Как правильно хранить аккумулятор от шуруповерта + обзор популярных ошибок

Шуруповерт – это один из наиболее востребованных в домашней и профессиональной деятельности электроинструментов. Он позволяет не только закручивать и выкручивать различные виды крепежей, но и выполнять сверление отверстий. По способу питания устройства делятся на сетевые и аккумуляторные. Модели с батареями практически не уступают своей производительностью инструментам, работающим от сети 220 V. При этом с их помощью можно выполнять рабочие операции в автономном режиме. Удобным также является то, что питающий шнур не ограничивает движение. Но следует правильно заряжать и хранить аккумулятор шуруповерта, чтобы он прослужил долго. Многие проблемы с батарейным блоком можно устранить самостоятельно, воспользовавшись для выявления причины неисправности мультиметром.

Устройство аккумулятора шуруповерта

Аккумулятор – это источник энергии для беспроводных моделей шуруповертов. За счет протекания физико-химических процессов (электролиза) данный элемент накапливает электроэнергию, а затем выдает на соответствующих своих выходах постоянное напряжение нужной величины. Напряжение и емкость являются основными параметрами любого накопителя. Первое показывает разность потенциалов между катодом и анодом батареи. Напряжение измеряется в вольтах. Емкость определяет величину выдаваемого за 1 час аккумуляторной батареей тока, поэтому измеряется данный параметр в ампер-часах.

У разных моделей аккумуляторный блок (АКБ) выглядит и устроен сходным образом. Он состоит из следующих конструктивных элементов:

• корпуса с расположенными на нем контактами;
• питающих элементов (батарей);
• цепи датчика температуры (термистора), выполняющего функцию защиты блока от перегрева (диапазон составляет от 50 до 600 градусов).

Термисторами оснащаются не все модели. Корпус обычно представляет собой коробку из пластика, состоящую из двух частей. У него внутри размещаются, в основном, около 10 батарей, а иногда их количество больше. При этом элементы питания соединяются друг с другом в цепочку. Свободные клеммы крайних банок подсоединяются к расположенным на корпусе контактам, предназначенным для питания электродвигателя инструмента и подключения к зарядному оборудованию. Выходное напряжение АКБ определяется путем суммирования данного параметра всех соединенных в единую цепь батарей.

На корпусе АКБ расположены 4 контакта:

• 2 силовых («+», «-»), предназначенных для зарядки и разрядки;
• один управляющий верхний, связанный с термистором;
• один контакт, используемый для зарядки от специальных станций, которые способны выравнивать величину заряда у всех элементов питания, имеющихся в составе блока.

По виду элементов питания аккумуляторные накопители разделяют на такие типы:

• никель-металлогидридные (обозначаются – NiMh) с выходным напряжением 1,2 V;
• никель-кадмиевые (маркируются NiCd) на выходе выдают также 1,2 V;
• литий-ионные (обозначаемые символами Li-Ion), у которых напряжение зависит от числа питающих элементов в АКБ и может быть в диапазоне 1,2-3,6 V.

У литий-ионных аккумуляторов имеется управляющая плата. При этом специальный контроллер следит за работой элементов питания.

Отдельная батарея состоит из следующих конструктивных элементов:

• положительного и отрицательного контактов;
• электрода с положительным зарядом;
• внешнего покрытия корпуса;
• электролита;
• отрицательного электрода.

Наибольшее распространение получили никель-кадмиевые накопители энергии из-за доступной цены, компактных размеров и большой величины емкости. Их можно перезаряжать более 1 тысячи раз.

Эксплуатация и хранение литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов для инструмента

Часто люди пишут в отзывах к новому инструменту, что «сам инструмент хорош, а вот аккумулятор приказал долго жить уже через полгода», или «пользовался им всего два раза, а аккумулятор сдох».

Список подобных сообщений можно продолжить, но основной смысл в том, что люди инструментом толком не успели попользоваться, как случилось непоправимое.

Притом, зачастую, приобретение нового аккумулятора либо вовсе невозможно (поди, найди их для какого-нибудь китайца), либо его цена оказывается сопоставимой с покупкой нового инструмента.

Винят, разумеется, сразу производителя инструмента. Однако его вины тут лишь малая доля.

Эта короткая статья поможет вам не пополнить ряды «обманутых покупателей», а также подскажет что делать, если уже все случилось.

Начнем с главного – в большинстве случаев, производитель инструмента не имеет никакого отношения к производителям аккумуляторных элементов, находящихся в его аккумуляторных блоках.

Он просто их покупает у тех, кто, по его мнению, предлагает хорошее соотношение цены и качества.

Другими словами, аккумуляторные элементы в батареях к инструменту Bosch и какому-нибудь безымянному «китайцу», скорее всего, окажутся от одного и того же производителя, например, японской компании Sanyo или Samsung.

Чаще всего используются аккумуляторные элементы типоразмера 18650 с типичным напряжением 3,6-3,7 В. Эти элементы универсальные и используются везде, где только можно: от батарей ноутбуков до электромобилей.

Если речь идет о 10,8-вольтовом аккумуляторе у инструмента, то это значит, что в нем размещено три таких элемента. В 14,4-вольтовом – четыре. В 18-вольтовом – пять. В 22-вольтовом уже шесть, и так далее.

Вот фото 14,4-вольтового аккумулятора Hitachi BCL без крышки. Видно, что в базовой части размещаются четыре аккумуляторных элемента (кстати, производства Sanyo), а в «ноге» – схема управления.

Если Li-ion аккумулятор приказал долго жить

Итак, если беда уже случилась, и ваш аккумуляторный блок не подает признаков жизни, то необходимо всего лишь купить нужное количество аккумуляторных элементов аналогичного типа и самостоятельно установить их в блок. Пара замечаний: в России все они редкость, но можно заказать из Китая или Штатов (Aliexpress.

com и Ebay.com вам в помощь) с бесплатной доставкой по цене 4-5 долларов за штуку; а также придется вспомнить навыки пайки. Вдобавок, нельзя менять аккумуляторные элементы выборочно. Только все сразу.

Ведь контроллер заряда будет считать их все одинаковыми, что приведет к перегреву старых, которые могут даже загореться или взорваться.

И еще: в аккумуляторном блоке также может повредиться электроника, потому перед покупкой новых «банок» сначала «прозвоните» старые. Вдруг с ними все в порядке, и виноваты вовсе не они.

Что надо сделать, чтобы Li-ion аккумулятор прослужил дольше двух месяцев

Другими словами: чего бояться литий-ионные аккумуляторы. В бытовом применении в электроинструментах им страшно только одно – длительное хранение при глубоком разряде.

Когда заряда остается менее 10%, аккумулятор начинает быстро деградировать. Если вы разрядили аккумулятор полностью и забыли его поставить на зарядку, а вспомнили о нем через пару месяцев – не обессудьте.

Скорее всего придется купить новый.

Ситуация усугубляется тем, что многие производители электроинструмента из соображений экономии не делают двух вещей. Первая – в самом дешевом инструменте может отсутствовать система защиты аккумулятора от глубокого разряда.

Вторая – если эта система присутствует, она частенько допускает более глубокий разряд, чем регламентирует производитель аккумуляторных элементов. Делается это чтобы выжать все до капли и с таким расчетом, что пользователь не будет долго тянуть с установкой аккумулятора на зарядку.

Другими словами, если вы закончили работу и считаете, что аккумулятор разряжен более чем на две трети – ставьте его на зарядку.

Вот и все премудрости для тех, кто не хочет вникать в детали. Если вы относитесь к таким, то дальше можно не читать.

Но если интересны подробности или если вы используете инструмент регулярно, то тут еще есть что рассказать.

Для тех, кто использует инструмент регулярно

Есть еще несколько рекомендаций, которые помогут вам продлить жизнь литий-ионных аккумуляторов.

1. Как было уже сказано выше, всегда старайтесь сразу поставить на зарядку аккумулятор, если он разряжен полностью или почти полностью. Попутно избегайте циклов глубокой разрядки-зарядки. Данная таблица покажет, какое количество циклов заряда-разряда последует до потери 50% емкости в зависимости от глубины разряда аккумулятора:

2. Не заряжайте аккумуляторы при отрицательных температурах. Они будут терять емкость.

3. Не храните аккумуляторы при температуре выше 30 градусов. Эта табличка показывает, насколько снизится емкость в зависимости от температуры хранения и степени заряженности аккумулятора:

4. Если аккумулятору предстоит долгое хранение, не заряжайте его полностью. Оптимальным будет уровень заряда в 35-50%.

Что нужно знать о зарядке литий-ионных аккумуляторов

Это сложный процесс. Для каждого типа аккумуляторов существует своя стратегия, но в общих чертах она именуется CC-CV и состоит из двух основных стадий – зарядки постоянным током и растущим напряжением, затем дозарядки с постоянным напряжением. Также могут быть и дополнительные стадии, например, весь процесс может выглядеть так:

1. сначала батарея проверяется электроникой, чтобы узнать ее текущее состояние и степень заряда, а также пригодность к быстрому циклу зарядки. В первые минуты подается небольшое напряжение и невысокий ток. Если напряжение на батарее не растет (т.е. она хорошо принимает заряд), значит все в порядке, можно заряжать в быстром режиме;

2. затем идет основная фаза заряда, которая длится около часа, где постепенно повышается напряжение при неизменно высоком токе;

3. потом начинается завершающая фаза (дозарядка), где напряжение держится на максимально допустимом уровне (обычно 4,2 В), а ток постепенно снижается. Она может длится около двух часов.

Крайне важно для литий-ионных аккумуляторов – не допустить перезаряда. Он также негативно сказывается на ресурсе батареи, как и ее хранение в разряженном состоянии. Кроме того аккумулятор может банально перегреться и взорваться. Поэтому контроллер строго следит за этим процессом и прекращает заряд в соответствующий момент.

Но недобросовестные производители могут немного схитрить. Если незначительно повысить напряжение заряда (на 0,1 В, до 4,3 В), это чуть-чуть ускорит процесс, а главное – увеличит на 10% количество запасенной аккумулятором энергии. Последствия такого подхода отражает вот этот график:

Обратите внимание, что шкала ординат нелинейная, а сам график отражает лишь количество циклов перезаряда, при котором емкость аккумулятора снизится вдвое.

И тут мы видим, что при напряжении 4,2 В аккумулятор деградирует крайне медленно, и количество циклов до момента «уполовинивания» емкости может быть около 1000.

Но если напряжение повысить всего на 0,1 В, скорость деградации увеличится аж в четыре раза.

Ультрабыстрая зарядка

Обычно производитель рекомендует заряжать аккумуляторные элементы токами, равными 0,7 или 1 от емкости деленной на время (т.е. для аккумуляторного элемента 1500 мА·ч рекомендуемый ток заряда составляет 1,5 А).

Некоторые производители допускают зарядку значительно большими токами, что в разы ускоряет процесс.

Однако это приводит к ускоренной деградации батареи, плюс попутно приходится следить за ее температурой и останавливать процесс, если батарея нагрелась до 40 градусов (точное значение определяется производителем батареи). Ранний перегрев обычно характерен для стареющих батарей.

Вот график потери емкости литий-ионных аккумуляторов в зависимости от величины токов заряда и разряда:

Синяя линия – зарядка и разрядка токами, равными емкости/время (для аккумуляторов 1500 мА·ч – это 1,5 А). Зеленая – удвоенный ток заряда и разряда относительно емкости (для аккумуляторов 1500 мА·ч – 3 А). Красная – утроенный ток (для аккумуляторов 1500 мА·ч – 4,5 А).

Другими словами, режимы быстрой зарядки будут приводить к ускоренной деградации батареи.

Параметры типичных аккумуляторных элементов

Напоследок в качестве справочной информации приведем официальные характеристики тех же популярных аккумуляторных элементов Sanyo UR18650W2, которые упоминались выше:

—

Нижняя оранжевая линия – работа при температуре -20°C.

Ну а чтобы быть уверенными, что Sanyo UR18650W2 не являются каким-то исключением из общего правила, выложим их график разряда током 10 А в сравнении с двумя другими аккумуляторами производства Samsung и AW:

Подготовлено по материалам BatteryUniversity

Оценка статьи: (7 , 4,43 из 5) Загрузка…

Источник: https://dacha.news/li-ion-accumulators/

Общие правила зарядки АКБ

Чтобы правильно заряжать аккумулятор шуруповерта, должен быть обеспечен определенный внешний температурный режим. Оптимальной считается температура воздуха от 10 до 40 градусов. Нежелательным моментом является возможный перегрев блока батарей во время накопления заряда. Чтобы избежать возможных негативных последствий такого явления, необходимо аккумулятор отсоединять для охлаждения от зарядного устройства.

Не рекомендуется после того, как батареи наберут полную емкость, оставлять их в отключенном зарядном устройстве или вставлять в шуруповерт, который затем не будет использоваться, лучше укладывать в кейс из-под инструмента.

Аккумуляторные блоки, которые длительный период времени не используются, рекомендуется один раз в течение месяца подзаряжать.

Рекомендуемое время зарядки АКБ составляет от 30 минут до 7 часов и зависит от ее типа. Для конкретной модели электроинструмента оно указывается в эксплуатационной инструкции. Эти указания следует точно выполнять, чтобы изделие прослужило долго. Большинство зарядных устройств оснащены индикаторами, показывающими, на каком этапе находится процесс. В таких случаях по загоранию светодиодов определенного цвета не составляет труда определить, сколько точно нужно заряжать элементы питания. После достижения полного уровня емкости нужно сразу прекратить процесс.

Общие сведения

Максимально популярны те шуруповерты, у которых есть встроенные типы аккумуляторов, где номинальное напряжение составляет 12 В. При работе с такими девайсами следует иметь в виду тот факт, что про идеальную производительность, а еще про эксплуатационный срок инструмента можно говорить только в том случае, когда вы используете только тот вид аккумуляторного блока, который прописан в официальном паспорте устройства. Если будет поставлена батарея, у которой напряжение более низкое, то у шуруповерта степень производительности будет недостаточной. Если вы поставите батарею с повышенным напряжением, то двигатель износится преждевременно, а после и вовсе сломается. Итак, рассмотрим, как хранить аккумулятор от шуруповерта.

Нюансы зарядки аккумуляторов различных типов

Зарядка различных типов аккумуляторных блоков имеет свои особенности. Они связаны со свойствами материалов, из которых сделаны батареи. Для регулярной подзарядки аккумуляторных блоков используют импульсные или обычные зарядные устройства. Адаптерами первого типа оснащается профессиональный электроинструмент, а второго – модели для бытового применения. Новые или разряженные за время хранения накопители необходимо перед началом использования правильно зарядить с учетом их характеристик.

Так, никель-кадмиевые аккумуляторы отличаются ярко выраженным «эффектом памяти». Первый раз их рекомендуется три раза подряд зарядить, каждый раз при этом полностью разряжая. Только таким способом будет достигнута максимальная (рабочая) величина емкости батарей накопителя. После понадобится проводить регулярное подключение шуруповерта к зарядному устройству, когда его мощность будет падать до минимума.

У никель-металлогидридных элементов питания также имеется «эффект памяти». Перед первым применением цикл полной зарядки/разрядки для них рекомендуется повторять 4-5 раз. При дальнейшей эксплуатации заряд пополняют по необходимости.

Если первоначальную зарядку аккумуляторов никель-кадмиевого и никель-металлогидридного типов выполнять не правильным образом, то постепенно будет уменьшаться емкость их батарей.

Литиевые аккумуляторные блоки наименее прихотливы. Для них никаких особых правил нет, потому что отсутствует «эффект памяти». Литий-ионные питающие элементы длительное время способны сохранять свои первоначальные показатели уровня рабочей емкости. Каждый раз их необязательно доводить до полной зарядки/разрядки.

В чём проблема при эксплуатации Ni─Cd аккумуляторов?

При эксплуатации Ni─Cd постепенно происходит снижение напряжения и разрядной ёмкости. Ниже приводятся основные факторы, обуславливающие эти процессы:

• уменьшение рабочей поверхности положительных и отрицательных электродов;
• потеря активной массы, а также её перераспределение по электродам;
• возникновение утечек тока из-за образования дендритов металлического Cd;
• процессы, в результате которых происходит необратимое потребление воды и кислорода;
• изменение состава и объёма электролита.

Подобные процессы происходят, когда эксплуатируются Ni-MH аккумуляторы. Разница только в используемых материалах электродов.

На кадмиевом электроде процесс деградации определяется в основном миграцией активной массы. В результате происходит некоторая её потеря. Кроме того, активная масса забивает поры в поверхностном слое отрицательного электрода. Из-за этого затрудняется доступ электролита в глубинные слои. Результатом миграции активной массы становится рост дендритных мостиков сквозь сепаратор до положительного электрода. Эти приводит к многочисленным коротким микрозамыканиям и увеличивает саморазряд. На кадмиевом электроде при эксплуатации также происходит рост кристаллов и увеличение объёма активной массы.

Кроме вышеописанных процессов, в Ni─Cd аккумуляторах протекают процессы окисления различных добавок, которые присутствуют в аккумуляторе. Металлокерамика положительного электрода постепенно окисляется с потреблением воды. И ещё один неприятный процесс, который приводит к потере работоспособности Ni─Cd аккумулятора, это отбор электролита из сепаратора. Это происходит из-за изменения пористой структуры электродов и приводит к росту внутреннего сопротивления никель-кадмиевого аккумулятора. Состав электролита также меняется при эксплуатации. В частности, растёт объем карбонатов. Уменьшается электропроводность электролита и падают все параметры Ni─Cd аккумулятора при разряде. Картина становится особенно заметной при низких температурах. Что же делать в таких случаях?

Способы зарядки без использования специального зарядного устройства

Когда стандартное зарядное устройство отсутствует или просто поломалось, можно обойтись и без него. Умельцы придумали разные способы пополнения аккумуляторного заряда от разных источников. Чтобы зарядить аккумулятор шуруповерта без зарядного устройства обычного образца, можно воспользоваться:

• автомобильной зарядкой;
• зарядным устройством универсального типа;
• внешними источниками электроэнергии.

Оптимальным вариантом автомобильной зарядки выступает устройство с возможностью регулирования величины напряжения и силы тока. Главное в таких случаях – это избегнуть перезарядки. Для этого зарядный ток устанавливают в таких пределах, чтобы процесс шел от 0,5 до 0,1 А*ч в зависимости от величины общей емкости. Например, если она составляет 1,3 А*ч, то сила тока должна быть от 650 до 130 мА.

Когда токовые величины слишком большие, а меньшие выставить регулятором нельзя, применяют дополнительное сопротивление, например, автомобильную лампу. Ее подсоединяют последовательно к блоку батарей.

Универсальные зарядки удобны на практике. У них много дополнительных настроек, позволяющих оптимальным образом подобрать подходящие токовые параметры для подзарядки аккумуляторов от разных электроинструментов.

Внешние источники электроэнергии применяют в основном для изношенных шуруповертов, для которых нецелесообразно с экономической точки зрения приобретать новые АКБ. В таких случаях электроинструмент модернизируют определенным образом, при этом разрабатывается соответствующая схема соединений. Примером может служить переделанная USB-зарядка, дополнительно оснащенная предохранителем.

Что делать после диагностики

Установив достоверно, какое оборудование неисправно, надо выбрать путь решения проблемы. Самое простое действие – заменить неисправный блок. Этот путь не всегда оптимален по экономическим соображениям – аккумуляторы и ЗУ стоят недешево, и выбрасывать их из-за копеечной поломки нерационально. Да и не всегда можно приобрести комплектующие, особенно к старым моделям.
Во многих случаях работоспособность электрооборудования можно восстановить. Если обнаружены окисленные или ржавые выводы зарядного устройства, их надо зачистить мелкой шкуркой. А еще лучше заменить контактные пластины, взяв их с неисправного зарядника-донора.

Замена контактов зарядного устройства.

Для этого потребуется паяльник, а к нему припой и флюс на основе канифоли (бескислотный). То же самое относится к поврежденным контактам аккумуляторного блока.

Если на плату зарядного устройства не приходит сетевое напряжение, то надо заменить сетевой шнур. Его можно взять от любого другого устройства или сделать самостоятельно, приобретя вилку и отрезок провода.

Пример схемы зарядного устройства шуруповерта.

Если все в порядке, а зарядник не мигает светодиодами и не выдает напряжение, то неисправна плата управления. Ее можно попробовать починить. Для этого нужна определенная квалификация и приборы (как минимум, мультиметр и осциллограф). Схему ЗУ можно найти в интернете.

Параметры АКБ и ЗУ нанесены на корпус устройств.

Если неисправен аккумулятор, то можно попытаться его реанимировать, а метод восстановления зависит от типа элементов АКБ. Для NiCd батарей надо вскрыть пластиковый кожух блока и извлечь все элементы. Далее следует произвести визуальный осмотр, который поможет выявить потекшие, окисленные, поврежденные элементы. Их надо выпаять и заменить на новые. Если таких нет, надо замерить напряжение на каждом элементе.

Элементы аккумуляторной батареи без внешнего кожуха.

Отстающие банки или элементы с нулевым напряжением надо отпаять и отложить отдельно. Если напряжение равно нулю, то можно предположить пересыхание электролита. В этом случае надо просверлить отверстие в корпусе аккумулятора и попытаться постепенно ввести внутрь около 1 миллилитра дистиллированной воды с помощью шприца. Если вода не впитывается, элемент восстановлению не подлежит.

Добавление воды внутрь NiCd элемента.

Если удастся напитать внутреннюю полость водой, то надо попытаться подзарядить каждый неисправный элемент (включая отстающие банки) импульсным током до напряжения в 1,2 вольта. Суть метода сводится к зарядке током, превышающим емкость в 10+ раз импульсами по 2-4 секунды. Если операция пройдет удачно, надо запаять отверстие в корпусе элемента и дать ему полежать несколько дней. Потом батарею надо заново спаять и собрать в пластиковый кейс.

Никель-металлогидридные элементы можно попробовать восстановить методом тренировки. Опыт показывает, что для аккумуляторов, не подвергшихся глубокому разряду, шансы на успех высоки. Для этого отстающие элементы надо индивидуально разрядить до уровня 1 вольта, нагрузив их на лампочку или резистор. Потом снова зарядить до номинала, и повторить этот цикл несколько раз.

Из видеоролика узнаете: Почему перестал заряжаться аккумулятор шуруповерта Риоби.

Восстановить емкость Li-ion аккумулятора невозможно, но батарея может потерять работоспособность при глубоком разряде одного или нескольких элементов. В этом случае схема управления предполагает элементы вышедшими из строя, и блокирует их заряд. Можно попробовать «подтянуть» аккумуляторы до номинала, чтобы балансир не отключал их при зарядке. Для этого разряженный элемент (его можно найти, замеряя напряжение на каждом аккумуляторе), надо вынуть и собрать несложную схему.

Схема восстановления литий-ионного аккумулятора.

Напряжение надо поднять с нуля до достижения тока примерно 0,2 от емкости аккумулятора. В этом режиме элемент надо заряжать до 3,7 вольта, а потом отключить и несколько дней контролировать напряжение на нем. Если оно снижается за счет саморазряда, то элемент подлежит отбраковке. Если нет – можно провести контрольный цикл заряд-разряд. Надо иметь в виду, что если даже работоспособность восстановилась, этот эффект временный. Элемент скоро выйдет из строя, поэтому надо быть готовым к полной замене батареи.

Если выяснится, что шуруповерт не заряжается, то эту проблему во многих случаях можно решить. Но подход должен быть осознанным, в противном случае ситуация лишь усугубится и приведет к финансовым потерям.

Рекомендации по хранению аккумуляторных батарей

Хранить аккумуляторные батареи любого типа рекомендуется, отсоединив от шуруповерта. Каждая разновидность АКБ также имеет свои особенности в этом плане:

• никель-кадмиевые элементы питания нужно перед хранением разрядить до такой степени, чтобы шуруповерт работал не на всю свою мощность;
• никель-металлогидридные батареи рекомендуется держать полностью заряженными, но все же допускается небольшая их разрядка;
• перед тем, как положить на хранение аккумулятор литий-ионного типа, его также требуется разрядить, но только наполовину.

После долгого периода хранения никель-металлогидридные элементы питания, способные без потери емкости выдерживать от 200 до 300 циклов перезарядки, необходимо в течение суток подзаряжать. Блоки данного типа отличаются значительным параметром саморазрядки.

Как уже было сказано выше, литий-ионные питающие элементы лишены «эффекта памяти». Они обладают большой емкостью и наиболее низким показателем саморазрядки. Пополнять их заряд можно в любой момент, несмотря на степень разрядки.

Разряжать Li-Ion аккумуляторы полностью не следует, потому что это может вызвать отключение встроенной электронной системы защиты от повышения температуры либо напряжения.

Чтобы достичь 50 % зарядки, необходимой для правильного хранения, литий-ионные батареи нужно заряжать с практически нулевого уровня на протяжении периода, составляющего около 65 % от времени, которое требуется для набора полной емкости.

Соблюдение простейших рекомендаций по хранению и зарядке аккумуляторных блоков разных типов позволит выработать весь ресурс элементов питания, заложенный в них производителями.

Особенности видов аккумуляторов + (Видео)

Акб – это самая важная деталь в шуруповерте. Если инструмент стал плохо работать, то одной из причин является выход из строя аккумуляторов. Новый аккумуляторный блок стоит чуть меньше самого шуруповерта. И надо сделать серьезный выбор – покупать новый блок или новый инструмент. Не дешевое удовольствие.

Но, если это создал человек, то человек может и отремонтировать. Главное чтобы работала голова, и руки имели правильный исток. Своими руками можно сделать ремонт аккумуляторов, которые после этого проработают еще не один год.

Аккумуляторные батареи состоят из нескольких элементов. Они очень похожи на обычные батарейки, но могут заряжаться. Число циклов заряда определяет основную цену элементов. По видам материала аккумуляторные элементы делятся на:

• никель-кадмиевые;
• литий — ионные;
• никель — металл – гидридные.

В списке они расположены по частоте применения. Никель – кадмиевые элементы (Ni-Cd) наиболее часто встречаются в шуруповертах разных марок. Это объясняется сравнительной дешевизной. Но они имеют низкое отдаваемое напряжение и число циклов заряда – разряда тоже низкое. Напряжение на одном таком аккумуляторе около 1.2 В. Если шуруповерту для работы требуется 12 В, то батарея должна состоять не менее чем из 12 таких элементов.

Они долго хранятся в незаряженном состоянии и не боятся температур. Но уровень саморазряда заставляет часто заряжать батарею, что и является поводом выхода из строя. Экология производства таких аккумуляторов приемлема не в каждой стране мира, но, может быть, поэтому они и дешевле.

Литий – ионные (Li – Ion) аккумуляторы имеют лучшие показатели. Напряжение на отдельном экземпляре достигает 3.6 В. Высокая емкость заряда. Для работы инструмента достаточно четырех штук. Это очень радует руки, потому что инструмент надо и переносить, и держать в руках на любой высоте. Число циклов заряда высокое, но вот цена тоже не низкая. Зато батарея не имеет «памяти» к уровню заряда. И саморазряд небольшой. Словом, все хорошо кроме цены.

Никель – металл – гидридные (Ni – MH) аккумуляторы имеют почти все недостатки предыдущих марок. При качестве никель – кадмиевых элементов их цена равна стоимости литий – ионных. Применение на практике очень низкое там, где есть низкие температуры. Низкие температуры выводят из строя сразу всю батарею.

Отремонтировать батарею аккумуляторов своими руками можно, но это не означает, что можно отремонтировать один элемент. Один элемент можно попытаться восстановить, а если восстановление не помогает, то его надо просто заменить. Заменить можно вообще все элементы батареи. Это самый лучший вариант – купить новые элементы и сделать замену. Но это не всегда быстро, а инструмент нужен сейчас.

Проверка состояния аккумулятора мультиметром

Не всегда, когда аккумулятор быстро садится или вообще не функционирует, необходимо покупать новый или нести блок к специалистам сервисного центра. Причину неисправности сможет самостоятельно найти во многих случаях даже неопытный электрик, ознакомившись с алгоритмом поиска. Для этого понадобится воспользоваться мультиметром либо аналогичными ему по измерительным возможностям приборами. Кроме данного устройства, потребуются также следующие инструменты:

• отвертка;
• паяльник с набором для пайки;
• нож;
• плоскогубцы.

Чтобы точно установить причину неполадок АКБ, необходимо выяснить работоспособность каждого отдельного питающего элемента. Но сначала рекомендуется проверить зарядное устройство. С помощью мультиметра это делают таким образом:

• включают прибор;
• устанавливают переключатель измеряемых величин мультиметра на постоянное напряжение;
• устанавливают щупы в соответствующие гнезда мультиметра и прикасаются ими к контактам («+» и «-») зарядного устройства;
• сравнивают отображаемую на табло прибора величину с выходным напряжением зарядного устройства, указанным в инструкции по эксплуатации или на корпусе;
• если значения не совпадают, то ремонтируют адаптер или покупают новый.

Когда есть возможность, то выбирают на используемом приборе диапазон измерения, который наиболее близок к указанному на зарядном устройстве выходному напряжению.

Чтобы проверить аккумулятор шуруповерта мультиметром, выполняют следующие действия:

• заряжают полностью аккумуляторный блок;
• проверяют мультиметром выходное напряжение АКБ, установив переключатель прибора на его постоянную величину, а щупами дотрагиваясь до плюса и минуса;
• если установлено несоответствие измеренного параметра указанной в эксплуатационной инструкции величине, то разбирают аккумуляторный блок и достают все батареи;
• когда отсутствуют поврежденные банки (потекшие либо вздутые), тогда проверяют мультиметром напряжение на выводах каждой батареи, предварительно с помощью паяльника распаяв цепь;
• к элементам питания по очереди подсоединяют нагрузку на одинаковое время (например, лампочку соответствующего вольтажа);
• на какой батарее произошла наибольшая просадка, та и является поврежденной.

Для проверки никель-металлогидридные и никель-кадмиевые накопители энергии разряжают полностью — это делают, чтобы избежать «эффекта памяти».

Выполняя проверку батарей, следует учитывать, что для никель-кадмиевых и никель-металлогидридных типов элементов питания выходное напряжение должно находиться в пределах от 1,2 до 1,4 V, а для литиевых – от 3,6 до 3,8 V.

Найдя дефектную батарею, ее можно заменить новой либо попытаться временно восстановить. Также мультиметром можно измерять силу тока: если она растет и за первый час превышает 1 А, то аккумуляторная батарея считается работоспособной.

Если напряжение на выходе аккумулятора отсутствует, то велика вероятность нарушения целостности цепи внутри блока. При этом также разбирают блок и ищут вначале визуально, а затем с помощью мультиметра место обрыва.

С чего начать ремонт неисправного аккумулятора

Первым делом необходимо подзарядить аккумулятор, после чего вскрыть корпус, внутри которого и находятся банки. Если они не спаяны между собой, а имеют форму обычной батарейки типа «АА», то стоит попробовать подогнуть клеммы. Иногда это помогает. Если нет, придётся воспользоваться мультиметром.

ФОТО: motonoob.ruМультиметр – незаменимая вещь при подобных ремонтах

Переключателем необходимо выставить нужное напряжение (постоянное) и проверить каждую из банок. Если никаких различий нет, значит, проблема в «эффекте памяти». У неисправной банки заряд будет значительно ниже. Её придётся поменять, хотя существует способ попытаться воскресить банку при условии, что она никель-кадмиевая, но об этом немного позже.

ФОТО: izdoski.comВот и найдена неисправная банка, нужно убрать её в сторону и попытаться восстановить

Понятно, что покупка банок тоже довольно затратна. Однако если для домашнего мастера на данный момент время не играет большой роли, можно заказать их на китайских ресурсах. Цены там значительно ниже, особенно если брать партиями по 10 шт. в упаковке. Ведь подобные вещи всегда пригодятся. А никель-металлгидридные элементы к тому же подходят и на большинство аккумуляторов ноутбуков, которые тоже устроены подобным образом.

ФОТО: seven.dealsПримерно такими упаковками никель-металлгидридные элементы можно заказать из Китая

Статья по теме:

Как реанимировать аккумуляторную батарею

Поскольку батарея аккумуляторного шуруповерта состоит из множества отдельных элементов питания, сбои в ней могут быть вызваны несколькими причинами.

1. Выход из строя или сбои в системе управления блоком элементов (контроллер заряда, уровня напряжения).
2. Изменение параметров или выход из строя одного из элементов питания.

Определить, что батарее требуется диагностика и реанимация, достаточно просто. Неполадки с контроллером проявляются в виде отказа в зарядке, ее непрерывность до перегрева всего аккумуляторного блока, отсутствия напряжения.

Проблемы отдельных блоков диагностируются более разнообразно, от полного выхода батареи из строя до различных случаев изменения ее напряжения и полезной емкости. Метод реанимации зависит, прежде всего, от типа отдельных элементов питания.

Литий-ионные

Стандартная проверка литий-ионных аккумуляторных батарей выглядит так.

1. Демонтируется плата управления. На ее место устанавливается рабочая, снятая с другого блока такого же типа.
2. Извлекаются отдельные аккумуляторы и тестируются. При помощи регулируемого блока питания на каждый подается 4В с током 200 мА. Если напряжение растет — единица исправна.

Если батарея не работает из-за выхода из строя одного элемента, найти и заменить виновного не составит труда. Но у аккумуляторов данного типа существуют и другие проблемы.

У литий-ионных батарей есть стандартная технологическая особенность: носитель заряда в них разлагается. Поэтому, несмотря на отсутствие памяти и стабильный набор предела напряжения, при нормальной эксплуатации через три года емкость изделия падает в 2 раза.

Однако в рамках всей батареи есть другая проблема. Она называется разбалансировка узлов питания. Проявляется она в виде постепенного снижения полезной емкости, времени работы шуруповерта. Определить разбалансировку можно только при разборке батареи. Извлекаются все единицы питания. Желательно это делать после полной зарядки батареи. Каждый из аккумуляторов тестируется. Если напряжение на некоторых меньше остальных, необходимо устранять разбалансировку.

Данная проблема известна пользователям электронных сигарет. Сегодня в продаже есть множество вариантов зарядных устройств, способных устранить разбалансировку группы литий-ионных батарей. Однако в бытовых условиях можно воспользоваться более дешевым методом: каждый из элементов заряжается отдельно. При этом рекомендуется найти данные от производителя о номинальных токах и времени заряда. Используя регулируемый блок питания, можно разрядить элементы до одинакового уровня.

Балансировочная плата для литий-ионных АКБ

Никель-кадмий

Никель-кадмиевые батареи имеют незначительный эффект памяти, выдерживают отрицательные температуры, долго хранят заряд без заметного снижения характеристик. Однако их конструкционные особенности также формируют некоторые негативные факторы отказа.

Во-первых, никель-кадмиевые батареи имеют электролит. Он со временем испаряется. В результате никакие методы реанимации не помогут. Элемент питания подлежит замене.

Во-вторых, никель-кадмиевые батареи чувствительны к механическим воздействиям. На этом базируется один из пары основных методов реанимации. Элемент можно восстановить:

• деформируя или наоборот, возвращая исходную форму элементу;
• подачей повышенного напряжения и токов при помощи регулируемого блока питания.

Пользоваться последним способом стоит аккуратно. Рекомендуется найти данные номинальных токов для аккумулятора конкретного класса. Полезно изучить опыт других пользователей в проведении подобных реанимационных мероприятий.

Как определить какой у вас аккумулятор

Определить принадлежность аккумулятора к той или иной технологии не составит труда. При наличии на батарее буквенных обозначений можно точно определить тип источника электроэнергии. Если никаких указателей нет, но батарейка очень мало весит, то, скорее всего, такое изделие изготовлено по литиевой технологии.

Если батарейка имеет значительный вес и при её эксплуатации явно заметно наличие эффекта памяти, то можно предположить, что элемент относится к группе никель-кадмиевых изделий.

Никель-металлогидридные лишены подобных недостатков и не содержат опасных для окружающей среды тяжелых металлов, поэтому такая батарейка будет иметь средний вес и большой ресурс работы.

Правила эксплуатации

Чтобы аккумулятор служил как можно дольше, нужно правильно его заряжать и соблюдать правила эксплуатации.

Как правильно заряжать аккумулятор

Для того, чтобы увеличить срок службы, перед зарядкой необходимо убедиться, что аккумулятор полностью разряжен. При неполной разрядке во время эксплуатации, эффективная площадь электродов будет снижаться. Разряжая каждый раз батарею до 0,9-1 Вольт, можно сохранить параметры батареи на более долгое время.

Перед первым использованием аккумулятора, его нужно потренировать — провести несколько полных циклов заряд-разряд. Обычно достаточно пяти, но на некоторых моделей производители рекомендуют провести больше, поэтому соблюдайте указанные в инструкции эксплуатации рекомендации. Так батарея начнет работать на заявленных параметрах.

Также, цикл тренировки нужно проводить после хранения дольше полугода.

Как хранить батареи

Если вы не планируете пользоваться Ni-Cd аккумулятором — не нужно его заряжать, ни отлично хранятся в разряженном состоянии. При долгом хранении в заряженном виде характеристики батареи начинают снижаться.

Что такое плата защиты?

Плата защиты (или PCB — power control board) предназначена для защиты от короткого замыкания, перезаряда и переразряда литиевой батареи. Как правило в модули защиты также встроена и защита от перегрева.

В целях соблюдения техники безопасности запрещено использование литиевых аккумуляторов в бытовых приборах, если в них не встроена плата защиты. Поэтому во всех аккумуляторах от сотовых телефонов всегда есть PCB-плата. Выходные клеммы АКБ размещены прямо на плате:

В этих платах используется шестиногий контроллер заряда на специализированной микрухе (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 и пр. аналоги). Задачей этого контроллера является отключение батареи от нагрузки при полном разряде батареи и отключение аккумулятора от зарядки при достижении 4,25В.

Вот, например, схема платы защиты от аккумулятора BP-6M, которыми снабжались старые нокиевские телефоны:

Если говорить об 18650, то они могут выпускаться как с платой защиты так и без нее. Модуль защиты располагается в районе минусовой клеммы аккумулятора.

Плата увеличивает длину аккумулятора на 2-3 мм.

Аккумуляторы без PCB-модуля обычно входят в состав батарей, комплектуемых собственными схемами защиты.

Любой аккумулятор с защитой легко превращается в аккумулятор без защиты, достаточно просто распотрошить его.

На сегодняшний день максимальная емкость аккумулятора 18650 составляет 3400 мА/ч. Аккумуляторы с защитой обязательно имеют соответствующее обозначение на корпусе («Protected»).

Не стоит путать PCB-плату с PCM-модулем (PCM — power charge module). Если первые служат только целям защиты аккумулятора, то вторые предназначены для управления процессом заряда — ограничивают ток заряда на заданном уровне, контролируют температуру и, вообще, обеспечивают весь процесс. PCM-плата — это и есть то, что мы называем контроллером заряда.

Надеюсь, теперь не осталось вопросов, как зарядить аккумулятор 18650 или любой другой литиевый? Тогда переходим к небольшой подборке готовых схемотехнических решений зарядных устройств (тех самых контроллеров заряда).

Способы реанимации

Использование повышенного тока

Один из самых эффективных методов восстановления Ni-Cd аккумулятора – использование повышенных токов, превышающих мощность АКБ в 30-40 раз. Подаются они на протяжении 5-8 секунд. Из-за конструктивных особенностей данный способ эффективен только для Ni-Cd элементов питания.

С помощью подачи повышенных импульсов можно восстановить даже полностью разряженные и поврежденные аккумуляторы. Рекомендуется соединять с цепью каждый элемент банки батареи – это позволит уменьшить требуемую мощность тока. Из инструментов и материалов понадобится:

Источник питание и мультиметр.

• элемент для подачи импульсов;
• кабели с клеммами для подключения секций АКБ;
• мультиметр для замера мощности;
• перчатки и очки для защиты;
• разобранная на секции батарея.

Процесс реанимации Ni-Cd элемента питания с помощью подачи мощных импульсов включает следующие шаги:

1. Разберите элемент питания, отсоединив секции от общей цепи. Найдите плюсовой и минусовый контакт, замерьте мощность на каждой секции.
2. Подсоедините минусовый вывод к источнику тока с помощью кабеля. Рекомендуется использовать свинцово-кислотный АКБ от автомобиля с условным напряжением 12 В.
3. Подключите второй провод к плюсовому контакту на секции аккумулятора.
4. Включите источник питания, подавая усиленный ток на положительный выход с частотой до 3-4 раз в секунду. При этом следите за тем, чтобы провод не приварился к поверхности контакта. Для снижения риска рекомендуется установить пластину на выходе источника тока.
5. Измерьте напряжение каждой секции Ni-Cd АКБ. Если характеристики не выросли – выполните подачу тока повторно. После появления мощности на клеммах восполните емкость элемента питания, выполнив нескольких циклов заряда и разряда.

Доливка дистиллята

Данный способ позволяет предотвратить деградацию электролита, которая возникает из-за высокого потребления дистиллята в процессе эксплуатации Ni-Cd батареи. Из-за ее снижения в составе рабочего раствора существенно падают параметры элемента питания. Суть улучшенного метода заключается в добавлении дистиллята через специальные отверстия, что приводит к восстановлению напряжения и других характеристик. Процесс включает в себя следующие шаги:

Долив дистиллята в АКБ.

1. Уберите из сборки АКБ секции с нулевым напряжением.
2. В их корпусе с помощью шуруповерта и тонкого сверла сделайте небольшое отверстие.
3. Залейте в проделанную дырку 1 см2 дистиллята.
4. Спустя несколько часов замерьте напряжение в данных секциях.
5. При достижении необходимой мощности подзарядите элементы питания.
6. Дайте секциям с дистиллятом настояться 2-3 дня, после чего снова измерьте напряжение.
7. Если элементы питания восстановились, заделайте отверстия герметиком.
8. Соберите Ni-Cd аккумулятор и полностью восстановите емкость с помощью зарядного устройства.

Способ замораживания

Метод восстановления Ni-Cd элемента питания с помощью замораживания рекомендуется использовать для аккумуляторов, которые не удалось реанимировать подачей тока или заливом дистиллята. Для начала поместите элементы АКБ в морозилку на 1-2 часа. После этого выньте их и стучите по корпусу каждой секции резкими и короткими ударами.

Суть метода заключается в том, что при замораживании кристаллы, появившиеся в процессе деградации электролита, становятся хрупкими и легко разрушаются при ударах. Рекомендуется использовать для этого небольшой, но тяжелый предмет, например, твердую пластмассовую ручку или маленький молоток. Повторять цикл нужно 5-6 раз до полного восстановления напряжения.

Никель-кадмиевые элементы питания следует использовать в соответствии с инструкцией производителя. Из-за особенностей состава перед зарядкой их необходимо разряжать до нуля

Восстановление никель-кадмиевого аккумулятора нужно проводить с соблюдением мер предосторожности и в хорошо проветриваемом помещении

Конструкционные особенности

В состав никель кадмиевых аккумуляторов введены минусовые и плюсовые токопроводящие выводы, для разделения которых использован сепаратор. Внутренняя часть заполнена щелочным электролитическим составом. Корпус для никель кадмиевых батарей подготовлен из специального металла, герметично запаян.

Дабы обеспечить лучший контакт, для подготовки электродов используют фольгу, которая отличается небольшой толщиной. Для конструирования сепаратора, который сосредотачивают между выводами в батареях никель кадмиевых, применяют тканое сырье. Ведь он не взаимодействует со щелочным электролитом.

Для подсоединения аккумуляторной батареи к другим никелево кадмиевым источникам питания применяют борн. В состав устройства никель кадмиевых аккумуляторов входят сварные соединения, при помощи которых обеспечивается плотное соединение.

Преимущества никель-кадмиевых источник питания

• Численность циклов разряда и заряда достигает 1 000 и более.
• Период хранения таких устройств продолжителен. При этом степень заряженности агрегата не влияет на данный показатель.
• Технология зарядки никель кадмиевых аккумуляторов относительно проста. Ее смогут реализовать и новички-автомобилисты.
• Эксплуатировать такие источники питания можно и в зимний период, в жестких условиях.
• Емкость не снижается даже при минусовой температуре.

Отрицательные стороны

• Устройства обладают таким свойством, как «эффект памяти». Для его устранения возникает потребность в проведении определенных мероприятий.
• Уровень саморазряда повышенный.
• Если сравнить cd аккумуляторы с иными источниками питания, то можно выделить их невысокую энергетическую плотность.
• Для подготовки применены токсичные компоненты. Поэтому некоторые государства не используют такие аккумуляторные батареи, не занимаются их изготовлением.
• Для утилизации таких агрегатов применяют соответствующее оборудование. В нашей стране для никель кадмиевых агрегатов подготавливают установки для утилизации, переработки.