Характеристики, предимства и недостатъци на литиевите батерии за отвертка

Ако ръчен електроинструмент, захранван от домакинско захранване, е свързан към контакт с проводник, ограничавайки движението на човек, който държи устройството в ръцете си, тогава работещите с батерии копия на устройствата "на каишка" осигуряват много повече свобода на действие в работата. Наличието на батерия е много важно, когато става въпрос за използване на отвертки.

В зависимост от вида на използваната батерия, те могат условно да бъдат разделени на две групи - с никелови и литиеви батерии, като характеристиките на последните правят този електроинструмент най-интересен за потребителя.

Устройството на литиева акумулаторна батерия не се различава твърде много от дизайна на батериите, базирани на друга химия. Но основна характеристика е използването на безводен електролит, който предотвратява отделянето на свободен водород по време на работа. Това беше значителен недостатък на батериите от предишните проекти и доведе до голяма вероятност от пожар.

Анодът е направен от филм от кобалтов оксид, отложен върху алуминиев базов токов колектор. Катодът е самият електролит, който съдържа литиеви соли в течна форма. Електролитът импрегнира пореста маса от електропроводим химически неутрален материал. За него е подходящ насипен графит или кокс.... Събирането на ток се извършва от медна плоча, приложена към задната част на катода.

За нормална работа на батерията, порестият катод трябва да бъде притиснат достатъчно плътно към анода.... Следователно, при проектирането на литиеви батерии винаги има пружина, която компресира "сандвича" от анода, катода и отрицателния токов колектор. Навлизането на околния въздух може да наруши внимателно балансирания химичен баланс. А проникването на влага и заплашва опасността от пожар и дори експлозия. Ето защо готовата батерия трябва да бъде внимателно запечатана.

Плоска батерия е по-проста като дизайн. При равни други условия, плоската литиева батерия ще бъде по-лека, много по-компактна и ще осигури значителен ток (тоест повече мощност). Но е необходимо да се проектира устройство с литиеви батерии с плоска форма, което означава, че батерията ще има тясно, специализирано приложение. Такива батерии са по-скъпи от техните колеги.

За да направят пазара на продажби по-широк, производителите произвеждат акумулаторни клетки с универсални форми и стандартни размери.

Сред литиевите батерии днес всъщност доминира версията 18650. Такива батерии имат форма, подобна на цилиндричните пръстови батерии, познати в ежедневието. Но стандартът 18650 специално предвижда малко по-големи размери... Това избягва объркване и предотвратява погрешна смяна на такъв захранващ блок вместо обикновена физиологична батерия. Но това би било много опасно, тъй като литиевата батерия има два пъти и половина стандартно напрежение (3,6 волта срещу 1,5 волта за солна батерия).

За електрическа отвертка литиевите клетки се събират последователно в батерия. Това позволява да се увеличи напрежението към двигателя, което осигурява мощността и въртящия момент, необходими на инструмента.

Батерията за съхранение задължително съдържа в своята конструкция температурни сензори и специализирано електронно устройство - контролер.

Тази верига:

• следи за равномерността на заряда на отделните елементи;
• контролира зарядния ток;
• не позволява прекомерно изхвърляне на елементи;
• предотвратява прегряване на батерията.

Батериите от описания тип се наричат ​​йонни. Има и литиево-полимерни клетки, това е модификация на литиево-йонни клетки. Техният дизайн е коренно различен само в материала и дизайна на електролита.

• Основното предимство на литиевите батерии е високият им електрически капацитет. Това ви позволява да създадете лек и компактен ръчен инструмент. От друга страна, ако потребителят е готов да работи с по-тежко устройство, той ще получи много мощна батерия, която позволява на отвертката да работи дълго време.
• Друго предимство е възможността за пълнене на литиеви батерии с енергия относително бързо. Типичното време за пълно зареждане е приблизително два часа, а някои батерии могат да се заредят за половин час със специално зарядно устройство! Това предимство може да бъде изключителна причина за оборудването на отвертка с литиева батерия.

Литиевите батерии също имат някои специфични недостатъци.

• Най-забележим е значителният спад в практическия капацитет при работа в студено време. При минусови температури инструментите, оборудвани с литиеви батерии, трябва да се затоплят от време на време и електрическият капацитет се възстановява напълно.
• Вторият забележим недостатък не е твърде дълъг експлоатационен живот. Въпреки уверенията на производителите, най-добрите образци, с най-внимателна експлоатация, издържат не повече от три до пет години. В рамките на една година след покупката, литиева батерия от всяка разпространена марка, при най-внимателна употреба, може да загуби до една трета от капацитета си. След две години едва ли ще остане половината от първоначалния капацитет. Средният период на нормална експлоатация е две до три години.
• И още един забележим недостатък: цената на литиевите батерии е много по-висока от цената на никел-кадмиевите батерии, които все още се използват широко в ръчните електрически инструменти.

Исторически, първите наистина масово произвеждани акумулаторни батерии за ръчни електрически инструменти са никел-кадмиеви батерии. На ниска цена те са доста способни на относително големи товари и имат задоволителен електрически капацитет с разумни размери и тегло. Батериите от този тип все още са широко разпространени днес, особено в сектора на евтините ръчни уреди.

Основната разлика между литиевите батерии и никел-кадмиевите батерии е ниското тегло с висок електрически капацитет и много добър товароносимост..

Освен това много важна разлика между литиевите батерии е значително по-краткото време за зареждане... Тази батерия може да се зареди за няколко часа. Но пълният цикъл на зареждане на никел-кадмиевите батерии отнема най-малко дванадесет часа.

Има още една особеност, свързана с това: докато литиевите батерии понасят както съхранението, така и работата в непълно заредено състояние доста спокойно, никел-кадмият има изключително неприятен "ефект на паметта"... На практика това означава, че за да се удължи експлоатационният живот и също така да се предотврати бърза загуба на капацитет, За предпочитане е никел-кадмиевите батерии да се използват преди пълно разреждане... След това не забравяйте да заредите до пълен капацитет, което отнема значително време.

Литиевите батерии нямат този недостатък.

Когато става въпрос за избор на батерия за отвертка, задачата се свежда до избора на самото електрическо устройство, което ще включва батерия от определен модел.

Рейтингът на евтините акумулаторни винтоверти този сезон изглежда така:

• Makita HP331DZ, 10,8 волта, 1,5 A * h, литий;
• Bosch PSR 1080 LI, 10,8 волта, 1,5 A * h, литий;
• Борт БАБ-12-П, 12 волта, 1,3 A * h, никел;

• "Интерскол DA-12ER-01", 12 волта 1,3 A * h, никел;
• Kolner KCD 12M, 12 волта, 1,3 A * h, никел.

Най-добрите професионални модели са:

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

Най-добрите акумулаторни винтоверти по отношение на надеждността:

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

Това напрежение се счита за индустриален професионален стандарт за литиеви батерии. Тъй като професионалният инструмент е предназначен за продължителна активна работа, а също така предполага допълнително ниво на комфорт, значителна част от произвежданите 18-волтови батерии за винтоверти са напълно съвместими помежду си, а понякога дори взаимозаменяеми между инструменти от различни производители.

Освен това, Стандартите за 10,8 волта и 14,4 волта са широко разпространени... Първият вариант се среща само сред най-евтините модели. Вторият традиционно е "среден селянин" и може да се намери както сред професионални модели отвертки, така и в модели от средния (междинен) клас.

Но обозначенията на 220 волта в характеристиките на най-добрите модели не могат да се видят, тъй като това показва, че отвертката е свързана с проводник към домашен електрически контакт.

Често майсторът вече има стара акумулаторна отвертка, която напълно му подхожда. Но устройството е оборудвано с остарели никел-кадмиеви батерии. Тъй като батерията все пак ще трябва да се смени, има желание да смените старата батерия с нещо по-ново. Това не само ще осигури по-удобна работа, но и ще премахне необходимостта от търсене на батерии на остарял модел на пазара.

Най-простото нещо, което идва на ум, е да сглобите захранване от електронен трансформатор в стар корпус за батерии.... Сега можете да използвате отвертката, като я свържете към домакинското захранване.

Моделите от 14,4 волта могат да бъдат свързани към акумулатори на автомобил... След като сглобите удължителен адаптер с клеми или щепсел за запалка от тялото на стара батерия, получавате незаменимо устройство за гараж или работа "на полето".

Ако преобразуваме стара батерия в литиева, можем да вземем предвид, че литиеви клетки 18650 са изключително разпространени на пазара.По този начин можем да изработим батерии за винтоверт на базата на лесно достъпни части. Освен това разпространението на стандарта 18650 ви позволява да избирате батерии от всеки производител.

Няма да е трудно да отворите кутията на стара батерия и да извадите стария пълнеж от нея. Важно е да не забравите да маркирате контакта върху корпуса, към който преди това е бил свързан "плюсът" на стария акумулаторен модул.

В зависимост от напрежението, за което е проектирана старата батерия, е необходимо да изберете броя на литиевите клетки, свързани последователно. Стандартното напрежение на литиева клетка е точно три пъти по-голямо от това на никелова клетка (3,6 V вместо 1,2 V). Така всеки "литий" замества три "никела", свързани последователно.

Чрез осигуряване на дизайна на батерията, в която три литиеви клетки са свързани една след друга, е възможно да се получи батерия с напрежение 10,8 волта. Сред никеловите батерии такива се срещат, но не често. Когато четири литиеви клетки са свързани към венец, вече получаваме 14,4 волта.Това ще замени никеловата батерия и с двете 12 волта.и 14,4 волта са много често срещани стандарти за никел-кадмиеви и никел-металохидридни батерии. Всичко зависи от конкретния модел на отвертката.

След като беше възможно да се определи броят на последователните етапи, вероятно ще се окаже, че в старата сграда все още има свободно място. Това ще позволи на две клетки да бъдат свързани паралелно във всеки етап, което ще удвои капацитета на батерията. Никелова лента се използва за свързване на литиеви батерии една с друга в производството.... Секциите на лентата са свързани помежду си и с литиеви елементи чрез съпротивително заваряване. Но в ежедневието запояването е доста приемливо.

Запояването на литиеви клетки трябва да се извършва много внимателно. Фугата трябва да бъде добре почистена преди това и да се нанесе добър флюс. Калайдисването се извършва много бързо, с добре загрят поялник с достатъчно висока мощност.

Самото запояване се извършва чрез бързо и уверено загряване на мястото, където проводникът е свързан с литиевата клетка. За да се избегне опасно прегряване на елемента, времето за запояване не трябва да надвишава три до пет секунди.

Добре е, че сега има готови електронни модули за управление и балансиране в продажба на доста ниски цени. Достатъчно е да изберете решение, което отговаря на вашия конкретен случай. По принцип тези контролери се различават по броя на последователно свързани "стъпки", напрежението между които подлежи на изравняване (балансиране). Освен това те се различават по допустимия ток на натоварване и метода за контрол на температурата.

Така или иначе, вече не е възможно да зареждате домашно приготвена литиева батерия със старо зарядно за никелова батерия... Те имат коренно различни алгоритми за зареждане и управляващи напрежения. Ще ви трябва специално зарядно устройство.

Литиевите батерии са доста придирчиви към спецификациите на зарядното устройство. Такива батерии могат да се зареждат доста бързо със значителен ток, но прекомерният ток на зареждане води до сериозно нагряване и опасност от пожар.

Трябва също да се има предвид, че когато клетките са свързани последователно в батерия, литиевите източници са много податливи на неравномерно зареждане на отделните клетки. Това води до факта, че не е възможно да се зареди батерията до пълния й капацитет, а елементът, който редовно работи в режим на недостатъчно зареждане, просто се износва по-бързо. Поради това зарядните устройства обикновено се изграждат по схемата "балансиращ заряд".

За щастие всички съвременни фабрично произведени литиеви батерии (с изключение на откровените фалшификати) имат вградени защитни и балансиращи вериги. Зарядното устройство за тези батерии обаче трябва да е специализирано.

Страхотното при литиевите батерии е, че те не са прекалено взискателни към условията на съхранение. Те могат да се съхраняват, независимо дали са заредени или разредени, при почти всяка разумна температура. Само да не беше много студено. Температурите под 25 градуса под нулата са фатални за повечето видове литиеви батерии. Е, и над 65 градуса топлина, също е по-добре да не се прегрява.

Въпреки това, когато съхранявате литиеви батерии, не забравяйте да вземете предвид много високия риск от пожар.

Правилните условия за съхранение са, когато батерията е заредена поне на 50% и температурата в помещението е от 0 до +40 градуса. В същото време е препоръчително да пазите батериите от влага, включително под формата на капчици (роса).

Коя батерия е по-добра за отвертка, ще разберете в следващото видео.