居家修繕 - 環保電力回收器DIY-榨乾廢電池的最後一滴電 - 居家

前往內容


環保電力回收器DIY-榨乾廢電池的最後一滴電



春節假期的最後,就讓小弟為居家環保盡一份心力吧,來開發一個可用來榨乾廢電池剩餘電力,回收再使用的小裝置…

不知大家是否有這種經驗,買了一堆電池,安裝到高耗電的用品,例如血壓計或遙控玩具,用到快沒電時,只好換新電池,這時很多舊電池會被丟棄(環保局規定電池必須回收,不過其實可交給超商換茶葉蛋之類),但是其實舊電池若是放到時鐘,或許還可以繼續用一個月,因為時鐘對電力耗用量低很多,所以舊電池可以繼續撐一陣子….然後….連時鐘都慢步後,就真的差不多可以丟了…

(冰山一角的廢電池...)

小弟就是這種小氣鬼…喔不!!其實嚴格來說是捨不得電池還有電卻沒有用完就丟,問題是如果家裡經常使用這種一次性電池,也沒那麼多時鐘來榨乾這些弱電池(以下把這種還有剩些電力的電池,姑且稱為弱電池吧),那這些弱電池我們或許可以先找容器儲放起來,日後慢慢用…然後常見的狀況是,有些弱電池越放越久,有一天打開容器時,會發現有些電池已經流湯報廢,還汙染到其他弱電池,看起來有點噁心,就乾脆全部拿去回收了…

好吧,只好買更多時鐘來消耗弱電池??小弟當然不會這麼做,但是總得想想辦法…有沒有可能回收這些最後電力?...若利用電子零件當中的升壓電路原理來把電壓不足的弱電池再次提升電壓,提升利用性?? 若能把低於5V的電壓,升壓到USB 5V電力,如此一來或許可以搭配行動電源,榨乾弱電池的最後一滴電力,然後回收給手機充電之類~~

後來逛逛電子材料行,找到可將0.9~5V範圍電壓輸出為USB 5V的升壓板,然後考量若能將2~3顆電池同時放電榨乾到行動電源上,則廢電池若剩下0.3~0.45V就真的可以安心給超商回收了,所以也買了2顆串聯之電池座(其實買3顆亦可,只是會增加體積)~終於有機會完成廢電池電力回收裝置了。

(升壓板)

回到家之後,考量環保電力回收器的裝置完整性,所以用3D設計並3D列印出屬於升壓板的家(外殼),並且有鎖孔可以鎖上電池座,變成外型稍成熟且迷你的「環保電力回收器」。


(由左而右依序:升壓板、3D列印殼、電池座)



(組裝完成,迷你體積方便攜帶)

小心焊接並組裝完成後,找來二顆弱電池,經過測量,這二顆各約只剩1.1~1.2V電力,連推動時鐘都沒辦法,就拿來試試吧…


(1.20V這種程度已近無實際利用價值)



(1.18V這種程度更糟,已經無法再用於任何設備了,來榨乾最後電力吧)



(上面2顆串聯加總不超過2.38V,不過升壓板硬是了得,加壓到5.05V)

借了一顆就有電量百分比指示的行動電源(20000mah),將二顆電池裝上環保電力回收器,再接上電流顯示器,之後就接線讓「環保電力回收器」開始幫行動電源充電,行動電源也成功顯示充電中~


(由於行動電源已無電力,剛開始充電時,電壓被行動電源吸走很多,只剩3.86V)



(榨乾過程中,電流會波動不穩定,照相剛好拍到120mA電流,但最低也會50mA,真的很沒電了)

經過一段時間後(可以丟著不用理),電力從0%增加到1%,而電池只剩0.5V,幾乎快榨乾了,換算回收了200mAH(3.7V)的電量,終於可以安心在弱電池流湯前,有電力回收再運用的能力了~有時資源回收的意義不限於針對有形的物體,也應該要涵括這類無形的能源呀~

其實嚴格來說,「環保電力回收器」可以有2種功能~
1.榨乾廢電池,回收最後電力
2.出門在外,安裝乾電池就能充當手機緊急行動電源

在材料成本方面,升壓板成本約50元,但實際上還有更高階數百元的升降壓板,要製作回收裝置的上下限電壓可以拉更寬喔。電池座看品質從10~35元都有,小弟下一個版本將會納入更多電池數量的選擇性。3D列印盒主要是考量設計的完整度,否則不一定需要,成本就看設計程度見仁見智了,所以DIY其實不會很花很多錢,主要是榨乾電力進行回收的一種熱忱滿足。


(若是用1.3~1.4V弱電池,是足以幫手機直接充電的喔)

目前為止,弱電池共榨乾4顆,剛好行動電源來到4%,換算約回收800mah(3.7V)電量,不過若接下來開始榨乾1.4V等級的廢電池,預估充飽20000mah約70~90顆電池,可供手機充飽電近3次,如果全台灣都盡量不浪費廢電池的剩餘價值,其實是非常可觀的電量。

廢電池殘而不廢

以上是簡單介紹,其實延伸設計上還可以再把只剩0.5V的被榨乾電池,直接用更多顆形式的電池座,再榨一次,甚至若是公司企業內部,廢電池數量驚人,也可以乾脆改用降壓板,一次串聯幾十顆來榨乾,電力持久更穩定喔~


最後,這些被榨乾的廢電池,請記得一樣要打包好,就可以準備拿去超商換茶葉蛋了(流口水中~~)

不過在此呼籲大家,如果可以,居家請盡量購買充電電池來使用,也希望廠商設計產品時,若無法內建充電電池,至少也應該要能使用較普遍的1.2V充電電池,這才是環保的根本呀~
--------------------------------------------------------
2/22補充
這段時間對於廢電池的電力回收有幾點心得提供參考

真的要榨乾弱電池,有以下幾件事還要克服,特別是數萬顆電池的回收電力時:
1.電池能量低到1.2V時,電力回收裝置將越來越難榨乾,因為稍微一榨,電壓迅速再降,但是一旦停止,電池電壓會再回升到1V以上。
2.有些電池內阻很大,多顆串聯時,整體電流在幾分鐘內就會被那1~2顆擋住,電流出不太來,這種電池必須在一開始分類時被找出來,不然會拖垮其他跟著串聯的電池。
3.回收的電路,要盡可能單純,回收效率才高,例如測試時會安裝電壓電流計,但真正回收時並不需要,避免額外的電力浪費。
4.以USB 5V而言,升壓方式較不利,頂多串聯4顆,但可以考慮混合並聯式。
5.如上,降壓方式可以串聯很多顆電池,再來降壓,電流也較高,但若遇有內阻較大的電池反而會很不利。

因為以上的考量,廢電池首先建議要進一步分類,分類的重點可能不只是電壓高低,更重要是內阻大小,但實際要每顆測量內阻不容易,分類基礎還是可以先用電壓來區隔:
(1)1.35V以上:原則上都沒問題,最適合回收電力。
(2)1~1.35V:可以使用三用電表測短路電流來了解內阻狀況,電流太小直接報廢吧。
(3)低於1V:可以直接判定為無效電池了。
(以上分類是針對鹼性電池而言,小弟手邊缺碳鋅電池的回收經驗)

不過實際上針對第2類廢電池,如果不測內阻,建議一開始就是採用並聯式回收電力,不要讓內阻大的電池影響到其他還能放電的電池...想不到廢電池回收電力的眉眉角角那麼多吧


一個打雜流浪漢 wrote:
樓主真有心,我是都...(恕刪)


家裡目前也都盡量使用充電電池,但由於只有1.2V,有些產品無法正常使用,所以還是會準備有一次性乾電池以備不時之需了
可以的話,樓主可以製造這個回收器來賣啊!
但一定要安全可靠的!
我就很有興趣^_^(可是不會DIY)
很佩服樓主的idea!

幾年前我就有搞過類似的東西

把公司不要的IC(有內建升壓器)弄一弄裝到家裡的時鐘

所以用一般的乾電池就可以到很低的電壓都還能正常運作

其實所有乾電池電器都應該裝個類似這種升壓系統計可以盡可能榨乾電池
(小電流的才有辦法, 需要大電流驅動的可能就差異不大了)
zzzrrrzz wrote:
春節假期的最後,就..最後,這些被榨乾的廢電池,請記得一樣要打包好,就可以準備拿去超商換茶葉蛋了(流口水中~~)熱血

不過在此呼籲大家,如果可以,居家請盡量購買充電電池來使用,也希望廠商設計產品時,若無法內建充電電池,至少也應該要能使用較普遍的1.2V充電電池,這才是環保的根本呀~.(恕刪)


樓主你這樣做不能榨到很乾

按P=IV(功率=電流x電壓)原理,

達到同樣功率下,電壓越高,電流越小,電池之所以沒被產品搾乾是因為電池在大電流輸出時
電壓掉到被產品判定沒電的水準以下,最明顯的是汽機車的啟動電瓶,不啟動時電池電壓可能有12V
但一啟動電壓就掉到10V以下導致無法啟動而被判定沒電
故建議不要用升壓到5V的方式來榨電池電力

而是要改用降壓的方式來榨電池電力
我家因為先前做玩具相關產業,所以有一堆玩具附的碳鋅/鹼性電池(GP,松柏,金頂)放到沒電
故也製做電池充電器給3C產品充電,靠這樣回收超過10公斤以上的乾電池

光量電壓有1.4-1.5V,但如何判定電池有沒電?
不能量空載電壓

故發現用電錶的電流檔位,直接量電池的短路電流,以新品的3號電池為例
如鹼性電池可到3-7A,三洋充電電池甚至可到8A以上
碳鋅電池一般約2.5-2.8A左右

故一樣是電壓是1.2V的電池,高性能的電池比普通電池還能輸出更多的電流

我自己是用達不到一安培時才判定沒電,此時電池的電壓隨電池品牌及特性不同
會有不同的電壓,而不是電池規格書上的0.9V電壓

實務上,電池盒要接到4個電池以上,越多越好,這樣每個電池可用較小的電流降壓到5V給3C產品充電
降壓IC,高級點一般人可買到的是
LM2576 降壓IC
這樣就能用小電流來榨乾電池電壓

我自己做的話一般都用到8顆-12顆三號電池串接降到5V給3C產品使用
如果還是延用同樣的升壓板的話,建議不要只有用兩個電池升壓,而是多並聯幾個電池盒,讓每個電池盒的電流輸出不要太大
這樣電池才能榨出越多電力,而且,電池溫度升高後就讓它休息,這樣也能榨的更多電力
JasonStock wrote:
很佩服樓主的idea...其實所有乾電池電器都應該裝個類似這種升壓系統計可以盡可能榨乾電池
(小電流的才有辦法, 需要大電流驅動的可能就差異不大了)
(恕刪)


要用交換式降壓系統,來達到小電流就能使用
請問
這和網路上賣的
可以用乾電池轉成usb電源
幫手機充電
的功能/用意差別在哪呢?

hx135cb750 wrote:
樓主你這樣做不能榨...(恕刪)


謝謝大大~大大真是專業呀,您點到了關鍵問題...重點在電流而不只是電壓,所以如果可以,採用降壓設計其實比較有利於輸出電流,讓行動電源的充電速度加快,但是這樣多顆電池串聯升高電壓還有發現一種狀況,就是品質較差的電池,似乎內阻頗大,會壓低其他電池的放電速度,所以小弟也在抉擇採用並聯+升壓或是串聯+降壓的設計何者有利,當然串並聯也並非兩極化選擇,若是電池數量多,兩種應該都會用到,只是比例考量...

但是家用角度,應該最多同時8顆就很多了,只有回收場或超商才會需要較大數量,所以您提到的降壓IC品質反而在家用場域更重要了~

disnet wrote:
請問這和網路上賣的...(恕刪)


以前為了手機充電,曾經想買,但是因為價位不低,小弟後來買行動電源...

小弟雖然沒拆過,但感覺原理應該很接近,利用升壓達到USB供電,只是要充手機,可能要有額外的保護電路設計,反倒是環保電力回收裝置就是盡量單純,避免無謂耗損,只有小電流也要榨乾收回到行動電源上...算是設計接近,但理念不同的狀況~

1頁 (共4頁)

前往




此文章的引用連結