Cechy, zalety i wady baterii litowych do śrubokręta

Jeśli ręczne elektronarzędzie zasilane z domowego zasilacza jest przywiązane do gniazdka przewodem ograniczającym ruch osoby trzymającej urządzenie w dłoniach, to bateryjne odpowiedniki jednostek „na smyczy” zapewniają wiele większa swoboda działania w pracy. Obecność baterii jest bardzo ważna, jeśli chodzi o używanie śrubokrętów.

W zależności od rodzaju zastosowanej baterii można je warunkowo podzielić na dwie grupy - z bateriami niklowymi i litowymi, a cechy tych ostatnich sprawiają, że jest to najbardziej interesujące dla użytkownika elektronarzędzie.

Konstrukcja akumulatora litowego nie różni się zbytnio od konstrukcji akumulatorów opartych na innej chemii. Ale podstawową cechą jest zastosowanie bezwodnego elektrolitu, który zapobiega uwalnianiu wolnego wodoru podczas pracy. Była to znacząca wada akumulatorów poprzednich konstrukcji i prowadziła do wysokiego prawdopodobieństwa pożaru.

Anoda jest wykonana z warstwy tlenku kobaltu osadzonej na aluminiowym kolektorze na bazie prądu. Katoda to sam elektrolit, który zawiera sole litu w postaci płynnej. Elektrolit impregnuje porowatą masę przewodzącego elektrycznie materiału obojętnego chemicznie. Nadaje się do tego grafit sypki lub koks.... Zbieranie prądu odbywa się z miedzianej płytki nałożonej na tył katody.

W przypadku normalnej pracy akumulatora porowata katoda musi być wystarczająco mocno dociśnięta do anody.... Dlatego w konstrukcji baterii litowych zawsze występuje sprężyna, która ściska „kanapkę” z anody, katody i kolektora prądu ujemnego. Wnikanie powietrza z otoczenia może zaburzyć starannie wyważoną równowagę chemiczną. A wnikanie wilgoci grozi niebezpieczeństwem pożaru, a nawet wybuchu. Dlatego gotowe ogniwo akumulatora musi być starannie uszczelnione.

Rozładowana bateria jest prostsza w konstrukcji. Przy wszystkich innych parametrach rozładowana bateria litowa będzie lżejsza, znacznie bardziej kompaktowa i zapewni znaczny prąd (to znaczy większą moc). Konieczne jest jednak zaprojektowanie urządzenia z płaskimi bateriami litowymi, co oznacza, że ​​bateria będzie miała wąskie, specjalistyczne zastosowanie. Takie baterie są droższe niż ich odpowiedniki.

Aby poszerzyć rynek sprzedaży, producenci produkują ogniwa akumulatorowe o uniwersalnych kształtach i standardowych rozmiarach.

Wśród baterii litowych dominuje obecnie wersja 18650. Takie baterie mają formę zbliżoną do znanych w codziennym życiu cylindrycznych baterii palcowych. Ale norma 18650 przewiduje w szczególności nieco większe wymiary... Pozwala to uniknąć pomyłek i zapobiega omyłkowej wymianie takiego zasilacza w miejsce konwencjonalnej baterii solankowej. Byłoby to jednak bardzo niebezpieczne, ponieważ bateria litowa ma dwa i pół razy wyższe napięcie (3,6 V w porównaniu do 1,5 V dla baterii solnej).

W przypadku wkrętarki elektrycznej ogniwa litowe są kolejno gromadzone w baterii. Zwiększa to napięcie przyłożone do silnika, co zapewnia moc i moment obrotowy wymagane przez narzędzie.

Akumulator koniecznie zawiera w swojej konstrukcji czujniki temperatury i specjalistyczne urządzenie elektroniczne - kontroler.

Ten obwód:

• monitoruje równomierność ładunku poszczególnych elementów;
• kontroluje prąd ładowania;
• nie dopuszcza do nadmiernego rozładowania pierwiastków;
• zapobiega przegrzaniu baterii.

Baterie tego typu nazywane są jonowymi. Istnieją również ogniwa litowo-polimerowe, jest to modyfikacja ogniw litowo-jonowych. Ich konstrukcja różni się zasadniczo tylko materiałem i konstrukcją elektrolitu.

• Główną zaletą baterii litowych jest ich duża pojemność elektryczna. Pozwala to stworzyć lekkie i kompaktowe narzędzie ręczne. Z drugiej strony, jeśli użytkownik będzie gotowy do pracy z cięższym urządzeniem, otrzyma bardzo wydajną baterię, która pozwoli na długą pracę wkrętarki.
• Kolejną zaletą jest możliwość stosunkowo szybkiego napełnienia baterii litowych energią. Typowy czas pełnego ładowania wynosi około dwóch godzin, a niektóre akumulatory można naładować w pół godziny za pomocą specjalnej ładowarki! Ta zaleta może być wyjątkowym powodem wyposażenia wkrętarki w baterię litową.

Baterie litowe mają również pewne specyficzne wady.

• Najbardziej zauważalny jest znaczny spadek praktycznej pojemności podczas pracy w chłodne dni. Przy ujemnych temperaturach przyrząd wyposażony w baterie litowe musi być od czasu do czasu rozgrzewany, a jego pojemność elektryczna jest w pełni przywracana.
• Drugą zauważalną wadą jest niezbyt długa żywotność. Pomimo zapewnień producentów, najlepsze próbki, przy najstaranniejszym użyciu, wytrzymują nie więcej niż trzy do pięciu lat. W ciągu roku od zakupu bateria litowa dowolnej popularnej marki, przy najbardziej ostrożnym użytkowaniu, może stracić nawet jedną trzecią swojej pojemności. Po dwóch latach pozostanie zaledwie połowa pierwotnej pojemności. Przeciętny okres normalnej eksploatacji wynosi od dwóch do trzech lat.
• I kolejna zauważalna wada: cena baterii litowych jest znacznie wyższa niż koszt baterii niklowo-kadmowych, które nadal są szeroko stosowane w ręcznych elektronarzędziach.

Historycznie pierwszymi naprawdę masowo produkowanymi akumulatorami do ręcznych elektronarzędzi były akumulatory niklowo-kadmowe. Przy niskiej cenie są w stanie wytrzymać stosunkowo duże obciążenia i mają zadowalającą pojemność elektryczną przy rozsądnych wymiarach i wadze. Baterie tego typu są nadal szeroko rozpowszechnione, zwłaszcza w niedrogim sektorze urządzeń ręcznych.

Główną różnicą pomiędzy bateriami litowymi a bateriami niklowo-kadmowymi jest niska waga przy dużej pojemności elektrycznej i bardzo dobrej nośności..

Ponadto bardzo istotną różnicą między bateriami litowymi jest znacznie krótszy czas ładowania... Akumulator można naładować w kilka godzin. Jednak pełny cykl ładowania akumulatorów niklowo-kadmowych trwa co najmniej dwanaście godzin.

Wiąże się z tym jeszcze jedna osobliwość: podczas gdy baterie litowe dość spokojnie tolerują zarówno przechowywanie, jak i działanie w stanie niecałkowitego naładowania, nikiel-kadm mają wyjątkowo nieprzyjemny „efekt pamięci”... W praktyce oznacza to, że w celu przedłużenia żywotności, a także zapobieżenia szybkiej utracie pojemności, Akumulatory niklowo-kadmowe najlepiej stosować przed całkowitym rozładowaniem... Następnie pamiętaj, aby naładować do pełna, co zajmuje dużo czasu.

Baterie litowe nie mają tej wady.

Jeśli chodzi o dobór baterii do wkrętarki, zadanie sprowadza się do doboru samego urządzenia elektrycznego, wraz z którym będzie bateria konkretnego modelu.

Ocena niedrogich wkrętarek akumulatorowych w tym sezonie wygląda następująco:

• Makita HP331DZ, 10,8 V, 1,5 A*h, lit;
• Bosch PSR 1080 LI, 10,8 V, 1,5 A*h, lit;
• Bort BAB-12-P, 12 V, 1,3 A * h, nikiel;

• "Interskol DA-12ER-01", 12 V 1,3 A * h, nikiel;
• Kolner KCD 12M, 12 V, 1,3 A * h, nikiel.

Najlepsze profesjonalne modele to:

1. Makita DHP481RTE, 18 woltów, 5 A * h, lit;
2. Hitachi DS14DSAL, 14,4 V, 1,5 A * h, lit;
3. Impulsy Metabo BS 18 LTX 201, 18 woltów, 4 A * h, lit;
4. Bosch GSR 18 V-EC 2016, 18 woltów, 4 A * h, lit;
5. Dewalt DCD780M2, 18 V 1,5 A * h, lit.

Najlepsze wkrętarki akumulatorowe pod względem niezawodności:

1. Bosch GSR 1440, 14,4 V, 1,5 A * h, lit;
2. Hitachi DS18DFL, 18 woltów, 1,5 A * h, lit;
3. Dewalt DCD790D2, 18 V, 2 A * h, lit.

To napięcie jest uważane za profesjonalny standard branżowy dla baterii litowych. Ponieważ profesjonalne narzędzie jest przeznaczone do długotrwałej aktywnej pracy, a także oznacza dodatkowy poziom komfortu, znaczna część produkowanych 18-woltowych akumulatorów do wkrętarek jest ze sobą w pełni kompatybilna, a czasem nawet wymienna pomiędzy narzędziami różnych producentów.

Oprócz, Standardy 10,8 V i 14,4 V są szeroko rozpowszechnione... Pierwsza opcja znajduje się tylko wśród najtańszych modeli. Drugi jest tradycyjnie „średniochłopski” i można go znaleźć zarówno wśród profesjonalnych modeli śrubokrętów, jak i w modelach klasy średniej (pośredniej).

Ale oznaczenia 220 woltów w charakterystyce najlepszych modeli nie są widoczne, ponieważ wskazuje to, że śrubokręt jest podłączony przewodem do domowego gniazdka elektrycznego.

Często mistrz ma już stary wkrętak akumulatorowy, który całkowicie mu odpowiada. Ale urządzenie jest wyposażone w przestarzałe baterie niklowo-kadmowe. Ponieważ bateria nadal będzie musiała zostać wymieniona, istnieje potrzeba wymiany starej baterii na nowszą. Zapewni to nie tylko bardziej komfortową pracę, ale także wyeliminuje konieczność szukania na rynku baterii do przestarzałego modelu.

Najprostszą rzeczą, jaka przychodzi mi do głowy, jest montaż zasilacza z transformatora elektronicznego w starej obudowie na baterie.... Teraz możesz użyć śrubokręta, podłączając go do domowego źródła zasilania.

Modele 14,4 V można podłączyć do akumulatorów samochodowych... Po złożeniu z korpusu starej baterii przedłużacza z końcówkami lub wtyczki do gniazda zapalniczki, otrzymujesz niezastąpione urządzenie do garażu lub pracy „w terenie”.

Jeśli zamieniamy starą baterię na litową, możemy wziąć pod uwagę, że ogniwa litowe 18650 są niezwykle rozpowszechnione na rynku, dzięki czemu możemy wykonać baterie do wkrętarek na bazie łatwo dostępnych części. Co więcej, powszechność standardu 18650 pozwala wybrać baterie dowolnego producenta.

Otworzenie obudowy starej baterii i wyjęcie z niej starego wypełnienia nie będzie trudne. Ważne jest, aby nie zapomnieć o zaznaczeniu styku na obudowie, do którego wcześniej był podłączony „plus” starego zespołu baterii..

W zależności od napięcia, dla którego zaprojektowano stary akumulator, należy dobrać liczbę ogniw litowych połączonych szeregowo. Standardowe napięcie ogniwa litowego jest dokładnie trzy razy większe niż ogniwa niklowego (3,6 V zamiast 1,2 V). Tak więc każdy lit zastępuje trzy nikielki połączone szeregowo.

Dzięki zaprojektowaniu baterii, w której trzy ogniwa litowe są połączone jedna za drugą, możliwe jest uzyskanie baterii o napięciu 10,8 woltów. Wśród baterii niklowych można je znaleźć, ale nieczęsto. Kiedy cztery ogniwa litowe są podłączone do girlandy, otrzymujemy już 14,4 wolta.Spowoduje to zastąpienie baterii niklowej obydwoma 12 woltami.a 14,4 V to bardzo powszechne standardy dla akumulatorów niklowo-kadmowych i niklowo-wodorkowych. Wszystko zależy od konkretnego modelu wkrętarki.

Po tym, jak udało się ustalić liczbę kolejnych etapów, prawdopodobnie okaże się, że w starym budynku jest jeszcze wolna przestrzeń. Umożliwi to równoległe połączenie dwóch ogniw na każdym etapie, co podwoi pojemność akumulatora. Taśma niklowa służy do łączenia ze sobą baterii litowych podczas produkcji.... Odcinki taśmy łączone są ze sobą oraz z elementami litowymi poprzez zgrzewanie oporowe. Ale w życiu codziennym lutowanie jest całkiem do przyjęcia.

Lutowanie ogniw litowych należy wykonywać bardzo ostrożnie. Spoina musi być wcześniej dokładnie oczyszczona i należy nałożyć dobry topnik. Cynowanie odbywa się bardzo szybko, za pomocą dobrze rozgrzanej lutownicy o odpowiednio dużej mocy.

Samo lutowanie odbywa się poprzez szybkie i pewne podgrzanie miejsca, w którym przewód jest podłączony do ogniwa litowego. Aby uniknąć niebezpiecznego przegrzania elementu, czas lutowania nie powinien przekraczać trzech do pięciu sekund.

Dobrze, że teraz w sprzedaży są gotowe elektroniczne moduły sterujące i równoważące w dość niskich cenach. Wystarczy wybrać rozwiązanie, które będzie pasować do Twojego konkretnego przypadku. Zasadniczo takie sterowniki różnią się liczbą połączonych szeregowo „kroków”, pomiędzy którymi napięcie podlega wyrównaniu (równoważeniu). Ponadto różnią się dopuszczalnym prądem obciążenia i sposobem regulacji temperatury.

W każdym razie, nie jest już możliwe ładowanie domowej baterii litowej starą ładowarką do akumulatorów niklowych... Mają zasadniczo różne algorytmy ładowania i napięcia sterujące. Będziesz potrzebować dedykowanej ładowarki.

Baterie litowe są dość wybredne pod względem specyfikacji ładowarki. Takie akumulatory można dość szybko ładować dużym prądem, ale nadmierny prąd ładowania prowadzi do poważnego nagrzewania się i zagrożenia pożarowego.

Należy również pamiętać, że gdy ogniwa są połączone szeregowo w akumulatorze, źródła litu są bardzo podatne na nierównomierne ładowanie poszczególnych ogniw. Prowadzi to do tego, że nie da się naładować akumulatora do pełnej pojemności, a element, który regularnie pracuje w trybie niedoładowania, po prostu szybciej się zużywa. Dlatego ładowarki są zwykle budowane zgodnie ze schematem „charge balancer”.

Na szczęście wszystkie nowoczesne, fabryczne baterie litowe (z wyjątkiem zwykłych podróbek) mają wbudowane obwody zabezpieczające i balansujące. Jednak ładowarka do tych akumulatorów musi być specjalistyczna.

Wspaniałą rzeczą w bateriach litowych jest to, że nie są one zbyt wymagające pod względem warunków przechowywania. Można je przechowywać, zarówno naładowane, jak i rozładowane, w niemal każdej rozsądnej temperaturze. Gdyby tylko nie było za zimno. Temperatury poniżej 25 stopni poniżej zera są śmiertelne dla większości typów baterii litowych. No i powyżej 65 stopni ciepła lepiej też się nie przegrzewać.

Jednak przechowując baterie litowe, należy wziąć pod uwagę bardzo duże ryzyko pożaru.

Prawidłowe warunki przechowywania są takie, gdy akumulator jest naładowany w co najmniej 50%, a temperatura w pomieszczeniu wynosi od 0 do +40 stopni. Jednocześnie wskazane jest oszczędzanie baterii przed wilgocią, w tym w postaci kapania (rosy).

W następnym filmie dowiesz się, która bateria jest lepsza dla śrubokręta.