Сколько служат литий ионные аккумуляторы шуруповерта. Сборка готового аккумулятора

Что такое литий-ионный аккумулятор и как он работает?

На сегодняшний день литий-ионный аккумулятор (lithium ion battery) является едва ли не основным источником питания для автономных устройств и всевозможных гаджетов. Они стоят в смартфонах и телефонах, питают планшетные PC и ноутбуки. На таких батареях ездят даже электромобили. В этой статье мы разберемся в принципе работы этих широко распространенных аккумуляторов, узнаем, как они устроены и чем отличаются от батарей другого типа.

Первая батарея по технологии Li-ion была построена не так уж и давно – в 1970 году. Она имела анод из металлического лития, были несовершенны, опасны и имели относительно небольшое соотношение емкость/габариты. Но начало было положено, и в 1991 году появилась батарея с анодом из графита.

Это снижало риск возгорания, удешевляло производство и увеличивало электрическую емкость при тех же габаритах. Позже в материалы анодов и катодов вносились те или иные присадки, и вот, наконец, мы имеем лучший на сегодняшний день источник энергии. Компактный, емкий и безопасный при правильной эксплуатации.

Любопытно! Первый изобретатель Li-ion элементов Уиттингем, как и его последователи Гуденаф и Есино в 2019 году, получили Нобелевскую премию по химии с формулировкой «За создание литий-ионных батарей».

Устройство и принцип работы аккумулятора шуроповёрта

В основу работы аккумулятора положен принцип пиролиза, позволяющий источнику питания вырабатывать постоянный ток. АКБ состоит из корпуса, а также последовательно соединённых электродов и электролитов. В процессе работы батареи между анодом и катодом возникает разность потенциалов и, следовательно, вырабатывается ток.

сколько, лития, ионный, аккумулятор

В состав аккумулятора входят электроды и электролит

АКБ могут быть разного типа, иметь различную ёмкость и вырабатывать разное напряжение. Производители предлагают изделия с напряжением 1,2–3,9 В в зависимости от типа устройства и количества батарей.

сколько, лития, ионный, аккумулятор

Работоспособность шуруповёрта обеспечивается АКБ с подходящим напряжением и силой тока

Плюсы и минусы модернизации

Прежде, как переделать шуруповерт на литиевые аккумуляторы 18650, необходимо разобраться, что мастер получит в результате. Преимущества данных манипуляций заключаются в следующем:

  • многократное увеличение времени функционирования шуруповерта;
  • повышение скорости заряда батареи – для полноценного набора энергии для литиевых батарей необходимо ориентировочно 1 час;
  • увеличение мощности тока заряда до показателя 1-2 С;
  • снижение затрат на регулярную покупку новых NiCd аккумуляторов в связи с их недостаточным эксплуатационным сроком;
  • полное отсутствие у литиевых аккумуляторов эффекта памяти.

Также перед тем, как переделать аккумулятор своими руками под более современную технологию, следует знать об отрицательных последствиях:

  • требуется обязательное подключение контролера для определения уровня заряда, поскольку прибор нельзя заряжать более 4,2 В и разряжать меньше 2,7 В;
  • литий ионный аккумуляторы для шуруповертов серии Li-lon теряют свои способности при эксплуатации в пониженных температурных условиях;
  • при переделке шуруповерта на литиевую батарею могут возникнуть сложности с адаптацией ЗУ от NiCd, здесь придется применять универсальное устройство.

Как правильно заряжать новый аккумулятор первый раз и во время тренировок

Как заряжать шуруповёрт в первый раз после покупки? Многие производители шуруповёртов с литиевыми батареями (Li) рекомендуют перед первым использованием просто полностью зарядить элемент. Немногие рекомендуют выполнить 3 тренировочных цикла — разряд-заряд. В целом для литиевых батарей тренировочный цикл будет полезен.

READ  Сколько Масло Лить В Бензин В Бензокосилку

Внимание! Для новых никелевых батарей и Cd, и MH все производители настоятельно рекомендуют произвести тренировочный цикл не менее трёх раз. И что очень важно — сначала разрядить, а потом зарядить.

К сожалению, никто из производителей не пишет, даже Bosch, как правильно разряжать аккумулятор при проведении тренировочных циклов. Почему это важно, уже было сказано выше.

Если электроинструмент с Ni-Cd и Ni-MH батареями имеет защиту от глубокого разряда, то разряжают до отключения шуруповёрта. Если защиты нет, то до уровня минимального напряжения. Это 0,9 В на каждый элемент питания в АКБ.

У шуруповёртов на литиевых батареях обязательно стоит защита от глубокого разряда, но будет полезным знать, что минимальное напряжение должно быть не менее 2,8 В. Ниже этого порога наступает разрушение литиевых элементов. Производители страхуются и устанавливают границу отключения 3,2–3 В.

Подробнее о правильной зарядке аккумуляторов шуруповертов вы можете почитать в этой статье.

Обобщая всё вышесказанное в этой статье, изложим порядок проведения тренировочных циклов, полезных и для нового аккумулятора. Проводить такой цикл рекомендуется не реже 1 раза в 6 месяцев, лучше чаще.

  • Разрядить батарею током 0,1 от её емкости, либо током работающего инструмента без нагрузки. с чередованием времени работы и паузы по 3 минуты.
  • Зарядить аккумулятор до отключения зарядного устройства.
  • Выждать 20–30 минут.
  • Снова зарядить до отключения зарядного устройства.
  • Опять выждать 20–30 минут.
  • Зарядить в третий раз до отключения зарядного устройства.
  • Выждать 20–30 минут для стабилизации напряжения.
  • Теперь разрядить способом, описанным в п. 1.
  • Повторить пп. 1–8 до трёх раз.
  • Подзарядить или зарядить полностью для хранения с учётом типа аккумулятора. Если инструмент будет использоваться в ближайшее время, то зарядить полностью до отключения зарядного устройства.

Рекомендации по зарядке аккумуляторов от производителей: Sturm (Ni-Cd), RedVerg (Li-ion), Hammer (Ni-Cd)

Какие аккумуляторы лучше Ni Cd или Li-ion для шуруповерта

Оба вида аккумуляторных элементов хороши. Однако выбор типа батарейного блока зависит от цели эксплуатации.

Основное отличие литий ионных аккумуляторов (Ли Ион) от никель кадмиевых (Ни Кд) — это количество циклов оборота. У Li-ion их 1500, а у кадмиевых — 500.

На первых взгляд кажется, что Li-ion намного лучше, ведь кол-во циклов больше в 3 раза. Однако это не так. При выборе аккумуляторной батареи опирайтесь на то, что износ кадмиевых батарей зависит от используемых циклов. А срок Li-ion батарей — от их возраста.

Кадмиевые используются на протяжении 7-11 лет, а Li-ion уже через 5 не будут работать, независимо от того пользовались ими или нет. Поэтому не рекомендуется покупать несколько литиевых блоков “на будущее”. Они все придут в неисправное состояние.

сколько, лития, ионный, аккумулятор

Никель-кадмиевые АКБ в свою очередь проживут намного дольше, если их правильно хранить. Это правило работает даже в том случае, когда шуруповерт с Ни Кд батареей не использовали целый год.

Не рекомендуется покупать б/у шуруповерт с литиевым аккумулятором, потому что есть риск, что он уже не эксплуатировался в течение длительного времени и, соответственно, неисправен или близок к неисправности.

Напротив, если б/e шуруповерт оснащен никель-кадмиевой батареей, то он сохраняет до 55-60% своего заряда. Даже если он не использовался.

Если вы используете электрошуруповерт или дрель не очень часто, то Li-ion аккумуляторы скорее всего умрут «от старости». Следовательно, если вы не профессиональный мастер, который пользуется шуруповертом ежедневно, то покупать Li-ion аккумулятор не имеет смысла.

Лучше всего для бытовой эксплуатации подходят кадмиевые АКБ. Они служат долго независимо от того, сколько пролежали без работы. Никель-кадмиевые аккумуляторные батареи хранятся в ящике до тех пор, пока не потеряют свои 500 циклов оборота заряда элементов.

READ  УШМ с протяжкой своими руками

Литий нуждается в постоянной зарядке, потому что основное условия его хранения — минимум 60% энергии. Если не подзаряжать литий регулярно, то он с высокой вероятностью разрушится раньше срока даже при правильном хранении.

Устройство и принцип работы аккумулятора

В аккумуляторные инструменты устанавливают электрические аккумуляторы. Они способны накапливать заряд, а затем отдавать накопленную энергию для питания электроприборов.

В каждом аккумуляторе есть катод (электрод, прикрепленный к отрицательному полюсу), анод (электрод, прикрепленный к положительному полюсу) и электролит между ними в качестве проводника. Внутри постоянно протекают химические реакции с выделением энергии, которая затем преобразуется в электрическую, необходимую для работы различных приборов и инструментов. Специфика этих источников тока в том, что химические процессы в них обратимы, поэтому их можно использовать не один раз, а многократно.

Свойства аккумуляторов напрямую зависят от материалов, из которых сделаны электроды и электролит. По этому же принципу они делятся на типы.

Литиевые аккумуляторы для шуруповертов своими руками

Владельцам качественных ручных инструментов на никель-кадмиевых аккумуляторах после выработки ресурса советуем перевести прибор на литий-ионные элементы. Если есть навыки по чтению схем, пайке тонких проводов, своими руками можно сделать новую литиевую батарею из высокотоковых аккумуляторов. Необходимо четко следовать пошаговой инструкции, как при монтаже, так и в подборе комплектующих.

сколько, лития, ионный, аккумулятор

Какой Li-ion аккумулятор принять за основу

Большинство из литий-ионных батарей используют аккумуляторы форм-фактор 18650. Это значит, гирлянду никель-кадмиевых элементов заменяют сборкой литий-ионных высокотоковых.

-В емкости АКБ, увеличенной более чем в 2 раза.

Литий-ионные аккумуляторы можно заряжать не полным циклом, при этом емкость не становится меньше.

Сложности : стоимость нового аккумулятора для шуруповерта своими руками может потянуть на 2 тысячи. Система Li-ion 18650 работает в узком диапазоне, как правило, 4,2 – 3,0 В. Необходимо выбрать элементы, рассчитанные на ток 20-30 ампер. Потребуется ЗУ другого типа или доработанное. Необходимо использовать защитную плату для сборки, балансир, и контроллер в ЗУ. Устройство на литиевых аккумуляторах 18620 может работать до.10 0 С, при этом сильно потеряв емкость.

Есть другие высокотоковые батарейки А123 форм-фактор 26650 серия М, активная часть состоит из литий-железо-фосфатных компонентов. Аккумуляторы выдают напряжение 3,3 В, емкость каждого 2 500 А/ч. Эти высокотоковые устройства способны обеспечить ток до 60С, работают до.30 0 С. Используется ЗУ с другими параметрами. Немаловажно, что заряжаются батареи в течение 15 минут используя ток до 10 А, безопасны, не взрываются. Рабочий диапазон 3,3 – 2,5 В.

сколько, лития, ионный, аккумулятор

Создавая литиевый аккумулятор для инструмента своими руками, рационально использовать элементы 18650 в АКБ шуруповертов мощностью 12 – 14,4 В для работы внутри помещения. Для техники с входным напряжением 18 вольт составить аккумулятор из элементов Nanophosphate А123 Systems, но только тайваньской сборки или от компании PowerLabs. Продаются на AliExpress, доставка бесплатная.

Рассчитать, сколько потребуется аккумуляторов для составления источника энергии нужного параметра несложно. Для этого нужно знать паспортную мощность прибора, напряжение. Чтобы разместить элементы в контейнере, возможно, потребуется убрать некоторые перегородки. Из старой гирлянды нужно аккуратно отсоединить клеммы, внедрить их в новую сборку, чтобы в последующем обеспечить контакт сборки с платформой прибора.

сколько, лития, ионный, аккумулятор

Комплектация Li-ion аккумулятора своими руками

Используя последовательное соединение, мы суммируем напряжения всех батареек, емкость считается по самой слабой. В параллельном соединении суммируются емкости банок, ток, а напряжение остается как на одном элементе. Чтобы удвоить емкость и получить большую разность потенциалов, нужно пары соединить параллельно, и включить их в связках в общую цепь последовательно.

Выполняя своими руками сборку Li-ion аккумуляторов, необходимо учесть, корпус банок нельзя разогревать. Нужно пользоваться точечной сваркой или очень мощным паяльником со специальным флюсом. Перемычки выполняют из толстого изолированного провода, уменьшая сопротивление, исключая нагрев. Можно воспользоваться специальной токопроводящей лентой. Соединять аккумуляторы нужно с помощью термоклея и клейкой термоленты.

READ  Подъемный стол для циркулярки своими руками

Последовательное соединение работает правильно, если банки имеют равные параметры, и каждая поглощает равный заряд. Задачу решают с помощью балансиров, которые являются неотъемлемой частью схемы.

Для того, чтобы каждый элемент не получил излишний заряд и не разрядился ниже нормы, используют защитные платы на каждом элементе или общую защитную плату, рассчитанную на конкретное количество банок – 3S, 4S, 6S. Зачастую в MBS включен балансир.

Уровень заряда аккумулятора необходимо контролировать, для этого используют индикатор. Актуально знать, сколько энергии в батарее, чтобы своевременно подзарядить прибор.

Контроллер заряда Li-ion аккумулятора своими руками

сколько, лития, ионный, аккумулятор

Контроллер – электронная плата которая по характеристикам поддерживает рабочее напряжение и ток разряда. То есть напряжение контроллера должно отвечать характеристике прибора. Токовая нагрузка подбирается в 2 раза ниже предельной. Значит, для 18650 ток должен быть 12-15 А, для 26650 – 30-40 А.

Под контроллером заряда-разряда понимают схему защиты от слишком глубокого разряда, он же препятствует перезаряду банок выше 4,2 В. Но это только защита. Настоящий контроллер установлен в ЗУ, рассчитан на зарядку в 2 этапа с последующим отключением аккумулятора. Зарядное устройство это не блок питания. Назначение этого инструмента стабилизировать ток на первом этапе процесса, при этом выходное напряжение зависит от тока нагрузки.

В конструкции предусмотрены резисторы для регулирования выходного напряжения, индикации окончания заряда, порога ограничения выходного тока. Микросхема LM2596 выступает в виде контроллера ШИМ, компаратор LM358 поддерживает параметры тока, управляет индикацией. Стабилизатор 78L05 питает компаратор и поддерживает напряжение.

Двигатели для шуруповертов редко сгорают, но если сгорят, то можно подобрать от другой модели за 500 — 1000

Часто в двигателях шуруповертов стираются угольные щетки. Их можно подобрать по нужным размерам и купить за 50.100

Аккумуляторы для шуруповертов у многих фирм похожи друг на друга вплоть до формы и креплений. Поэтому, когда не хочется лезть в электронику, можно искать взаимозаменяемые варианты.

Зарядные устройства также нередко сгорают от перепадов напряжения сети или просто гибнут на стройке. Совместимый блок питания для зарядного устройства можно найти за 500

Биты для шуруповерта вообще относятся к расходному материалу. В зависимости от длины. металла и качества изготовления могут стоить от 20 до 500

На этом я закругляюсь и привожу видеоролик от Мастера Сергея по восстановлению никель-кадмиевого аккумулятора шуруповерта.

Возможность работать с таким инструментом, как шуруповерт, без подключения его к электросети — это удобно, практично и, главное, необходимо. Ведь часто приходится выполнять какие-либо работы в тех местах, куда дотянуть сетевой кабель практически невозможно. В магазинах строительных инструментов предлагается широкий выбор шуруповертов, в том числе Bosch, а также популярные Hitachi и Makita. Но, к сожалению, срок службы АКБ любой дрели или похожего инструмента невелик — максимум 5 лет. Бывает, что аккумулятор шуруповерта уже не заряжается и через меньший промежуток времени. Срочно покупать новую батарею невыгодно. За такую же сумму можно приобрести новый шуруповерт. Поэтому стоит попробовать такой вариант, как восстановление аккумулятора шуруповерта своими руками.

| Denial of responsibility | Contacts |RSS | DE | EN | CZ