Литий-ионные аккумуляторы для шуруповёртов

Проверяем показатели под нагрузкой

Это значит, что мы будем проверять, в течение какого промежутка времени АКБ шуруповерта разрядится полностью при условии подсоединения к ней дополнительной нагрузки — например, электрической лампочки.

Уровень нагрузки нужно выбрать, ориентируясь на мощность аккумуляторной батареи. Если же в инструкции по эксплуатации она не указана, ее следует рассчитать самостоятельно. Она будет равняться половине силы тока, отдаваемой батареей во время работы, умноженной на U источника тока. Обычно этот показатель составляет от 35 до 40 Ватт, а это значит, что нагрузкой может послужить фара от автомобиля от 35 Ватт, либо 12-вольтовая лампочка.

Для снятия показаний АКБ нужно подключить к лампе через амперметр, а сами показания снять вольтметром. Время подключения — две-три минуты, после чего замеряем U. Если оно меньше 12,4 вольт, какая-то «банка» точно вышла из строя. Также о неисправности аккумулятора может свидетельствовать и значительное снижение яркости лампочки. Если она быстро гаснет за две-три минуты, аккумулятор явно не в порядке, и его емкость очень мала.

Это интересно: Объясняем как вытащить батарею из ноутбука

Шуруповерт аккумуляторный: какой лучше для квартиры?

Для квартиры или частного дома хорошо подходят небольшие средней мощности модели. Их крутящего момента и заряда батареи хватит для ремонта или технического обслуживания техники

Если рассматриваются регулярные продолжительные задачи – следует обратить внимание на более профессиональные устройства. 

Шуруповерт аккумуляторный: для квартиры

«Домашней» модели достаточно иметь крутящий момент до 20 Нм – этого хватит для работы с саморезами. Диаметр сверления по дереву – 4-5 мм. Вкручивание метизов диаметром от 5 мм потребует момент в 30 Нм. 

Для не очень частого применения подойдёт любой тип патрона. При быстрой смене деятельности и насадок рекомендуется быстрозажимной вариант. Он возглавил рейтинг инструмента за 2020 год и продолжает увеличивать свою долю в общем объеме выпуска. 

Выбрать шуруповерт в отношении типа двигателя более практично в щёточном исполнении. При нечастом применении конструкция не требует дорогого ремонта – нужно просто сменить расходные щётки. Изделие будет иметь меньший вес (до 1-1,5 кг) и чуть уменьшенные габариты. 

Дома приходится переносить массу предметов: материалы, запчасти, инструменты. Для уверенности в оснащении шуруповёрта на его корпус можно закрепить комплект бит. Эргономика получает функциональную поддержку с таким креплением в виде битодержателей. 

Непрофессиональные инструменты представлены почти у всех брендов. Так, наиболее интересными вариантами являются:

Dewalt (DCD 771D2). 

Легкий в работе, в узнаваемом жёлтом стиле. Оснащен патроном под насадки с диаметром хвостовика до 13 мм. Есть тормоз двигателя (при 1,5 тысячах оборотов за минуту – ценная функция). Комплектуется парой батарей, что качественно поможет в ремонте или сборке мебели. 

Metabo (BS 2014). 

Интересная в дизайне: без привычного блока под рукояткой, пистолетной формы. Обладает едва ли не лучшим соотношением массы (0,8 кг) к крутящему моменту (34 Нм). Параметры нагрузки контролируются системой защиты. Патрон – зажимного типа, в комплекте – 2 аккумулятора. 

Bosch (GSR 120-LI). 

Батарея – небольшого размера и размещается в рукоятке, что позволяет трудиться в стеснённых условиях. Защита от лишней нагрузки, комплектация и патрон быстрозажимного типа – набор, достаточный для домашнего мастера. 

Ремонт аккумуляторных батарей шуруповертов

Ремонтные работы  включают в себя восстановление источников питания  или замену банок в аккумуляторе шуруповерта своими руками.

Перед разборкой и ремонтом аккумулятор полностью заряжается штатным зарядным устройством. Восстановление производится в следующей последовательности:

Разборка корпуса

Корпус батареи состоит из двух  частей. Встречается соединение на шурупах – в таких случаях разбор не представляет труда.   При клеевом соединении  необходимо тщательно обстучать киянкой места склейки. По мере разрушения клеевого слоя  необходимо прикладывать усилия для разъединения частей. Может помочь острый тонкий нож, который вводится в щель между частями.

Определение дефектных банок

Порядок действий для определения дефектных банок:

  • элементы внимательно осматриваются;
  • выявляются вздутые, со следами вытекшего электролита на корпусе и т. п., которые невозможно починить, для замены;
  • тестером проверяется выходное напряжение на каждой банке. В никель-кадмиевых и никель-металлогидридных элементах  должно быть 1,2 V, в литий-ионных – от 3, 6 до 4 V  в зависимости от модели. Если аккумулятор эксплуатируется долго,  показатели будут меньше, однако снижение не должно превышать 10-20%. Цель проверки – выявить аккумуляторы, имеющие заряд меньше половины от номинала.

Электрическая емкость снижается вследствие неравномерности заряда элементов штатной зарядкой. Устройство отключается,  когда температура бочки, на которой установлен термодатчик,  достигнет значения  полного заряда.  Часть элементов при этом могут быть недозаряжены.    Это губительно для никель-кадмиевых батарей, так как  из-за эффекта памяти  после нескольких циклов с неполным зарядом их характеристики значительно ухудшаются.

Восстановление элементов

Алгоритм восстановления банок:

  • разряженный элемент подключается с соблюдением  полярности к универсальному зарядному устройству, например Imax B6. Прибор проводит зарядку-разрядку основных типов аккумуляторов токами разной силы в автоматическом режиме с постоянным контролем состояния батарей;
  • проводится 2-3 цикла полный заряд/полный разряд током, соответствующим типу батареи. Обычно этого достаточно для получения высокого заряда батарейки. Процесс повторяется с другими разряженными элементами. Необходимо помнить, что для устранения эффекта памяти Ni-Cd аккумулятору необходимо 5-6 циклов глубокий разряд/максимальный заряд.

Существуют и другие способы восстановления работоспособности батарей:

  • кратковременное воздействие токами, значительно превышающими силу токов зарядки. Утверждается, что таким способом можно быстро восстановить любую «убитую» батарею. Действительно, при импульсном воздействии тока в 10 и более раз превышающего силу тока зарядки Ni-Cd и Ni-MH батареи быстро достигают номинальной емкости. Однако эффект такого воздействия длится 2-3 цикла, затем батарея обычно восстановлению не подлежит.
  • добавление внутрь корпуса элемента дистиллированной воды: в корпусе сверлится небольшое отверстие, через него внутрь вводится 1 куб. см. дистиллята, проводится полная зарядка элемента. Через несколько дней проверяется уровень заряда: если он низкий, внутрь вводится еще 1 куб. см. воды и батарея вновь заряжается.

При достижении нормальных показателей емкости и напряжения корпус герметизируется, и аккумулятор готов к работе. Этот способ более эффективен, чем способ зарядки высокими импульсными токами.

Сборка аккумулятора

После того, как ремонт АКБ шуруповерта завершен, батарею можно собирать:

  • элементы вставляются в основание корпуса батареи без больших усилий – соединения пайкой не так надежны, как сварные и могут повредиться;
  • провода, идущие на клеммы батареи, укладываются без сильных перегибов. Не допускается их  соприкосновения друг с другом или с полюсами банок;
  • при сборке литиевых батарей плату-контроллер  изолируют от элементов прокладкой из картона, полиэтилена и т. п., чтобы  избежать короткого замыкания в схеме;
  • части корпуса соединяются друг с другом шурупами, если это предусмотрено конструкцией,  или с помощью клея.  Рекомендуется клей-герметик – соединение получается надежное и  герметичное, в при необходимости быстроразъемное.

Но так ли хороша эта замена?

На этом вопросе стоит заострить внимание. Для пользователя шуруповерта установка литий – ионных аккумуляторов открывает некоторые, ранее недоступные, «фишки»:

  • 1 – можно дозаряжать аккумуляторы после непродолжительной работы, это не уменьшит их емкость;
  • 2 – аккумуляторы отработают большее число циклов заряда-разряда. При исчерпании ресурса, их можно будет легко заменить.
  • 3 — Зарядка будет проходить в разы быстрее (примерно 1-3 часа, против 13- 15 для никель — кадмиевых).

Но будут и минусы:

  • 1 — Литий – ионные аккумуляторы стоят дороже. Вам придется выложить 250- 500 рублей за одну штуку.
  • 2 — Следующим минусом является их прихотливость к зарядке – они не терпят ни перезаряда, ни переразряда и, честно говоря, их лучше заряжать «умным» зарядным устройством, которое при достижении определенного вольтажа снижает ток, подаваемый на аккумуляторы.

Виды батарей и их отличия

Источник питания для ручного инструмента должен обеспечить его энергией хотя бы на полчаса работы при умеренной нагрузке или 10 минут при полной. И при этом достаточно быстро восстанавливать свой заряд. Без выполнения этих условий инструмент теряет весь коммерческий смысл, его просто не будут покупать. Обычно мощность шуруповерта варьируется в пределах 80-160 Вт.

Из всех видов батарей, которые выпускает промышленность, по этим критериям подходит только три вида:

  • Ni-Cd – никель-кадмиевый;
  • Ni-MH – никель-металлгидридный;
  • Li-ion – литий-ионный.

Никель-кадмиевый появился раньше всех остальных и показал хорошие эксплуатационные свойства. Такой аккумулятор имеет напряжение 1.35 В … 1.0 В. Здесь и дальше мы обозначаем первым номинальное напряжение, а последним – напряжение в конце разрядного цикла. Ni-Cd имеют число циклов заряд/разряд, лежащее в пределах 100 – 900, это зависит от качества материалов и режима работы. Для Ni-Cd также характерно очень низкое внутреннее сопротивление, они почти не греются при зарядке, долго хранятся.

Недостатки:

  1. «эффект памяти» мешающий в эксплуатации.
  2. Токсичность кадмия, это сильный канцероген.

Еще один вид: никель-металлгидридный аккумулятор. Эти аккумуляторы были предложены в качестве замены Ni-Cd. Обоснованием служили недостатки традиционных аккумуляторов с кадмием. В теории Ni-MH хорош: имеет большую энергоемкость (до 300 Вт*ч/кг), не подвержен эффекту памяти. Напряжение 1.25 В … 1.1 В, число циклов заряда 300-800. Ni-MH старого типа за год хранения полностью саморазряжаются. Хранить их рекомендуется при небольшой температуре, от 0 до 20 градусов Цельсия. Аккумуляторы нового типа LSD Ni-MH (Low Self-Discharge), как показывает их название, имеют малый саморазряд и меньше греются при зарядке.

Недостатки: Ni-MH батарей является 10% разряд в течение первых суток, и значительное выделение тепла при зарядке.

Li-ion аккумуляторы имеют напряжение 3.7 В … 2.5 В, но в действительности с ним немного сложнее, все зависит от режима использования батареи. Число циклов заряда примерно 600, но это при условии, что от батареи забирают не более 20% емкости. Литий-ионные батареи очень не любят глубокого разряда. От этого они быстро выходят из строя. Внутреннее сопротивление Li-ion очень мало, 5 … 15 миллиОм. Саморазряд около 1,6% в месяц при полном заряде и отсутствии нагрузки.

Недостатки: высокая стоимость, ограниченный срок хранения, не зависящий от использования. Опасность взрыва и пожара при неправильном обращении.

Основания и сложности переделки

Преимущества и недостатки LI Ion

Прежде всего, отметим, что старые никель-кадмиевые батареи вполне надёжны, недороги и могут работать в условиях низких температур, выдерживая большое количество циклов заряда-разряда. Однако они имеют одно нехорошее свойство, состоящее в постепенной потере ёмкости, если ставить их на зарядку, не дождавшись полного разряда (так называемый «эффект памяти»).

Необходимость в переделке шуруповерта на литиевые аккумуляторы 18650 объясняется рядом преимуществ последних, основными из которых являются:

  • Большая емкость, позволяющая продлить время эксплуатации прибора;
  • Заметно меньшие, чем у других батарей габариты и вес (фото ниже);
  • Способность хорошо «держать» заряд, находясь не под нагрузкой;
  • Отсутствие эффекта памяти, характерного для старых батарей.

Однако и у новых литиевых аккумуляторов имеется недостаток, заключающийся в ухудшении параметров при полном их разряде. При напряжениях более 4,2 и менее 2,7 Вольт они «чувствуют» себя не очень комфортно. Именно поэтому ещё при производстве эти изделия оснащаются встроенными контроллерами, защищающими их от КЗ, перенапряжений и глубокого разряда.

Обратите внимание! Встроенный электронный регулятор автоматически отключает их при размыкании питающей цепи, или когда аккумулятор шуруповерта находится вне отсека рабочего инструмента. Ещё одним минусом переделки аккумулятора шуруповерта на литий является неприспособленность новых батарей для функционирования при низких температурах

Однако все эти недостатки с лихвой перекрываются уже рассмотренными ранее достоинствами

Однако все эти недостатки с лихвой перекрываются уже рассмотренными ранее достоинствами

Ещё одним минусом переделки аккумулятора шуруповерта на литий является неприспособленность новых батарей для функционирования при низких температурах. Однако все эти недостатки с лихвой перекрываются уже рассмотренными ранее достоинствами.

Проблемные места

Для реализации обозначенных выше преимуществ потребуется решить ряд вопросов, возникающих при переделке аккумулятора шуруповерта на li-ion, а именно:

  • Рабочие габариты нового изделия, определяемые из его обозначения (диаметр – 18 мм, длина – 65 мм) не совпадают с размерами заменяемых элементов;
  • Полноценная замена аккумуляторов возможна лишь при условии доработки батарейного отсека, позволяющей поместить плату контроллера и жгут соединительных проводов;
  • При переделке также должна учитываться разность напряжений каждого из элементов сборного источника, состоящего из нескольких акб (1,2 Вольта у никель-кадмиевых против 3,7 Вольт у LI Ion).

Важно! С учётом данного обстоятельства необходимо заранее попытаться подогнать суммарное напряжение нескольких новых элементов под старое его значение (на рисунке ниже приведены никель-кадмиевые батареи). Никель-кадмиевые элементы. В отдельных случаях добиться совпадения питающих напряжений не удаётся совсем, что заставляет отказаться от переделки или искать другие, подходящие по этому параметру изделия

В отдельных случаях добиться совпадения питающих напряжений не удаётся совсем, что заставляет отказаться от переделки или искать другие, подходящие по этому параметру изделия

При этом важно соблюдать меру и просчитать экономическую целесообразность перехода на li ion 18650 (иначе модернизация может оказаться дороже самого инструмента)

Экспресс-метод тестирования: измеряем U на полюсах АКБ

Этот способ еще проще, но с его помощью можно составить первичное представление о том, в порядке ли аккумулятор. Если мы проводим замеры U без подключения нагрузки, то получим показатель, равный «холостому ходу» инструмента.

Например, если у нас в аккумуляторе 12 элементов с напряжением в 1,2 вольт каждый, и показатель рабочего U составляет 14,4 вольт, — U «холостого хода» станет расти до 17 вольт. Если «холостое» напряжение меньше указанного, это значит, что в связке имеются «банки», которые вышли из строя и нуждаются в замене. Также снижение холостого напряжения может означать и то, что батарея заряжена не до конца.

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.

Разновидности аккумуляторов для шуруповерта

На рынке электроинструмента представлено 3 вида аккумуляторных батарей:

  • (NiCd) никель-кадмиевые;
  • (NiMH) никель-металл-гидридные;
  • (Li-Ion) литий-ионные.

Никель-кадмиевые АКБ

Этот тип аккумуляторов является самым распространенным, хотя им уже более 100 лет. NiCd батареи обладают хорошей емкостью и невысокой стоимостью.

Никель-кадмиевые АКБ имеют следующие плюсы.

  1. Долговечность. При правильной эксплуатации АКБ может прослужить 8-10 лет.
  2. Возможность работы при низких температурах. Заряд батареи практически не снижается, что позволяет использовать инструмент в зимнее время на открытом воздухе.
  3. Высокая степень надежности и неприхотливость к условиям работы.
  4. Батарея выдерживает тысячу циклов зарядки-разрядки.
  5. Аккумулятор может храниться в течение длительного времени в разряженном состоянии.

Поскольку NiCd батареи не “боятся” полного разряда, работать инструментом можно до полной его остановки, то есть до глубокого разряда АКБ. Только после этого можно поставить ее на заряд, не опасаясь, что емкость аккумулятора снизится.

Однако никель-кадмиевые аккумуляторы не лишены недостатков. Токсичность внутреннего наполнения батарейки вызывает проблемы при утилизации.

Аккумуляторы такого типа довольно тяжелые, если сравнивать с другими видами АКБ. Кроме того, они обладают “эффектом памяти”. Такое явление возникает в никель-кадмиевом аккумуляторе, когда ему не дают полностью разрядиться. Если вы включите такую АКБ на подзарядку, то она “запомнит” данное значение и при дальнейшей работе разрядится именно до этой отметки. Таким образом потеряется значительная часть емкости аккумулятора. На рисунке ниже наглядно продемонстрировано, как появляется “эффект памяти”.

Никель-металл-гидридные аккумуляторы

NiMH аккумуляторы были разработаны, чтобы убрать недостатки никель-кадмиевых АКБ.           Положительные характеристики никель-мелалл-гидридных батарей следующие:

  • имеют меньшие габариты и массу;
  • обладают низкой токсичностью;
  • “эффект памяти” слабо выражен;
  • имеют высокие емкостные характеристики;
  • устойчивы к повреждениям механического характера;
  • увеличилось количество циклов зарядки-разрядки (до 1500).

Однако NiMH батареи имеют и свои недостатки:

  • их запрещено использовать при отрицательных температурах окружающей среды;
  • АКБ имеет свойство быстро разряжаться;
  • меньший срок службы аккумулятора, если сравнивать с никель-кадмиевыми АКБ;
  • высокая стоимость;
  • требуется много времени для зарядки;
  • АКБ не “переносит” глубокую разрядку.

Таким образом, хотя NiMH батареи и создавались, чтобы составить конкуренцию никель-кадмиевым АКБ, они значительно уступают по эксплуатационным характеристикам последним.

Литий-ионные батареи

Li-Ion аккумуляторы заметно выигрывают большинство позиций у других типов АКБ. К плюсам литий-ионных АКБ можно отнести следующее:

  • практически полное отсутствие “эффекта памяти”;
  • подзаряжать литий-ионный аккумулятор можно на любой стадии разрядки, без опасения потери емкости;
  • нет потери мощности при низком заряде АКБ;
  • эффективный срок эксплуатации равен 5-8 годам;
  • низкий саморазряд;
  • требуется мало времени на зарядку;
  • отсутствуют токсичные элементы;
  • большая мощность при небольших габаритах.

Минусы литий-ионных АКБ:

  • чувствительность к ударам (могут взрываться при сильных ударах);
  • батарея не переносит полного разряда и перезаряда — от этого АКБ выходит из строя;
  • при низких температурах быстро разряжается;
  • высокая цена;
  • срок службы ниже, чем у никель-кадмиевых АКБ.

Однозначно сказать, какой аккумулятор лучше, затруднительно. Главным образом, вы должны определиться, для каких целей вы собираетесь приобретать шуруповерт. Если для домашнего использования, которое подразумевает нечастое включение с длительными перерывами в работе, то нужно выбирать инструмент с никель-кадмиевой АКБ.

Литий-ионные аккумуляторы – это выбор профессионалов. Они рассчитаны на постоянную, длительную и непрерывную работу

Также для профессионального инструмента важно время перезарядки АКБ. Но стоит запомнить одно правило: литиевый аккумулятор нельзя доводить до полного разряда

Области применения [ править | править код ]

Малогабаритные никель-кадмиевые аккумуляторы используются в различной аппаратуре как замена стандартного гальванического элемента, особенно если аппаратура потребляет большой ток. Так как внутреннее сопротивление никель-кадмиевого аккумулятора на один-два порядка ниже, чем у обычных марганцево-цинковых и марганцево-воздушных батарей, мощность выдаётся стабильнее и без перегрева.

Никель-кадмиевые аккумуляторы применяются на электрокарах (как тяговые), трамваях и троллейбусах (для питания цепей управления), речных и морских судах. Широко применяются в авиации в качестве бортовых аккумуляторных батарей самолётов и вертолётов. Используются как источники питания для автономных шуруповёртов/винтовёртов и дрелей, однако здесь намечается тенденция к вытеснению их высокотоковыми батареями различных литиевых систем.

Несмотря на развитие других электрохимических систем и ужесточение экологических требований, никель-кадмиевые аккумуляторы остаются основным выбором для высоконадёжных устройств, потребляющих большую мощность, например фонарей для дайвинга.

Длительный срок хранения, относительная нетребовательность к постоянному уходу и контролю, способность стабильно работать на морозе до -40 °C и отсутствие возможности возгорания при разгерметизации в сравнении с литиевыми, малый удельный вес в сравнении со свинцовыми и дешевизна в сравнении с серебряно-цинковыми, меньшее внутренне сопротивление, большая надёжность и морозостойкость в сравнении с NiMH обуславливают по-прежнему широкое применение никель-кадмиевых аккумуляторов в военной технике, авиации и портативной радиосвязи.

Дисковые никель-кадмиевые аккумуляторы

Никель-кадмиевые аккумуляторы выпускаются также в герметичном «таблеточном» конструктиве, наподобие батареек для часов. Электроды в таком аккумуляторе — две прессованные тонкие таблетки из активной массы, сложенные в пакет с сепаратором и плоской пружиной и завальцованные в никелированный стальной корпус диаметром с монету. Используются для питания различных, в основном маломощных, нагрузок (током C/10-C/5). Допускают только небольшие зарядные токи, не более С/10, так как внутри корпуса должна успевать происходить рекомбинация выделяющихся газов. Благодаря замкнутой конструкции допускают длительный перезаряд с непрерывной рекомбинацией и выделением избыточной энергии в виде тепла. Напряжение такого аккумулятора ниже, чем у негерметичного, и мало изменяется в процессе разряда вследствие избытка активной массы катода, создаваемого с целью ускорения рекомбинации кислорода.

Дисковые аккумуляторы (как правило, в батареях по 3 шт. в общей оболочке, типоразмера аналогичного советскому Д-0,06) широко применялись в персональных компьютерах выпуска 1980–90 годов, в частности PC-286/386 и ранних 486, для питания энергонезависимой памяти настроек (CMOS NVRAM) и часов реального времени при отключенном сетевом питании. Срок службы аккумуляторов в таком режиме составлял несколько лет, после чего батарея, в большинстве случаев — впаянная в материнскую плату, подлежала замене. С развитием CMOS-технологии и уменьшением потребляемой мощности NVRAM и RTC аккумуляторы были вытеснены одноразовыми литиевыми элементами ёмкостью порядка 200 мА·ч (CR2032 и др.), устанавливаемыми в гнёзда-защёлки и легко заменяемыми пользователем, с аналогичным сроком непрерывной работы.

В СССР дисковые аккумуляторы были практически единственными доступными в широкой продаже аккумуляторами (кроме автомобильных и, позднее, NiCd размера AA на 450 мА·ч). Помимо отдельных элементов, предлагалась 9-вольтовая батарея из семи аккумуляторов Д-0,1 с разъёмом, аналогичным «Кроне», которая, однако, входила в отсек питания не у всех радиоприёмников, для которых предназначалась. Поставлялись только простейшие зарядные устройства с током С/10, заряжавшие аккумулятор или батарею примерно за 14 часов (время контролировалось пользователем).

Название аккумулятораДиаметр, ммВысота, ммНапряжение, ВЁмкость, А*чРекомендуемый ток разряда, мАПрименение
Д-0,0311,65,51,20,033фотоаппараты, слуховые аппараты
Д-0,0615,66,41,20,0612фотоаппараты, фотоэкспонометры, слуховые аппараты, дозиметры
Д-0,125206,61,20,12512,5аккумуляторные электрические фонарики [ уточнить ] , миниатюрные радиоприёмники
Д-0,2625,29,31,20,2626аккумуляторные электрические фонарики, фотовспышки, калькуляторы (Б3-36)
Д-0,5534,69,81,20,5555прицел ночного видения 1ПН58 (блок из пяти Д-0.55С), фотовспышки, аккумуляторные электрические фонарики, калькуляторы (Б3-34)
7Д-0,1258,40,12512,5замена батарее Крона

Выбор типа химии литиевых аккумуляторов

В первую очередь нужно определиться с выбором типа химии литиевых аккумуляторов. Здесь два варианта – либо литий железо фосфатные (LiFePO4), либо литий ионные (Li Ion). Но в любом случае при работе на такую мощную нагрузку нужно учитывать что аккумулятор должен быть способен отдавать необходимый ток без вреда для своего самочувствия! Разберем кратко особенности этих типов аккумуляторов.

Рабочая температура

Если предполагается пользоваться шуруповертом при минусовых температурах, то лучше выбрать литий железо фосфатные (LiFePO4) аккумуляторы. Диапазон температур при котором можно их разряжать -20 ~ 65 °С. У Li Ion емкость на морозе падает быстрее. Если работа в основном планируется при плюсовых температурах, то подойдут и те и другие. Но оба типа аккумуляторов (за исключением некоторых моделей LiFePO4) нельзя заряжать при отрицательной температуре. А верхний предел температуры при заряде у тех и других около 60°С.

Долговечность

Количество полных циклов заряд/разряд у LiFePO4 аккумуляторов более 1000, у Li Ion менее 500. Но! Если не до 0% разряжать и не до 100% заряжать, то количество циклов существенно возрастает. Хранение любые литиевые аккумуляторы лучше всего переносят наполовину заряженные при температуре 0 +10°C. Подробнее о хранении можно почитать в

Рабочее напряжение

Одна ячейка Li Ion аккумулятора при 100% заряде имеет напряжение 4,2 В, при полном разряде около 3 – 2,5 В. Среднее рабочее напряжение 3,7 В.

Одна ячейка LiFePO4 аккумулятора при 100% заряде имеет напряжение 3,6 В, при полном разряде около 2 В. Среднее рабочее напряжение 3,2 В.

Исходя из этого считаем количество последовательно соединенных ячеек для получения необходимого напряжения на выходе АКБ. Это принято обозначать числом последовательных ячеек + символ S (serial – последовательный). Напряжение при таком соединении суммируется.

последовательное соединение ячеек 3s 1p

Li Ion: 1S-4,2 В, 2S-8,4 В, 3S-12,6 В, 4S-16,8 В, 5S-21 В…

LiFePO4: 1S-3,6 В, 2S-7,2 В, 3S-10,8 В, 4S-14,4 В, 5S-18 В…

То есть к примеру, для 12 вольтового шуруповерта нужна АКБ Li Ion 3S, либо LiFePO4 4S.

Рабочий ток

В характеристиках аккумулятора обычно указывают номинальный и максимальный (пиковый) ток разряда. При номинальном токе он способен работать продолжительное время, а при пиковом – несколько секунд

Поэтому для такой мощной нагрузки как шуруповерт необходимо обращать внимание на этот показатель и выбирать высокотоковые модели аккумуляторов

На холостом ходу 12 вольтовый шуруповерт средней мощности потребляет ток 1-2 А, а при максимальной нагрузке (особенно в заторможенном состоянии) ток может достигать 30 А. Поэтому, если предполагается использовать например, аккумулятор GTF HG2 18650 3000 мАч с номинальным и пиковым токами соответственно 10А и 25А, то необходимо делать сборку минимум 3S2P, чтобы не перегружать аккумуляторы. При параллельном соединении двух аккумуляторов допустимые токи удваиваются, при соединении трех – утраиваются и т.д.

последовательно – параллельное соединение ячеек 3s 2p

Разновидности аккумуляторов

Выделяют следующие виды устройств.

Никель-кадмиевые

Здесь используется два вида электродов – никель и кадмий. Первый имеет положительный заряд, второй – отрицательный.

Никель-кадмиевые аккумуляторы для шуруповерта

Преимущества:

  • морозостойкость, что позволяет эксплуатировать устройства на улице даже при низких температурах;
  • большое количество циклов зарядки-разрядки;
  • отсутствие склонности к самовозгоранию;
  • можно полностью разряжать и хранить, не заряжая, не опасаясь изменения характеристик приспособления;
  • ремонтопригодность.

Недостатки:

  • наличие вредных компонентов в составе;
  • сложно утилизировать устройства, вышедшие из строя, которые невозможно восстановить;
  • существенная масса;
  • после долгого использования показатели ухудшаются;
  • наличие эффекта памяти, из-за чего емкость может снижаться из-за неправильного применения модели.

Никель-металлогидридные

Никель-металлогидридные аккумуляторы для шуруповерта

Качественные батареи, которые имеют следующие преимущества:

  • можно заряжать в любой момент, не дожидаясь, пока аккумулятор полностью разрядится;
  • отсутствие вредных соединений в составе;
  • с утилизацией не возникает проблем;
  • высокий показатель емкости;
  • небольшой вес;
  • компактные размеры;
  • прочный корпус, устойчивый к механическим повреждениям.

Недостатки:

  • долго восстанавливают работоспособность;
  • небольшое количество циклов зарядки-разрядки;
  • со временем ухудшаются характеристики;
  • отсутствие устойчивости к отрицательным температурам;
  • нельзя дожидаться полной разрядки;
  • большая стоимость.

Литий-ионные

Литий-полимерные аккумуляторы для шуруповерта

Данный вид имеет следующие преимущества:

  • быстро восстанавливает работоспособность;
  • можно заряжать при любом уровне зарядки;
  • практически не разряжается при неактивности;
  • отсутствие в составе вредных соединений;
  • служит много лет без неисправностей.

Недостатки моделей:

  • при неаккуратном обращении может произойти взрыв;
  • если постоянно полностью разряжать, быстро приходят в негодность;
  • в случае поломки нельзя восстановить;
  • при отрицательных температурах быстро теряют заряд.

Литий-полимерные

Литий-ионные аккумуляторы для шуруповерта

Данная разновидность аккумуляторов обладает следующими преимуществами:

  • показатель емкости не изменяется даже в том случае, если батарею заряжать, не дожидаясь полной разрядки;
  • почти не разряжается в неактивном состоянии;
  • хорошая автономность;
  • широкий диапазон рабочих температур.

Недостатки:

  • маленький срок службы;
  • высокая стоимость;
  • нельзя полностью разряжать;
  • при зарядке, применении нужно соблюдать большое количество требований.
Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий