✧Подзарядка батареек CR2032: что происходит и насколько это эффективно

Заряжать батарейки — наша старинная национальная забава. Любой нынешний аксакал как сейчас помнит, что если аккуратно постучать тяжелым предметом но нежному цинковому корпусу «большой круглой батарейки», то:
• трава становится зеленее на порядок;
• девушки моложе в N раз;
• заряд батарейки восстанавливается чуть меньше, чем полностью (у оптимистов) или чуть меньше, чем меньше (у пессимистов).

В те далекие, былинные времена оживление батареек происходило за счет чисто механического воздействия, без затрат электроэнергии. Магия. А потом британские ученые внезапно выяснили, что заряжать батарейки лучше электричеством.

Но перед тем, как погрузиться в чуднОй мир заряжания сделанного незаряжаемым, предлагаю заглянуть в соседнюю область — там, где батарейку CR умудрились-таки довести до состояния какого-никакого аккумулятора.

При этом пришлось:
• существенно усложнить конструкцию анода;
• использовать MnO₂ не из общей кучи, а модифицировать до фазы, позволяющей осуществлять обратимый обмен Li в ходе зарядов-разрядов.

В итоге:
• обратимость ячейки была достигнута, но весьма паршивенькая (слоны летают, но низэнько-низэнько);
• емкость понизилась в 3-4 раза относительно батарейки того же форм-фактора;
• ценник увеличился на порядок.

Последний момент сильно удручает наши пытливые умы. Они не могут смириться с такой несправедливостью. Потому отличная идея «толкнуть», «оживить» или даже «восстановить» батарейку — это неиссякаемый источник полезных советов, хитростей и чудесных откровений на различных интернет-ресурсах. Понятно, что вернуть первичный элемент питания к состоянию как он сошел с конвейера — это скорее для кликбейтной иконки на youtube с жирной надписью «Теперь я не покупаю батарейки!!!» Но «оживить» на некоторое время питаемое устройство, если «прикурить» батарейку от некого внешнего источника вполне возможно.
Только насколько эффективна сия операция? Что там происходит внутри батарейки? На эти каверзные вопросы авторы youtube-контента ответа, увы, не дают.
Вот совсем краткая, ознакомительная подборка заходов в столь благодатную тему и только для батареек малой ёмкости:

CR2032 раз (несколько касаний проводками от источника 5В и все работает)
CR2032 два (аналогично, но от 20В)
CR2032 три (ЛБП, огр. 5В-0.2А, 10-20 мин)
LR44 четыре (ЛБП, 3В, 0.15А, ~3 мин)
«Крона» пять (ЛБП, огр. 40В-0.04А, пока не нагреется)
CR2032 шесть (~3В, 12-24 ч.) Автор — ДимаК, он же ДокторCXEM, он же Компанец, он же Гога, он же Гоша, он же Юрий…
семь (типа хумор)
Короче, лайк-подписка-колокольчик-донат.

Внимание! Далее будет очень много букв, циферок и снимков с экрана мультиметра. Сократить не могу, так как:
— это уже сокращенный вариант
— хотелось продемонстрировать весь процесс получения итоговых результатов.
Просто представьте, что перед вами мексиканский сериал с актерами (CR2032), играющими неадекватных персонажей со странным поведением (заряды, разряды, сколько чего вошло, сколько вышло и т.д.).
Причем, сценарий дописывается и изменяется по ходу съемок, прямо на съемочной площадке. В результате, после первых нескольких серий, все перестают понимать что происходит сейчас и что будет дальше. Актеры начинают нести отсебятину. А генеральный продюсер, он же автор идеи, он же сценарист, он же директор картины, он же генеральный спонсор, он же автор этой статьи мечтает когда-нибудь закончить снимать эту дичь (1 сезон) к оговоренному сроку (июнь 2025) и не продлевать контракт на второй сезон. Ибо ничего подобного у него никогда не было. И вот опять. ©
Если вы не поклонник мыльных опер и индийских фильмов, то проще заглянуть в «Заключение», где кратко изложено «чем дело закончилось и чем сердце успокоилось».

1. Подготовка к экспериментам

Изначально было разряжено 12 шт. CR2032 PKCELL через резисторы номиналом 680 Ω (измеренные: 674...679Ω) до ~2В. Если вы думаете, что при этом батарейки разрядились практически полностью, то глубоко ошибаетесь. Под такой нагрузкой большая просадка по напряжению. Я разряжал двумя партиями по 6 шт. Для первой партии даже сделал кой-какие записи:
Таблица-1
Для прикола использовал YR1035 и в табличке привел измеренные значения импеданса на животворящей частоте 1кГц. Специально для любителей поговорить об исключительной значимости и информативности того самого «внутреннего сопротивления ХИТ, измеренного правильным способом». Про это есть подробнейшая статья. Одно плохо — даже те, кто понял ее суть, про это вскоре забывают.:)

---

Уровень разряда можно оценить, воспользовавшись данными отсюда, просто заменив ось «Время» на «Напряжение» (под нагрузкой)
Почему был выбран разряд через 680Ω, а бОльшие сопротивления? При достижении 2В на номинальных 680Ω уровень разряда ~45%, если емкость считать ~220-225 мАч.
И это хорошо — тогда я просто побоялся разряжать «в ноль», т.к. предполагал, что столь глубоко разряженную батарейку толком подзарядить вообще не удастся.
Увы, я оказался прав (см. разделы 4 и 5).

Кроме того, есть фактор времени:
А жизнь не бесконечна.

2. Прикидочные опыты

2.1. Заряд импульсами 10 сек (нагрузка)/10 сек(пауза) в интервале 3...15В

Смысл в том, что бы выяснить:
• какие токи протекают через ячейку при фиксированной разности потенциалов
• можно ли заряжать от автомобильного аккумулятора (будет ли пробой).

Для этого была собрана установка, представленная на картинке:
1. В качестве «генератора импульсов» выступало реле времени/таймер DH48S-S, китайский клон одноименного Овона.
На самом деле — классная штука, работает четко. Стоит не дорого. Рекомендую. Подробнее про нее — ТУТ, раздел «3. Реле времени/таймер DH48S-S».
2. Источником напряжения служил ЛБП Korad KA3005D, на котором вручную задавался уровень потенциала от 3 до 15В. В каждом последующем импульсе напряжение повышалось на 0.1В.
3. Значения силы тока записывались Флюком в автоматическом режиме с интервалом 1 сек.

Конечно, на маленьком экранчике Флюка общий вид записи выглядит несколько невразумительно.
Но увеличение отдельных участков дает опредеденное представление о происходящем.
1. На картинке ниже — одиночный импульс, крайний в записи на Флюке. Ему соответствует 15.0В. Импульс тока состоит из 2 частей: игольчатого выброса тока и почти ровной части — наклонной полки.
На самом деле, разница между игольчатым началом и продолжением импульса еще сильнее. Дело в том, что минимальный интервал записи на Флюке — 1 сек. Поэтому о форме и ширине игольчатой части можно только догадываться.

2. Мне кажется, что начальные иголки в импульсах к самому процессу зарядки прямого отношения не имеют. Они связаны с некими переходными процессами на межфазных границах электрод-электролит.
А если рассматривать график без них, и нарисовать огибающую через середины наклонных полок в импульсах, то получается весьма странная кривая с явным максимумом при 4.2В.

• Нет, начальный участок вполне логичен: при увеличении разности потенциалов протекающий ток растет. Лимитирующей стадией является электродиффузия сольватированных ионов Li⁺ (Li⁺ окружённый оболочкой из молекул растворителя)

• А вот дальше — становится непонятно: максимум, а потом спад.

• После спада постепенная стабилизация тока на 4 мА — это тоже понятно.
Лимитирующей стадией становится не электродиффузия, а один из процессов:
— или выход Li⁺ из MnO₂ в раствор (на катоде)
— или разряд Li⁺ до атома лития: Li⁺ + е⁻ → Li⁰ (на аноде)
Что протекает медленнее — то и лимитирует. Классика химической кинетики для последовательно протекающих стадий реакции.

3. А теперь интересный момент. I(4.2В)/I(3.0В) = 11мА/0.12мА = 92. Фактически 2 порядка.
Еще раз гляньте видео шесть (CR2032, ~3В, 12-24 ч.) Как вам «советы бывалого моряка» с Приморья, в очередной раз взятые с потолка?

2.2. Заряд при разности потенциалов 4.2В (эмуляция заряда от литий-ионного аккумулятора)

Заряжал 1.5 часа


Выбросы вниз на кривой — это я пальцем лазил, щупал батарейку в держателе на предмет разогрева. Вроде не греется.

2.3. Заряд при разности потенциалов 15В (эмуляция заряда от автомобильного аккумулятора)

Заряжал 1.5 часа


Рост силы тока после резкого спада скорее всего связан с постепенном разогревом потрохов при такой большой разности потенциалов. На верхней крышке (+) это не чувствуется. А вот когда после 1.5-часового заряда я вынимал батарейку из держателя, я почувствовал, что нижняя крышка (-) заметно теплая.

2.4. Где накапливается литий в процессе подзаряда

В процессе всей этой возни было сделано одно важное открытие, к которому я первоначально отнесся как прикольному, но мало значимому наблюдению:
Если подзарядить частично разряженную батарейку, то на сепараторе со стороны анода появляется черный налет. Когда снимал видос по растворению остатков лития на анодной крышке, ради интереса бросил в воду и тот сепаратор с почернением:

Черный налет на сепараторе оказался мелкодисперсным литием, вытесняющим водород из воды.
Кстати, по количеству выделившегося водорода можете оценить соотношение масс металлического лития на:
— минусовой крышке полуразряженной CR2032
— сепараторе этой же ячейки после подзаряда при 4.2В в течение 1.5 часов.
В видосах, приведенных в начале статьи, народные умельцы предлагают «восстанавливать» CR2032 путем подзаряда от нескольких секунд до нескольких минут. Юмористы. И только наш универсальный эксперт ДимаК/ДокторCXEM/Компанец/Гога/Гоша/Юрий/… говорит, что лучше оставить на заряде на «полдня или день». Жалко, что ДокторCXEM не понимает, что при заряде аккумулятора или батарейки «унутрях её» происходит электролиз содержимого (ликбез, с.9, «Потенциал разложения. Перенапряжение»), для достаточно эффективного протекания коего 3В маловато будет. Это и было продемонстрировано в п.2.1. «Заряд импульсами 10 сек».

Теперь посмотрите что происходит, если сей эксперимент повторить с аналогичной разобранной ячейкой, тоже частично разряженной, но без подзаряда:

В этом случае лития на сепараторе нет, что и требовалось доказать.
Что за жёлтый налет на поверхности сепаратора, прилегающей к литию, мне неведомо. Но водород из воды он не вытесняет.

План «А»

Получается, что литий в ходе подзаряда выделяется на границе раздела литий-сепаратор (что очевидно) и, возможно, немного внутри сепаратора (потом оказалось, что нет). Но главное: при разборке литий, выделившийся при подзаряде элемента практически полностью*** отделяется от минусовой крышки. Если на крышке остались следы налета, то можно протереть ватной палочкой.
***Прим. Потом оказалось, что это верно, когда лития выделилось относительно мало (заряд в течении 1.5 часа). При более длительном заряде (24 ч.) литий выделяется и на крышке тоже.
А дальше:
• бросить в стакан с известным объемом (массой) воды сепаратор и ватную палочку
• после окончания реакции померить pH
• через pH посчитать сколько лития растворилось в воде — это и есть количество лития, выделившегося при подзаряде.

3. Опыты с замерами выделения лития на аноде или воплощение плана «А»

Опыты были прекращены только начавшись. План «А» накрылся медным тазом.
Оказалось — опасно. Я еще легко отделался. Получил небольшие ожоги 2-х пальцев.

Почему это произошло?
Я не учел одной простой штуки: мелкодисперсный литий пирофорен. При этом он находится на сепараторе, который пропитан горючим электролитом. Почему он не вспыхнул в предыдущий раз — наверное, его было несколько меньше. Или так карта легла.
И еще одно интересный момент — мелкодисперсный литий после столь продолжительного заряда оказался не только на сепараторе, но и на анодной крышке (-). Сразу после разборки он покрылся белесым налетом. Скорее всего — оксид Li₂O.
И он так и не стал сереть в дальнейшем (образование оксонитрида xLi₂O·yLi₃N), как это всегда происходило ранее.
Я не рискнул ковырять эту красоту. Итак весь на нервах + пальцы болят.

4. Мы пойдем другим путем или План «В»

Идея такая. Полуразряженные батарейки CR2032 нормальные люди не заряжают. Они показывают НРЦ почти 3.0 В. Ну, под обычной для CR2032 нагрузкой (мало жрущие устройства) напряжение чуть просядет. Но устройство работать будет.***
А начинают лихорадочно заряжать, когда с питанием от батарейки полный кирдык и бежать в магазин или в лом или нет возможности (ночь).

План «В»

Теперь первоначальный план такой:
• Максимально разрядить несколько CR2032
• Заряжать при 4.2 В разное время, максимум — 24 ч.
• Разряжать через один и тот же резистор (676 Ω) с записью в память Флюка каждые 15 сек.
• Определить, какая часть емкости «восстановилась» после достижения уровня напряжения, равного таковому для первого разряда.

Разрядил практически «в ноль» три батарейки. Это заняло около 6 суток.
Таблица-2

Опыт №1 (образец №3)

Заряд
Заряжал 24 ч. при 4.2 В.
Изначально контролировать ток заряда не собирался. В первые минуты амперметр ЛБП показал резкий подъем вверх, а потом — спад до «0.000» (что означает ток меньше 2 мА). Но через 1 час показания амперметра ЛБП начали скакать между «0.001» и «0.003». Я удивился и по-быстрому поставил в цепь амперметр Флюка. Флюк показал частые стохастические колебания в интервале 3.0...4.2 мА. Далее я иногда включал Флюка, снимал показания и записывал время.
К сожалению, самое интересное происходило в ночное время, когда я полуспал-полудремал. Вершина пика соответствует 2 часам ночи.
Кстати, стохастические колебания так и продолжались на протяжении всего заряда. Только размах их уменьшился на порядок: 0.05...0.10 мА

---

Разряд
Запись в память Флюка, 12 ч. с интервалами 15 сек.
Оцифровка в Экселе. 2880 точек удалось сократить до 31, т.к. на увеличенных участках записи мысленно проводил прямые между точками так, чтобы площади полигонов выше прямой были примерно равны таковым ниже прямой.
Зависимости Емкость=f(t) и Энергия=f(t) были найдены путем численного интегрирования методом средних прямоугольников исходя из полученных кривых U=f(t) с учетом того, что
Емкость=It=(U/R)t
Энергия=IUt=(U²/R)t
При расчетах учитывалось точное значение R = 676 Ω резистора.
Хвостики кривых после 11 часов можете отбросить, т.к. уровень 0.07В был пройден.
Результат: подзарядка при 4.2 В в течении 24 ч. дала 4 мАч. Возможно, что часть этой величины приходится на остатки лития на анодной крышке.
Энергозапас — ~1.2 мВтч.

Опыт №2 (образец №2)

Заряд
Попытка повторения опыта №1. Заряд 24 ч. при 4.2 В.
Смысл: набор некого подобия статистики + желание посмотреть, что там происходит в «серой зоне» (первый час заряда).
Казалось бы — бессмысленная перестраховка + потеря времени.
Удивительно, но то, что произошло, оказалось весьма поучительно:
образец №2 не стал заряжаться при разности потенциалов 4.2 В.

Запись тока Флюке с интервалом 1 сек. в течении 2 ч. 47 мин. (это макс. для Флюка, около 10 тыс. точек):
Подождал еще пару часов. Ничего интересного не произошло. Только ток плавно понизился до 0.070 мА.
Интересно, что стохастические колебания в данном случае не наблюдались. Все было «гладенько».
Появилось предположение, что эти самые колебания тока — есть диагностический признак того, что зарядка батарейки все-таки происходит.

Опыт №3 (образец №2)

Образец №2, который не захотел заряжаться при 4.2 В, согласился заряжаться при 15 В. Не бывает незаражаемых батареек, бывает недостаточная разность потенциалов (старинная зулусская мудрость).

Заряд
Заряд 24 ч. при 15 В.
Первые 2 ч. 47 мин.:
Далее спорадические записи вручную до 24 ч. Фиксировать сложно: циферки скачут в интервале 0.2...0.3 мА. Что означает, что заряд идет (если это предположение верно).

---

Разряд
Оцифровка кривой тока в Экселе. 2880 точек удалось сократить до 37.
Расчет
Результат: после подзарядки при 15 В в течении 24 ч. батарейка показала емкость около 0.8 мАч. Энергозапас — 0.05 мВтч.

Опыт №4 (образец №1)

Повторение опыта №3.

Заряд
Заряд 24 ч. при 15 В.

---

Разряд
Разряд 12 ч.
Оцифровка в Экселе. Особенности разрядной кривой позволили использовать только 18 прямолинейных полигонов t-U.
В данном случае после первого часа батарейка на несколько секунд перестает разряжаться за счет мелкодисперсного лития. Но потом как бы «спохватывается» — контакт порошка с анодом восстанавливается.
Таблица-3
Расчет
Результат: после подзарядки при 15 В в течении 24 ч. батарейка показала емкость около 0.8 мАч как и в предыдущем опыте.
Энергозапас ~0.06 мВтч.

4.1. Про эффективность и целесообразность подзаряда глубоко разряженных батареек

В порядке бреда предположим, что вся электроэнергия, затраченная в ходе 24-часовых зарядов тратится на выделение мелкодисперсного лития на аноде.
Далее — приблизительные прикидки для общего понимания уровня бестолковщины идеи подзаряда глубоко разряженных батареек.

Опыт №3

Что имеем:
Суммарный вошедший заряд Q=Q₁+Q₂+Q₃=142+13+1=156мАч
Энергозатраты Е=U·I·t=15В·156мАч=2340мВтч=2.3Втч
На выходе удалось вытащить 4 мАч и 1.2 мВтч.

Опыт №1

Суммарный вошедший заряд Q=Q₁+Q₂+Q₃=75+112+1=188мАч
Энергозатраты Е=U·I·t=4.2В·188мАч=790мВтч.
На выходе удалось вытащить 0.8 мАч и 0.05 мВтч.

Опыт №6

Суммарный вошедший заряд Q=0.3мА·24ч=7.2мАч
Энергозатраты Е=U·I·t=15В·7.2мАч=108мВтч
На выходе удалось вытащить 0.8 мАч и 0.06 мВтч.

5. Подведем итоги по предварительным опытам + полученного по планам «А» и «В»

1) Полуразряженные батарейки однозначно можно заряжать при внешней разности потенциалов до 15В. Может, даже и больше. Но при высоких напряжениях желательно каким-то образом контролировать Т нижней крышки-анода CR2032 (на уровне: тепло-сильно горячо). Ну или импульсами типа 10с./10с. (нагрев/охлаждение).
Заряд максимально эффективен при 4.2В, по крайней мере в самом начале.
Правда, тайный смысл подзаряда на полуразряженных CR2032 (~50%) пока не вполне понятен.:)

2) В ходе подзаряда выделяется мелкодисперсный литий, который вначале выделяется на поверхности сепаратора со стороны анода, а потом — на самом аноде.

3) Выделяющийся мелкодисперсный литий пирофорен. Поэтому разборка подзаряженных ячеек опасна. Литий на сепараторе может вспыхнуть.
А CR2032, которые не подзаряжали, можно разбирать в любом состоянии: полностью заряженными, частично разряженными и разряженными практически полностью (см. тут).
Это практически безопасно, если соблюдать элементарные правила ТБ. Например, не хватать литий голыми пальцами.

4) Подзаряжать сильно разряженные батарейки — головняк еще тот. И после плясок с бубном результат смешной, даже если получится подзарядить. Вот свел в одну табличку:
Таблица-4
Все это объясняется состоянием литиевой блямбы на крышке (-) — литий наиболее активно выжирается по центру блямбы. После разряда через резистор 674Ω до 0.45В (под нагрузкой) ссылка:
Обратите внимание: на картинке остатки лития после глубокого разряда на порядок меньшего чем у образцов из таблички. Если судить по остаточной разности потенциалов под нагрузкой.

5) Как я все это представляю

6. План «С»

Суть в следующем

1) Бессмысленно разряжать батарейки в ноль. Они уже убитые и, фактически, заряжаться «не хочут». См. выше — что получено по плану плану «В».
2) Столь же бессмысленно делать опыты с полуразряженными батарейками. По мнению пользователя они живее всех живых и заряжать он их не будет. Что совершенно логично.
3) Надо эмулировать действия пользователя, при отказе устройства в момент когда оно не хочет работать при НРЦ (или при малой нагрузке) в районе 2.4...2.0В.

Алгоритм

1) Разрядить 3 ячейки до уровня (под нагрузкой) 2.4, 2.2 и 2.0В
2) Нагрузка небольшая, ~ 4.7 kΩ. При этом в конце разряда токи будут небольшие:
при 2.4В — 0.51 мА
при 2.2В — 0.47 мА
при 2.0В — 0.43 мА
Это позволит получить хорошее разрешение по времени в конце заряда. А это позволит получить хорошее разрешение между кривыми разряда после подзаряда.
Как потом оказалось, разрешение оказалось более чем хорошее: 10-16 часов между этими тремя уровнями.
4) После подзаряда разряжать образец через тот же самый резистор, через который он был разряжен до определенного уровня (до подзаряда). Это позволит исключить фактор влияния несоответствия реального сопротивления номинальному.
5) Сначала подзарядить все три ячейки в течении 1 часа при одинаковой постоянной внешней разности потенциалов. Ориентировочно, 4.2В. Если не захотят заряжаться, то при 15В. Запись I=f(время)
6) Потом снять разрядные кривые U=f(время) до соответствующего уровня (2.4, 2.2 или 2.0В).
7) Рассчитать дополнительную ёмкость, полученную ячейками в результате подзаряда.
8) Увеличить время подзаряда до 2 часов и повторить пункты 5...7 до момента, когда время подзаряда перестанет влиять на дополнительную ёмкость, полученную ячейкой.
9) По итогу построить красивую цветастую поверхность (скорее всего в MATLAB) с координатами X(уровень разряженности)-Y(время дозаряда)-Z(добавочная энергия).

Образцы для плана «С»
Таблица-5

---

А дальше все пошло не так. И гениальный план «С» с треском провалился.

Образец №1 (изначально разряженный до 2.0003В)

Заряд
Начал заряжать при внешней разности потенциалов 4.2В. Но ток шел маленький (меньше 0.1 мА). Тогда я отключил запись и выкрутил на 15В. Стало получше, но все равно маловато. Поднял до напряжения 30В и включил запись. Заряд в течении 1 часа:

Разряд
После заряда быстро перекинул ячейку на стенд для разряда и получил вот такое:
Напряжение под нагрузкой оказалось ниже 2В. А здравый смысл подсказывал, что при разряде напряжение должно идти вниз, а не вверх. Оказалось, что это не так.
Сначала посмотрите про образец №2, а потом загляните под спойлер…

Образец №2 (изначально разряженный до 2.2194В)

Заряд
История повторилась 4.2В→(пауза)→ 15В→(пауза)→30В. Но теперь все делалось при включенной записи. Поэтому начало такое «многовершинное». На паузах в несколько десятков секунд ток начинал резко падать и я быстро выкручивал на следующий уровень…
Заряд в течении 1 часа:

Разряд
Как Вам такая разрядная кривая? Как по ней что-то считать?
И тут меня осенило: если в начале разряда напряжение странным образом растет, то я не дал разрядится обр.№1! Все так и оказалось — см. под спойлером выше.

Образец №3 (изначально разряженный до 2.4061В)

Заряд
Я вот подумал — а кто будет заряжать «монетку» CR2032 при напряжении 30В? Тем паче, 30В на постоянке считается уже потенциально опасным.
Надо дурью не маятся и подать обычные 4.2В. А там — как получится.

Разряд

Заряжать сразу не стал. Ибо появилось предположение, что вот этот рост в начале разряда является является следствием протекания аномальной деполяризации.
Поэтому дал отлежаться 12 часов, а потом начал разряжать:
Вот тебе и вжик: кривая проходит ниже 2.4061В. Причем, первые полчаса напряжение все равно растет. Смешно.

Вскрытие №3 (до 2.4061В) и №1 (до 2.0003В) после дозаряда и разряда

Темные зоны на минусовой крышке — это жалкие останки литиевой блямбы, покрытые оксонитридом xLi₂O·yLi₃N.
А светлых изначально не было. Они проявлялись в течении первых 5-7 минут после вскрытия. Процесс их появления было интересно наблюдать на крышке обр.№1.
Изначально были только зоны В (Li+Li₂O·yLi₃N) и А (дно крышки с пупырышками).
Потом часть зоны А начала как бы вспениваться и становиться белой (зона С). Это следовые количества мелкодисперсного лития, оставшиеся после второго разряда, превращались в Li₂O, а потом в смесь Li₂O + Li₂СО₃
Но на этом взаимодействие не заканчивается. Нитрид лития неспеша разлагается парами воды (гидролиз). И через 1.5-2 часа видим уже такое:
Теперь остатки блямб на крышках выглядят куда наряднее, ибо покрыты свежей смесью Li₂O + Li₂СО₃. Правда, с каким-то синюшным отливом.;)
Все процессы, протекающие после разгерметизации литиевой батарейки в разное время и с разной интенсивностью:

Ну да Б. с ними, с этими чудесам химическими…
Главная печаль том, что однозначно установлено, что при разряде под минимальной нагрузкой до 2.4В (а может и выше) батарейка становится почти незаряжаемой. Чутка «толкнуть» на весьма короткое время — можно. И не более того. Но это не истинный подзаряд ХИТ. Это относительно кратковременная поляризация ячейки. Малоэффективная и рассасывающаяся в течении нескольких часов или десятков часов (чем больше Rвн, тем медленнее). ИМХО.
В прошлом я проводил серию экспериментов на новых Eneloop AAA BK-4MCC (т.н. «белые») на предмет выяснения влияния продолжительности паузы между окончанием заряда и началом разряда на величины измеряемой емкости и импеданса. К примеру на одном из образцов было получено:
— 4 заряда-разряда подряд с паузами 37...8 часов → Q = 710...743 мАч
— после этого я сократил паузу до 2 минут и получил Q = 782 мАч.
Но у Eneloop Rвн несколько десятков мОм, а у CR2032 — несколько десятков Ом. Поэтому деполяризация CR2032 протекает заметно медленнее.

Короче, нет там никакого заметного «подзаряда батареек». А есть банальная поляризация их электродов.

6.1. А вообще план «С» в принципе выполним или как?

Нашел полуразряженный CR2032 и затем подзаряженный при 4.2В в течении 1.5 часов (см. п. 2.2), который пролежал в бумажном пакетике 46 (!) суток. НРЦ = 2.8В.
По графику заряда прикинул, сколько в него тогда «вошло». Ориентировочно, площадь красного прямоугольника близка к залитому заряду
Q=3мА·1.5ч.=4.5мАч
Энергозатраты Е=4.2В·4.5мАч=19мВтч

Разряд

Нагрузка такая же, как при первичном разряде — 676 Ω.
Поставил на запись тока с интервалами 5 сек. Флюк пообещал ровно 12 часов запаса по времени. Но понижение напряжения шло крайне вяло и через 5.5 часов я спинным мозгом почувствовал, что 12 ч. может не хватить (так оно и оказалось). Поэтому прервал запись на 4.5 часа.
В результате:
Оцифровка:
Расчет
На выходе получилось Q=44мАч и Е=95мВтч вместо «залитых» 19мВтч.
Как такое может быть — не знаю.
19мВтч соответствуют уровню 2.285В.

В ходе «обычного» разряда этих CR2032 при той же нагрузке, они выходят на уровень 2.55В ровно через 4 часа. Может, кому будет интересно (или появятся соображения на сей счет) вот такая картинка-сравнение:

---

Все. Я сдаюсь.
Третий месяц пошел, а воз и ныне там: четкие количественные оценки «эффективности» этих подзарядов получить не удается. Везде возникают странные нестыковки.
Чем дальше в лес, тем громче песня. (старинная восточная мудрость)

Заключение

Буду краток.

По CR2032 имеем примерно следующее.

1. Чем меньше разряжена батарейка, тем более эффективна ее подзарядка. К примеру, ежели использована примерно половина ее емкости — то только в путь.
Но есть 2 забавных нюанса:
а) нормальный пользователь таким не будет заниматься, ибо это соответствует НРЦ ~2.9В, а батарейка жива и работоспособна;
б) этот номер оказался достаточно эффективным в первый раз. А что там дальше — неизвестно. Ибо катодный MnO₂ лихо деградирует при каждой попытке заряда даже в ML2032, где он не абы какой (как в CR2032), а имеет специфический фазовый состав (ТУТ, «4. Почему циклируемость ML такая паршивая?»).

2. «Подзаряжать» CR2032, разряженные практически «в ноль» особого смысла нет. Только чтобы «толкнуть» некий малопотребляющий пульт/штангель на весьма непродолжительное время. Да и то, там эффект по большей части связан с поляризацией электродов ХИТ (по типу конденсатора), а не с химическим накоплением энергии. ИМХО.

3. И вишенка на торте. То, что написано в п.2 так же относится и к CR2032, разряженных до НРЦ = 2.0...2.4В малыми токами. По крайней мере, у меня так получилось.

4. Пламенный привет всем youtube-спецам по «подзарядке» батареек. Благодаря вам родилось непреодолимое желание сделать первую попытку разобраться в данной теме хотя бы на качественном уровне.
Попытка вроде как удалась, получена куча занятных результатов. Но параллельно появилось ряд непоняток и вопросов без ответов. И количественно пока толком не получается, но лиха беда начало.
С литием (и вообще часовыми батарейками) связываться больше не хочу, надо пробовать что-то еще. И без всяких там вскрытий.

Всего доброго.

P.S. Несмотря на многократное редактирование, возможны ошибки и опечатки. Если чего заметите — пишите прямо в комменты. Автор к этому относится полностью положительно.