Типы литиевых батарей
Есть такие виды литиевых аккумуляторов, которые встречаются в различных сферах бытового и промышленного хозяйства:
- литий-ионный — для основного либо запасного электроснабжения, транспорта, электроинструмента;
- никель-солевой — авто и жд транспорт;
- никель-кадмиевый — кораблестроение и авиастроение;
- железо-никелевый — электропитание;
- никель-водородный — космос;
- никель-цинковый — фотоаппараты;
- серебряно-цинковый — военная ветвь и т. д.
Главным видом являются литиево-ионные батареи. Они употребляются в сферах электроснабжения, производства электроинструмента, телефонов и т. д. Батареи могут работать при температуре от.20 ºС до 40 ºС, но ведутся разработки по повышению данных диапазонов.
Они разделяются на различные подтипы, которые отличаются меж собой составом катода. Он меняется методом подмены графита либо добавлением к нему особых веществ.
Восстановление и ремонт аккумуляторной батареи шуруповерта
Важно точно провести диагностику неполадок. Для этого необходимо знать, как устройство батареи, что может повлиять на работоспособность прибора
В пластмассовом футляре любого производителя используют набор стандартных элементов питания. Последовательное соединение обеспечивает нужное напряжение. Емкость – количество ампер-часов – зависит от степени показателя самой слабой батарейки.
Разные типы элементов имеют свои характеристики:
- литий-ионные элементы с напряжением 3,6 В;
- никель-кадмиевые элементы – 1,25 В;
- никель-металлгидридные – 1.2 В.
В сборке используются элементы одного типа, информация о виде и емкости есть на корпусе.
Сначала необходимо определить напряжение на выходе у заряженной сборки. Если элемент вышел из строя, напряжение уменьшается ступенчато. Батарея очень быстро заряжается и работает минуты? Придется определить, какие элементы потеряли емкость и заменить их. Иногда используют другие методы восстановления работоспособности АКБ шуруповерта. Все зависит от типа элементов.
Последовательность разборки батареи и ремонт шуруповерта своими руками посмотрите на видео до начала работы.
Итак, аккуратно разобрав корпус, нужно извлечь заряженную батарею, удобно устроить на рабочем месте и провести измерение напряжения на каждом элементе мультиметром – диагностирование. Снятые показания емкости каждой банки нужно записать. Никель-кадмиевые элементы считают рабочими при напряжении 1,2-1,4 В, литий-ионные – 3,6-3,8 В.
Собрать инструмент и поработать до полной разрядки. Снова замерить напряжение на элементах. Если разброс между замерами составляет 0,5- 0,7 В, самые слабые батарейки нужно заменить. АКБ шуруповерта 12 В, можно разрядить внешним сопротивлением, например, лампочкой.
Для ремонта аккумуляторов батареи шуруповерта подходят точно такие же по размеру и емкости банки
При их установке важно сохранить старые перемычки – они рассчитаны под ток зарядки по площади контакта. Можно заменить их медными полосками, точно соблюдая последовательное соединение
Новую сборку необходимо поставить на зарядку на длительное время, для выравнивания емкости в банках. Далее проводят двойную тренировку для никель-кадмиевых батарей. Литий-ионным элементам раскачка не нужна.
Как провести ремонт аккумуляторной батареи шуруповерта с никель кадмиевыми элементами своими руками? Основная причина выхода из строя таких АКБ – пересыхание банок. Разобрав батарею, потребуется освободить банки от обертки, обнажить полностью корпус. Нужно убедиться в герметичности элемента, если на нем есть следы коррозии. На верхнем желобке корпуса высверлить тонкое отверстие, медицинским шприцом с иглой медленно ввести в полость дистиллированную воду. Если жидкость тут же выходит – банка не подлежит реанимации. После отверстие закрыть эпоксидным клеем, соединить батарею и провести полную зарядку и тренировку.
Чтобы восстановить нерабочий никель-кадмиевый аккумулятор после потери емкости, разряженных на ноль, рекомендуем воспользоваться реальным способом ремонта и восстановления АКБ шуруповерта своими руками, демонстрируемым на видео.
Что делать, когда аккумулятор не заряжается
Если АКБ не держит заряд (быстро садится) или вообще не набирает запас энергии, начинать нужно с выявления причины, исходя также из типа батареи.
Неисправность может крыться в самой батарее, в блоке зарядки, а также в месте их контакта. Дополнительно стоит проверить, а подходит ли зарядное для данного аккумулятора.
Малое время работы
Для Ni-Cd (в меньшей степени и для Ni-Mh) емкость может падать из-за «эффекта памяти».
Где теряется емкость
Для исправления нужно полностью разрядить устройство, и затем провести полноценную зарядку. Такой цикл нужно повторить 2, а лучше все 3 раза. Как правило, этого достаточно, чтобы «раскачать» АКБ практически до прежних значений.
Не идет зарядка
Если индикатор на зарядном загорается, однако батарея либо не заряжается, либо процесс быстро прекращается, нужно проверить контакты. При наличии пыли или следов окисления их надо почистить и протереть спиртом.
Кроме того, нужно убедиться, что выходы не отогнулись – это банальная, но нередкая причина, почему устройство не работает. Если они не достают до разъема аккумулятора, то нужно аккуратно подогнуть их обратно (может потребоваться разборка зарядного устройства).
Проверка напряжения
Также при помощи мультиметра можно проверить, что на выходе у зарядного. Для этого в режиме постоянного напряжения нужно соединить красный и черный щупы с выходами «+» и «-» соответственно. Далее показания прибора нужно сверить с указанными на блоке значениями. Выход за их пределы говорит о необходимости ремонта зарядки.
Неисправные модули АКБ и их замена
Отдельный случай – выход из строя части батареи. Дело в том, что обычно аккумулятор собирается из стандартных блоков («банок»). И если несколько потеряют емкость, деградирует вся батарея. Например, если не заряжается на весь объем аккумулятор шуруповерта Интерскол, то вполне вероятно причина именно в этом. Данный метод потребует сноровки и навыка работы с паяльником, так как для соединения элементов применяется пайка, а слишком долгий нагрев может привести к повреждению или взрыву/возгоранию батареи.
Внутреннее устройство
Порядок действий:
снять крышку (защелки или винты);
проверить тестером напряжение на каждом элементе. Обычно порядка 1.2 в на «банку» в норме, если ниже или отсутствует – надо восстанавливать. Более сложный вариант – проверить ток разряда при помощи нагрузочного резистора. У неисправного фрагмента он значительно ниже;
если напряжение каждого блока достаточное, нужно проверить уровень внутреннего сопротивления (напряжение делить на силу тока, вычесть сопротивление нагрузки), затем сравнить полученное значение со штатными параметрами блока;
поставить новый модуль – можно взять рабочий из аналогичного АКБ или использовать подходящий по характеристикам
Важно припаять его в той же ориентации, чтобы инструмент мог работать.
Замена на более совершенные блоки
Альтернативный вариант – переделка на использование модулей другого типа с аналогичными характеристиками по напряжению/сопротивлению. Например, можно заменить Ni-Cd на Li-Ion.
Попутно надо проверить качество соединений – при необходимости заменить или восстановить изоляцию. Плата контроля также должна быть изолирована от блоков картонной прокладкой. Для проверки работы надо отследить рост напряжения по мере зарядки. В норме для АКБ на 18 это может быть 13-13.5-14 через 0.5-1-2 часа соответственно, с выходом на 17 или более воль к концу.
Неисправные электронные компоненты
Также возможен выход из строя отдельных частей электроники зарядного устройства. Восстанавливать их можно только при уверенном владении паяльником и наличии запчастей:
- предохранитель (обычно на 5в) – замена аналогом, если тестер при прозвоне не пищит;
- конденсатор – вздувшиеся (или с сопротивлением 0 в режиме постоянного напряжения) блоки заменяют на аналогичные по параметрам;
- выпрямитель – замена диодов (неисправные пропускают напряжение в обоих направлениях);
- дроссель/резистор – сбойный при прозвоне не пищит.
При поломке микроконтроллера или термистора (относится к первичной обмотке трансформатора) ремонт обычно нецелесообразен, лучше провести замену всего устройства.
Распространённые типы аккумуляторов для инструментов
Человеком придумано несколько десятков типов аккумуляторов, каждый из которых имеет свои определённые особенности. Но в распоряжении конструкторов электрической техники, будь то шуруповёрт или сабельная пила, находятся лишь некоторые из них, которые наиболее полно отвечают списку требований — компактности, безопасности, а также нетребовательности в обслуживании.
Принцип работы аккумулятора для электроинструмента — это химические процессы, протекающие в электролитической среде между двумя электродами — анодом и катодом. Обратимость этих процессов при пропускании электрического тока через составляющие части позволяет многократно перезаряжать элементы питания.
- Ni-Cd. Структура никель-кадмиевых батарей подразумевает катод из химических соединений никеля, а анод — из кадмия в виде закиси его гидрата или в металлической форме. Электролит представляет собой щёлочь на основе калия. Благодаря низкому сопротивлению этот тип батарей не нагревается при значительной нагрузке ни при питании прибора, ни при зарядке током большого напряжения. Благодаря этому никель-кадмиевые элементы удобно применять в мощных приборах — ударных шуруповёртах, болгарках, цепных пилах. Батареи могут храниться длительное время в разряженном состоянии и не боятся умеренных отрицательных температур.
- Ni-Mh. Спустя годы использования никель-кадмиевых батарей были выявлены их существенные недостатки: это эффект памяти, из-за которого во время эксплуатации нужно было внимательно следить за полным разрядом батарей, иначе их ёмкость сокращалась Появление устойчивых водородных гидридов соединений никеля с другими металлами привёл к появлению нового типа аккумулятора, а вот анод состоял уже из оксида никеля. Благодаря этому удалось решить вопрос с плохими экологическими показателями, на которые влиял токсичный кадмий. Металлгидридные батареи в меньшей степени подвержены эффекту памяти, а вот ёмкость при тех же размерах примерно на пятую часть больше. Правда, величина саморазряда в состоянии покоя не уменьшилась, а количество циклов, наоборот, стало меньше. И хотя металлогидридные аккумуляторы почти вытеснили никель-кадмий в бытовом секторе в форматах АА и ААА, шуруповёрты и рубанки комплектуются ими лишь изредка.
- Литий-ионные. Этот стандарт пришёлся ко двору как нельзя кстати. Катод (преимущественно из кобальтата лития) в них изготавливается на алюминиевой фольге, а анод — на медной. В результате протекания электрического тока выделяются ионы лития, которые проникают в другие материалы, например, графит. Благодаря минимальному саморазряду, а также почти полному отсутствию эффекта памяти литий-ионные устройства повсеместно вытесняют другие виды батарей в современных инструментах. Правда, есть у них и недостатки. Они крайне требовательны к условиям зарядки, поэтому оснащаются микроконтроллерами, ограничивающими зарядный ток, а также отключающими аккумулятор при достижении критического низкого порога заряда. Если такой контроллер выходит из строя, батарея может перегреться и даже взорваться. Негативно сказываются и низкая температура окружающей среды, так что хранить аккумуляторный электроинструмент в холодном гараже не стоит.
Последовательность работ по установке литиевых аккумуляторов в шуруповерт
Для начала разбираем батарейный блок, извлекаем из него кадмиевые аккумуляторы и безжалостно откусываем их от разъема. Кроме того, снимаем температурный датчик, который призван обеспечивать защиту банок от перегрева. Далее замена кадмиевых аккумуляторов в шуруповерте на литиевые источники питания выполняется таким образом:
- Подбираем контроллер, который будет автоматически отсекать подачу тока при достижении напряжения в 4,2 В. Или сигнализировать о необходимости зарядки, если оно снизится до 2,7 V. Покупайте контроллер с термопарой, который дополнительно устранит риск перегрева.
- Последовательно соединяем аккумуляторы между собой.
- К получившейся сборке подсоединяем контроллер и подключаем балансировочные точки к специальному разъему.
- Припаиваем плюсовой и минусовой вывод.
- Помещаем аккумуляторы в батарейный блок.
Как видите, процедура довольно проста и при наличии опыта занимает не более 1-2 часов. Если вы впервые решились покопаться в современной электронике, то очень пригодятся приведенные ниже советы по соединению аккумуляторов между собой:
- Сборка изготавливается с использованием тонких металлических полос. Не мудрствуя лукаво их можно просто вырезать из обычной консервной банки.
- Поверхность соединительной полоски и аккумулятора обрабатывается спиртом, чтобы обеспечить хороший контакт в будущем.
- Соединение банок с металлической полосой выполняется посредством контактной сварки. Все дело в том, что аккумуляторы Li-ion могут неадекватно отреагировать на длительное тепловое воздействие паяльником и просто взорваться. При контактной сварке нагрев длится всего несколько секунд, поэтому подобные проблемы исключаются полностью.
- Чтобы пластина не отвалилась от малейшего механического воздействия, потребуется несколько точечных соединений.
- Импульс сварки необходимо устанавливать таким образом, чтобы исключить перегрев аккумуляторов.
- Полученный комплект нужно прочно соединить изолентой или скотчем.
Наконец, не забывайте о строгом соблюдении полярности соединяемых между собой аккумуляторов. Ошибки вряд ли вызовут аварийную ситуацию, но заряжаться сборка точно не будет.
Восстановление АКБ шуруповерта путем приобретения новых Ni-Cd элементов
В данном случае речь идет о полной замене аккумуляторных элементов и о так называемом «стирании эффекта памяти» с новых батареек в целях обеспечения их более продуктивной работы. Эффект памяти заключается в том, что батарея «помнит» все возможные циклы зарядки, которым она теоретически может подвергаться на производстве до попадания в чьи-то руки. Чем больше в ее «памяти» таких циклов, тем вероятней становится то, что емкость начнет уменьшаться значительно раньше, чем ожидается. Также никель-кадмиевые аккумуляторы любят подобные процессы «раскачки». Если их проводить непосредственно перед использованием, работать они будут гораздо лучше.
Нужное количество аккумуляторов можно заказать в Интернете, к примеру, на Ali-Express. Нужно иметь в виду, что они уже имеют определенный заводской заряд, который желательно «снять» для того, чтобы «сэкономить» силы аккумуляторов во время эксплуатации. Сделать это можно, используя то же зарядное устройство Imax B6, в меню которого несложно разобраться.
Вначале мультиметром проверяется напряжение на каждой «банке». Это сразу поможет определить, каким качеством обладают новые батарейки и не имеет ли место непорядочность продавцов, которые могли вместо новых продать старые элементы. Уровень напряжения на каждой батарейке должен составлять примерно 1,3 В
При замерах важно не путать клеммы
Далее «стирание памяти» проводится с каждым элементом поочередно. На зарядном устройстве выставляются следующие параметры заряда: если емкость 1800мАч, ее можно выставить чуть больше — 1900, немного с запасом. Затем следует перейти в режим заряда никель-кадмиевых аккумуляторов. Параметры заряда должны быть такими: показатель тока 0,9 А (половина от емкости 1800).
Каждый новый элемент подвергается тренировке по принципу «заряд-разряд», чтобы убрать заводские параметры. При токе в 1А все АКБ поочередно разряжаются до напряжения в 1 В (минимально допустимое напряжение, чтобы не убить батарейку).
Затем следует перейти в режим цикла «заряд-разряд» и запустить его кнопкой «старт». После разрядки и снятия заводской памяти уложить аккумуляторы обратно в блок, ориентируясь на то, как раньше туда были уложены старые. Поэтому при разборке пластмассового корпуса нужно запомнить, как батарейки лежали раньше.
Таким образом, существует много способов восстановления аккумулятора шуруповерта своими руками. Каждый из них имеет определенные нюансы, недостатки и преимущества, которые следует учитывать в зависимости от того, как вы восстанавливаете емкость. Иногда следует постараться, чтобы приобрести тот или иной инструмент или необходимый ингредиент (например, дистиллированную воду) для того, чтобы восстановление прошло максимально успешно. Но именно это поможет вам избежать дополнительных расходов в связи с приобретением нового шуруповерта или полностью готового аккумулятора.
Как заряжаются аккумуляторы шуруповертов: правила, время, тонкости
Каждый мастер, который постоянно работает с электрическими инструментами, должен знать о том, как зарядить аккумулятор шуруповерта, чтобы батарея служила дольше, и как правильно эксплуатировать батарею в течение отведенного ей срока.
Если инструмент используется в первый раз, рекомендуется обязательно провести зарядку аккумулятора. Когда шуруповерт лежит на складе или в магазине без применения, аккумуляторы всегда разряжаются, и об этом нужно всегда помнить при покупке.
Если вы стали обладателем никель-кадмиевого аккумулятора, обязательно зарядите и разрядите его троекратно перед работой. Это нужно для оптимизации показателей емкости АКБ. После этого будет требоваться стандартная зарядка. С никель-металлгидридной батареей можно провести ту же самую манипуляцию.
Самые «беспроблемные» в данном случае — литий-ионные батарейки. Эффект памяти у них не выражен, и заряжать их можно, не доводя до полного разряда.
Рекомендуется соблюдать несколько общих правил зарядки, которые можно отнести ко всем аккумуляторам шуруповертов:
- Заряжать АКБ следует при температурах не ниже +10°С и не выше +40°С.
- Никель-металлгидридные аккумуляторы имеют свойство быстро нагреваться. Поэтому за процессом зарядки всегда нужно следить во избежание перегрева.
- Помните о том, что другие батарейки тоже нагреваются, особенно, если температура в помещении очень высокая.
- Позаботьтесь о возможности охлаждения элементов во избежание их выхода из строя.
- Не оставляйте батарейки в заряднике, если вы их не заряжаете.
- Хранить аккумулятор лучше, если вынуть его из шуруповерта, с которым не планируется работать в ближайшее время.
- Если батареи долго не используются, не забывайте их подзаряжать раз в месяц. Это позволит не допустить глубокого разряда, который может фатально сказаться на показателях их емкости.
На вопрос о том, сколько времени заряжать аккумулятор шуруповерта, ответить можно так:
- небольшая подпитка АКБ может длиться 30 минут;
- максимально оставлять батарею на зарядке можно в течение 7 часов.
Время, в течение которого нужно заряжать тот или иной инструмент, всегда указывается в инструкции по его эксплуатации. И это всегда рекомендуется тщательно соблюдать.
Важно помнить о том, что зарядные устройства бывают разные. Есть ЗУ с индикатором уровня заряда, что позволяет контролировать процесс и понимать, когда он заканчивается
По окончании зарядки следует ее сразу остановить, чтобы не принести аккумулятору вреда.
Для шуруповертов разного вида ЗУ тоже бывают разными:
- стандартный, обычный «зарядник» — подходит для инструментов любительского типа;
- импульсный — более мощный, входит в комплектацию профессиональных инструментов, может зарядить шуруповерт в течение часа.
Различие в применении
При выборе того или иного аккумулятора для питания различной техники необходимо понимать, какие необходимые свойства будут важны в ходе эксплуатации. Для переносных гаджетов и небольшой радиоэлектроники пригодится подойдет литий ионные или никель металлгидридные батареи, данные потребители не требуют повышенных токов разряда. При питании электроинструмента требуется более высокие показания тока, а также возможность использования аппарата при пониженных температурах без опасения быстрого разряда в таком случае подходят никелевые.
Все рассмотренные элементы питания обладают рядом положительных и отрицательных характеристик. Правильное понимание основных необходимых свойств поможет снизить затраты, а также продлить работоспособность используемого аппарата или прибора.
Ni Mh (Никель металл гидридный аккумулятор)
Появились после Ni – CD, избавлены от токсичных материалов, разрабатывались с учетом недостатков nicd
- Разряжена 0.9 — 1v
- Стандартное напряжение 1.2v
- Полностью заряжена 1.5 – 1.8v
- Устойчивость к перезаряду — слабая
Могут сохранять работоспособность от – 40 до + 50 градусов по цельсию Возможна зарядка, при отрицательных температурах
Количество циклов перезарядки от 300 — 500, до 1000, в зависимости от используемой технологии и компонентов
Емкость больше до 20% процентов
Эффект памяти, как у кадмиевых отсутствует
Уровень саморазряда больше до 2 раз
При низких температурах скорость заряда необходимо снижать
Срок службы аккумулятора для шуруповерта
Батарея может служить около трех-четырех лет при правильной ее эксплуатации и хранении. На практике этот срок порой уменьшается до двух лет. Менять постоянно инструмент очень дорого, поэтому лучше выбрать сразу оптимальный вариант для тех или иных целей.
Существуют 3 разных вида аккумуляторов:
Независимо от типа батареи, срок их службы зависит от количества использованных зарядов и способов хранения. То есть, чем больше работает инструмент, тем быстрее он разряжается. При этом «простой» в работе негативно влияет на срок использования, особенно если хранить инструмент в состоянии, когда он сел.
Реанимируем аккумулятор DCB 145
Литиевые аккумуляторы находят всё большее применение в быту. В настоящее время они всё чаще встречаются в качестве сменных аккумуляторов для шуруповёртов и другого электроинструмента. Несмотря на свои достоинства, литиевые аккумуляторы также не лишены недостатков.
Так, после 1,5 года эксплуатации аккумуляторы от шуруповёрта DeWalt стали быстро разряжаться, работать стало невозможно. Аккумуляторы заряжались максимум до 14,4 вольт, хотя для этого использовалось штатное зарядное устройство DCB-107. Кроме этого, зарядка происходила очень быстро, вместо положенных 60 минут, от силы минут 15.
Прежде чем рассказывать о том, как удалось решить данную проблему, мне бы хотелось познакомить читателя с устройством литиевого аккумулятора от шуруповёрта.
Вот так выглядит штатный аккумулятор DeWalt DCB-145.
Чтобы вскрыть такой аккумулятор потребуется шестигранная отвёртка типа TORX. Аккумуляторная батарея состоит из 4 литиевых (Li-ion) «банок» SAMSUNG SDI INR18650-13B ёмкостью 1300 mA/h каждая. Все четыре «банки» установлены в пластиковый бокс и соединены последовательно при помощи токоведущих пластин. Пластины приварены к контактам аккумуляторов точечной сваркой. Видно, что это качественная заводская сборка.
Устройство прибора
Чтобы починить шуруповерт, ознакомьтесь с его устройством и принципом работы. В его состав входят: двигатель на постоянном токе, редуктор планетарный, аккумулятор и кнопка для переключения скоростей-оборотов.
Аккумулятор — источник постоянного тока, который питает двигатель. Обычно в комплект входят 2 питателя, что создает удобство, так как одним аккумулятором работают, а другой держат про запас или заряжают. Источник начинен последовательно соединенными питающими элементами, которые соответствуют стандартным напряжению и размерам. Отличие заключается в величине емкости, ее обозначают на наружной поверхности «банки». Суммарное постоянное напряжение составляет до 18 В.
Познакомившись с конструкцией прибора, отыщите способ устранения неполадки. Отремонтировав аккумулятор самостоятельно, вы сохраните семейный бюджет.
АКБ — важная составляющая прибора, и чаще причина плохой работы кроется в ней самой. Если вы решили заменить АКБ, подумайте, ведь его стоимость незначительно отличается от цены нового шуруповерта. Самостоятельная починка продлит срок эксплуатации домашнего помощника.
Какой аккумулятор лучше для шуруповерта, если учитывать, что его зарядные составляющие выполняются из различных материалов?
Разновидности элементов:
- никелево-кадмиевые;
- литиево-ионные;
- никелево-металл-гидридные.
Первые применяются чаще из-за низкой цены. Из-за малой отдачи напряжения требуется повышенное число элементов, что выступает недостатком. Но они не чувствительны к перепадам температур и могут долго храниться без зарядки. Никелево-кадмиевые элементы неэкологичны, поэтому их выпуск неприемлем в отдельных странах.
Литиево-ионные зарядники отличаются от предыдущих большей емкостью заряда. Поэтому их количество меньше, что положительно сказывается на массе прибора и его комплектности. Батарея выдерживает большое число цикличных зарядов, саморазряд у нее невелик. Но этот вид батареи стоит дороже.
Третий тип зарядных электролитов обладает высокой емкостью и не работает в условиях низких температур. Они предназначены для замены никелево-кадмиевых элементов, но стоят как литиево-ионные и недолговечны, но безопасны экологически.
