Stromversorgung und Recycling von 18650 Zellen

Da ich direkt ein paar von den Dingern baue und auch in der IT tätig bin, rette ich öfter mal Laptopakkus vor dem Müll. Um diese zu verwenden benötigt man zuersteinmal einen Imax B6 mini oder ähnliches. Wichtig ist das das Ding original ist. Ich habe es vor einigen Jahren mit einem Gutschein für 20 Euro aus China bekommen und bin sehr zufrieden damit.

Am besten sind die Akkus vor dem Ausbau möglichst leer, es reicht aber auch vorsichtig zu sein.
Mit einer Modell Zange aus dem 3D Druck sektor bekommt man prima gängige Akkus auf. Man muss hier höllisch aufpassen das man nur die Steckverbindungen abtrennt, schließt man das ganze kurz kann man schnell ein feuerchen machen. In dem Akku gibt es entweder sandwiches welche für uns uninteressant sind, oder 18650 Akkus welche Lötfahnen an den Seiten haben die man mit der Modellzange recht gut abbekommt. Auch hier Vorsichtig sein, die Zellen sind schnell kurzgeschlossen.

Jetzt wird mit einem Voltmeter die Spannung gemessen. Ist sie unter 2,5V wird die Zelle entsorgt, wenn nicht wird sie entweder mit einem T4056 oder mit dem Imax aufgeladen. Die Zellen unter 3V stelle ich meist auf eine Silikonmatte auf eine Tasse in einer Schale mit Wasser, die Zellen über 3V werden normal geladen.
Nach dem vollen Laden messe ich nach einer Woche ob die Spannung unter 4,1v gefallen ist, wobei ich in dem Fall die Zellen wieder entsorge. Der Rest wird noch einmal aufgeladen und einzeln mit dem Imax bei 1A entlade. Dann schreibe ich die Kapazität mit einem Edding auf den Akku drauf und entlade den Rest.

Nun hat man 2 Möglichkeiten die Stromversorgung zu bauen: Parallel oder in Serie. Vorteil von Parallel ist das wir näher an den 3,3V sind und nicht so viel durch wärme verloren geht. Nachteil ist allerdings das die Zellen eine sehr ähnliche Kapazität aufweisen müssen und MAXIMAL 0,2 V auseinanderliegen dürfen. Sonst macht das Ding schnell Bumm. Glücklichwerweise sind Laptopakkus in der Regel schon so Parallel betrieben, was die Zellen sehr ähnlich machen sollte in einen Verbund.

Wenn ich das korrekt verstanden habe ist im Lolin32 bereits die komplette Ladeelektronik enthalten.
Über den JST-PH Port kann hier Akkuverbund bis 4,2 V angeschlossen werden der den Strom automatisch auf die gebrauchten 3,3V runterregelt. Das ganze kann auch direkt per USB geladen werden an dem ein tp4056 Ladechip ist.

Edit: Wichtig ist noch einen protection circuit einzubauen. Damit ist das ganze sogar sicherer als normale Akkus. Da das Gerät nicht so viel Strom verbraucht, reicht ein 1A protection circuit mehr als aus. Gekaufte Zellen schalten in der Regel erst bei 3-6A.

Mir scheint der Aufwand und das Risiko sehr hoch.
Zumal ich nicht weiß, ob Schutzschaltungen (Tiefentladung etc.) auf dem Dev Board vorhanden sind. Wenn nicht, würde ich nur Akkus mit Schutzschaltung verwenden.

Die Ladeelektronik begrenzt dir die Spannung nach oben, aber vor Tiefentladung schützt dich das nicht. Ich persönlich habe meine Akkus immer bei Eremit bestellt. Der Inhaber ist auch im Nachbarforum aktiv und gibt dort Tipps. Jedenfalls ist dort eine entsprechende Schutzbeschaltung vorhanden.

Ohne eine solche würde ich das ehrlich gesagt nicht betreiben.

Ah gut zu wissen, die tp4056 module die ich bisher immer gekauft habe hatten auch einen Schutz vor Tiefenentladung.
Ich habe noch besagte Schutzschaltungen, ob man die nun in der Batterie einbaut oder ausserhalb ist eigentlich egal. Natürlich macht es sinn noch eine zweite Schutzfunktion einzubauen.

Das hilft allerdings nur gegen extremsituationen. Schaltet sich der ESP nicht schon bei 3,3V ab? Oder was benutzt ihr für die Tiefenentladung?

Also es ist so, dass die Akkuspannung ja durch den LDO muss und dabei eh noch ein bisschen Spannung „hängen bleibt“. Also wenn du mit 3.3 reingehst, dann kommen hinten keine 3.3 mehr raus. Unterschreitet man eine gewisse Schwelle (wo genau die ist weiß ich nicht), dann funktioniert der Kartenleser nicht mehr (richtig) und irgendwann startet sich der ESP32 neu. In diesem Zustand ist die Spannung dann für den SD-Reader zu niedrig, so dass der ESPuino nicht mehr starten kann. Der wird dann irgendwann rot blinken und dann, sofern SHUTDOWN_IF_SD_BOOT_FAILS aktivert ist, sich ausschalten. Ist das nicht aktiviert, so wird er weiterhin in diesem Zustand verharren und rot blinken.

Aber auch wenn er ausgeschaltet wird, fließt ja zumindest noch ein kleiner Deepsleep-Strom. Bei welcher Spannung das aufhört (und ob das aufhört) kann ich dir ehrlich gesagt nicht sagen.

Insofern ist man auf jeden Fall auf der sicheren Seite, wenn man einen Tiefentladeschutz hat.