que defini foi o seguinte

  1. Medir a tensão de todas as células encontradas e excluir aquelas com tensão menor que 2,7 V

  2. As que sobraram carregá-las totalmente (4,2 V) e aguardar 30 dias para a nova medição. Em alguns casos esperei até mais de um ano (abandonei meu projeto mas voltei após um intercâmbio que fiz).

  3. Nova medição, agora selecionando apenas as baterias que mantiveram a carga acima dos 4,0 V.

  4. Teste de capacidade no tester LiitoKala lii-500, excelente dispositivo que tenho até hoje. Essa é também uma etapa lenta e que exige paciência, principalmente porque os testes realizados em descargas de 0,5 A demoram cerca de 8 horas por célula.

  5. Anotação das capacidades em cada bateria.

  6. Novo teste de manutenção da carga, carregando e aguardando novamente mais 15 dias para medir a nova tensão (que deve ser maior que 4,0 V).

Essa foto não é minha, mas serve para ilustrar o procedimento de testes no LiitoKala lii-500

Esse na foto sou eu ,ainda em 2017, testando células, feliz pensando que todas iriam estar em boas condições. Agradeço ao meu amigo e roomate Igor Proença pela foto :joy: :joy:

6. Resultados e montagem do meu primeiro pack

Os resultados que obtive foram consideravelmente bons ao meu ver, levando-se em consideração os meus critérios baixos na seleção das células. Consegui reaproveitar cerca de 20% das células que seriam descartadas. Consegui reunir 30 células “OK” a partir de 150 células testadas mais ou menos, em números de baterias de notebook isso seria o equivalente a 25 baterias do “lixo”.

Todos esses valores são bem aproximados, os únicos dados que consegui encontrar no meu computador foram os das capacidades (em mAh) que balanciei para primeiro pack. São no total 30 células, com uma média de 1830 mAh, sendo a mais baixa de 1508 mAh e a mais alta 2206 mAh.

image

Eu não vou entrar muito em detalhes da montagem do pack neste tópico, primeiro porque as minhas técnicas de montagem ainda são muito precárias e ainda tenho que melhorar muito nisso. E segundo que o foco do tópico não é esse, vão existir tópicos específicos para a montagem de packs aqui no fórum.

Mesmo assim, de maneira resumida, seguem algumas fotos do meu primeiro pack com BMS e sem bypass, e do segundo pack que montei, um pouco “melhor” dessa vez.

7.Perigos e segurança

Reforço aqui os perigos envolvidos nessa prática.

Começando pelo cuidado ao abrir as caixas de plástico protetoras das baterias de notebook. Elas são muito bem vedadas e tentar abrir sem o uso de equipamentos adequados, como luvas e alicates de corte, pode causar possíveis cortes na mão.

Em segundo lugar, abrindo essas baterias você está se expondo à possíveis materiais e gases tóxicos. Muitas vezes as células são de má qualidade, estão enferrujadas ou mesmo danificadas ao ponto de ser possível abri-las e desenrolar os materiais internos.

E estes são apenas alguns dos perigos que eu enfrentei, existem muitos outros como por exemplo células em curto ou mesmo, em raros casos, células de Lipo expandidas.

Seguem algumas fotos das células problemáticas que encontrei no meio do meu caminho. :face_vomiting: :face_vomiting:

8. Conclusões finais

Apesar do processo ser longo e demorado, eu aprendi muito com tudo isso e recomendo iniciantes a repetirem essa prática apenas quando o principal intuito for o aprendizado. Não vale tanto a pena o tempo e dinheiro para montagem de um pack bom a partir dessas baterias. Além de ganhar muita paciência, aprende-se bastante testando cerca de 200 baterias e selecionando apenas 30. É importante pensar que parte de algo que seria descartado como lixo, muitas vezes em descarte “normal”, está sendo reaproveitado. Lembrando que todos os resíduos dessa experiência foram adequadamente descartados ao final.

Em suma, não aconselho a prática do reaproveitamento de baterias com o objetivo de montar um pack para seu e-skate ou bicicleta elétrica pois os materiais que estão sendo utilizados aqui não possuem garantia alguma, não sabe-se nunca a procedência, quem utilizou e como utilizou e muitas vezes foram descartados por conta de que realmente não funcionam mais, mesmo que aprovado após todos os testes realizados. Portanto, não é seguro para você ou sua familia manter um pack desses dentro de casa, tome muito cuidado se for repetir isso. Além disso a performance esperada do meu pack finalizado foi apenas satisfatóriam para o meu propósito.

Do mais queria agradecer a todos os meus amigos do Esk8 Brasil que me motivaram a seguir em frente, mesmo sempre me alertando dos perigos dessa prática. E dizer que estou mais do que aberto à discussões e críticas em relação à essa e outras experiências.

Quero motivar os mais experientes a fazerem o mesmo e compartilhar suas experiências conosco aqui no fórum!! Essa comunidade foi criada para isso e por isso conto com a participação de todos vocês!!

Grande Abraço!!

Viva a mobilidade elétrica no Brasil!!

2 Curtidas

Muito bom! Bem completo e explicado!

Utilizar o Liitokala é fundamental para separar as boas das ruins. :slight_smile:

Um fato, não tão incomum, que aconteceu comigo foi quando peguei um célula aparentemente boa, entretanto não esperei os 30 dias para verificar se a tensão iria diminuir.

Aguardei pouco tempo e quando fiz o teste com o Liitokala ela apresentou uma capacidade muito boa (não me lembro quanto, mas era mas era acima de 2800mAh, algo um pouco difícil em baterias usadas) e estava esquentando muito.

Na realidade o que estava acontecendo (acredito eu) era que a célula estava carregando e já descarregava, o que, enganosamente, fazia o Liitokala medir mais capacidade, além de dissipar muita energia em forma de calor.

1 Curtida

Obrigado @junior.kurahara!!

Realmente o Liitokala Lii-500 é muito bom para testar as baterias 18650, porém é preciso ter alguns cuidados com os testes.

Como você mesmo disse, é preciso sempre monitorar o processo de teste do equipamento. O procedimento que o Liitokala faz para o teste de capacidade em cada célula é

  • Carregar até os 4,2 V
  • Descarregar a célula com uma corrente constante (pelo o que li no manual 500mA no NORM TEST) até a tensão mínima (varia em cada caso)

É nessa descarga constante que o aparelho consegue calcular a capacidade da bateria, pois o tempo da descarga é medido também e aí fica fácil calcular essa capacidade através de um gráfico simples (corrente x tempo). O próprio aparelho já mostra em tempo real essa capacidade.

Aqui no exemplo desse gráfico que eu desenhei (porcamente no paint :joy: :joy:) podemos observar o teste de uma célula descarregando na corrente de 500 mA constante durante 5 horas até chegar em sua tensão mínima.

Então a Capacidade será numericamente igual a Área desse gráfico.

Capacidade = Corrente x Tempo de descarga (C = I x t)

   No exemplo
C = 500 mA x 5 h
C = 2500 mAh

Brincar com as unidades sempre me ajudou a entender melhor essas fórumulas.

Mas voltando aos testes no Liitokala, realmente é fácil se confundir quando não monitoramos bem esses testes. O aparelho mede também essa a “capacidade” das células enquanto está carregando, o que é errado teoricamente, uma vez que quando chegam na tensão máxima de carga (4,2 V) a célula pode continuar carregando e dispersando energia em forma de calor, como você mencionou aqui

E realmente isso vai acontecer e o aparelho vai continuar mostrando uma carga nada real que só vai continuar aumentando sem parar até chegar em um momento em que para (não sei ao certo o porquê). Já vi células com “capacidade na carga” (é errado falar isso) de 5000 mAh que na realidade não tinham nem mesmo 1500 mAh.

Enfim, o aparelho é bom mas é necessário sempre ficar de olho.

Não queria prolongar muito na resposta mas acabei prolongando bastante :sweat_smile: :sweat_smile:, é bom para ir povoando o site, valeu @junior.kurahara!!

OBS: Recentemente percebi que meu aparelho estava desligando ao testar múltiplas células, algum defeito. Só estou conseguindo utilizar para testes com 2 baterias por vez :angry: :angry:

Parabéns pelo tópico! Muito bem explicado! Baterias são um dos pontos mais importantes e um com maior custo na construção do esk8. É muito tentador comprar baterias com melhor preço sem ter a certeza da qualidade, porém é um erro comum em vários iniciantes.

Aproveitar baterias usadas é uma excelente ideia, porém há quatro fatores que devem ser atendidos antes de começar
1_as células devem ter custo zero!
2_você deve ter acesso a centenas para selecionar poucas para o pack.
3_ ter paciência e tempo para fazer os testes, se possível mais de uma vez!
4_ você deseja fazer da experiência um aprendizado.

Se o seu caso atende esse quatro itens, nós diriamos sim vá em diante! Caso contrário compre de um fornecedor confiável. Há bons fornecedores no EUA e Europa, no Brasil nós temos para revenda, importamos do EUA.

Para quem desejar verificar:
www.bravelo.com.br

Cada um monta o seu board na sua condição! O importante é andar!!
BRAVELO TEAM!

2 Curtidas

Ficou Top Thamer ! Muito boa iniciativa.
Tive a minha primeira experiencia assim também.
Descasquei 60 pecas durante 3 dias interruptos. Mas dei aquela dormidinha claro :joy:
Consegui um total de 120 pilhas muito boa entre 1800 e 2400+.
Fiz um relatório das quais baterias são as melhores e as quais são mais problemáticas.
Segui um script de um cara na internet sobre as tensões das células e o tempo delas, ele fez uma lista bem detalhada.

Ha muitos detalhes que precisam levar em conta.
Espero que isso ajude a todos.

1 Curtida

Curti muito essa tabela @mimartim!!

E realmente senti que você teve um pouco mais de sorte que eu em relação às capacidades das baterias, como eu já tinha mencionado antes, minha média das células no meu pack foi 1830 mAh, mas do total de recuperadas acho que a média foi bem menor.

E também achei muito bom o percentual do total de baterias ressuscitadas :zombie: :zombie: (33%), no meu caso foi um pouco mais de 25%. Acredito realmente que a média deve girar em torno disso mesmo nessa técnica de reaproveitamento, a probabilidade depende um pouco de onde você recolhe o material e tudo mais, mas em geral de 20 a 35% nesses critérios que utilizamos.