«Эффект памяти» и «саморазряд» аккумуляторных батареек

Использование шуруповерта, работающего от сети, доставляет неудобства, ведь длины шнура может не хватать, да и сам он часто мешает. Поэтому были придуманы приспособления со съемным АКМ. Но перед их применением надо разобраться, как заряжать аккумулятор шуруповерта правильно.

Подробный обзор

Особенности зарядки аккумуляторов разных типов

Отличия в зарядке аккумуляторов связаны со свойствами материалов, из которых изготовлены АКБ. Устройства для восполнения емкости бывают импульсные и обычные. Первыми снабжаются профессиональные электроинструменты, а вторые идут в комплекте с бытовыми шуруповертами.

Всего существует три типа аккумуляторов:

  • Никель-кадмиевые. Отличаются выраженным эффектом памяти. После покупки их надо зарядить и разрядить 3 раза. Только таким образом будет достигнута наибольшая емкость аккумулятора. Последующую зарядку надо проводить только после полного окончания заряда.
  • Никель-металлогидридные. Также обладают эффектом памяти. Аналогичную процедуру рекомендуется выполнить 4 раза. Дальнейшая подзарядка осуществляется произвольно.
  • Литий-ионные. Эти аккумуляторы самые неприхотливые. Они способны долго не менять своей первоначальной емкости. Их можно заряжать как угодно.

Никель-кадмиевые и металлгидридные — зачем нужно их заменять

Одними из самых первых аккумуляторов, которые стали применяться в электроинструментах, были никель-гибридные источники. К достоинствам таких устройств относится оптимальный запас емкости и низкие показатели нагрева банок, если сравнивать их с гидридными. Кроме того, такие источники являются недорогими, и при этом эффективно справляются со своей основной задачей при их правильном применении.

К достоинствам никель кадмиевых устройств относятся:

  1. Низкий риск перегрева по сравнению с гидридными
  2. Никель-кадмиевые источники содержатся внутри металлического корпуса, который обеспечивает высокие показатели устойчивости и герметичности
  3. Если правильно эксплуатировать, то никель-гидрид будет служить не менее 3-5 лет, однако именно по той причине, что прибором часто приходится пользовать в экстремальных условиях, срок службы АКБ резко снижается с первого дня покупки
  4. Низкая стоимость, которая делает такие устройства востребованными
  5. Не боятся глубокого разряда

Для продления эксплуатационного ресурса АКБ, чтобы не спрашивать себя, как переделать аккумулятор шуруповерта на литий, необходимо соблюдать простую инструкцию по применению Ni-Cd батарей:

  • Работать инструментом можно и нужно до полного разряда АКБ
  • Заряжать источник нужно до полного восполнения емкости
  • В отличие от литиевых, хранить кадмиевые источники питания лучше в разряженном виде
  • Наличие «эффекта памяти» является недостатком, однако его можно легко устранить путем повторного проведения трех циклов «заряда-разряда»

Гидридные появились после кадмиевых, однако они не получили большой популярности, так как быстро разряжаются, и не подходят для мощных моделей винтовертов. У гидридных отсутствует «эффект памяти», а также они менее вредны для окружающей среды, в отличие от кадмиевых. Если ваша батарея, которая состоит из кадмиевых или гидридных источников, то рано или поздно возникнет необходимость ее замены. Приобрести новую батарею на шуруповерт малоизвестной марки или устаревшей модели практически невозможно, поэтому возникает необходимость модернизировать старую. Из старой кадмиевой батарейки можно сделать еще более качественную, но для этого понадобится разобраться, как переделать аккумулятор шуруповерта.

Как заряжаются аккумуляторы шуруповертов: правила, время, тонкости

Каждый мастер, который постоянно работает с электрическими инструментами, должен знать о том, как зарядить аккумулятор шуруповерта, чтобы батарея служила дольше, и как правильно эксплуатировать батарею в течение отведенного ей срока.

Если инструмент используется в первый раз, рекомендуется обязательно провести зарядку аккумулятора. Когда шуруповерт лежит на складе или в магазине без применения, аккумуляторы всегда разряжаются, и об этом нужно всегда помнить при покупке.

Если вы стали обладателем никель-кадмиевого аккумулятора, обязательно зарядите и разрядите его троекратно перед работой. Это нужно для оптимизации показателей емкости АКБ. После этого будет требоваться стандартная зарядка. С никель-металлгидридной батареей можно провести ту же самую манипуляцию.

Самые «беспроблемные» в данном случае — литий-ионные батарейки. Эффект памяти у них не выражен, и заряжать их можно, не доводя до полного разряда.

Рекомендуется соблюдать несколько общих правил зарядки, которые можно отнести ко всем аккумуляторам шуруповертов:

  • Заряжать АКБ следует при температурах не ниже +10°С и не выше +40°С.
  • Никель-металлгидридные аккумуляторы имеют свойство быстро нагреваться. Поэтому за процессом зарядки всегда нужно следить во избежание перегрева.
  • Помните о том, что другие батарейки тоже нагреваются, особенно, если температура в помещении очень высокая.
  • Позаботьтесь о возможности охлаждения элементов во избежание их выхода из строя.
  • Не оставляйте батарейки в заряднике, если вы их не заряжаете.
  • Хранить аккумулятор лучше, если вынуть его из шуруповерта, с которым не планируется работать в ближайшее время.
  • Если батареи долго не используются, не забывайте их подзаряжать раз в месяц. Это позволит не допустить глубокого разряда, который может фатально сказаться на показателях их емкости.
Читайте также:  Мачете-крюк Gerber Gator Machete Pro, 31-000705

На вопрос о том, сколько времени заряжать аккумулятор шуруповерта, ответить можно так:

  • небольшая подпитка АКБ может длиться 30 минут,
  • максимально оставлять батарею на зарядке можно в течение 7 часов.

Время, в течение которого нужно заряжать тот или иной инструмент, всегда указывается в инструкции по его эксплуатации. И это всегда рекомендуется тщательно соблюдать.

Важно помнить о том, что зарядные устройства бывают разные. Есть ЗУ с индикатором уровня заряда, что позволяет контролировать процесс и понимать, когда он заканчивается. По окончании зарядки следует ее сразу остановить, чтобы не принести аккумулятору вреда.

Для шуруповертов разного вида ЗУ тоже бывают разными:

  • стандартный, обычный «зарядник» — подходит для инструментов любительского типа,
  • импульсный — более мощный, входит в комплектацию профессиональных инструментов, может зарядить шуруповерт в течение часа.

Устройство аккумуляторов и процесс ремонта

Инструменты, работающие от съемных аккумуляторных зарядов, не требуют подключения во время работы к электросети. У большинства моделей зарядные устройства похожи. Каждый из них представляет пластиковую коробку с размещенными внутри элементами питания, которых насчитывается до 10 и более. Батарейки соединены в цепочку, первая и последняя «банка» которой подключены к контактам, обеспечивающим заряд устройства.

Элементы бывают:

Виды аккумуляторов для шуруповерта

  • литий-ионные;
  • никель-металлгидридные;
  • никель-кадмиевые.

Несмотря на сходство внутреннего строения, изделия от разных производителей несовместимы с другими моделями.

Разборка корпуса

При самостоятельном ремонте аккумулятора шуруповерта вначале нужно отвернуть крепежные винты, расположенные внизу коробки. Их количество – 4–6, они имеют разную длину, что нужно учесть и не перепутать их потом при сборке. Чаще всего винты изготавливаются под крестовую отвертку.

Некоторые модели имеют неразборный корпус. Тогда надо найти линию заводской склейки деталей, раскрыть их с помощью прочного ножа. При сборке они потом склеиваются прочным клеем.

Способ определения поломки

В верхней части корпуса аккумулятора при его открытии будут видны несколько зарядных элементов, которые надо проверить на уровень напряжения. Если его разница больше 10%, чем номинальное, то необходимо заменить вышедшие из строя элементы.

Проверка напряжения аккумулятора мультиметром

Для определения слабых звеньев элементов потребуется мультиметр и лампа 12 В. Блок питания полностью заряжается, а затем разбирается, и каждый элемент проверяется мультиметром с лампой. Все «банки» с низким напряжением отмечаются. Затем он собирается, запускается в работу до полной разрядки. Снова замеряется напряжение на всех элементах. На отмеченных элементах напряжение будет снова низким. Их необходимо будет «реанимировать» или заменить.

Механические повреждения, связанные с нарушением контактов с соединительными пластинами, или выход из строя термистора встречаются редко, потому что характерны для подделок.

Процесс замены поврежденных ячеек

Некоторые элементы, кроме ионных батарей, можно «реанимировать». Применяются такие методы:

Процесс замены элементов питания аккумулятора шуруповерта

  • сжатие или уплотнение (если объем электролита еще сохранен);
  • «прошивка» напряжением, большим, чем номинальное.

При остальных случаях требуется ремонт аккумулятора шуруповерта с заменой элементов. Работа эта несложная, если имеется опыт пайки. Неисправная «банка» вырезается и вместо нее запаивается новая. Главное — избегать перегрева блока питания, чтобы не повредить его. Соединение элементов — последовательное: минус предыдущего идет на плюс следующего. При ремонте аккумулятора шуруповерта своими руками пластины используются прежние или медные таких же размеров.

Зарядка и разрядка отремонтированного аккумулятора для выравнивания потенциалов

После ремонта аккумулятора шуруповерта своими руками потенциалы на спайках элементов разные, поэтому их надо выровнять. Для этого требуется 3 раза провести цикл заряда/разряда. Сначала аккумулятор заряжается на полную, а затем на сутки оставляется для остывания. После этого замеряется напряжение банок, которое по норме остается одинаковым.

Далее инструмент включается, работает до полного разряда. Затем эта процедура повторяется еще 2 раза. Такую зарядку/разрядку рекомендуется делать не только во время ремонта аккумулятора шуруповерта, но и через каждые 3 месяца.

Зарядка аккумулятора шуруповерта

Видео по теме: Восстановление аккумулятора шуруповерта

Публикации по теме Самостоятельная переделка аккумуляторного шуруповерта в сетевой Принципы устройства шуруповерта Проверка пригодности аккумулятора шуруповерта

Смена аккумов

А далее идёт процесс сборки. Поначалу разбираете корпус аккума. Если это модель на 14,4 вольта, то снутри будут 12 никель─кадмиевых аккумов номиналом 1,3.2 вольта.

Читайте также:  Отвалы для уборки снега: разновидности и создание своими руками

Сборка никель─кадмиевых аккумов

После чего необходимо спаять приобретенные элементы в сборку с поочередным соединением. Дальше к ней припаивается контроллер согласно с его схемой. При всем этом подключаются балансировочные точки. На плате есть для их производства особый разъём, а нередко и провода с коннектором поставляются в комплекте.

Корпус аккума шуруповёрта

После сборки батареи припаиваются выводы на плюс и минус, и вся конструкция помещается в корпус. По большому счету, процесс на этом деле закончен. Трудности бывают только с зарядным устройством. Однако как правило штатные зарядки для шуруповёртов заряжают литиевые элементы без усилий. Одновременно заряд банок идёт через контроллер, потому чего-то особенного с самими элементами не произойдёт.

В сети имеются советы по экономии на плате контроллера. Другими словами, покупается модель подешевле, рассчитанная на наименьший ток. А чтоб она не ограничивала работу шуруповёрта, разряд делают не через контроллер, а впрямую от банок. А их зарядка, как положено, идёт через контроллер.

Как запитать шуруповёрт, сохранив его автономность

Если мастер работает в здании, к которому не подведено электричество, а аккумуляторы уже испортились, есть способы запитать шуруповёрт:

  • заменить старые банки аккумуляторов на новые;
  • подключить шуруповёрт к автомобильному аккумулятору;
  • подключить инструмент к другому аккумулятору, например, взятому от источника бесперебойного питания.

Замена старых элементов

Внимание! Заменяя батареи, обращайте внимание на правильную полярность подключения элементов.

Порядок действий:

  1. Раскрыть корпус аккумулятора.

    Необходимо открыть корпус аккумулятора

  2. Достать из корпуса старые элементы. Поместить на место новые батареи и перепаять их между собой.

    Требуется перепаять новые батареи между собой и собрать аккумулятор

  3. Собрать аккумулятор, закрыв крышку корпуса.
  4. Установить обновлённый аккумулятор в шуруповёрт. При необходимости зарядить батарею.

Внимание! Заряжать переделанный аккумулятор следует только специально подобранным зарядным устройством.

Видео: чем заменить отслужившие аккумуляторы для шуруповёрта

Подключение к автомобильному аккумулятору

Инструкция:

  1. Раскрыть корпус шуруповёрта.

    Необходимо снять с инструмента верхнюю крышку

  2. Найти контакты, через которые подаётся питание на двигатель.

    Контакты питания

  3. Взять автомобильные провода с зажимами «крокодил», которые используют для зарядки аккумуляторов. Зачистить провода и прикрепить их напрямую к контактам питания стяжками, а ещё лучше — припаять.

    Нужно прикрепить провода к контактам

  4. Замотать соединения изоляционной лентой и аккуратно уложить кабель в корпусе инструмента.

    Необходимо изолировать кабель

  5. Собрать шуруповёрт.

    Остаётся закрыть корпус шуруповёрта

  6. Подсоединить клеммы. Опробовать инструмент в работе.

Подключение к внешнему аккумулятору

Последовательность действий:

  1. Купить или найти внешний аккумулятор, например, взять от ненужного источника бесперебойного питания.

    Необходимо найти внешний аккумулятор

  2. Взять провод сечением не менее 2,5 кв. мм. Снять изоляцию и установить на медные концы зажимные клеммы, подходящие для крепления на аккумуляторе.

    Клеммы на кабеле

  3. Второй конец кабеля поместить в корпус старого аккумулятора и припаять к клеммам, вставляющимся в шуруповёрт.

    Кабель подключен к клеммам старого аккумулятора

  4. Вставить корпус аккумулятора в шуруповёрт, подключить кабель клеммами к аккумулятору.

    Необходимо собрать компоненты вместе

  5. Опробовать восстановленный инструмент в работе.

Электрический аккумуляторный инструмент служит в несколько раз дольше, чем питающие его батареи. Выбрасывать на помойку шуруповёрт с негодными элементами — неразумно. Настоящий хозяин сможет отремонтировать прибор, переведя его на другой источник питания, тем самым дав ему новую жизнь.

Замена аккумуляторных элементов

В аккумуляторе у Сергея используются никель-кадмиевые батареи питания на 1,2 В. Они не взаимозаменяемы, поэтому лучше подбирать что-то похожее на оригинал по размеру и как можно большей емкости из доступных. У Сергея аккумуляторные элементы похожи на батареи типоразмера type D, поэтому их и заказываем. Можно найти с емкостью около 2400 мАч в тех же размерах.

Я уже писал, как менял аккумуляторные элементы шуруповерта Интерскол. В нем были литий-ионные банки на 3,7 В самого бюджетного класса, да еще и разряженные. Тогда я заменил их на батареи чуть получше. Сейчас я бы поставил фирменные Liitokala на 2200 мАч или аккумуляторы Panasonic на 3400 мАч типоразмера 18650.

Замена аккумуляторных элементов

Одно неудобно, что приходится паять чувствительные к перегреву аккумуляторы. Такой ремонт или восстановление аккумулятора может иметь обратный эффект. Выход такой — мощный паяльник держать 0,5 — 1 сек. или использовать аппарат для точечной сварки. Второй вариант понадежнее будет.

Проверка состояния аккумулятора мультиметром

Для определения степени заряда и функциональности аккумулятора можно использовать комплекс вольтметра и амперметра либо мультиметр. Проверка АКБ проводится в следующих состояниях:

  • в свободном положении;
  • в процессе зарядки;
  • под нагрузкой.

Для диагностики накопителя необходимо:

Проверка состояния аккумулятора мультиметром
  1. Установить мультиметр в режим проверки постоянного напряжения.
  2. Подсоединить щупы прибора к выходам блока аккумулятора, определить степень разряда.
  3. Подключить ЗУ. Измерить напряжение в начале зарядки, через 30 и 120 минут. В первые полчаса напряжение изменяется на 0,5 В, в следующие 1,5 часа — еще на 0,5 В. В первый час наблюдается устойчивый рост силы тока, поэтому функцию батареи можно проверить и в режиме амперметра.
  4. Проверить вольтаж АКБ в полностью заряженном состоянии. Если он отличается от номинального, нужно разобрать корпус для диагностики элементов.
  5. Подвести щупы к выходам каждой банки. В разряженном состоянии их напряжение должно быть выше 1 В (для Ni-Cd, Ni-MH) и 2,2 В (для Li-ion), а заряженном — 1,2 В и 3 В соответственно. Вздутые, поврежденные и не держащие заряд элементы заменяются.
  6. Для проверки банок под нагрузкой следует применять резистор (25 Вт, 10 Ом), а всего АКБ — спот-лампу (12 В) или фару автомобиля (35 В).
Читайте также:  8 советов, как выбрать топор на все случаи жизни

Зарядка кадмиевой батареи для проверки проводится после полного разряда. В противном случае результат будет иметь погрешность из-за эффекта памяти.

Причинами проблем с зарядкой могут стать неполадки ЗУ. Для проверки нужно включить устройство, подсоединить к его выводам щупы мультиметра и сравнить полученную величину напряжения с номинальной.

Аккумуляторный шуруповерт – какие источники питания используются?

Стоимость батарей составляет около 70 % от цены нового инструмента, поэтому логично попытаться сделать ремонт аккумулятора шуруповерта. Прежде, чем приступить к операции, следует ознакомиться с особенностями источников напряжения, узнать, какой тип батарей применяется на вашем инструменте. Их строение абсолютно одинаковое и никак не зависит от страны производства и марки. Внутри пластиковой коробки находятся последовательно соединенные элементы стандартного размера. На каждом элементе присутствует указание типа и емкости в ампер-часах (A/h).

Элемент питания шуруповерта

Аккумуляторы комплектуются элементами следующих видов:

  • литий-ионные (Li-Ion) – с напряжением элемента 3,6 В;
  • никель-кадмиевые (Ni-Cd) – 1,25 В на каждом элементе;
  • никель-металлгидридные (Ni-Mh) – 1,2 В.

Оценка литий-ионных источников питания по параметрам качества и срока службы ставит их вне конкуренции. Они практически не поддаются саморазряду, высокой емкости, их возможно многократно, в несколько раз больше, чем батареи других типов, заряжать. Вольтаж  элемента – в три раза больший, чем у других видов, что позволяет комплектовать аккумуляторы меньшим количеством банок, уменьшая вес и габариты. У них отсутствует эффект памяти, что позволяет считать их идеальным устройством подобного рода.

Но идеала в природе не существует, и литий-ионные источники питания тоже имеют некоторые недостатки. Их невозможно использовать при минусовых температурах, о чем честно заявляют производители. Но практическое использование выявило еще один недостаток: когда заканчивается эксплуатационный ресурс такого аккумулятора (три года), литий разлагается, никакие способы сделать обратную реакцию не приносят результата. Цена таких батарей – в три раза выше, чем у других источников питания для шуруповерта.

Никель-кадмиевые аккумуляторы наиболее распространены по причине низкой стоимости. Они не боятся отрицательных температур, как литий-ионные источники напряжения. Если шуруповерт используется редко, такие элементы идеальны, ведь они могут долго храниться разряженными, сохраняя характеристики. Минусов у таких батарей достаточно много: они небольшой емкости, токсичны, поэтому их производство сосредоточено в слаборазвитых странах. Склонность к саморазряду, малая продолжительность жизни при интенсивной эксплуатации – также относятся к недостаткам этих батарей.

Никель-кадмиевые АКБ при окончании срока годности пересыхают. Знающие об этой особенности перезаливают их, но эту операцию выполнить непросто, поэтому немногие решаются на такое действие, предпочитая заменить отдельные банки аккумулятора. Если причиной выхода из строя является эффект памяти, который считается большим минусом никель-кадмиевых батарей, возможно восстановить их работоспособность перепрошивкой.

Никель-металлгидридные аккумуляторы экологически чистые, высококачественные, производятся ведущими мировыми фирмами. По сравнению с Ni-Cd обладают явными преимуществами:

  • медленный саморазряд;
  • эффект памяти небольшой;
  • устойчивы к многочисленным циклам разряда-зарядки;
  • сравнительно большой емкости.

Но при длительном хранении без работы теряется часть характеристик, не любят низких температур, к тому же, достаточно много стоят. И главный недостаток – не поддаются ремонту.

Типы аккумуляторов, подверженных эффекту памяти

Ниже перечислены типы конструкций, в которых зафиксировано наличие эффекта:

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

Наиболее выражен эффект памяти у первого типа батарей – NiCa. Усовершенствованные никель-металлгидридные свободны от него практически полностью. Лишь в случае длительного хранения не полностью разряженных NiMH наблюдается появление эффекта памяти. Хранить нужно только полностью разряженный источник питания. Восстановление емкости производится так же, как и описано выше.

У литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов эффект памяти зафиксирован в лабораторных условиях и составляет доли и единицы процента, поэтому потребителям можно считать, что данный отрицательный эффект у них отсутствует полностью.