Как правильно хранить аккумулятор от шуруповерта + обзор популярных ошибок

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).

Что необходимо знать перед переделкой

Перед тем, как шуруповерт переделать на литий ионные, необходимо точно знать напряжение, выдаваемое старым блоком. Эти показатели указаны на наклейке, налепленной на батарею. При отсутствии сведений акб разбирают, величину напряжения определяют по числу установленных элементов.

Li-ion батареи обладают следующими положительными свойствами:

• низким саморазрядом;
• высокой удельной емкостью;
• отсутствием эффекта памяти.

Есть у них и свои особенности. Их нельзя нагревать выше 45 градусов, боятся температурных перепадов, глубокой разрядки, перезарядки. Емкость приборов на холоде снижается. После того как будет выполнена замена никель-кадмиевых на литий-ионные можно не ждать, когда аккумулятор разрядится, а заряжать в любое время.

Нельзя применять разные виды батареек, а также старые с ноутбука. В сборке у всех аккумуляторов должен быть наименьший разбег емкости и характеристик. Последние необходимо сравнить со значениями обозначенного напряжения и тока разряда. Например, для сборки аккумуляторного блока питания в 14 вольт нужно поставить контроллер с аналогичным уровнем напряжения, обязательно установить защитную плату. В противном случае во время работы литий-ионный элемент перегреется, произойдет возгорание.

Аккумуляторы NiCd

Неужели?Рекомендации от Фестола: Вопрос: Александр Здравствуйте! Хотелось бы получить Вашу консультацию относительно хранения аккумуляторов для шуруповерта С12. Меня смутила фраза в русском переводе о том, что неиспользуемые аккумуляторы следует хранить в разряженном состоянии. Так ли это? У меня 2 аккумулятора BPS 12 S NiCd ( T-Nr 492277 ), которые я использую по очереди. Срок «ожидания» в разряженном состоянии следующего аккумулятора – от 2 до 4 недель. Может, следует их хранить полностью заряженными, как свинцовые? Ответ: 12.08.08 Здравствуйте, Александр!

Общие указания по хранению аккумуляторов выглядят так:

1) NiCd. Неиспользуемые длительное время аккумуляторы необходимо хранить в разряженном состоянии. 2) NiMH. Рекомендуется хранить с полной зарядкой, а так же заряжать примерно каждые четыре месяца для ее поддержания. 3) LiIon. Нет каких-либо особых рекомендаций по хранению. Их можно подзаряжать, если их емкость еще полностью не использована. Только нельзя допускать глубокого разряда аккумулятора, оставляя его на длительный срок в отключенном от сети зарядном устройстве.

Новые и неиспользовавшиеся в течении длительного времени NiCd и NiMH аккумуляторы достигают своей полной емкости только примерно после пяти циклов зарядки-разрядки.

Аккумуляторная дрель-шуруповерт Makita 6270DWPE Напряжение зависит от количества элементов питания в блоке и определяет мощность аккумуляторной дрели-шуруповерта, если речь идет о моделях одной линейки (часто их оснащают унифицированными моторами). Правило очень простое: силовые характеристики возрастают пропорционально напряжению источника питания. А вот оценивать мощность аккумуляторных дрелей-шуруповертов разных линеек и уж тем более разных производителей по “вольтажу”, вообще говоря, неверно. При разном напряжении аккумуляторы одной серии дрелей-шуруповертов имеют идентичную емкость, так как емкость это характеристика единичного элемента питания, входящего в блок.

Итак, для потребителя емкость – это эквивалент времени работы аккумуляторной дрели-шуруповерта. Правомерно ли говорить о том, что величина емкости определяет объем работы, который можно сделать? Не совсем. Работа – это энергия, а энергия – это емкость, умноженная на напряжение источника. То есть показатель весьма условный.

У аккумуляторных дрелей-шуруповертов, как у профессиональных так и любительских моделей – “никель-кадмий (Ni-Cd)” – основной элемент питания.

Главных недостатков аккумулятора дрели-шуруповерта два: пресловутый “’эффект памяти” и неэкологичность. Зато достоинств больше. Первое: не боится длительного хранения и неправильной эксплуатации – бессрочно убиенный аккумулятор дрели-шуруповерта обычно реально спасти тренировочными циклами. Второе: хорошо переносит разрядку большим током (то что нужно для инструмента). Третье: стоит недорого.

Правила эксплуатации аккумулятора дрели-шуруповерта простые: хранить разряженным, заряжать до конца, разряжать до конца каждый раз или периодически. И еще: глубокий разряд аккумулятора дрели-шуруповерта вреден, не стоит намеренно выжимать из батареи последние кулоны заряда, достаточно просто поработать до тех пор, пока дрель-шуруповерт не начнет терять силы.Из Википедии:

\* Теоретическая энергоёмкость: 237 Вт·ч/кг. \* Удельная энергоёмкость: 45—65 Вт·ч/кг. \* Удельная энергоплотность: 50—150 Вт·ч/дмі. \* Удельная мощность: 150 Вт/кг. \* ЭДС: 1,2—1,35 В. \* Саморазряд: 10 % в месяц. \* Рабочая температура: −15…+40 °С.

В отличие от обычных, одноразовых, элементов питания, NiCd-аккумулятор держит напряжение «до последнего», а затем, когда энергия аккумулятора будет исчерпана, напряжение быстро снижается.

Наиболее благоприятный режим для NiCd-аккумулятора — разряд средними токами (фотоаппарат), заряд в течение 14 часов током, равным 0,1 от ёмкости аккумулятора, выраженной в ампер-часах.

Аккумуляторы этого типа подвержены эффекту памяти и быстро выходят из строя в случае частой зарядки неполностью разряженного аккумулятора.

Аккумулятор, разряжаемый слабыми токами (например, в пульте дистанционного управления телевизором), быстро теряет ёмкость и выходит из строя.

Хранить NiCd аккумуляторы нужно в разряженном виде.

Интересные факты

Первый аккумулятор был выпущен в 1802 году. Он представлял собой пластины меди и цинка, спаянные между собой на концах. Их помещали в деревянный короб, в который была налита кислота или морская соль, и заливали цементом. В 1859 году была создана первая батарея, которую можно было заряжать. Она состояла из свинцовых пластин, которые помещались в серную кислоту. Невозможно найти идеальный аккумулятор, который подойдёт на все случаи в жизни. Для каждой конкретной ситуации нужен определённый тип батареи. Нельзя менять АКБ при включённом двигателе. Смена батареи вызывает перепады напряжения, что может негативно сказаться на электронике авто.

Зимой может разрядиться даже новый аккумулятор. Если машина используется для коротких поездок по городу, а обороты двигателя не превышают 3 тыс., то батарея просто не успевает подзарядиться, так как мало восприимчива к зарядке при холодных температурах. Таким образом, хранение АКБ — вещь трудоёмкая, но важная. При соблюдении правил батарея прослужит долгое время и сохранит свои свойства.

Рекомендуем: Автомобильный аккумулятор Bosch (АКБ Бош)

Проверка аккумулятора шуруповерта

Для определения реальных основных параметров аккумулятора проводится проверка.

элементы аккумулятора могут изменить свою емкость

Проверку аккумулятора шуруповерта осуществляют при полной зарядке. Полная проверка проходит в несколько этапов.

Инструменты для проверки

Проверку электрического накопителя можно произвести при помощи:

• вольтметра постоянного напряжения на 15 В;
• амперметра и вольтметра постоянного тока;
• тестера;
• мультиметра.

Из инструментов следует обзавестись:

• плоскогубцами;
• отверткой;
• ножом;
• паяльником.

Первый этап проверки

Показания снимаются периодически

Так, спустя полчаса после начала зарядки значение напряжения будет 13 В. Если измерить еще через полчаса, то напряжение будет равно 13.5 В. Через 2 часа после начала зарядки напряжение уже будет около 14 В. Это говорит о том, что достигнут максимум. У полностью заряженного аккумулятора напряжение имеет значение равное 17 В.

Оценить качество накопителя можно, измерив ток во время процесса зарядки. Если аккумулятор в хорошем состоянии, то для него характерен устойчивый рост тока в 1 час в течение процесса зарядки. Прохождение значения тока отметки в 1 А говорит о нормальном функционировании накопителя.

некоторые элементы в аккумуляторе являются нерабочими

По результатам первой проверки можно составить начальное впечатление о работоспособности аккумуляторных элементов. Это поможет установить необходимость в разборке аккумулятора.

Проверка под нагрузкой

Для ответа на вопрос в течение какого времени разрядится аккумулятор следует произвести проверку накопителя под нагрузкой. Нагрузку нужно выбирать исходя из мощности накопителя. Если она неизвестна, то считается что мощность нагрузки равна половине произведения силы тока, который отдается аккумулятора при работе, на напряжение накопителя. Как правило, это значение принимается равным 35–40 Вт. Таким образом, в качестве нагрузки можно применить автомобильную фару (35 Вт) или воспользоваться спот-лампой на 12 В с такой же мощностью.

в аккумуляторе имеется поврежденный элемент

Проверка элементов питания накопителя

Итак, пусть окажется, что с помощью предварительных проверок было установлено наличие неисправных элементов в накопителе. Тогда необходимо разобрать аккумулятор и извлечь последовательно соединенные элементы питания — «банки». Как уже говорилось выше, аккумулятор состоит из 10–12 таких элементов с напряжением в 1.2 В.

После осмотра следует провести измерение напряжения каждой из «банок». Напряжение одного элемента не должно быть меньше 1.2 В. При проведении измерений аккумуляторные элементы следует отключать от соединений со всякого рода датчиками. Прибор для измерения подключается к полюсам батареи. «Банки» с пониженным напряжением подлежат замене. Если при простом измерении не было выявлено несправных элементов, следует померить «банки» под нагрузкой.

Проверка по величине сопротивления

Способность к нормальному функционированию каждой батареи можно проверить, сравнив «банки» по внутреннему сопротивлению. Определяется величина путем деления рабочих параметров напряжение на силу тока и вычетом сопротивления нагрузки.

В качестве нагрузки следует взять резистор сопротивлением в 10 Ом

Для лучшего понимания приведем примерные расчеты. Допустим, в ходе измерения под нагрузкой получены данные для одной «банки»: рабочее напряжение — 1.19 В и рабочая сила тока — 112 мА. Перед тем как произвести вычисление не забываем перевести значение силы тока из мА в А — 0.112 А. Производим соответствующие действия (1.19/0.112) — 10 = 0.63 Ом. Напомним, что вычитаемое в нашем выражении это сопротивление нагрузки резистора (10 Ом).

Проверка остальных параметров

Каждый вид аккумулятора обладает определенной величиной саморазряда.

Так, в течение месяца хранения:

• никель-кадмиевый аккумулятор может разрядиться на 20%;
• никель-металлогидридные — 30 %;
• литий-ионный накопитель — до 8 %.

Проверка элементов электропитания на наличие «эффекта памяти» осуществляется путем полной зарядки аккумулятора и полной его разрядки. Производят несколько циклов заряд-разрядки (3 или 4). Разрядку аккумулятора можно осуществлять при помощи лампы в 12 В. В ходе действий производят измерения остаточного рабочего напряжения и напряжения холостого хода. После многократного повторения циклов «эффект памяти» исчезнет.

Последние штрихи

Нередко случаются ситуации, когда инструмент долгое время будет лежать без дела, при этом каждый отдельный вариант будет вести себя уникально:

1. Никель-кадмиевые следует наполовину разрядить, а перед эксплуатацией полностью его зарядить. Затем нужно провести минимум 5 циклов зарядки-разрядки перед тем, как убрать его в следующий раз на хранение. Каждый цикл идет максимальный (тот же эффект запоминания).
2. У литий-ионных аккумуляторов самая низкая саморазрядка, а заряжать их можно в любое время. Для хранения достаточно просто зарядить их 1 раз за 2 месяца (чтобы не вспоминать о системе защиты, желательно не опускать заряд ниже 50%). Такие батареи оснащены специальной системой защиты, которая позволяет заряжать и разряжать их любое количество циклов. Но и у них есть свое слабое место – суммарное время эксплуатации – 2 года, после чего начинается резкое уменьшение емкости.
3. Никель-металлогидридный вариант в этом плане более прихотлив, из-за чего 1 раз в 4 недели нужно повторять зарядку. Разряжается он крайне быстро, а в разряженном состоянии начинает изнутри саморазрушаться. Также минусом служит и тот факт, что количество зарядов ограничено 2-3 сотнями, после чего емкость начинает падать.

Как заряжать аккумулятор, если не получается этого сделать обычным способом? С этой проблемой сталкиваются абсолютно все владельцы шуруповертов со временем. Вариантов решения есть несколько.

Начать стоит с протирки контактов специальными жидкостями против окисления или спиртом. А пока клеммы сохнут, нужно разобрать зарядное устройство и отогнуть «усики» в их первоначальное положение. Данные проблемы появляются от времени, поэтому нужно всегда начинать восстановление именно с данного шага.

Но бывают и менее распространенные проблемы, такие как потеря мощности в никель-кадмиевых аккумуляторах. Если в них еще сохранился электролит, то можно прибегнуть к экстренным мерам и подать слишком высокий ток для зарядки, затем на отметке в 50% сменить его на стандартный. В большинстве случаев это помогает, хотя можно начинать искать замену.

Но последняя проблема, с которой сталкиваются абсолютно все, – это выход из строя. Тут есть много причин, из-за которых такое может случиться, но выбрасывать деталь не стоит. После того как из строя выйдет его аналог, можно из 2-х собрать 1 полноценный экземпляр.

Для того чтобы работа всегда приносила ожидаемый итог, нужно следить за инструментом со всей ответственностью.

Ухоженный инструмент никогда не подводит.

Крутящий момент

Крутящий момент один из главных характеристик шуруповерта. Чем он больше, тем большего размера шурупы можно закручивать. Однако чем больше крутящий момент, тем тяжелее и больше шуруповерт. Для того чтобы определиться какой величины нужен крутящий момент, следует подумать, как будет использоваться шуруповерт.

Если вам необходим шуруповерт для бытовых целей, т.е. просверлить отверстие в дереве или кирпичной кладке, собрать мебель, собрать гипсокартонную конструкцию, сделать песочницу.

Для таких целей вполне достаточно шуруповерта с максимальным крутящим моментом 25Нм. Если шуруповерт необходим, например, для сборки стропильной системы крыши, то крутящий момент должен быть как минимум 35Нм. Если предполагается сверлить бетон, то следует выбрать шуруповерт с функцией удара.

https://youtube.com/watch?v=PFKHKkEnTFM

Типы аккумуляторов и их особенности

Аккумуляторный электроинструмент комплектуется батареями, выполненными на различной основе. Эти АКБ в эксплуатации и при зарядке ведут себя по-разному, и к ним нужен дифференцированный подход, основанный на знании свойств электрохимических источников питания.

Никель-кадмиевый

Классика жанра для переносного электроинструмента. Многие батареи для шуруповертов напряжением от 12 в до 14 в построены на таких элементах. Недорогие, достаточно емкие аккумуляторы получили широкое распространение, долгое время были единственным бытовым типом источников питания с возможностью возобновления энергии. К их плюсам относят:

• способность работать при низких (до минус 40 град.С) температурах;
• отсутствие склонности к самовозгоранию;
• высокую надежность.

К недостаткам, прежде всего, относят проблемы с утилизацией (кадмий токсичен), а также относительный проигрыш по электрическим параметрам батареям, созданным по более поздним технологиям. Однако есть области, где альтернативы Ni Cd элементам нет, и они еще долго не сойдут со сцены.

Никель-кадмиевая батарея от компании Metabo.

Металлогидридный

Аккумуляторы структуры NiMH разработаны на смену никель-кадмиевым электрохимическим источникам тока. Батареи предыдущего поколения обладают хорошими характеристиками, но содержат кадмий – токсичный элемент, создающий проблемы с утилизацией АКБ. Более новые источники имеют несколько большую удельную емкость, но выдерживают меньшее количество циклов заряда-разряда. Также для них характерна большая токоотдача (до 1,5 крат по сравнению с Ni Cd) и меньший ток саморазряда. Никель-металлогидридные элементы можно хранить на холоде (но не при температурах ниже нуля!) до месяца без необходимости последующей подзарядки. Хранение элементов стало безопасным – авиакомпании принимают Ni-MH батареи к перевозке.

По сравнению с никель-кадмиевыми моделями NiMH батареи имеют полное превосходство почти по всем электрическим параметрам, но при низких температурах они работают плохо. В этой категории устаревшая концепция NiCd конкуренции не имеет.

Никель-металлогидридная батарея 18 вольт.

Литий-ионный

Самый популярный тип аккумуляторов. Считается лучшим и передовым по совокупности свойств. К плюсам таких батарей относят:

• высокую удельную емкость;
• низкий ток саморазряда;
• высокую токоотдачу;
• повышенное напряжение единичного элемента имеет преимущество при построении относительно «высоковольтных» батарей (18 в или 20 в) – так как элементов надо меньше, то при том же геометрическом объеме общая емкость будет выше;
• микроскопический эффект памяти (долгое время считалось, что он отсутствует полностью);
• относительно долгий срок службы.

На практике не все так радужно, и у литий-ионных батарей есть существенные недостатки:

• литий-ионные элементы выходят из строя при перезаряде, требуется тщательный контроль под управлением микропроцессоров;
• выходят из строя при глубокой разрядке;
• теряют свойства при хранении (даже без заряда-разряда);
• плохо работают при низких температурах.

Для контроля глубины разряда под нагрузкой и предотвращения перезаряда литий-ионные батареи часто оснащаются встроенным контроллером. Он помогает правильно зарядить Li-ion аккумулятор шуруповерта В этом случае батарея работает в более благоприятных режимах и срок ее службы увеличивается. Но не все производители устанавливают в свою продукцию такие платы, несмотря на декларации об их наличии.

Литий-ионая АКБ на 20 вольт.

Также недостатком аккумуляторов Li-ion считается их склонность к самовозгоранию и к взрыву. Проблема усугубляется тем, что в результате химических реакций для поддержания горения им не нужен приток кислорода извне. А с водой содержимое АКБ реагирует, выделяя еще больше взрывоопасных газов. Поэтому тушить такие элементы очень трудно. В результате после нескольких инцидентов и даже катастроф при перевозке Li-Ion элементов авиакомпании стали вводить ограничения и запреты на транспортировку таких источников тока. О методах восстановления таких батарей можно почитать здесь.

Для удобства сравнения основные свойства аккумуляторов разных типов сведены в таблицу.

Какая стойкость к минусовым температурам у разных типов Lithium-ion источников питания?

Каким же разновидностям литиевых накопителей энергии отдать предпочтение в морозную погоду? Лидерами здесь являются литий-железо-фосфатные и литий-титанатные изделия. Последние кстати, на индивидуальном электрическом транспорте применяются крайне редко. Почему? К сожалению, ценник на такие изделия огорчает очень многих пользователей и кроме того, у них низкая удельная энергоёмкость.

Совсем другая ситуация с литий-железо-фосфатными источниками энергии. В холодное время года им просто нет равных! Поэтому, стоит поближе познакомиться с их достоинствами:

1. Могут полноценно выполнять свои прямые обязанности в широком диапазоне температур — -30…+55 градусов.

2. Обладают низким сопротивлением.

3. Отличаются долговечностью.

4. Термически стабильны.

5. Устойчивы к высокому уровню заряда.

6. Можно хранить при высоком напряжении.

7. Максимально безопасны в использовании, даже при стопроцентном заряде.

Не стоит рассчитывать на эффективную работу при минусе обладателям таких разновидностей литиевых АКБ:

• литий-кобальтовые;
• литий-марганцевые;
• литий-никель-марганец-кобальт-оксидные.