Литий-ионные аккумуляторы для шуруповёртов

Виды аккумуляторных батарей по типу применяемых материалов

Какие батареи лучше для шуруповерта, как правило, указано в инструкции к этому инструменту. Тип аккумулятора обозначают латинскими буквами. Чаще всего для шуруповертов применяют высокотоковые аккумуляторы 18650. Однако бывают и другие варианты.

Такие устройства выпускают самые разные бренды. К наиболее известным относятся Bosch (Бош), Hitachi, Зубр, Интерскол, Метабо. Также допустимо заказать АКБ на Алиэкспрессе в Китае. Однако лучше отдавать предпочтение проверенным производителям.

Никель-кадмиевый

Эта разновидность аккумуляторов появилась в середине прошлого века. В роли катода в них используется гидрат закиси никеля, который дополняет графитовый порошок. Для движения ионов используется электролит. В его роли применяют гидроксид калия. Также в состав входит анод, сделанный из гидрата закиси кадмия.

Никель-металлгидридный

Этот материал чаще всего используется в пальчиковых аккумуляторах. Его придумали в семидесятых годах прошлого века. В качестве главных элементов для накапливания и передачи заряда используют оксид никеля и никель-лантан. Первый компонент представляет собой катод, второй — анод. За перемещение ионов отвечает гидроксид калия.

Литий-ионные батареи

Это сравнительно новые аккумуляторы, которые придумали лишь в 1991 году. Их часто применяют японские компании. Катод и анод делают из фольги. Между этими элементами устанавливают сепаратор, который имеет отверстия. Чтобы сбрасывать внутреннее давление, используется клапан.

Литий-полимерный аккумулятор

Это современный материал, который базируется на применении литий-ионных технологий. Потому он почти не используется для производства электрического оборудования. Вместо стандартного электролита в таких устройствах применяется гелевый полимер. Благодаря этому производителям удалось значительно увеличить емкость. К тому же они могут придавать батарее любую форму.

Существуют разные виды материалов батарей

Особенности использования аккумуляторов 18650 для шуруповерта

Устройство литий-ионного аккумулятора.

Литий-ионный источник питания в плане конструкции мало чем отличается от батарей, где применена иная химия. Разница в том, что в нем используется безводный электролит – то есть во время работы не выделяется свободный водород. Именно этим страдали конструкции, используемые ранее, что нередко становилось причиной пожара.

Анодом элемента служит пленка оксида кобальта, которая наносится на токосъемную основу из алюминия. Катод – электролит, с жидкими солями лития в составе. Рабочая среда пропитывает пористую массу, которая проводит электрический ток. Обычно электропроводным материалом служит рыхлый графит или кокс. Ток снимается с медной пластины, расположенной с тыльной стороны катода.

Чтобы аккумулятор нормально работал, его катод должен быть плотно прижат к аноду. По этой причине литиевый элемент оснащен пружиной, сжимающей анод, катод и токосъемник. Если в «тело» попадет воздух, баланс химических процессов нарушится. А проникновение влаги и вовсе вызовет пожар, а то и взрыв. Поэтому готовая АКБ предполагает тщательную герметизацию.

Встречаются плоские литиевые источники питания. Они проще в плане конструкции, при этом компактнее и дают немалые токи. Но плоские батареи проектируют для конкретных устройств, то есть они узкоспециализированные, и дороже стандартных аналогов.

Для шуруповертов Li-Ion аккумуляторы собирают последовательно, делая из них единую батарею. Таким образом повышается напряжение, подаваемое на мотор. А вместе с напряжением возрастают параметры мощности и крутящего момента.

В обязательном порядке в АКБ предусмотрены датчики температуры и контроллер. У последнего несколько функций:

контролирует, чтобы источники питания равномерно получали заряд;
контроль зарядных токов;
предотвращает чрезмерный разряд и перегрев.

Наряду с литий-ионными встречаются литий-полимерные батареи. Разница в материалах и оформлении электролита.

Плюсы и минусы

Среди разнообразия источников питания, Li-Ion аккумуляторы характерны следующими особенностями:

высокая электрическая емкость. За счет этого достоинства есть возможность конструировать компактные и легкие ручные электроинструменты. Конечно, бывают тяжелые инструменты, соответственно, в них стоит батарея куда мощнее;
литиевые элементы сравнительно быстро заряжаются. В среднем полный заряд они получают за 2 часа. Но бывают особые зарядные устройства, с которыми время, необходимое на зарядку, сокращается до получаса.

Наряду с достоинствами стоит учесть и ряд недостатков:

не способны работать в условиях мороза. Шуруповерт проработает, но недолго, так как при холоде существенно падает емкость аккумуляторов. Конечно, электроинструмент можно отогревать, восстанавливая тем самым емкость АКБ, но это неудобно;
срок службы, в лучшем случае составляющий 3 – 5 лет. Что бы не говорили производители, уже спустя год эксплуатации АКБ теряет до трети энергетической емкости. Нормальным считается, если Li-Ion батарея служит пару лет;
литиевые источники питания дороже никель-кадмиевых, установленных по умолчанию.

Переделка шуруповерта на литиевый аккумулятор

Многие модели, в том числе Макита, Хитачи, Интерскол, оснащены универсальными механизмами, а значит зарядка предназначена для питания батарей разного типа: Li-Ion и Ni-Mh.

О том, что это случилось подаст сигнал индикатор. В случае разрыва или перегрузок сразу начнут мигать зеленая и красная лампочки.

Неуниверсальное зарядное устройство, как и блок питания, необходимо переделывать. Процесс зависит от производителя и типа ЗУ, придется:

полностью выпаивать элементы платы;
установить конденсатор, резисторы;
настроить установленные детали.

Есть универсальный способ переделки зарядного устройства, когда применяют плату BMS (DC-DC StepDown). Она стабилизирует входное напряжение и ток. На плате имеются подстроечные резисторы. В схему зарядного устройства впаивают модуль, используя старые клеммы зарядки, а на плате соединения P+ и P-.

Если переделать шуруповерт на литий, можно продлить срок его эксплуатации

Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы 18650 14 В

При переделке шуруповертов разной мощности и фонариков с Ni-Cd на Li-ion, чаще используют аккумуляторы форм фактор 18650. Они легко встают в контейнер или гнездо, так как вместо двух-трех родных устанавливают один литиевый. Переделка АКБ шуруповерта должна вестись с учетом особенностей литиевых аккумуляторов на 18650.

Этот вид источников энергии не переносит глубокий разряд и излишний заряд. Значит, необходимо использовать платы управления величиной напряжения. Так как каждая батарея имеет свой характер, их заряд корректируется балансиром. Смысл переделки шуруповерта с напряжением на 14,4 В заключен в создании прибора с использованием литиевых аккумуляторов для облегчения ручного инструмента и повышения его работоспособности. Больше всего для этих целей подходят литиевые аккумуляторы 18650.

При подборе комплектующих, следует учесть, пусковой ток шуруповерта высок, необходимо выбрать соответствующий BMS на нужное количество банок и не менее чем на 30 А. Для переделки зарядки шуруповерта на литиевый аккумулятор необходимо запастись хорошим паяльником, не кислотным флюсом и толстыми проводами для выполнения перемычек.

Комплектация:

Литий-ионные банки в количестве 4 шт.
Контроллер li-ion аккумулятора на 4 банки, хорошо подходит CF-4S30A-A. В нее встроен балансир, контролирующий заряд каждого элемента.
Термоклей, флюс для паяния ТАГС, припой.
Термостойкий скотч;
Соединительные перемычки или толстый провод в изоляции сечением не менее 0,75 квадрата, порезанный для мостиков.

Порядок работы по переделке шуруповерта под 18650:

Разобрать корпус и извлечь из контейнера связку из 12 Ni-Cd элементов.
Убрать гирлянду, оставив разъем с выводами «+» и «-» . Вместо термодатчика установится термопара от контроллера.
Спаять сборку, учитывая, что нельзя использовать кислоту, только нейтральный флюс и чистый припой. В период соединения нельзя разогревать крышки. Работать точечно.
Подключить балансировочные точки к контроллеру, согласно схеме. На плате разъемы предусмотрены.
Соединить сборку с выводами плюса и минуса.
Проверить работоспособность схемы. Если все работает, собранную АКБ, контроллер разместить в гнезде, закрепить с помощью герметика.

Если ЗУ не универсальное, потребуется дополнительная переделка. Шуруповерты на 12 V с универсальным зарядным устройством собирают так же, но используется защитная схема подключения 3х18650 3,7 В на литиевые аккумуляторы. Точно так же переделывается отвертка с использованием комплекта АКБ 18650 в количестве 2 элементов.

Рейтинг лучших аккумуляторов 18650

Место	Модель
1.	Аккумулятор Li-Ion 2500 мА·ч SAMSUNG INR18650-25R 1 шт	Цены	Обзор
2.	Аккумулятор 18650 Samsung INR18650-25S, 2500мАч 35А	Цены	Обзор
3.	Аккумулятор Li-ion SONY US 18650 VTC5 2600 mAh 30 A 3.7В	Цены	Обзор
4.	Аккумулятор Li-ion SONY US 18650 VTC5A 2600 mAh 35 A 3.7В (1шт.)	Цены	Обзор
5.	Аккумулятор Li-ion SONY US 18650 VTC6 3000 mAh 30 A 3.7В (1шт.)	Цены	Обзор
6.	Аккумулятор LiitoKala 18650 Li-ion 3.7В 3400mAh незащищенный (NCR18650B) 5 шт.	Цены	Обзор
7.	Аккумулятор LiitoKala HG2 18650 Li-ion 3.7В 3000mAh незащищенный 5 шт	Цены	Обзор
8.	18650 3350мАч Panasonic NCR18650B 3,6В незащищенный Li-Ion аккумулятор	Цены	Обзор

Литий-ионные аккумуляторы для шуруповерта

Электролитом, в литий-ионных источниках, служит раствор солей лития в безводном апротонном растворе. Главной особенностью раствора является его свойство не создавать при распаде соединений, свободных положительных ионов водорода.

Анод выполняется из оксида кобальта, а катод из углеродистого материала — кокса или графита. Кристаллические решетки электродов позволяют ионам лития свободно внедряться в структуру и освобождаться из нее. Снятие зарядов с положительного электрода проводится через алюминиевый токосъемник, отрицательный токосъемник выполняется из медного листа.

Защита от возгорания лития при перезаряде или от короткого замыкания, выполняется дополнительными микросхемами-контроллерами.

Конструкция Li-Ion аккумуляторов

Вариант изготовления литий-ионных аккумуляторов может быть призматическим, цилиндрическим или в виде эллиптической спирали.

Призматические элементы питания выполняют в виде стопки электродов, разделенных полипропиленовым сепаратором. Призматический ЭП имеет высокую плотность, но отличается низким сжимающим усилием.
Для увеличения сжимающего усилия, воздействующего на электроды, применяют спиральную сборку в виде удлиненного эллипса. Сборка в виде эллиптической спирали позволяет сохранить плотность упаковки и поднять сжимающие усилие.
Для цилиндрических элементов питания – электроды, проложенные сепаратором, сворачивают в рулон. Сепаратор изготавливается из пористого неэлектропроводного материала типа Celgard и пропитывается электролитом. Положительный токосъемник подключается к выводу на крышке элемента, отрицательный – к металлическому корпусу.

Собранная конструкция тщательно герметизируется, во избежание воздействия водяных паров или кислорода воздуха на электролит и электроды, что может привести к разрушению элемента питания.

Накопители энергии для шуруповерта собирают в основном, из нескольких цилиндрических ЭП соединяемых последовательно.

В конструкцию обязательно включается плата управления и контроля (СКУ).

Характеристики Li-Ion аккумуляторов

Значение технических показателей зависит от электрохимической схемы элемента питания.

Максимальное напряжение отдельного элемента батареи, поддерживаемое платой защиты – до 4,2 В.
Минимальное напряжение, допускаемое системой контроля – 2,5 В.
Номинальное напряжение – 3,6 В.
Энергетическая плотность – до 230 Вт×ч/кг.
Количество циклов разряда/заряда до 20% потери емкости батареи – 2500÷ 4500.
Внутреннее сопротивление – 6÷14 МОм/1 А×ч.
Продолжительность заряда – 0,4÷1 ч.
Безопасные для работы температуры – 0÷50 °C.
Оптимально приемлемый ток нагрузки, относительно емкости – 1С.
Импульсный ток нагрузки, относительно емкости – до 500С.
Постоянный ток нагрузки, относительно емкости – 65 С.
Величина саморазряда при 20÷25 °C – 3% емкости за месяц.

Советы по выбору аккумулятора типоразмера 18650

В сети довольно много информации на тему того, какие 18650 подойдут для шуруповёрта. Местами она противоречивая или не соответствует действительности

Чтобы купить нужный литиевый аккумулятор для инструмента, необходимо обращать внимание на важные характеристики

Предельные токи

Литий-ионовые аккумуляторы подразделяются на 2 вида:

Высокотоковые (способны выдавать >10 А тока без вреда для батареи).
Невысокотоковые (выдают до 10 ампер тока или меньше). При работе с силой тока больше 10 А возможен выход аккумулятора из строя и просадка напряжения.

На холостом ходу потребляется наименьшее количество тока — до 2 А. При операциях с крепежами или сверлом бытовые шуруповёрты достигают 10-20 А, профессиональные агрегаты — 40-50 А. Соответственно, в кратковременном режиме бытовые инструменты выдерживают до 30-40 ампер, профессиональные — до 60-80 ампер тока.

Наличие встроенного контроллера

Устройство аккумулятора 18650 может включать или не включать в себя контроллер, следящий за количеством заряда, температурой и током нагрузки.

Такой контроллер расположен впереди минусовой клеммы сверху корпуса.

Контроллер

Перечень известных микросхем, используемых контроллерами:

DW01+. Состоит из 6-ногой платы и полевых транзисторов, соединённых специальной сборкой в один корпус. Транзисторы создают измерительный шунт. Благодаря паразитным светодиодам возможна зарядка аккумулятора даже при срабатывании механизма, защищающего от глубокого разряда.
LV5114OT — срабатывает при напряжении от 2,5 до 4 В;
S-8241 Series — срабатывает при напряжении 2,3-4,3 В;
R5421N — срабатывает при перезаряде.

Наличие или отсутствие защиты АКБ

Li-Ion аккумуляторы существуют с защитой и без. За защиту отвечает специальная плата, выполняющая определённые функции:

предотвращение короткого замыкания;
защита от переразряда при напряжении <3 В и от перезаряда при напряжении >4 В.

Защита аккумуляторов

Виды аккумуляторных элементов

За последние 20 — 30 лет разработано множество технологий портативных аккумуляторных батарей: Ni-Cd, Ni-Mh, Li-ion, Li-Pol, Al-Ion, Li-S, Mg-S, Li-O2, LiFePO4 и даже литий-нанофосфатные. Рассмотрим самые популярные из них.

Никель-кадмиевые аккумуляторы

Это самые популярный тип аккумуляторных секций для .

Достоинства: они дешево стоят и могут хорошо работать при отрицательных температурах. Также они не боятся разряда и хранения в таком положении.

Недостатки: кадмий токсичен и такие аккумуляторы нужно утилизировать специальным образом. Присутствует саморазряд и эффект памяти, низкая удельная объемная емкость.

Никель-металлгидридные аккумуляторы

Никель-металлгидридные стоят чуть подороже, но в целом по уровню они примерно такие же, может чуть лучше никель-кадмиевых.

Достоинства: не токсичны, меньший эффект памяти и саморазряд, большее число циклов заряда/разряда.

Недостатки: более чувствительны к отрицательным температурам, боятся хранения в разряженном состоянии — теряют емкость.

Литий-ионные аккумуляторы

Литий-ионные батареи все чаще применяются в шуруповертах даже бюджетного класса.

Достоинства: нет эффекта памяти — можно заряжать и разряжать в любой момент, большая емкость при меньших габаритах, малый саморазряд, большое число зарядов/разрядов.

Недостатки: высокая цена, опасность чрезмерного нагрева при интенсивном заряде и разряде.

Литий-полимерные аккумуляторы

Пока что литий-полимерные аккумуляторы мало применяются в шуруповертах, но с развитием технологий скорее всего их начнут туда ставить массово.

Достоинства: бОльшая емкость при меньших габаритах, чем у Li-ion, может принимать любую форму, напряжение при разряде держит лучше, низкий саморазряд.

Недостатки: высокая стоимость, нагрев при эксплуатации и опасность возгорания.

Основные характеристики 18650 при выборе для шуруповерта

Выбрать литиевые аккумуляторы типоразмера 18650, можно учитывая простые правила электротехники:

один литий-ионный источник имеет напряжение около 3,7 вольта;
чтобы набрать необходимое для работы шуруповерта напряжение, надо применить последовательное соединение аккумуляторов, при этом напряжения всех элементов сложатся алгебраически (при соблюдении полярности);
общая емкость и токоотдача АКБ определяется емкостью единичного элемента (если батарея состоит из одинаковых аккумуляторов).

Так, при рабочем напряжении шуруповерта 18 вольт батарею можно составить из 5 литий-ионных элементов, а при 14 вольтах – из 4.

Схема полной цепи с эквивалентной схемой источника тока.

Токоотдачу характеризует такой параметр, как внутреннее сопротивление источника тока. Чем оно меньше, тем меньше падает напряжение при равном токе, тем большую мощность может отдать элемент. На схеме полной цепи можно видеть, что внутреннее сопротивление r ограничивает наибольший ток. Хорошие изделия имеют r=13..15 мОм.

Какой ток должен быть у аккумулятора

Аккумулятор должен обеспечивать ток, при котором шуруповерт будет выполнять желаемую работу. В интернете часто можно встретить советы вычислять ток по формулам, связывающим крутящий момент, частоту вращения и напряжение. Но примеров реального расчета по фактическим данным найти практически невозможно, потому что результат получается абсурдным. Что является причиной этому – тема отдельного обзора.

Поэтому для бытового электроинструмента можно ориентироваться на токи, полученные при реальных замерах в разных режимах. Они приведены в таблице.

Режим	Потребляемый ток, А
Холостой ход	1..2
Средняя нагрузка	4..6
Наибольшая нагрузка	10..12
Полное торможение	Броски до 30

Поскольку при полном торможении говорить о сохранении крутящего момента смысла не имеет, и к аккумулятору предъявляется требование обеспечить необходимый ток на максимальной (или, хотя бы, на средней) нагрузке. Поэтому неплохим будет результат в 12 ампер, а минимально приемлемым – в 6 ампер.

Для профессионального электроинструмента, применяемого при строительных работах, токи будут в разы выше (кроме, может быть, тока холостого хода). Так, имеется сведения о бросках тока при полном торможении до 80 А.

Обязательно ли приобретать высокотоковые АКБ

Не обязательно приобретать высокотоковые аккумуляторы. Они стоят дороже обычных элементов. Но, как показано выше, именно уровнем токоотдачи ограничиваются возможности шуруповерта. Если электроинструмент предназначен для закручивания коротких саморезов в пластик или мягкое дерево или сверления легких материалов, можно обойтись и обычными АКБ. Если надо выполнять более серьезные работы – без высокотоковых аккумуляторов не обойтись.

В видео тестируют 8 высокотоковых акб с Aliexpress.

Какая емкость лучше подойдет

Этот вопрос регулируется здравым смыслом. С одной стороны, чем больше емкость, тем дольше работа от подзаряда до подзаряда. С другой стороны, при росте емкости растет и время пополнения энергии (при равном зарядном токе), а также увеличиваются габариты (хотя в рассматриваемом случае они заданы типоразмером) и вес батареи. Поэтому надо найти разумный компромисс. Также следует понимать, что физику не обмануть – высокотоковые аккумуляторы при равных условиях будут иметь более низкую емкость, чем обычные.

Обычно аккумуляторы 18650, подходящие для рассматриваемых целей, имеют емкость 1000-2600 мА*ч. Лучше выбрать изделия со значением этого параметра ближе к верхнему пределу – отрицательные стороны выбора при таких емкостях проблем не создадут. Заявляемые иногда производителями из Юго-Восточной Азии цифры в 15000-20000 мА*Ч являются лукавыми и заставляют усомниться и в других характеристиках аккумуляторов.

Степень защиты ячеек

Элементы могут оснащаться платой защиты. Ее задачи:

ограничивать уровень зарядки, не допуская сверхзаряда;
ораничивать уровень разрядки, не допуская глубокого разряда;
защита от короткого замыкания.

Плата защиты элемента, устанавливается внутри корпуса.

Такие элементы примерно на 1,5 мм длиннее обычных. Другое отличие – на корпусе может быть маркировка Protected. Такие аккумуляторы не могут быть высокотоковыми, так как они должны отдавать ток от 10 А и выше, а плата отключает элемент при 5..6 амперах. Поэтому High Drain элементы выпускаются в незащищенном виде. При эксплуатации в составе батареи надо обязательно применять плату балансировки. При одиночном использовании следить за режимом самостоятельно, не допуская перезарядки и режима глубокого разряда.

Различие в габаритах защищенных и незащищенных элементов 18650.

Примеры и маркировка достойных моделей 18650

Общепринятой маркировки литий-ионных элементов нет, поэтому производители придерживаются одного из выбранных стандартов. Многие маркируют изделия по технологии производства элементов. Высокотоковые аккумуляторы производят:

литий-марганцевая технология (обозначается IMR);
литий-никелевая (INR);
литий-железофосфатная (IFR).

Маркировка элемента производства Samsung.

В качестве примера приведена маркировка одного из элементов производства Samsung. После обозначения технологии указан типоразмер и наибольший ток в 25 А. В последней строке зашифрована дата выпуска с точностью до недели.

Такой маркировки придерживаются не все. Так, на достойную модель южнокорейского производства нанесено следующее буквенно-цифровое обозначение:

Маркировка элемента производства LG.

первая строка LGDBHG21865 – производитель, наименование модели HG2, форм-фактор 1865;
вторая строка O125EO52A2 – первые четыре символа означают дату выпуска (O-2015 год, I- 2016 и т.д, а 125 – день выпуска от начала года).

Таким образом по маркировке можно определить производителя, некоторые параметры и дату выпуска.

В завершении видео-обзор годных высокотоковыех 18650 LIITOKALA 35A.

В остальном выбрать аккумулятор 18650 для шуруповерта несложно, особенно с использованием материалов данного обзора. Замена АКБ на литиевую заметно продлевает жизнь шуруповерта и облегчает работу с ним.

Виды АКБ для шуруповертов и их особенности

В современных аккумуляторных шуруповертах и дрелях используются три типа батарей:

Никель-кадмиевые (NiCd, Ni-Cd).
Никель-металлогидридные (Ni-MH или NiMH).
Литий-ионные (Li-ion).

Рассмотрим особенности каждого из типов аккумуляторов подробно.

Никель-кадмиевые

Этот тип источников энергии, пожалуй, самый старый. Появились кадмиевые аккумуляторы в 70-х годах, и это был настоящий прорыв. По сравнению с кислотно-свинцовыми и щелочными батареями никелевые оказались намного компактнее при той же электрической емкости и имели умеренную цену.

Как и свинцово-кислотные, Ni-Cd элементы могут отдавать довольно большой ток в нагрузку и выдерживать до 1 000 циклов заряд/разряд. Причем такое количество циклов – всего лишь гарантия производителя. Фактически батарея продолжает служить и по достижении этой цифры.

Время зарядки Ni-Cd батареи в среднем составляет 6-8 часов, что, к сожалению, многовато, но все же меньше, чем у его кислотных и щелочных собратьев. Отличаются никелевые АКБ и своей «морозоустойчивостью» – они отлично работают при температурах до -20 градусов Цельсия. Дополнительно кадмиевая технология допускает глубокую разрядку, а срок службы батареи зависит в основном от количества циклов заряд/разряд. Храниться же такая батарейка может долго – до 7-8 лет.

Но есть у этого типа аккумуляторов и недостатки, причем существенные. Один из них – большой саморазряд, который может достигать 10% в месяц. Таким образом, если шуруповерт пролежал без дела, скажем, полгода, то перед использованием его придется зарядить.

Еще один недостаток – так называемый «эффект памяти». Если батарею постоянно подзаряжать, не разряжая в ноль, то она «запомнит», до какого уровня ее разряжали и по достижении этого порога просто откажется работать, “сказав”, что разряжена. Именно поэтому аккумуляторы данного типа нужно периодически «гонять» – полностью разряжать и тут же заряжать до 100%.

Никель-металлогидридные

Этот тип аккумуляторов появился чуть позже – в начале 90-х годов прошлого века. Ni-MH элементы обладают сходными с кадмиевыми характеристиками, но эффект памяти проявляется у них намного слабее (но все же проявляется) и, главное, в таких аккумуляторах отсутствует кадмий.

Ni-MH батарея аккумуляторов для шуруповерта

Никель-металлогидридная батарея способна отдавать приличный ток, хорошо работает на морозе, а ее саморазряд составляет те же 7-10% в месяц. Что касается стоимости, аккумуляторы этого типа несколько дороже кадмиевых, количество же циклов заряд/разряд, от которого зависит срок службы, составляет всего 300-500 раз, что является существенным минусом. Срок хранения таких элементов – 6-7 лет. Соотношение габариты/емкость, как и время заряда – до 8 часов, сходны с кадмиевыми. Металлогидридные элементы, как и кадмиевые, хорошо переносят глубокий разряд.

Литий-ионные

Li-Ion технология на сегодняшний день является передовой. Литиевые элементы намного компактнее и легче предыдущих при той же электрической емкости и, что очень удобно, могут заряжаться повышенным током. При этом время полной зарядки литий-ионных АКБ может быть сокращено до 1-2 часов.

Li-Ion батарея аккумуляторов для шуруповерта

Большим преимуществом батареек этого типа является и практически полное отсутствие эффекта памяти – инструмент можно подзаряжать когда угодно и до любого уровня. Саморазряд Li-Ion батарейки относительно невелик и составляет примерно 2-3% емкости в месяц.

Что касается недостатков, то до относительно недавнего времени это были высокие степени пожаро- и взрывоопасности. При неправильной эксплуатации батарея могла загореться, а то и взорваться. Причем горящий элемент практически невозможно потушить водой – это только усиливает горение.

Еще один серьезный недостаток элементов этого типа – они не терпят глубокого разряда и перезаряда. В первом случае АКБ тут же выходит из строя, во втором – может загореться. Но эту проблему тоже легко решили все тем же контроллером, который отключает элемент питания от нагрузки при критическом разряде и от зарядного устройства, если АКБ зарядилась.

Обычный ресурс Li-Ion батареек составляет 600 циклов заряд/разряд, но он также сильно зависит и от «возраста». Храниться литий-ионная АКБ может не более 2-3 лет независимо от того, работает она или просто лежит в столе.

Выбирая инструмент с такими элементами питания, следует учитывать, что они будут плохо вести себя на морозе (сильное снижение емкости, которая, впрочем, восстановится в тепле). В дополнение они не смогут отдать большой ток при любой температуре, а значит, не обеспечат большой крутящий момент, необходимый для работы с плотными материалами. И стоимость Li-Ion элементов намного выше, чем у никелевых собратьев.

Шуруповерт не запускается – как решить вопрос

При проверке работы шуруповерта при наполовину заряженном аккумуляторе, двигатель запускался даже под нагрузкой стабильно. Но когда он был заряжен полностью, то шуруповерт, даже на холостом ходу, запускался только после многократного нажатия на клавишу включения.

Полазил щупом осциллографа по плате BMS и выяснил, что срабатывает защита по току. Дело в том, что в момент пуска двигателя шуруповерта сопротивление его обмоток определяется активным сопротивлением проводов и составляет десятки Ом. Поэтому пусковой ток в первый момент может составлять и сотню ампер.

Для исключения ложных срабатываний защиты в плате BMS обычно предусмотрена задержка ее срабатывания около 100 ms, что очевидно для данного шуруповерта оказалось недостаточно. Для стабильного запуска двигателя потребовалось увеличить задержку для срабатывания защиты до половины секунды (500 ms). Электрической схемы платы не было, поэтому решил увеличить время задержки методом научного тыка.

Предстояло найти точку в схеме, к которой припаять вывод конденсатора относительно минуса или плюса аккумуляторов. Для этого был взят конденсатор емкостью 0,47 mF и к одному из его концов припаян тонкий проводок. Второй его конец был припаян к отрицательному выводу аккумуляторов.

Затем свободным концом конденсатора производилось последовательное прикосновение ко всем выводам сопротивлений и конденсаторов, и каждый раз нажималась клавиша пуска двигателя на шуруповерте. Перед каждым следующим прикосновением выводы конденсатора замыкались, чтобы его разрядить и исключить повреждение схемы.

Но точку относительно минуса найти не удалось. Поэтому свободный конец провода был припаян к положительному выводу аккумулятора и проделана такая же операция, которая увенчалась успехом. Прикосновение вывода конденсатора к точке, указанной на фотографии двигатель шуруповерта стал запускаться уверенно даже под нагрузкой.

Для надежности решил увеличить емкость конденсатора до 2,2 mF. Он был одним концом припаян непосредственно к положительному выводу аккумулятора, а второй вывод подсоединен к левому выводу резистора 1 кОм с помощью проводника.

Возможно, есть и более рациональное решение, но проверка шуруповерта в работе показала эффективность установки дополнительного конденсатора. Двигатель как на холостом ходу, так и под нагрузкой запускался безотказно.

За $10 и пару вечеров удалось вернуть в строй, казалось бы, бесполезный шуруповерт. Надеюсь, что мой опыт поможет многим решиться на восстановление работоспособности заброшенных шуруповертов и других аккумуляторных инструментов.

Никель-кадмиевые аккумуляторы для шуруповерта

В Ni-Cd источниках, электролитом является раствор КОН, а в качестве реагентов выступают кадмий и гидроксид никеля. Отрицательный электрод обрабатывается кадмием и имеет большие габариты, необходимые для поглощения водорода, выделяемого при окислительно-восстановительной реакции. Емкость такого аккумулятора рассчитывается от объема положительного никелевого электрода.

Существенным недостатком никель-кадмиевой конструкции является ощутимый вес устройства, что для ручных электроинструментов имеет значительный минус. Использование кадмия в качестве реагента также не способствует популярности таких аккумуляторов. Кадмий относят к элементам второй группы опасности для здоровья человека.

Такие источники хороши, если инструмент будет использоваться от случая к случаю.