Никель кадмиевый аккумулятор для шуруповерта

Содержание

Производительность шуруповертов с аккумуляторной батареей такая же, как и у сетевых моделей. Преимущество беспроводных видов шуруповертов в их мобильности. Однако чтобы электроинструмент прослужил не один год, необходимо разобраться, как правильно хранить его батарею. В частности, знать, как хранить никель-кадмиевые аккумуляторы для шуруповертов.

Как устроен аккумулятор шуруповерта

Аккумуляторная батарея — химический источник тока, использующийся для работы беспроводных типов электроинструментов. Накапливание электроэнергии происходит за счет происходящего в аккумуляторе электролиза. Этот процесс создает постоянное напряжение необходимого уровня.

Напряжение в батарее возникает из-за разности потенциалов между катодом и анодом. Единицей емкости является ампер-час. Эта величина показывает количество тока, которое выдается батареей в течение часа.

Устройство аккумуляторного блока (АКБ) не зависит от типа модели шуруповерта.

В него включены следующие конструктивные элементы:

корпус, на котором располагаются контакты;
последовательно соединенные питающие элементы (батарейки);
термистор, предохраняющий аккумуляторный блок от перегревания.

Термисторы есть не во всех моделях. Корпус инструмента, состоящий из двух частей, пластиковый. В нем располагается десяток накопителей энергии (в некоторых случаях их больше). Батареи между собой соединены в единую последовательную цепь.

Крайние клеммы соединены с контактами, располагающимися снаружи корпуса. С помощью этих контактов инструмент соединяется с зарядным устройством. Напряжение аккумуляторного блока на выходе — это сумма напряжений соединенных в цепочку батарей.

Снаружи корпуса АКБ предусмотрены четыре контакта:

два контакта силовые (положительный и отрицательный), назначение которых — заряжать и разряжать АКБ;
контакт, расположенный вверху, для управления терморезистором;
контакт, способный при помощи специальной станции зарядить и уравнять размеры зарядов каждого входящего в состав блока накопителя.

Существуют аккумуляторные батареи следующих видов:

Никель-металлогидридные (или Ni-MN). У них напряжение на выходе составляет 1,2 В. Производители таких батарей позиционируют их как экологически безопасные. Это касается и производства, и дальнейшей утилизации. Несмотря на маленькие, по сравнению с батареями других типов, габариты, они обладают большей емкостью. Еще один плюс накопителей этого вида — работоспособность при низких температурах. К недостаткам Ni-MH-батареек можно отнести высокую стоимость, ограниченный срок службы и повышенную величину саморазряда. При работе не рекомендуется разряжать их полностью.
Литийионные (или Li-ion). Напряжение батарей этого типа прямо пропорционально количеству накопителей, входящих в АКБ. Диапазон составляет от 1,2 до 3,6 В. Li-ion-аккумуляторы обладают управляющей платой и специальным контроллером, следящими за всеми входящими в блок питающими звеньями. Преимуществом литиевых АКБ считается отсутствие «эффекта памяти», большая емкость, маленький вес. Отсутствие «эффекта памяти» позволяет заряжать батарею по мере потребностей. Желательно хорошо ее зарядить перед продолжительной работой. Заряд может длительно храниться, если батарея подзаряжена хотя бы наполовину. К минусам этого типа батарей относятся их высокая цена, маленький срок эксплуатации, невозможность работать при пониженных температурах. Батареи этого типа являются самыми распространенными — ими оснащено большинство строительных инструментов.
Никель-кадмиевые (или Ni-Cd). Представляют собой стандарт аккумулятора для всех электроинструментов с АКБ. Достоинства батарей Ni-Cd-типа заключено в их: низкой цене, функции быстрой зарядки, функции передачи максимального тока нагрузки, возможности сохранять высокую емкость при температурах ниже двадцати градусов, возможности совершать до тысячи раз цикл заряда-разряда.

Как заряжать аккумуляторы, чтобы увеличить их срок службы

Для правильной зарядки батареи необходимо помнить следующее:

Во время первой эксплуатации инструмента аккумулятор лучше зарядить. Случается так, что при хранении они разряжаются.
У никель-кадмиевых аккумуляторов максимальная емкость появляется после третьего цикла заряда-разряда. Далее накопитель заряжается при возникновении минимальной мощности.
Литийионные батареи заряжают по мере необходимости, независимо от уровня заряда, поскольку у них отсутствует «эффект памяти».

Особенности зарядки никель-кадмиевых аккумуляторов

Непосредственно перед использованием любого электроинструмента нужно изучить инструкцию с рекомендациями компании-производителя. Они есть у всех инструментальных брендов, например таких как «Макита», «Метабо» или «Интерскол».

В этих инструкциях для зарядки никель-кадмиевых батарей можно найти ряд одинаковых моментов:

заряжать аккумулятор необходимо с учетом температурного режима (температура воздуха не ниже 5 градусов);
заряженный аккумулятор желательно хранить отдельно от шуруповерта, чтобы не возникало окисления контактов;
контролировать уровень заряда с помощью индикатора, встроенного в зарядное устройство;
никель-кадмиевые АКБ всегда заряжаются до максимальных и разряжаются до минимальных величин.

Как хранить аккумулятор

Любого мастера, бережно относящегося к электроинструментам, волнует, как правильно хранить аккумулятор от шуруповерта. Соблюдение правил содержания относится ко всем видам батарей.

Что необходимо помнить:

Если принято решение отправить шуруповерт на хранение, то перед этим стоит несколько раз разрядить и зарядить инструмент.
Для хранения элемента питания оптимальная положительная температура — 10 градусов. Нужно избегать замораживания прибора.
Зарядку рекомендовано проводить каждые полгода. Эта процедура увеличивает срок службы батареи.
Источник тока желательно отключить от шуруповерта, при этом удалив с его поверхности все загрязнения. Удаляют окись с контактов специальным чистящим средством или жидкостью на основе спирта.
Никель-кадмиевые батареи должны быть немного разряжены. Это делается по причине их быстрой саморазрядки.
Необходимо избегать попадания на корпус прямых солнечных лучей и влаги. Высокие температуры могут расплавить пластиковый корпус, вывести из строя и вызвать потерю эффективности. Попадание внутрь воды также испортит состояние внутренних элементов аккумуляторной батареи.

Специалисты в таких случаях рекомендуют делать «разгон» таким аккумуляторам. Чтобы выяснить, в чем причина снижения эффективности работы, АКБ разбирается, вычисляются проблемные места. Затем элементы заряжаются снова. Для зарядки сначала выбирается большой ток, потом, после еще одной разрядки, — малый ток.

В случае сохранения в батареях электролита (он может испариться) такая процедура поможет реанимировать аккумулятор.

Заключение

Если не пренебрегать информацией о том, как хранить Ni-Cd-аккумуляторы шуруповертов, можно значительно увеличить срок службы инструмента.

Неизбежное наступило – аккумуляторы в моём стареньком Hitachi DS 12DVF3 окончательно сдохли. Отвратительно держать заряд они стали уже очень давно, но для мелких бытовых нужд имеющейся ёмкости хватало, поэтому я никогда и не думал над решением этой проблемы. До того момента, когда мне понадобилось просверлить отверстие в кухонной мойке из нержавейки, на что у меня ушло минут сорок! На одно отверстие! Один аккумулятор раскачать вообще не удалось, а другой так и работал, двадцать секунд крутит, около десяти минут заряжается. Вот тут то я и понял, что пришло время подарить новую жизнь моему любимому инструменту.
Понятно, что для начала необходимо было немного ознакомиться с теорией, чтобы понять, что вообще мне предстоит сделать. Конечно, тема эта совсем не новая и переводом шуруповёртов на литий занимаются все, кому не лень. Но каждый делает это по своему в зависимости от своей образованности, количества лени и понятия о красоте. Мне же нужно было, чтоб с технической стороны всё было сделано абсолютно правильно, чтоб снаружи выглядело не страшно и чтоб аккумуляторами можно было удобно пользоваться. Перечитав и пересмотрев огромное количество материала, я взял за основу проект от AlexGyver.

Определившись с необходимыми элементами, я полез на Ali тратить деньги. Литиевые аккумуляторы заказал с уже наваренными никелевыми пластинами, чтоб не мучить пайкой ни себя, ни их. Оказалось, что доставляются аккумуляторы действительно долго и, пока я ждал одних из Китая, купил в местном магазине ещё и другие, но уже без пластинок, ведь у меня два корпуса для переделки. Спустя полтора месяца после заказа, я наконец-то свои посылки получил и уже можно было приступать к работе. Для начала разбираю один старый корпус и знакомлюсь с его содержимым.

Тут надо аккуратно отломать верхнюю контактную площадочку, она будет необходима позднее. Ещё понадобятся никелевые перемычки для припаивания к аккумуляторам второго блока, поэтому этот хлам отодвигаю пока в сторону. Далее примеряю новые компоненты, чтоб понять фронт предстоящих работ.

Сегодня в продаже можно встретить много моделей шуруповёртов как от известных мировых брендов, так и от неизвестных никому компаний. Есть простенькие модели, а также функциональные с богатым оснащением. Объединяет их одно – все они имеют аккумуляторы для работы в автономном режиме. И зачастую стоимость этих аккумуляторов составляет больше половины цены самого шуруповёрта. Чаще всего в качестве элементов таких батарей используются никель-металлогидридные или никель-кадмиевые аккумуляторы. В некоторых случаях их можно восстановить и отремонтировать аккумулятор шуруповёрта. В настоящем материале мы разберём, как это делается.

Конструкция и разновидности аккумуляторов для шуруповёртов

Практически все производители во всех странах мира выпускают одинаковые по конструкции и принципу действия аккумуляторы для шуруповёртов. Многие производители выпускают аккумуляторы сразу для нескольких производителей шуруповёртов. Аккумуляторная батарея выполняется съёмным и выглядит следующим образом.

Аккумулятор от шуруповёрта Bosch PSR 14,4 В

Разобрать аккумулятор несложно. Крышка держится на четырёх винтах. Отворачиваем их, разбираем корпус и внутри видим гирлянду из последовательно соединённых батареек.

В нашем случае это аккумулятор для шуруповёрта Bosch PSR 14,4 В. В нём изначально один саморез закрыт пластиком. В случае вскрытия теряется гарантия.

Аккумулятор в сборе

Чаще всего используются Ni─Cd аккумуляторы для шуруповёрта, но есть и другие разновидности. Ниже представлены типы элементов, используемых в аккумуляторах для шуруповёртов:

Ni─Cd. Никель–кадмиевые аккумуляторы. Номинальное напряжение одного элемента 1,2 вольта;
Ni─MH. Никель-металлогидридный. Номинальное напряжение одного элемента 1,2 вольта;
Li─Ion. Литий-ионный. Номинальное напряжение 3,6 вольта.

Разновидности элементов для аккумулятора шуруповёрта

Никель-кадмиевые аккумуляторы для шуруповёртов являются наиболее распространёнными на сегодняшний день. Они имеют доступную цену, сохраняют работоспособность при отрицательных температурах, могут храниться в разряженном состоянии, не теряя свои характеристики.

Никель─металлогидридные аккумуляторы распространены меньше, чем никель кадмиевые аккумуляторы для шуруповёртов. К их преимуществам стоит отнести отсутствие токсичных компонентов, экологически чистое производство, незначительный «эффект памяти» и меньший саморазряд, чем у никель-кадмиевых батарей. Кроме того, если сравнивать с Ni─Cd аккумуляторными батареями, никель─металлогидридные имеют большую ёмкость и выдерживают большее число циклов заряд-разряд. Дополнительно советуем прочитать о том, как заряжать Ni─MH аккумуляторы.

К недостаткам следует отнести высокую стоимость, чувствительность к отрицательным температурам. Кроме того, Ni─MH батареи при хранении в разряженном состоянии утрачивают часть своих характеристик.

Li─Ion

Литий─ионные аккумуляторы в шуруповёртах встречаются реже. Среди плюсов стоит отметить отсутствие «эффекта памяти» и саморазряда. Ёмкость литий─ионных аккумуляторов выше и в разы больше число циклов заряд-разряд, чем у оксидно─никелевых. К тому же у элемента большее номинальное напряжение. Поэтому требуется меньшее число элементов, а значит, такие аккумуляторы имеют меньший вес и размеры.

Среди недостатков следует отметить большую стоимость. Если сравнивать с Ni─Cd аккумуляторами для шуруповёрта, то цена Li─Ion практически в три раза больше. Стоит отметить, что за 2─3 года интенсивного использования Li─Ion аккумулятор существенно теряет ёмкость из-за разложения лития.
Вернуться к содержанию

Конструкция аккумулятора для шуруповёрта

Ничего сложного в конструкции аккумулятора нет. Его разбор был показан выше. Стоит только добавить информацию о контактах на корпусе. У аккумулятора для шуруповёрта их четыре (рассматривается модель Bosch PSR 14,4 В).

Контакты аккумулятора шуруповёрта

На изображении отмечены следующие контакты:

1 – плюс;
2 – минус;
3 ─ контакт термистора (датчик температуры). Термистор нужен для ограничения или отключения тока заряда. Он срабатывает при увеличении температуры аккумуляторных элементов до определённого значения. При ускоренной зарядке через элемент идёт большой ток, и он нагревается, а термистор предотвращает его выход из строя;
4 ─ этот контакт подключается через сопротивление и называется сервисным. Его используют сложные зарядные устройства, предназначенные для выравнивания заряда на аккумуляторных элементах.

Неисправности аккумуляторов для шуруповёртов

Как правило, при неисправности Ni─Cd аккумулятора для шуруповёрта выходит из строя один или несколько элементов аккумуляторной батареи. Поэтому первоочередная задача при ремонте аккумулятора шуруповёрта – это определение вышедших из строя элементов.

При диагностике элементов потребуется мультиметр для замера напряжения. На Ni─Cd и Ni─MH аккумуляторах напряжение находится в пределах 1,2─1,4 вольта, а Li─Ion – 3,6─3,8 вольта.

Общее напряжение последовательной сборки

Напряжение одного элемента

Полностью зарядите аккумулятор шуруповёрта;
Разберите корпус;
Измерьте напряжения всех элементов и отметьте те, у которых напряжение ниже номинального. Номинальное напряжение нанесено на корпусе каждой банки. Как правило, они обёрнуты в бумажную оболочку;
Затем подайте нагрузку на аккумуляторную батарею (включите шуруповёрт). Если не хочется опять собирать, то подключите к выводам «гирлянды» нагрузку в виде лампочки 12 вольт;
Через некоторое время снова делайте замеры напряжения на элементах. Те банки, у которых напряжение отличается от среднего на 0,5─0,7 вольта, подлежат восстановлению или замене. При визуальном осмотре особое внимание следует уделить банкам со следами коррозии и подтёков.

Разрядка аккумулятора шуруповёрта лампочкой

Затем уже ведётся работа с элементами, которые диагностируются, как неисправные. Об этом ниже. А здесь ещё стоит сказать о таких неисправностях, как нарушение пайки в местах соединения элементов, выход из строя температурного датчика и т. п. Но эти виды поломок очень редкие и не заслуживают внимания.

Восстановление и ремонт Ni─MH, Ni─Cd аккумуляторов

Что касается литиевых аккумуляторов, то их восстановление невозможно. В процессе эксплуатации в них разлагается литий и через 2─3 года восстанавливать будет уже нечего. В этом случае нужно просто заменить вышедшие из строя элементы.

А вот над Ni─MH и Ni─Cd аккумуляторами ещё можно поработать. Если кратко, то методика восстановления этого типа аккумуляторных батарей сводится к пропусканию через них тока короткими импульсами. Ток должен быть в десятки раз выше ёмкости Ni─Cd элемента. При этом разрушаются дендриты и аккумулятор как бы «перезапускается». Далее проводится его тренировка в виде нескольких циклов заряд-разряд.

Однако вышеописанный метод часто не помогает, и через некоторое время батареи снова отказываются работать. Проблема заключается в том, что в процессе работы в Ni─Cd аккумуляторах уменьшается объем электролита. Поэтому используется метод доливкой дистиллированной воды внутрь элемента. Подробнее читайте в отдельной статье «Ni─Cd аккумуляторы восстановление и ремонт».
Вернуться к содержанию

Замена Ni─MH, Li─Ion, Ni─Cd элементов в аккумуляторе шуруповёрта

После того, как вы восстановили элементы, их следует впаять обратно. Если вы решили не восстанавливать, а заменить элементы батареи, то их можно поискать в соответствующих интернет-магазинах. Цена на никель─кадмиевые аккумуляторы номиналом 1,2 В, 2000 мА-ч лежит в пределах 200 рублей. В любом случае в сборке их нужно будет заменить, а значит, придется паять.

Паяльник 25─30 ватт;
Паяльная кислота;
Кусачки.

Сначала вы откусываете или отпаиваете элемент от соединительной пластины. Затем проводите восстановление или просто заменяете. Далее припаиваете рабочий элемент к пластине для объединения в гирлянду. Советуем пайку осуществлять быстро, чтобы внутренности батарейки не повредились от нагрева корпуса.

В идеале нужно сохранить все соединительные пластины и паять элементы к ним. Если это не получается, то замените их на медные пластины соответствующего сечения. Это важно, поскольку если сечение не будет соответствовать штатному, при зарядке эти места будут греться. В результате может срабатывать термистор. Само собой, что паять элементы нужно с соблюдением полярности.

Если у вас шуруповёрт на металлогидридных батарейках, то читайте как восстановить Ni─MH аккумуляторы.

На этом по ремонту аккумуляторов шуруповёртов всё. Если у вас есть дополнения, исправления или вы хотите поделиться опытом, то можно это сделать в комментариях ниже.
Вернуться к содержанию