Regeneration Charger I. / Regenerační nabíječka I.

Cannot charge primary cells. They are not designed for it. This is a known fact.
In practice, however, it has been verified that the electrochemical processes during the discharging of these cells can be partially reversed and thus prolong their period of use.

The method described below is particularly effective for cells that are discharged quickly and incompletely.
This method is not effective for fully discharged cells.

In my opinion and experience it pays to regenerate only button cells intended for operation in low-current devices.
The method is ideal for extending the life of cells in watches, kitchen scales and various instruments with passive LCD displays.

The method consists in charging the cell with a current of less than 0.01 C, or a hundredth of the cell's nominal capacity, for a long time.
It is important not to exceed the current and monitor the terminal voltage of the cell, or to limit it with some type of zener diode.
This is very important as the cell usually cannot cope with more heating and gas generation at a larger current. There is a risk of cell explosion and, in the case of lithium batteries, a fire caused by strongly reactive alkali metal.

The charger should be operated under supervision and the cell provided with a protective safety cover.
In my embodiment, the cell is directed towards the ground.

For the construction of the whole device I used a case from an old GSM modem of oxygen mark.
The only thing left in it after removing the internal electronics was the male USB 2.0 connector. From it I removed (can be left unconnected) two middle data pins, which we will not need. If we accidentally plug them in some way, the computer might not like it.
I have experienced a cable with a 5-volt power supply and data shorted inside. Fortunately, nothing happened to the computer when it was connected, but he still thought he had an unknown device attached that was not responding. When I measured this cable with an ohmmeter, I wasn't surprised why. After cutting the connector inside, I found a plastic chip embedded inside the plastic that shorted the pins. Sadly, something like that went through the final inspection at the factory. The computer survived, but for example, television could do a good job.
But back to our charger. The diagram shows the power indication, "power on", which is provided by a yellow low-power LED with a 2.2 kiloohm resistor. It is connected to the power of the USB port and it lights up after plugging the connector into the USB PC or NTB or another device. The LED is followed by a protective diode that prevents the current from the charged battery to flow to the yellow LED when the charger is disconnected from the USB.
This is followed by an important component, a 1 kiloohm limiting resistor, which sets the maximum current to the charged cell at about 2.2 mA.
The device was designed to charge only a CR2032 cell. This cell has a nominal capacity of 230 mAh. The base for this article can be bought for a few crowns in the shop with electrical components or it can be obtained from an old PC motherboard.
A pair of red LEDs are connected in parallel to the cell being charged. This pair will limit the maximum cell voltage when charging to 3.2 V and thus prevent it from overcharging.

And how do we use the charger?
Insert the cell with correct polarity into the socket.
If the LED light is dim, it is not worth regenerating the cell, it is fully charged.
However, the LED is not lit when the cell is partially discharged.
When connected to the USB port, the yellow LED lights up and the red LED lights up according to the cell charge level. When charging (need to charge for several hours before the day we are at home), the brightness of the red LEDs gradually increases. This means that the cell voltage rises and thus the current flowing through it decreases. If the brightness of the LEDs no longer increases, the cell is charged.
It will serve us in a watch or digital thermometer for half a year. In my experience, the cycle can be repeated 5x to 10x successfully.

When the charger is plugged into a USB without a charged cell, all LEDs are fully lit.

The device is single-purpose, but very practical for its economic advantage.
And most importantly, when we suddenly "spit" such a battery at home, we do not have to rush to the store to buy more.

At the end you can see photos of the whole device and its schematic documentation.
If you go to the construction of the charger described, you do so at your own risk. The manufacturer does not recommend charging these cells and warns against charging them.

Primární články nelze nabíjet. Nejsou na to konstruované. To je známá skutečnost.
V praxi však bylo ověřeno, že elektrochemické procesy v průběhu vybíjení těchto článků lze částečně zvrátit a prodloužit tak dobu jejich používání.

Níže popsaná metoda je účinná hlavně pro články, které jsou vybity rychle a neúplně.
U zcela vybitých článků je tato metoda neúčinná.

Dle mého názoru a zkušeností se vyplatí regenerovat pouze knoflíkové články určené pro provoz v přístrojích s malým odběrem proudu.
Metoda je ideální k prodloužení životnosti článků v hodinkách, kuchyňských vahách a nejrůznějších přístrojích s pasivními LCD displeji.

Metoda spočívá v nabíjení článku proudem menším než 0,01 C neboli setinou jmenovité kapacity článku, po dlouhou dobu.
Důležité je proud nepřekročit a hlídat i koncové napětí článku, případně ho omezit nějakou součástkou typu zenerova dioda.
Toto je velice důležité, neboť článek si většinou neporadí s větším ohřevem a vývinem plynů při větším proudu. Hrozila by exploze článku a v případě lithiových baterií i požár způsobený silně reaktivním alkalickým kovem.

Nabíječku je třeba provozovat pod dozorem a článek opatřit ochranným bezpečnostním krytem.
V mém provedení článek směřuje směrem k zemi.

Pro konstrukci celého zařízení jsem využil pouzdro od starého GSM modemu kyslíkové značky.
Jediné, co v něm zůstalo po demontáži vnitřní elektroniky, byl konektor USB 2.0 typu samec. Z něho jsem vyjmul (lze je nechat i nezapojené) dva střední datové piny, které nebudeme potřebovat. Pokud bychom je někam omylem zapojili, počítači by se to nemuselo líbit.

Zažil jsem kabel, v jehož konektoru byly uvnitř vyzkratovány napájení 5 voltů a data. Počítači se při jeho připojení naštěstí nic nestalo, ale stále si myslel, že má připojené neznámé zařízení, které neodpovídá. Když jsem pak tento kabel proměřil ohmmetrem, nedivil jsem se, proč. Po rozříznutí konektoru jsem uvnitř zalitou v plastu objevil silnou šponu, která vyzkratovala piny. Smutné, že něco takového prošlo výstupní kontrolou v továrně. Počítač přežil, ale například televize by tohle mohla pěkně odskákat.

Ale zpátky k naší nabíječce. Na schématu vidíme indikaci napájení, "power on", které nám zajišťuje žlutá nízkopříkonová LED s předřadným rezistorem 2,2 kiloohmu. Je připojena na napájení portu USB a rozsvítí se nám po zasunutí konektoru do USB PC či NTB, případně jiného zařízení. Za LED následuje ochranná dioda, která zabrání toku proudu z nabíjené baterie do žluté LED, když je nabíječka odpojena z USB.
Pak následuje důležitá součástka, omezovací rezistor 1 kiloohm, který nastaví maximální proud do nabíjeného článku na cca 2,2 mA.
Zařízení bylo navrženo pouze pro nabíjení článku typu CR2032. Tento článek má jmenovitou kapacitu 230 mAh. Patici pro tento článek můžeme za pár korun sehnat v obchodě s elektrosoučástkami či jí můžeme získat ze staré základní desky PC.
Paralelně k nabíjenému článku je zapojena dvojice červených LED. Tato dvojice nám omezí maximální napětí článku při nabíjení na 3,2 V a tím zabrání jeho přebíjení.

A jak nabíječku používáme?
Do patice osadíme článek se správnou polaritou.
Pokud slabě svítí dvojice LED, nemá cenu článek regenerovat, je plně nabitý.
Při částečně vybitém článku však LED nesvítí.
Po připojení do USB portu se nám rozsvítí žlutá LED a červené svítí podle stupně nabití článku. Při nabíjení (je potřeba nechat nabíjet několik hodin, před den, kdy jsme doma) se postupně zvyšuje jas červených diod. Znamená to, že napětí článku stoupá a tím pádem proud jím protékající klesá. Pokud jas diod již nadále nestoupá, článek je nabit.
Bude nám sloužit v hodinkách či v digitálním teploměru třeba půl roku. Dle mých zkušeností lze cyklus s úspěchem 5x až 10x opakovat.

Pokud nabíječku zapojíme do USB bez nabíjeného článku, všechny LED svítí plným svitem.

Zařízení je jednoúčelové, avšak velmi praktické pro svojí ekonomickou výhodnost.
A hlavně, když nám doma náhle "vyplivne" taková baterie, nemusíme se hned hnát do obchodu kupovat další.

Na závěr si můžete prohlédnout fotky celého zařízení a jeho schematickou dokumentaci.

Pokud byste se pustili do stavby popsané nabíječky, jednáte tak na vlastní nebezpečí. Výrobce nabíjení těchto článků nedoporučuje a varuje před ním.