Руководство к действию: как проверить аккумулятор шуруповерта

Способы расширения ресурса литий-ионных батарей

1. Чтобы продлить срок годности литиевых аккумуляторов, нужно: Не допускать их полного разряда – при неоднократном глубоком разряде высокими токами химические источники тока (ХИТ) ускоренно теряют способность запасать требуемый объем энергии, иначе Вам понадобится восстановление работоспособности аккумулятора. Современные АКБ всегда оснащаются специальными схемами, контролирующими разрядный процесс – BMS или PCB. При выходе значения тока за допустимые границы электроника отключает накопитель. Если же батарея полностью разрядилась, нужно зарядить ее, как минимум, на 40%.
2. Избегать чрезмерного заряда и не оставлять подключенным к зарядному устройству на долгое время после того как процесс зарядки осуществлен.
3. Использовать подходящее зарядное устройство даже при незначительном превышении рекомендуемого напряжения заряда срок службы Li-ion аккумуляторов сокращается. К тому же, для АКБ предпочтителен режим медленной зарядки и разрядки. Использование в интенсивном режиме сокращает рабочий ресурс накопителей. Поэтому лучшими считаются зарядные устройства с фиксацией напряжения. Также можно использовать ЗУ, отсекающие минимальный ток заряда.
4. Соблюдать рекомендованный температурный режим работы устройств – от -20 до +50 °С, в идеале около +20 °С. Избегать перегрева и переохлаждения.
5. Заряжать накопители при температуре от +5 до +20 °C.
6. Хранить их заряженными на 40–50% при температуре от 0 до +10 °С. Если оставить прибор храниться в почти разряженном состоянии, из-за вероятного саморазряда его емкость может снизиться до критического значения, и в дальнейшем зарядить батарею уже не удастся. Длительное хранение приводит к снижению емкости устройства, поэтому покупать накопители энергии впрок нецелесообразно.

Соблюдение этих простых правил поможет избежать преждевременного старения Li-ion батареи и надолго сохранить ее в нормальном работоспособном состоянии.

Виды аккумуляторных батарей по типу применяемых материалов

Так как электричество накапливается в батареях в результате проходящих внутри химических реакций, то использование в конструкции материалов с разными свойствами, определяет и технические характеристики батарей. На самом деле, типов аккумуляторов много, но мы расскажем о наиболее часто встречающихся.

Никель-кадмиевый

Как можно догадаться из названия, в такой батарее участвуют два элемента — никель и кадмий.

Никель-кадмиевый элемент может быть самой разной формы

Электролитом здесь выступает раствор гидрохлорида калия, поэтому такие батареи называют щелочными. Сейчас они не так популярны, но до сих пор остаются одним из самых надёжных типов аккумуляторов. Свою популярность никель-кадмиевые батареи для шуруповёртов получили, в основном, у профессионалов. Это строители, монтажники, электрики, работающие в суровых условиях. Даже при отрицательных температурах никель-кадмиевый аккумулятор отлично держит заряд.

Из существенных плюсов можно выделить большое количество циклов зарядки-разрядки и отсутствие потери заряда при длительном простое. Из минусов можно отметить то, что, во избежание снижения со временем максимального объёма заряда, разряжать и заряжать такой тип батареи нужно полностью.

Ещё одна важная особенность, актуальная в последнее время — токсичность кадмия. То есть, после выхода батареи из строя, её необходимо правильно утилизировать

А это и лишние расходы, и пристальное внимание со стороны экологов. В некоторых странах запрещено использовать батареи с кадмием

Никель-металлгидридный

Принцип работы и состав батареи практически тот же, что и в никель-кадмиевой. Роль второго реагента выполняет водородный металлгидридный электрод. В качестве электролита также используется гидроксид калия. По сравнению с кадмиевыми батареями, эти обладают меньшей степенью памяти. То есть, можно заряжать даже частично разряженный аккумулятор. При равных с кадмиевой батареей размерах, общий объём заряда в этом виде больше. Но не рекомендуется использовать такие батареи при отрицательных температурах.

Так в разрезе выглядит никель-металлгидридный элемент питания

Литий-ионные батареи

Многие пользователи в память о никель-кадмиевых батареях и стараются соблюдать те же правила эксплуатации для литий-ионных. То есть, полностью разряжать и заряжать аккумулятор. Однако, в литий-ионных батареях эффект памяти практически отсутствует. Помимо этого, такой тип аккумуляторов показывает самый низкий саморазряд. По своей ёмкости литий-ионные батареи превосходят никель-кадмиевые в два раза. Сегодня такой тип батарей используется повсеместно — бытовые приборы, автомобили, инструменты, телефоны и ноутбуки. Несмотря на то, что литий-ионные аккумуляторы плохо переносят отрицательные температуры, они всё равно довольно востребованы.

Литий-ионные батареи могут быть любой формы, не обязательно цилиндрической

Литий-полимерный аккумулятор

Это одна из модификаций литий-ионной батареи. Просто в качестве электролита здесь используется полимерный материал. Такой подход позволяет изготавливать батареи практически любых форм, даже ультратонких, толщиной до 1 мм. Эффект памяти выражен слабо, саморазряд тоже низкий. При относительно небольшой массе, ёмкость заряда в разы выше других типов аккумуляторов. Чем же тогда литий-полимерные аккумуляторы при всех своих инновационных свойствах плохи? Дело в том, что при перегреве или перезаряде они могут воспламеняться. Естественно, что в батареи стараются встроить защитные механизмы. Кроме того, некоторые зарядные устройства используют специальный алгоритм для зарядки. Но, зачастую, в своём желании сэкономить, производители, особенно, частные, не всегда стараются вкладываться в новые технологии.

Литий-полимерные аккумуляторы могут быть облачены практически в любую форму

Ремонт источника питания шуруповёрта своими руками

Если аккумулятор шуруповёрта плохо заряжается и не хочет держать заряд, не спешите за новым. Возможно, сравнительно простой ремонт поможет исправить ситуацию. Предлагаем узнать, что можно сделать в той или иной ситуации, ведь за новую батарею вам придётся заплатить почти половину стоимости шуруповёрта.

Неисправность можно устранить своими руками

Диагностика

До начала ремонта следует установить причину неисправности батареи шуруповёрта. Чаще всего, некорректная работа может быть из-за:

• естественного старения;
• повреждения контактов;
• нарушения целостности банок из-за механического воздействия;
• потери ёмкости из-за нарушения правил эксплуатации.

Для проведения диагностических работ аккумулятор шуруповёрта разбираем и внимательно осматриваем места пайки. Убеждаемся в отсутствии механических повреждений у всех элементов батареи. Для контроля технических характеристик изделия потребуется вольтметр или мультиметр. С его помощью контролируется суммарное напряжение. По его значению можно судить о естественном старении и деградации элементов, а также выходе из строя зарядного устройства.

Диагностика – важный этап

Восстановление

Если в результате тестирования было установлено, что причиной некорректной работы аккумулятора является эффект памяти, можно попытаться восстановить его работоспособность. Для этого стоит воспользоваться специальными зарядными устройствами, позволяющими задать напряжение, при котором будет осуществляться зарядка-разрядка.

Для восстановления батареи задаём напряжение в 2−3 раза меньше того, что указано на ЗУ аккумулятора. Выполняем зарядку и разрядку элемента несколько раз. Такой маневр часто позволяет восстановить характеристики аккумулятора шуруповёрта.

Типы батарей

Сегодня существует довольно много эффективных аккумуляторов, которые могут использоваться в шуруповертах. При этом все они обладают определенными плюсами и минусами. Итак, как подобрать аккумулятор для шуруповерта?

Никель-кадмиевые и никель-металлгидридные АКБ

Многих людей интересует, какой же аккумулятор лучше li-ion или ni-cd для шуруповерта. Для выбора необходимо разобраться в их плюсах и минусах.

Никель-кадмиевые изделия принадлежат к категории щелочных. Они обеспечивают стабильную мощность и не греются.

Основным минусом изделий считается высокая токсичность кадмия. К тому же они обладают явно выраженным эффектом памяти. Потому изделия приходится заряжать после полной разрядки. К преимуществам моделей относят стабильное функционирование даже в мороз, быструю зарядку, небольшой вес.

Никель-металлогидридные (Ni-MH) изделия появились чуть позже. Они не подразумевают применения токсичного кадмия. При этом к основным минусам изделий относят нагревание составляющих, небольшой диапазон температур, потери емкости при полной разрядке.

Литий-ионные батареи и их преимущества

Эти батареи считаются новой разработкой. Они не относятся к щелочным элементам и стремительно вытесняют с рынка Ni-Cd и Ni-MH.

К преимуществам таких изделий относят следующее:

• отсутствие эффекта памяти;
• высокая емкость;
• невысокие параметры саморазряда;
• быстрая зарядка;
• высокие показатели пожарной безопасности;
• высокая энергоемкость.

При этом к недостаткам таких изделий относятся высокая цена, потребность в обеспечении определенных условий хранения, ограниченный срок эксплуатации. Также приходится иметь специальные зарядные устройства в зависимости от вида аккумулятора.

Литий-ионные батареи имеют много плюсов

Как определить, возможен ли ремонт

Если шуруповерт не работает из-за аккумулятора, нужно выяснить, подлежит ли он ремонту. Вначале разбирают корпус, состоящий из двух половинок. Эти части, в зависимости от модели, могут быть соединены клеевым составом или шурупами. В втором случае открутить их легко. Склеенные половинки разъединяют, аккуратно вставив в стык острый нож и вкрутив туда саморез

С осторожностью, чтобы не повредить детали, ножом проводят вдоль стыка и части корпуса разъединятся

Среди внутри стоящих банок необходимо найти неисправную. Для этого их достают, раскладывают на столе. Так можно будет свободно подступиться к нужным контактам. При помощи тестера измеряют напряжение каждого элемента. Специалисты советуют записывать полученные данные на бумаге или на корпусе. Банки после измерения опять устанавливают в корпусе. Шуруповерт включают и начинают им работать до тех пор, пока не растратится мощность. Затем инструмент опять разбирают, замеряют и фиксируют напряжения. Ячейки, в которых данные значения после полноценной зарядки очень низкие, покажут его существенное падение. Разница в 0.5-0.7 В считается весьма значительной. В ближайшее время эти элементы совсем станут слабыми, перестанут работать. Поэтому они нуждаются в восстановлении или замене.

При наличии 12-вольтного инструмента отыскать неисправности проще, не нужно два раза разбирать и собирать. Вначале измеряют напряжение полностью заряженных элементов, показатели записывают. К банкам, разложенным на столе, подсоединяют в качестве нагрузки лампочку на 12 В, которая будет разряжать батарею. Потом опять меряют напряжение. Тот участок, на котором его показатели самые низкие, неисправен.

Иногда из-за перегрева происходит испарение дистиллированной воды, ее доливают, используя шприц. Заранее сверлом в верхней или нижней части нерабочего элемента делают 1 мм отверстие. Полностью заполняют батарейку и оставляют на сутки. Заряжают после того, как детали соберут в связку по 3-4 штуки. И не трогают в течении 7 дней.

В ряде случаев батарею можно восстановить

Характеристики влияющие на выбор

При выборе аккумулятора для шуруповерта важно учитывать характеристики, от которых напрямую зависит удовлетворит ли инструмент потребности владельца:

Совместимость

Модельный ряд совместимых шуруповертов указывается на упаковке аккумулятора. Чаще всего, там будут указаны устройства того же производителя и его дочерних компаний. Причины этого, помимо рыночной конкуренции – уникальный форм-фактор корпуса шуруповерта и мощность аккумулятора. Инструмент можно просто угробить, установив на него аккумулятор большей мощности, в попытке увеличить силу, а слабый будет ограничивать возможности.

Интересные возможности открывают линейки шуруповертов, с единым аккумулятором для всех устройств:

— Ryobi ONE+;

— DeWALT XR Li-Ion;

— AEG Pro 18V;

— Bosch Power for All и др.

Хотя сам инструмент, входящий в такую серию, и недешев, в перспективе – возможность не покупать разные аккумуляторные батареи для лобзика и шуруповерта позволяет сэкономить.

Линейка One + от Ryobi

Мощность

Скорость вращения и мощность шуруповерта напрямую зависят от напряжения аккумулятора, измеряемого в вольтах (В).

— для редкого домашнего применения подходят маломощные модели, 3 – 10 В;

— для большинства ремонтных работ – 12 – 18 В;

— модели с показателем напряжения 18 – 36 В относятся к профессиональным, подходящим для регулярной работы с твердым материалами и металлами.

Емкость

Емкость аккумулятора показывает сколько он сможет проработать. Измеряется в амперах помноженных на часы, т.е. шуруповерт с емкостью 1,5 А*ч выдает в час до 1,5 ампер. Если у 2-х АКБ одинаковая емкость – посмотрите на напряжение. Тот, у которого оно выше проработает дольше.

Если требуется проверить реальную емкость аккумулятора – возникли сомнения в добросовестности производителя или корректной работе шуруповерта – это можно сделать при помощи бытового мультиметра и лампочки. 100% точный показатель емкости такая проверка не даст, для этого нужен специальный прибор, но понять, насколько она близка к заявленным значениям позволит. Предварительно, аккумуляторную батарею нужно зарядить и разрядить 3 раза. Измерения проводятся при полном заряде. Режим мультиметра при проверке – DC, 20 В. При нормальной работе батареи показатели должны быть близкими к тем, что указаны в технических характеристиках.

Измерение емкости мультиметром

Перепрошивка ёмкости аккумуляторных элементов

Как поменять элементы в аккумуляторе шуруповерта? Аккумуляторные батареи с Ni-Cd элементами при нарушении рекомендуемого режима заряда начинают терять емкость, но данная потеря обратима. Сделать это можно, если выполнить перепрошивку этих элементов. Благодаря такому способу можно восстановить примерно 80 % первоначальной емкости. Суть перепрошивки – в подаче тока напряжением в 3 раза выше номинального значения. Перед тем как приступить к работе батарею разбирают на элементы. При помощи плоскогубцев, с полюсов банок срывают никелевую ленту. На зарядном устройстве большой мощности (можно взять автомобильный аккумулятор) выставляют режим подачи импульса напряжением 3.6 В. К одноименным полюсам нерабочих банок на 3-5 секунд прислоняют клеммы прибора. Потом мультиметром измеряют все элементы. Если значения превышают 1,4 В, их восстанавливают. Банки, в которых показатели напряжения не изменились либо не достигли необходимого значения, меняют.

Виды АКБ для шуруповертов и их особенности

В современных аккумуляторных шуруповертах и дрелях используются три типа батарей:

1. Никель-кадмиевые (NiCd, Ni-Cd).
2. Никель-металлогидридные (Ni-MH или NiMH).
3. 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.

Общие правила

Существует ряд правил, продлевающих срок службы любого аккумулятора при вынужденной отправке её на длительное хранение:

• При использовании источника питания с длительным перерывом необходимо несколько раз провести полный цикл разряда-заряда элемента;
• Температура окружающего воздуха в складском помещении не должна опускаться ниже 10 градусов тепла;
• Продлению срока службы находящегося в покое аккумулятора способствует периодическая зарядка и полная разрядка источника тока – не реже одного раза в шесть месяцев;
• Если электроинструмент не планируется использовать в ближайшее время, то батарею необходимо отсоединить от него и очистить от всех видимых загрязнений.

Хранение никель-кадмиевых аккумуляторов

При нерегулярном использовании электроинструмента никель-кадмиевые(NiCd) аккумуляторы разумнее хранить в разряженном состоянии. Эти элементы обладают специфичным свойством – высоким уровнем саморазрядки. Поэтому при хранении полностью заряженная батарея с течением времени самостоятельно разрядится: каждый месяц остаточный уровень заряда будет снижаться на 8-10%.

Читать также: Металлографические исследования металлов и сплавов

Соблюдение простых рекомендаций по длительному хранению без дела никель-кадмиевых элементов позволит получить полностью работоспособный источник тока после полной зарядки. Основные правила таковы:

• 3-4 полных цикла зарядки с последующей разрядкой элемента;
• Температурный режим в помещении для хранения не ниже 10 градусов тепла.

Хранение литий-ионных аккумуляторов

Литий-ионные(Li-ion) источники тока отличаются чувствительностью к температурному режиму и остаточному заряду при отправке их на продолжительное хранение. От этого напрямую зависит доступный уровень заряда при начале использования.

Для литиевых аккумуляторов шуруповерта придерживаются следующих правил:

• Исключают возможность заморозки – при использовании холодильника в качестве места для хранения размещают в основном отсеке, а не в морозильной камере;
• Оптимальный температурный режим варьирует в пределах от 1 до 25 градусов тепла;
• Перед отправкой на хранение разряженный элемент подзаряжают до уровня 40%, это позволит полностью восстановить заряд при необходимости использования шуруповерта.

Мобильность шуруповерта на аккумуляторах имеет один недостаток – они разряжаются. Соблюдение рекомендаций по хранению элементов питания увеличивает срок их службы без потери функциональности. При этом обязательно учитывают тип батареи, применяемой в шуруповерте. Никель-кадмиевые элементы требуют полной разрядки, а литий-ионным батареям такая процедура только повредит.

Всем привет! В Сети часто спрашивают, как хранить аккумуляторы шуруповерта правильно, чтобы они не вышли из строя раньше времени. В этой статье я попробую дать ответ на поставленный вопрос.

В свое время я тоже задался этим вопросом и мне пришла в голову одна замечательная мысль: «А почему бы не посмотреть в инструкции по эксплуатации какого-либо шуруповерта?». С этой «гениальной» мыслью я взял инструкцию от Макиты и… нашел в ней лишь общие слова

Ну это про то, что хранить нужно так, чтобы контакты аккумулятора не могли быть случайно замкнуты скрепкой, монетой или другим металлическим предметом, что хранение должно быть в условиях, где температура воздуха не превышает 50 градусов, ну и тому подобное, что тоже конечно важно, но вроде и так понятно

А всех то интересуют примерно такие вопросы:

• с каким уровнем заряда нужно оставлять на хранение аккумуляторы?
• их нужно обязательно оба вынимать из шуруповерта или один можно оставить вставленным?
• как долго можно хранить без перезарядок?

Читать также: Обозначение цинка в таблице менделеева

В итоге, пересмотрев инструкции от разных производителей, мне удалось найти кое-какую полезную информацию. Причем даже если смотреть в инструкции разных шуруповертов одного производителя, но отличающихся типом аккумулятора, то она будет одинакова. При этом, если производитель считает, что надо указать какую-то особенную информацию для тех или иных типов батарей, то ее указывают, но в целом для всех типов условия в основном одинаковые.

Вот, например, что пишет фирма AEG:

А вот информация от DeWalt:

Или вот Макита для любых типов аккумуляторов дает универсальный совет, перезаряжать батареи каждые полгода хранения, если они так долго лежат без дела.

В общем что можно сказать, основываясь на указанной от производителей информации? Давайте по порядку.