Как переделать шуруповерт на литиевый аккумулятор: Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно

Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно

В прошлый раз я рассказал как правильно переделать батарею для аккумуляторного инструмента. Также я писал, что расскажу об особенностях заряда, а предметом обзора на этот раз выступит плата DC-DC преобразователя.
Кому интересно, прошу в гости.

Изначально я планировал ограничиться двумя частями, переделкой батареи и зарядного. Но пока готовил обзор, в голове созрела идея для третьей части обзора, более сложной.

А в этой части я расскажу как можно переделать родное трансформаторное зарядное, если оно еще работает, ну или если еще жив силовой трансформатор.

Платка преобразователя была заказана довольно давно в количестве нескольких штук (про запас), заказывалась специально для этой переделки, потому как имеет некоторые особенности, впрочем не буду забегать далеко, бем последовательны.

Для начала я разделю зарядные устройства не три основных типа:

1. Самые простые — трансформатор, диодный мост и несколько деталей. Такими зарядными комплектуют ультрабюджетный инструмент.

2. Фирменные. По сути то же самое, но в состав уже входят простенькие «мозги», автоматические отключающие заряд в конце.

3. «Продвинутые» — импульсный блок питания, контроллер заряда, иногда заряд нескльких батарей одновременно.

Инструмент из первой категории редко попадает под переделку, так как часто проще (и дешевле) купить новый, а третья категория обычно имеет свои сложности по переделке. В принципе можно переделать и устройства третьей группы, но не в рамках статьи, так как типов таких зарядных очень много и к каждой нужен индивидуальный подход.

В этот раз я буду переделывать зарядное устройство из второй группы, фирменное, хотя и простое. Но при этот переделка имеет много общего и с первой группой, потому будет полезна большему количеству читателей.

Для того, чтобы зарядить аккумулятор надо не просто подключить его к блоку питания, такой эксперимент обычно заканчивается не очень хорошо. Надо подключить его к зарядному устройству. И здесь наступает небольшое непонимание, так как довольно много людей привыкло называть зарядными устройствами небольшие блоки питания от которых они заряжают свои смартфоны, планшеты и ноутбуки. Это не зарядные устройства, а блоки питания.

Чем же отличается зарядное устройство от блока питания.

Блок питания предназначен выдавать стабилизированное напряжение в диапазоне заявленных токов нагрузки.

Зарядное устройство обычно сложнее, так как выходное напряжение у него зависит от тока нагрузки, который в свою очередь ограничен. При этом в зарядном устройстве находится узел прекращающий заряд в конце, а также иногда и защита от подключения аккумулятора в неправильной полярности.

Самое простое зарядное устройство это просто блок питания и резистор (иногда лампа накаливания, что даже лучше) последовательно с аккумулятором. Такая схема ограничивает тока заряда, но как вы понимаете ничего больше она сделать не может.

Чуть сложнее, когда ставят еще и таймер, отключающий заряд после определенного времени, но такой принцип быстро «убивает» аккумуляторы.

Например так сделано в одном из недорогих зарядных для шуруповертов (фото не мое).

Следующим классом идут более «умные » зарядные устройства, хотя по сути они не на много лучше предыдущего.

Например вот фото фирменного зарядного устройства Bosch, предназначенного для заряда NiCd аккумуляторов.

Но все эти зарядные устройства кажутся очень простыми после взгляда на современные варианты для заряда литиевых аккумуляторов.

Конечно последний вариант не совсем вписывается в нашу концепцию переделки, так как на желательно чтобы наше зарядное не только заряжало правильно, а и стоило при этом минимальных денег.

Зарядные устройства китайских шуруповертов выглядят конечно не в пример проще, но опять же, делать с нуля такое устройство вряд ли кто то захочет, хотя именно это я и планирую сделать в третьей части, правда корректнее.

И так, для начала предположим что у нас на руках имеется зарядное устройство которое просто не подходит под новый тип аккумуляторов, но является исправным. Ну или по крайней мере у него исправен трансформатор.

Как я писал выше, можно даже использовать просто резистор или лампочку, но это «не наш метод».

Условная схема типичного недорогого зарядного устройства выглядит примерно так:

Трансформатор, диодный мост, тиристор и схема управления. Правда иногда вместо тиристора стоит реле, ток никак не ограничивается и может присутствовать схема термоконтроля от перегрева (хотя и она не всегда спасает.

Но нам от этой схемы нужно только трансформатор и диодный мост, правда придется добавить еще конденсатор, так мы получим некую исходную неизменную часть, она отмечена красным и дальше меняться не будет.

Диодный мост обычно находится на плате и при необходимости его можно использовать (если он исправен). Т.е. по большому счету можно выпаять из платы все радиоэлементы, оставив только четыре диода и клеммы для подключения батареи, а саму плату использовать как основу.

Катод у диодов помечен полоской, точка, где соединяются два вывода помеченные полоской — плюс, соответственно точка соединения «не меченных» выводов — минус. К двум другим точкам соединения подключается трансформатор.

Правда открыв зарядное устройство вы можете увидеть и такую картину (не обращайте внимание на отсутствие трансформатора):

В этом случае придется выпаивать все.

Диоды на плате удобно заменить на готовый диодный мост, к выводам АС подключается трансформатор, + и — соответственно идут дальше в схему.

Можно конечно сказать как подобрать конденсатор, но я советую не заморачиваться и поставить такой как на фото, емкость 1000мкФ, напряжение 35 Вольт. Емкость можно и больше, например 2200, а напряжение 50 или 63 Вольта, большая емкость и напряжение смысла не имеют, а только увеличат габарит конденсатора.

Конденсатор можно любой, подойдет даже «нонейм». Да, ставить его надо в любом случае, независимо от исправности диодного моста.

Теперь переходим к самому зарядному, а точнее к его вариантам, этот узел помечен на последней схеме прямоугольником.

Самый простой и при этом относительно правильный способ, поставить микросхему стабилизатора напряжения LM317.

Но как я писал выше, ток заряда надо ограничивать. Да, многие схемы могут не только ограничивать, а и стабилизировать его, но по большому счету аккумуляторам неважно, будет ток заряда 1, 2 или 3 Ампера, неважно будет ли он стабилен в процессе заряда или «плавать», важно чтобы ток заряда не превышал установленный для аккумуляторов. Хотя для аккумуляторов, которые ставят в шуруповерты превысить его тяжело, так как они могут работать не только при больших токах разряда, но и заряда.

Простейшее решение, перевести микросхему LM317 из режима стабилизации напряжения в режим стабилизации тока, а если говорить точнее, то добавить режим стабилизации тока.

Достигается это добавлением одного резистора, как показано на схеме.

Номинал резистора рассчитать очень просто: 1.25/I (ток в Амперах) = R (номинал резистора в Омах).

Например нужен ток 1.5 Ампера, тогда будет 1.25/1.5= 0.83 Ома.

Номиналы резисторов делителя напряжения также рассчитать довольно просто, но я бы советовал последовательно с верхним резистором поставить подстроечный, чтобы точно выставить напряжение, так как в отличии от тока здесь точность важна.

Можно воспользоваться специальным калькулятором, но он не очень удобен, потому предложу номиналы без него, для напряжения 12.6 Вольта (3 последовательных аккумулятора 3.7 Вольта) верхний резистор нужен 1.5кОм, последовательно с ним подстроечный 200 Ом, а нижний резистор 13кОм.

Я специально указал, что подстроечный резистор ставится последовательно с верхним резистором. В случае обрыва на выходе будет минимальное напряжение. Если оборвать нижний резистор, то на выходе будет максимальное напряжение. Кстати, в распространенных платах DC-DC преобразователей сделано наоборот, в случае обрыва подстроечного резистора они дадут на выход максимальное напряжение.

Все хорошо в вышеприведенной схеме, простота, цена, но большая выделяемая мощность сводит на нет все преимущества, так как радиатор будет нужен весьма внушительный, потому для больших токов заряда она не очень подходит.

Более правильным вариантом будет применить понижающий DC-DC преобразователь. Например такой:

Конечно в исходном виде он не будет ограничивать ток, но при желании его можно доработать (на тот случай если он уже есть).

Доработка проста и я ее уже описывал в одном из своих обзоров, правда там в конце я применял ее как драйвер светодиодов, но по сути это неважно.

Надо:

1 транзистор типа BC557 или любой аналог (да хоть известный КТ361 или КТ3107)

2 резистора номиналом 33-200 Ом любой мощности.

1 резистор в качестве токового шунта

1 керамический конденсатор 0.1мкФ.

Токоизмерительный резистор рассчитывается очень просто, как и в случае с LM317, только значения чуть другие.

0,6/I (ток в Амперах) = R (номинал резистора в Омах).

Например нужен ток 1.5 Ампера, тогда будет 0,6/1.5= 0.4 Ома.

Выход добавочной схемы подключается к выводу 4 микросхемы LM2596, если применена другая микросхема, то ищем в описании вывод помеченный как FB и подключаем к нему.

В таком варианте при помощи подстроечного резистора устанавливаем выходное напряжение (на холостом ходу). Правда такая схема может немного недозаряжать аккумуляторы, хотя и не сильно, но это плата за простоту. Чтобы заряжать полностью, надо переключить вход измерения напряжения (один из резисторов делителя напряжения) к выходу всей схемы.

Все вышеприведенные способы заряда работоспособны, но не очень удобны.

Более правильно будет применить плату, которая «умеет» не только стабилизировать выходное напряжение, а и ток.

Например вот такая платка. Отличить подходящие платы от других весьма просто, в описании должно быть написано — DC-DC StepDown, а на плате присутствовать как минимум два подстрочных резистора.

Но помимо регулировки выходного тока данная плат имеет еще дополнительный бонус в виде индикации:

1. Светодиод вверху, показывает режим ограничения тока

2. Пара светодиодов внизу, показывают окончание заряда.

Индикация заряда аккумулятора реализована очень просто, переключение светодиодов происходит при падении тока ниже чем 1/10 от изначально установленного. Такой режим работы очень распространен и используется во многих простых зарядных устройствах.

Т.е. к примеру мы установили ток заряда в 1.5 Ампера, подключили аккумулятор, когда ток заряда упадет ниже чем 150мА, то один из светодиодов погаснет, а второй засветится, показывая тем самым, что процесс заряда окончен.

Обзоры данной платы делал коллега ksiman, потому для более детального описания проще дать ссылку.

Схема данной платы также из указанного выше обзора, возможно будет полезна.

Получается, что данная плата весьма неплохо подходит для заряда аккумуляторов, сначала выставляем напряжение окончания заряда из расчета 4,2 Вольта на элемент, а затем ток заряда.

Для гурманов можно предложить такую же плату, но с индикацией тока заряда и напряжения на батарее, но как по мне, то в данном случае это лишнее.

Я делал обзор этой платы, собственно это и есть фото из того обзора, там же я показывал как самому сделать импульсный блок питания.

Так будет выглядеть этот вариант на блок схеме.

Вот мы потихоньку и подобрались к предмету обзора, который прежде всего заинтересовал своей низкой ценой. У меня очень большие подозрения насчет «фирменности» установленной микросхемы, но если не использовать ее на все заявленные 3 Ампера, то она вполне жизнеспособна.

Так получилось, что изначально я не думал делать обзор данной платы и хотя их было куплено 4 штуки, но дома у меня осталась всего одна и та уже со следами моего вмешательства.

Я выпаял родные светодиоды и припаял другие.

В исходном виде на плате расположены три светодиода:

1. Заряжено.

2. Заряд

3. Индикация ограничения тока.

Как работает индикация.

Светодиоды Заряд и Заряжено включены так, что светит только один из них, потому можно их рассматривать как один. В платах без регулировки тока при которой будет срабатывать индикация, переключение происходит при падении тока заряда ниже 1/10 от установленного резистором — Ограничение тока. В обозреваемой плате можно установить произвольный ток срабатывания, я бы советовал выставить 1/5.

Светодиод индикации ограничения тока работает несколько по другому, он светит когда происходит ограничение тока, т.е. когда ток при установленном напряжении стремится вырасти больше, чем установлено регулятором.

Например выставили ток 1 Ампер и 10 Вольт (условно), подключили нагрузку, которая при 10 Вольт потребляет 0.5 Ампера. На выходе будет 10 Вольт 0.5 Ампера. Затем подключили нагрузку, которая при 10 Вольт будет потреблять 1.5 Ампера, на выходе будет 1 Ампер и 8 Вольт (условно), т.е. плата снизит напряжение до такого значения при котором ток на выходе не будет превышать установленного и при этом засветит светодиод.

Также на плате находится три подстроечных резистора:

1. Регулировка выходного напряжения.

2. Регулировки порога срабатывания индикации окончания заряда.

3. Регулировка порога ограничения выходного тока.

Плата весьма простая, на ней расположена собственно микросхема LM2596, стабилизатор 78L05 и компаратор LM358.

LM2596 собственно ШИМ контроллер.

78L05 используется дли питания компаратора и как источник опорного напряжения.

LM358 «следит» за током и попутно управляет индикацией

В качестве токового шунта работает дорожка на печатной плате.

Такой метод измерения тока не очень хорош, так как ток будет «плавать» в зависимости от температуры платы, но так как для нас стабильность выходного тока не имеет значения, то можно не обращать на это внимание.

Расположение контактов, органов управления и индикации со страницы товара.

Платы с возможностью ограничения выходного тока весьма хорошо подходят для заряда аккумуляторов. А те платы, которые имеют индикацию окончания заряда, позволяют еще и получить некое удобство, позволяющее знать что аккумулятор заряжен.

Но есть у всех вышеперечисленных способов один минус, все эти варианты не могут отключить аккумулятор после окончания заряда, т.е. полностью прекратить процесс.

Конечно мне скажут, а как же живут аккумуляторы в блоках бесперебойного питания. А вот здесь есть особенность, у некоторых типов аккумуляторов есть понятие — циклический заряд и так называемый Standby, т.е. поддерживающий. Тот же свинцовый аккумулятор в циклическом режиме заряжают до 14.3-15 Вольт, а в дежурном только до 13.8-13.9 Вольта.

Если аккумулятор не отключить, то небольшой ток заряда всегда будет через него течь, и хотя литиевым аккумуляторам в этом плане немного «повезло», ток у них падает очень значительно, но все равно, оставлять их в таком режиме не рекомендуется.

Дело в том, что кадмиевые или свинцовые просто начинают разрушаться, нагреваться и все, а с литиевыми возможно возгорание. Да, литиевые аккумуляторы имеют защитный клапан, но лишняя защита никогда не мешает.

Очень часто задают вопрос — а как же плата защиты, ведь она может отключить аккумулятор по завершении заряда. Может и не только может, а и отключит, только сделает это она не при 4.2 Вольта на элемент, а при 4.25-4.35 Вольта, так как функция отключения для нее скорее защитная, а не основная. Потому так делать крайне не рекомендуется.

Собственно потому я придумал простенькую схемку, которая будет отключать аккумулятор по завершению заряда. Принцип работы очень прост (потому имеет некоторые ограничения). Подключили аккумулятор, так как конденсатор С1 разряжен, то через него течет ток, который открывает транзистор, а он подает ток на реле. Реле подключает к зарядному аккумулятор, а дальше реле питается через оптрон, который подключен к выходу индикации заряда платы преобразователя.

Соответственно была разработана небольшая платка, причем в универсальном исполнении.

Ну а дальше все просто и знакомо, печатаем плату на бумаге, переносим на текстолит, травим.

Кому интересно, процесс изготовления печатных плат подробно показан в этом обзоре.

Когда я придумывал схему, то старался ее максимально упростить, применив минимум компонентов.

1. Реле — любое с напряжением обмотки 12 Вольт (для вариантов с 3-4 аккумуляторами) и контактами рассчитанными на ток хотя бы 2х от тока заряда.

2. Транзистор — BC846, 847, или известный КТ315, КТ3102, а также аналоги.

3. Диод — любой маломощный диод.

4. Резисторы — любые в диапазоне 15 — 33кОм

5. Конденсатор — 33-47мкФ 25-50 Вольт.

6. Оптрон — PC817, стоит на большинстве плат блоков питания.

Собрал плату.

Плату я сделал универсальной, можно применить вместо реле полевой транзистор, часть компонентов остается та же, что и была до этого. Кроме того такой вариант более универсален, так как подходит для шуруповертов с 3-4-5 аккумуляторами.

Но у такой платы есть недостаток. Внутри транзистора есть «паразитный» диод и если оставить аккумулятор подключенным к зарядному устройству, но выключить его из розетки, то аккумулятор будет разряжаться через схему зарядного. В том варианте, что я показал выше, будет похожая проблема, но там ток совсем маленький, около 0.5мА и для полного разряда аккумулятору понадобится около 4000 часов.

Здесь применены немного другие номиналы, хотя по сути важен только номинал резисторов R4 и R5. Номинал R5 должен быть по крайней мере в 2 раза меньше чем у R4.

Подбираем компоненты для будущей платы. К сожалению транзистор скорее всего придется купить, так как в готовых устройствах такие применяются редко, они могут встречаться на материнских платах, но крайне редко.

Плата универсальная, можно применить реле и сделать по предыдущей схеме, а можно применить полевой транзистор.

Теперь блок схема зарядного устройства будет выглядеть следующим образом:

Трансформатор, затем диодный мост и конденсатор фильтра, потом плата DC-DC преобразователя, ну и в конце плата отключения.

Полярность выводов индикации заряда я не подписывал, так как на разных платах может быть по разному, если что то не работает, то надо просто поменять их местами, тем самым изменив полярность на противоположную.

Переходим собственно к переделке.

Первым делом я перерезаю дорожки от выхода диодного моста, клемм подключения аккумулятора и светодиода индикации заряда. Цель — отключить их от остальной схемы, чтобы она не мешала «процессу». Можно конечно просто выпаять все детали кроме диодов моста, будет то же самое, но мне было проще перерезать дорожки.

Затем припаиваем фильтрующий конденсатор. Я припаял его прямо к выводам диодов, но можно поставить отдельный диодный мост, как я показывал выше.

Помним, что вывод с полоской — плюс, без полоски — минус. У конденсатора длинный вывод — плюс.

Печатные платы сверху не влазили совсем, постоянно упираясь в верхнюю крышку, потому пришлось разместить их снизу. Здесь конечно было тоже не все так гладко, пришлось выкусить одну стойку и немного подпилить пластмассу, но в любом случае здесь им было куда лучше.

по высоте они стали даже с запасом.

Переходим к электрическим соединениям. Для начала припаиваем провода, сначала я хотел применить более толстые, но потом понял что просто с ними не развернусь в тесном корпусе и взял обычные многожильные сечением 0.22мм.кв.

К верхней плате припаял провода:

1. Слева — вход питания платы преобразователя, подключается к диодному мосту.

2. Справа — белый с синим — выход платы преобразователя. Если применена плата отключения, то к ней, если нет, то на контакты аккумулятора.

3. Красный с синим — выход индикации процесса заряда, если с платой отключения, то к ней, если нет, то на светодиод индикации.

4. Черный с зеленым — Индикация окончания заряда, если с платой отключения, то на светодиод, если нет, то никуда не подключаем.

К нижней плате припаяны пока только провода к аккумулятору.

Да, совсем забыл, на левой плате виден светодиод. Дело в том, что я совсем забыл и выпаял все светодиоды, которые были на плате, но проблема в том, что если выпаять светодиод индикации ограничения тока, то ток ограничиваться не будет, потому его надо оставить (помечен на плате как CC/CV), будьте внимательны.

В общем соединяем все так, как на показано, фото кликабельно.

Затем клеим на дно корпуса двухсторонний скотч, так как снизу платы не совсем гладкие, то лучше использовать толстый. В общем этот момент каждый делает как удобно, можно приклеить термоклеем, привинтить саморезами, прибить гвоздями 🙂

Приклеиваем платы, провода прячем.

В итоге у нас должны остаться свободными 6 проводов — 2 к батарее, 2 к диодному мосту и 2 к светодиоду.

На желтый провод внимание не обращайте, это частный случай, у меня нашлось только реле на 24 Вольта, потому я его запитал от входа преобразователя.

Когда готовите провода, то всегда старайтесь соблюдать цветовую маркировку, красный/белый — плюс, черный/синий — минус.

Подключаем провода к родной плате зарядного. Здесь конечно у каждого будет по своему, но общий принцип думаю понятен. Особенно внимательно надо проверить правильность подключения к клеммам аккумулятора, лучше предварительно проверить тестером, где плюс и минус, впрочем то же самое касается и входа питания.

После всех этих манипуляций обязательно надо проверить и возможно заново установить выходное напряжение платы преобразователя, так как в процессе монтажа можно сбить настройку и получить на выходе не 12.6 Вольт (напряжение трех литиевых аккумуляторов), а к примеру 12.79.

Также можно подкорректировать и ток заряда.

Так как настройка порога срабатывания индикации окончания заряда не очень удобна, то я рекомендую купить плату с двумя подстроечными резисторами, это проще. Если купили плату с тремя подстроечными резисторами, то для настройки надо подключить к выходу нагрузку примерно соответствующую 1/10 — 1/5 от установленного тока заряда. Т.е. если ток заряда 1.5 Ампера и напряжение 12 Вольт, то это может быть резистор номиналом 51-100 Ом мощностью около 1-2 Ватт.

Настроили, перед сборкой проверяем.

Если сделали все правильно, то при подключении аккумулятора должно сработать реле и включиться заряд. В моем случае светодиод индикации при этом погасает, а включается когда заряд окончен. Если хотите сделать наоборот, то можно включить этот светодиод последовательно с входом оптрона, тогда светодиод будет светить пока идет заряд.

Так как в заголовке обзора все таки указана плата, а обзор о переделке зарядного, то я решил проверить и саму плату. Через пол часа работы при токе заряда 1 Ампер температура микросхемы была около 60 градусов, потому я могу сказать, что данную плату можно использовать до тока 1.5 Ампера. Впрочем это я подозревал с самого начала, при токе в 3 Ампера плата скорее всего выйдет из строя из-за перегрева. Максимальный ток при котором плату еще можно относительно безопасно использовать — 2 Ампера, но так как плата находится в корпусе и охлаждение не очень хорошее, то я рекомендую 1.5 Ампера.

Все, скручиваем корпус и ставим на полный прогон. Мне правда пришлось перед этим разрядить аккумулятор, так как я его зарядил в процессе подготовки прошлой части.

Если к зарядному подключается заряженный аккумулятор, то на 1.5-2 секунды срабатывает реле, потом опять отключается, так как ток низкий и блокировка не происходит.

Так, а теперь о хорошем и не очень.

Хорошее — переделка удалась, заряд идет, плата отключает аккумулятор, в общем просто, удобно и практично.

Плохое — Если в процессе заряда отключить питания зарядного, а потом опять включить, то заряд автоматически не включится.

Но есть куда большая проблема. В процессе подготовки я использовал плату из предыдущего обзора, но там же я писал, что плата без контроллера, потому полностью блокироваться не умеет. Но более «умные» платы в критической ситуации полностью отключают выход, а так как он одновременно является и входом то при подключении к зарядному которое я переделал выше, стартовать оно не будет. Для старта необходимо напряжение, и плате для старта необходимо напряжение 🙁

Решения данной проблемы несколько.

1. Поставить между входом и выходом платы защиты резистор, через который на клеммы будет попадать ток для старта зарядного, но как поведет себя плата защиты, я не знаю, для проверки ничего нет.

2. Вывести вход для зарядного на отдельную клемму батареи, так часто делается у аккумуляторного инструмента с литиевыми аккумуляторами. Т.е. заряжаем через одни контакты, разряжаем через другие.

3. Не ставить плату отключения вообще.

4. Вместо автоматики поставить кнопку как на этой схеме.

Вверху вариант без платы защиты, внизу просто реле, оптрон и кнопка. Принцип прост, вставили аккумулятор в зарядное, нажали на кнопку, пошел заряд, а мы пошли отдыхать. Как только заряд будет окончен, реле полностью отключит аккумулятор от зарядного.

Обычные зарядные устройства постоянно пытаются подать напряжение на выход если оно ниже определенного значения, но такой вариант доработки неудобен, а с реле не очень то и применим. Но пока думаю, возможно и получится сделать красиво.

Что можно посоветовать по поводу выбора вариантов заряда батарей:

1. Просто применить плату с двумя подстроечными резисторами (она есть в обзоре), просто, вполне корректно, но лучше не забывать что зарядное включено. День-два проблем думаю не будет, но уехать в отпуск и забыть зарядное включенным я бы не рекомендовал.

2. Сделать как в обзоре. Сложно, с ограничениями, но более правильно.

3. Использовать отдельное зарядное, например известный Imax.

4. Если в вашей батарее сборка из двух-трех аккумуляторов, то можно использовать B3.

Это довольно просто и удобно, кроме того есть полное описание в этом обзоре от автора Onegin45.

5. Взять блок питания и немного доработать его. Нечто подобное я делал в этом обзоре.

6. Сделать полностью свое зарядное, со всем автоотключениями, корректным зарядом и расширенной индикацией. Самый сложный вариант. Но это тема третьей части обзора, впрочем там же скорее всего будет и переделка блока питания в зарядное.

7. Использовать зарядное устройство типа такого.

Кроме того я часто встречаю вопросы насчет балансировки элементов в батарее. Лично я считаю, что это лишнее, так как качественные и подобранные аккумуляторы разбалансировать не так просто. Если хочется просто и качественно, то куда проще купить плату защиты с функцией балансировки.

Недавно был вопрос, можно ли сделать так, чтобы зарядное умело заряжать и литиевые аккумуляторы и кадмиевые. Да, сделать можно, но лучше не нужно так как кроме разной химии аккумуляторы имеют и разное напряжение. Например сборке из 10 кадмиевых аккумуляторов надо 14.3-15 Вольт, а из трех литиевых — 12.6 Вольта. В связи с этим нужен переключатель, который можно случайно забыть переключить. Универсальный вариант возможен только если количество кадмиевых аккумуляторов кратно трем, 9-12-15, тогда их можно заряжать как литиевые сборки 3-4-5. Но в распространенных батареях инструмента стоят сборки 10 штук.

На этом вроде все, я постарался ответить на некоторые вопросы, которые мне задают в личке. Кроме того, обзор скорее всего будет дополнен ответами на ваши следующие вопросы.

Купленные платы вполне работоспособны, но микросхемы скорее всего поддельные, потому нагружать лучше не более чем на 50-60% от заявленного.

А я пока думаю что надо иметь в правильном зарядном устройстве, которое будет делаться с нуля. Пока из планов —

1. Автостарт заряда при установке аккумулятора

2. Рестарт при пропадании питания.

3. Несколько ступеней индикации процесса заряда

4. Выбор количества аккумуляторов и их типа при помощи джамперов на плате.

5. Микропроцессорное управление

Хотелось бы также узнать, что интересно было бы вам увидеть в третьей части обзора (можно в личку).

Хотел применить специализированную микросхему (вроде даже бесплатный семпл можно заказать), но она работает только в линейном режиме, а это нагрев :((((

Возможно будет полезно, ссылка на архив с трассировками и схемами, но как я выше писал, добавочная плата скорее всего не будет работать с платами, которые полностью отключают аккумуляторы.

Дополнение, такие способы переделки подходят только для батарей до 14.4 Вольта (примерно), так как зарядные устройства под 18 Вольт аккумуляторы выдают напряжение выше 35 Вольт, а платы DC-DC рассчитаны только до 35-40.

Оживляем шуруповерт. Все для переделки шуруповерта на 18650 литий-ионные аккумуляторы

Аккумулятор шуруповерта рано или поздно «устанет» и его необходимо будет менять. Купить новый аккумулятор оправданно в ситуации когда инструмент стоит копейки. Но если у вас что-то более-менее приличное, или аккумулятор старый на Ni-CD, то однозначно имеет смысл поменять севшие 18650 аккумуляторы на новые или полностью перевести шуруповертс никеля  на литиевые.

Безусловно, как и в любом деле, тут есть свои нюансы, но если ваши руки хотя бы минимально прямые, то самостоятельно переделать шуруповерт на литий совсем несложно. Нужно лишь знать что купить для переделки и понимать базовые нюансы процесса.  А уж купить на алиэкспресс все для перевода шуруповерт на литий — элементарно.

Почему 18650 Li-ion? Преимущества литиевых аккумуляторов очевидны:

  • большая плотность энергии на единицу массы
  • низкий саморазряд
  • фактически отсутствует эффект памяти
  • доступность и цена

Кстати, если вы любите читать, то  есть вариант отлично сэкономить! Книжный сервис ЛИТРЕС, крупнейший в России и странах СНГ дает  четвертую книгу в подарок при покупке трех. Лично я именно там и покупаю книги уже порядка 5 лет.  Ценник и без того доступный, а с таким бонусом выходит совсем небольшим. Есть удобное приложение для чтения и прослушивания книг. По ссылке выше — одна из моих подборок, в которой есть жирный обновляемый промокод. 

Переделка аккумулятора шуруповерта. Что нужно знать:

1) Для шуруповерта нужны высокотоковые 18650 аккумуляторы (идеально — Sony/Murata VTC5, VTC5A, VTC6. Допустимо — Samsung 25R), либо менее высокотоковые аккумуляторы, соединенные в параллель (если позволяет место).

2) Категорически нельзя использовать старые ноутбучные аккумуляторы и просто разные аккумуляторы. Все 18650 аккумуляторы в сборке должны иметь минимальный разбег емкости и прочих характеристик. Безусловно, купить высокотоковый 18650 аккумулятор на алиэкспресс — самое простое решение. Только заранее учитывайте что название модели не будет иметь никакого отношения к ячейке внутри. 4 аккумулятора, купленные одним лотом у одного продавца могут существенно отличаться по емкости и внутреннему сопротивлению. Хотя ниже по ссылке будет неплохой вариант для тех, кто не хочет паять.

Идеальный вариант — купить 18650 у проверенного продавца на том же avito, или заказать 18650 на nkon  В последнем случае придется заплатить 10 евро за доставку, но аккумуляторы будут 100% оригинальные и намного дешевле покупки на месте (что сведет оплату доставки в ноль).   Лично я много лет беру аккумуляторы именно в этом магазине.

Я делал статью о том как выбрать 18650 литий-ионный аккумулятор, если интересно — читаем ее тут

3) Подключение аккумуляторов к BMS плате производится строго последовательно: вначале 0 В затем 4,2 В, 8,4 В, 12,6 В, 16,8 В. При нарушении BMS работать не будет!

4) 18650 аккумуляторы в сборке должны быть заряжены одинаково. Лучше всего зарядить каждый аккумулятор отдельно и затем собрать в сборку.

5) Как посчитать сколько нужно 18650 литиевых аккумуляторов вместо никелевых? В целом, расчет такой:
2-3 NiCd = 1 литиевый, 5-6-7 NiCd = 2 литиевых, 8-9-10 NiCd = 3 литиевых, 11-12-13 NiCd = 4 литиевых

6) Литиевые аккумуляторы очень боятся перегрева. Идеальный вариант — точечная сварка. Пайка тоже вполне работает. Как паять 18650? Самое главное — вам нужно максимально большое жало. Свести время контакта жала и 18650 аккумулятора к минимуму и не перегреть последний. В остальном процесс не отличается от любой другой пайке. Лучше всего набить руку на тех старых аккумуляторах, которые вы будете заменять.

BMS-плата

BMS (Battery Management System) – система управления батареей. BMS-плата исключительно важна при переделке шуруповерта на литий. Зачем она нужна и как она работает? Она контролирует заряд и разряд, предотвращая переразряд и перезаряд аккумулятора шуруповерта, в нее встроен «балансир», который заряжает отдельно каждый Li-Ion аккумулятор в сборке. Последнее крайне важно! Бывают BMS без балансира! 3S — 12v, 4s — 14v, 5s — 18v Чтобы выбрать BMS плату, надо учитывать что минимальный ток должен быть 30А, иначе она будет уходить в защиту.

Вариант BMS-платы по ссылке на 2-3 доллара дороже каких-то базовых версий, но вы получаете 100А вместо 30А или 40А. На мой взгляд, по функционалу это лучшая БМС-плата с алиэкспресс и заслуживает этой символической переплаты.

Готовые сборки 18650 аккумуляторов

Для тех, кто не хочет паять, на алиэкспресс можно купить готовые сваренные 18650 сборки для шуруповёртов!

S
– число аккумуляторов последовательно (рост напряжения), P – число аккумуляторов в параллель (рост ёмкости).
Таким образом, для базового 12V шуруповёрта надо купить 3S1P или 3S2P (увеличиваем емкость), для18-20V шуруповёрт – 5S1P / 5S2P (много ёмкости). Описание моделей аккумов читайте чуть ниже

Я на 100% уверен что по ссылке никаких VTC6 не будет, но даже то что есть позволяет рассчитывать на нормальную работу, отзывы хорошие.

Индикатор питания

Простая и полезная штука, которая показывает заряд аккумулятора.

Мини-аппарат для точечной сварки

Если у вас нет желания паять или самостоятельно делать аппарат для точечной сварки из потрохов микроволновк, то вас может выручить вот этот вот инструмента.  Несмотря на исключительно компактные размеры, он совершенно рабочий и может здорово выручить. Особенно в ситуации где варить надо где-то на месте куда неудобно тащить полноценный аппарат.

Лента для сварки 18650 аккумуляторов

Если покупка готовых аккумуляторных сборок вам неинтересна, то вам однозначно потребуется лента для соединения аккумуляторов.  Ее, разумеется, можно купить и на месте. Но если вы все равно ждете ту же BMS плату с алиэкспресс, то имеет смысл заказать там и все остальное и сэкономить время на походы по магазинам.

CC/CV модуль зарядки

А вот этот CC\CV модуль нужен для тех, кто решил перевести шуруповерт на литий.  Старая-то зарядка заряжать не будет и вам потребуется это небольшой блок.  Если есть мультиметр — можно настраивать по нему. Если потратить лишние пару баксов не проблема, то можно обеспечить себе максимальную наглядность всех параметров, от напряжения до тока и купить версию с дисплеем.

Блок питания для зарядки

Внимание! Li-ion сборку необходимо заряжать строго зарядником для литиевых аккумуляторов! Зарядка для никеля не будет работать! Чтобы купить нужный блок зарядки, нужно умножить количество аккумуляторов в вашей сборке на 4.2.  Т.е. 1х188650 – 4.2v, 2 – 8.4v, 3– 12.6v и так далее.   На алиэкспресс очень много разных блоков питания, просто вбейте в поиск Power supply 4.2v (или какое-то другое необходимое напряжение)

Держатель 18650 аккумуляторов

Далеко не самая важная деталь в вашей сборке. Чтобы аккумуляторы не тряслись можно сколхозить и какие-то варианты из поролона и термоусадк. Но, если хотите чтобы все было красиво и аккуратно — лучше этих держателей ничего нет.

Силиконовый провод

Разумеется, потребуется и провод. И, скажу прямо, хороший кусок добротного, мягкого силиконового провода пригодится даже без переделки или ремонта шуруповерта.

Ну вот, собственно и все.  На алиэкспресс есть абсолютно все что вам может потребоваться для того чтобы заменить в шуруповерте старые 18650 аккумуляторы на новые или перевести шуруповерт с никеля на литий-ионные аккумуляторы.

сэкономить на покупке можно с помощью купонов и промокодов из моего обновляемого списка.

К слову, там же на алиэкспресс можно купить множество неплохих аккумуляторных инструментов (подборка один и два) и насадок для шуруповертов.

Если вы работаете с шуруповертом или любым другим инструментом, наверняка вам пригодится хороший налобный фонарь. Сейчас на алиэкспресс есть возможность купить на самом деле недорогую и хорошую модель: со встроенной зарядкой, хорошим по яркости и цветовой температуре светом, магнитом в торце (идеально для работы под капотом). Если интересно — вот мой полный обзор и сравнение Sofirn SP40

Надеюсь текст был интересен. Приглашаю вас подписаться на мои:

Канал с обзорами на UTUBE

Группа в VK, где я до публикации обзоров я выкладывают анонсом какие-то материалы из них, публикую промокоды и купоны на какие-то интересные фонарики + рассказываю о выходе новых моделей.

Канал в telegram с самыми свежими скидками и промокодами!

Все для переделки шуруповерта на литий с АлиЭкспресс

Все для переделки шуруповерта с NiCd на Li-Ion с AliExpress. В топике краткое руководство и ссылки на все необходимые компоненты.

1) Плата BMS защиты

Нужна для защиты аккумуляторов от переразряда, перезаряда, чрезмерно высокого тока и короткого замыкания (КЗ).

Определяемся с выбором. Если шурик на 12V, покупаем 3S BMS, если на 14V, то 4S BMS. Вообще рекомендую сразу же переделывать на 4S, т.к. и мощность вырастет и будет более полно использоваться батарея. Плата BMS в таком случае обязательна, иначе убьете батарею за пару месяцев! Оптимальный ток защиты по току 30-40А.

Плата 3S BMS:

Ссылка на товар — ЗДЕСЬ

Ссылка на товар — ЗДЕСЬ

Более тысячи заказов, отслеживается.

Плата 4S BMS:

Ссылка на товар (на 30А) — ЗДЕСЬ

Ссылка на товар (на 40А) — ЗДЕСЬ

Ссылка на товар (на 40А) — ЗДЕСЬ

2) Высокотоковые аккумуляторы

Необходимы хорошие банки с токоотдачей не мене 15А. Идеально подходят по соотношению цена/качество LG HE4 2500mah (желтые «бананы»), Samsung 25R 2500mah, Samsung 30Q 3000mah и LG HG4 3000mah («шоколадки»). Для шурика пойдут и перепаковки под брендом Liitokala, Varikore и прочие.

LG HG4 3000mah — ЗДЕСЬ

LG HG4 3000mah с приваренными контактами — ЗДЕСЬ

Еще один вариант с приваренными контактами — ЗДЕСЬ

Samsung 25R — ЗДЕСЬ

Samsung 30Q — ЗДЕСЬ

Более нескольких тысяч заказов везде, нормальное качество.

3) Никелевая лента для сварки/пайки

Необходима для соединения аккумуляторов в батарею. Можно использовать и обычный многожильный провод большого сечения, но лента предпочтительнее. Если будете паять, то берите перфорированную ленту!

Ссылка на товар — ЗДЕСЬ

Ссылка на товар — ЗДЕСЬ

Ссылка на товар — ЗДЕСЬ

4) Точечная сварка «на коленке»

Представляет собой два ионистора (суперконденсатора), соединенные параллельно. Заряд высокий, позволяет сваривать намертво. Покупать не менее двух, иначе заряда не хватит для нормальной сварки.

Ссылка на товар — ЗДЕСЬ

Ссылка на товар — ЗДЕСЬ

5) Стабилизатор питания

Можно попробовать заряжать от стандартного зарядного устройства, но с большой долей вероятности балансировка работать не будет. Данная плата позволяет заряжать фиксированным током до 5А (лучше не превышать 2А), подключается после выводов стандартной зарядки.

Ссылка на товар — ЗДЕСЬ

Ссылка на товар — ЗДЕСЬ

Ссылка на товар — ЗДЕСЬ

6) Минивольтметр 0,28 дюймов

Предназначен для контроля заряда. Просто и удобно. Монтируется в батарею.

Ссылка на товар — ЗДЕСЬ

Ссылка на товар — ЗДЕСЬ

Ссылка на товар — ЗДЕСЬ

7) Держатели (холдеры) для 18650 банок

Больше дополнительный аксессуар. Предназначен для защиты банок от КЗ при падениях собранной батареи. Можно просто обмотать банки изолентой, но это менее надежно.

Ссылка на товар — ЗДЕСЬ

Ссылка на товар — ЗДЕСЬ

Ссылка на товар — ЗДЕСЬ

8) Запасной электродвигатель для шурика

На всякий пожарный. Пригодится просто для запаса. Стоит копейки, около 6 баксов. Есть с шестерней и без нее.

Ссылка на товар — ЗДЕСЬ

Ссылка на товар — ЗДЕСЬ

Ссылка на товар — ЗДЕСЬ

9) Качественный припой Kaina

Паять все равно придется, поэтому используйте лучший припой всех времен и народов (без шуток). Сам был удивлен, когда попробовал. С флюсом внутри!

Ссылка на товар — ЗДЕСЬ

Ссылка на товар — ЗДЕСЬ

10) Отдельный балансир

На случай, если кто купил плату БМС без оной. Выравнивает заряд на всех банках.

Ссылка на товар — ЗДЕСЬ

Ссылка на товар — ЗДЕСЬ

11) Многоштырьковый разъем для отдельной зарядки

На случай, если не устраивает встроенный медленный балансир и планируется зарядка от модельной, типа Аймакс, Айчарджер и прочие. рекомендую вывести и раз в пару месяцев балансировать на такой зарядке. Дополнительно купите заглушку за 50 центов, чтобы грязь туда не попадала! Разъем практически не выступает за пределы корпуса.

Ссылка на товар — ЗДЕСЬ

Ссылка на товар — ЗДЕСЬ

Ссылка на товар — ЗДЕСЬ

Пока на этом заканчиваю. Если тема будет интересна, в следующем топике расскажу как все это соединить воедино, плюс пару лайфхаков использования, 😉

Еще интересное:

Подборка автотоваров ЗДЕСЬ

Предыдущая автоподборка ЗДЕСЬ

Еще одна автоподборка ЗДЕСЬ

Предыдущаяподборка автотоваров ЗДЕСЬ

Предыдущие подборки ЗДЕСЬ, ЗДЕСЬи ЗДЕСЬ

Еще одна интересная подборка ЗДЕСЬ и ЗДЕСЬ

Либо смотрите в моем профиле ЗДЕСЬ

Первая часть насадок для электроинструмента ЗДЕСЬ

Вторая часть насадок для электроинструмента ЗДЕСЬ

Третья часть насадок для электроинструмента ЗДЕСЬ

Больше интересных товаров по выгодным ценам смотрите в группе GOODSFM

Как переделать шуруповерт на литий ионные аккумуляторы

Шуруповерт настолько тесно втиснулся в жизнь современного человека, что без него не обходится ни один ремонт или строительные работы в доме и на производстве. Главное удобство инструмента в его мобильности, что обеспечивается за счет съемного автономного аккумулятора. Именно поэтому рассматриваемое устройство и получило название «аккумуляторный шуруповерт». Часто при эксплуатации возникает вопрос о том, как переделать аккумулятор шуруповерта, так как никель-кадмиевые батареи имеют большой недостаток по сравнению с литиевыми — это низкий срок службы. Чтобы не покупать новый электроинструмент с литиевой батареей, можно модернизировать старую АКБ, заменив в ней никель-кадмиевые банки.

Что такое аккумулятор шуруповерта и какими бывают АКБ

Портативность шуруповерта обеспечивается за счет применения независимого источника питания. В качестве такового источника выступает аккумуляторная батарея, принцип работы которой аналогичен обычной батарейке для часов или пульта дистанционного управления. Только аккумулятор для электроинструмента имеет напряжение в несколько десятков раз больше, чем обычная пальчиковая батарейка.

Аккумулятор в действие приводит двигатель шуруповерта. При вращении якоря электромотора происходит передача момента вращения на редуктор. Редуктор понижает или повышает скорость вращения (в зависимости от установленного режима) рабочего органа — патрона, в котором фиксируются насадки. Независимый источник питания в роли аккумулятора на шуруповерте — это ключевой элемент, без которого работа устройства просто невозможна.

Часто владельцы недорогих шуруповертов сталкиваются с такой ситуацией, как быстрый разряд батареи. Причиной того является материал изготовления независимого источника питания. Различают три основных вида аккумуляторов для шуруповерта:

  • Никель-кадмиевые — самые простые, недорогие и недолговечные. Еще одним недостатком такого материала является небольшой запас заряда
  • Никель-металлгидридные — усовершенствованная модификация кадмиевых, которые обладают повышенной устойчивостью к частым зарядам и разрядам (но при этом они быстро разряжаются). Воздействие низких температур негативно отражается на продолжительности работы источника
  • Литий-ионные — это новая эра аккумуляторов, которые не только держат долго заряд (медленное расходование за счет большой емкости), но еще и способны служить не менее 10 лет

Часто владельцы только после покупки шуруповерта, который поставляется с никель-кадмиевым аккумулятором, осознают о том, что «нужно было выбирать электроинструмент с литиевой батареей». Причину покупки электроинструмента с никель-кадмиевым источником также легко объяснить, ведь с таким АКБ прибор стоит в несколько раз дешевле. Если не верите, можете сравнить цену на шуруповерты в интернет магазине Цилиндр.

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.

Можно ли переделывать АКБ шуруповерта достоинства и недостатки

Итак, если поставлена цель переделки старого аккумулятора электроинструмента на литий, то для начала сопоставим все достоинства и недостатки этой задумки. По сути переделка прибора является «самопалом», что в итоге может привести к поломке самого шуруповерта. Это нужно учитывать еще при размышлении до реализации задумки. Самое опасное в таком подходе — это наличие вероятности сгорания электродвигателя, но уместно это только в том, случае, если неправильно рассчитать подающее напряжение.

Перед тем, как переделать шуруповерт на литий ионные аккумуляторы, нужно выяснить все достоинства (они же плюсы) такого подхода:

  • Малая энергетическая плотность литий ионных источников, что отражается на весе АКБ. После переделки вес АКБ уменьшится на 100-180 грамм
  • Быстрый заряд литиевых аккумуляторов в отличие от кадмиевых
  • Полное отсутствие эффекта памяти у литий-ионных устройств. Если индикатор показывает, что остается немного заряда, то можно поставить батарею на зарядку, не дожидаясь ее полного разряда

Все эти достоинства указывают на то, что все-таки есть смысл произвести переделывание АКБ шуруповерта с никель-кадмия на литий-ион. Однако не будем торопиться, и разберемся с недостатками литиевых источников питания:

  1. Трудности сборки АКБ соответствующего номинала. Такие трудности связаны с тем, что одна банка li-ion выдает 3,6-3,7 вольта, а аналогичные элементы Ni-Cd и Ni-MH имеют 1,2 вольта. В итоге получается, что для сбора 12-вольтового аккумулятора нужно взять 10 кадмиевых банок, а вот получить аналогичное напряжение из лития не получится, так как 3,7*3=11,1 вольт, что недостаточно, а если использовать 4 элемента, то напряжение будет завышенным, что приведет к выходу из строя электромотора. Изготовить АКБ на шуруповерт, который имеет номинал 12 В, из литий ионных источников практически невозможно. При большом желании можно использовать микросхему для ограничения напряжения
  2. Размеры литиевых банок больше (они длиннее), чем кадмиевые, даже при условии, что их нужно в 2 раза меньше. Кроме банок, в конструкцию корпуса АКБ нужно также вместить контроллер заряда-разряда (это небольшая электронная плата)
  3. Необходимость переделывания не только аккумулятора, но еще и зарядного устройства, так как после переделки понадобится повысить выходное напряжение. Что не переделывать заводской блок питания, хотя это не занимает много времени, можно купить универсальное зарядное устройство для аккумулятора шуруповертов
  4. Заряд снижается с понижением температуры, поэтому эксплуатировать прибор на улице в сильные морозы не рекомендуется
  5. Высокая стоимость литиевых банок в отличие от кадмиевых
  6. Контроль заряда в пределах от 2,7 до 4,2 вольта. Если не соблюдать эти параметры, то АКБ может выйти из строя

У процесса перехода на литиевые источники есть много недостатков, поэтому после их выяснения, у многих сразу отпадает желание переделывать аккумулятор шуруповерта, так как его проще отремонтировать. Если все эти недостатки не являются для вас преградой, тогда переходим к реализации задумки.

Подготовка к переделке шуруповерта аккумулятора

Процесс подготовки основывается на выборе источников питания. Для этого изначально выясняем, какой параметр напряжения имеет старый аккумулятор. Если штатная АКБ не работает, то не спешите ее утилизировать. Ведь от нее нужен корпус, в котором и понадобится разместить новые литиевые банки.

Если напряжение электроинструмента составляет 14 вольт или 18 вольт, то реализовать переделку будет проще, чем на 12 В. Выбирать для реализации задумки нужно литиевые банки типа 18650. При их покупке требуется учитывать емкость и разрядный ток, величина которого должна быть не менее 20-30 ампер. Если величина напряжения устройства составляет 18В, тогда понадобится 5 литиевых банок.

Это интересно! Чтобы узнать величину напряжения, которую выдает старый кадмиевый аккумулятор, нужно подключить к его выводам щупы мультиметра и измерить разность потенциалов. Если батарея повреждена или нерабочая, то аналогичную манипуляцию нужно произвести для зарядного блока.

На завершающем этапе подготовки понадобится также выбрать контроллер (микросхема для защиты новых элементов от перегрева). Выбирается он по номинальному напряжению и току. Если брать 4 банки по 3,7 вольт, тогда понадобится контроллер соответствующего номинала 14,5В. Величина рабочего тока должна быть меньше в 2 раза, чем предельно допустимое значение.

Если предельно-допустимая величина тока составляет 25-30 Ампер (при подключении прибора на зарядку или в момент пуска электромотора инструмента), тогда контроллер нужно выбирать со значением тока в 2 раза меньше — 12-15А. Контроллер понадобится отдельно приобрести, как и литиевые банки. Теперь, когда известно, что нужно для переделки аккумулятора шуруповерта, можно приступать к реализации задачи.

Как переделать аккумуляторный шуруповерт на литиевый аккумулятор

Когда все необходимые материалы и инструменты подготовлены, можно выяснить, как переделать шуруповерт на литий ионные аккумуляторы. Инструкция по переделке аккумулятора шуруповерта на литий имеет следующий вид:

  1. Для начала нужно разобрать пластиковый корпус штатного аккумулятора. Обычно шуруповерты, если комплектуются никель-кадмиевые АКБ, то в наборе их присутствует 2 штуки. Когда первый выходит из строя, значит использовать его в качестве донора, из которого изготавливается модернизированная версия источника питания
  2. Чтобы разобрать корпус источника, нужно вывинтить 3, 4 или 6 крепежных элементов. Внутри корпуса обнаружится соответствующее количество никель-кадмиевых банок (10 и более штук)
  3. Все банки соединены последовательно, что в итоге позволяет получать суммарное напряжение. На этом этапе можно сделать паузу, и подумать о том, что намного проще обнаружить вышедшую из строя никель-кадмиевую банку, и заменить ее. Для ремонта кадмиевой батареи можно купить купить аккумуляторную банку Ni-Cd на шуруповерт в Цилиндре, и запаять ее вместо той, которая имеет пониженное напряжение (не держит заряд)
  4. Наша основная цель не просто отремонтировать устаревшую кадмиевую батарею, а заменить в ней банки на литиевые источники. Для этого удаляем все банки путем перекусывания контактов
  5. На корпусе должен остаться только контактный разъем с плюсовой и минусовой клеммами, а также термодатчик
  6. Термодатчик не удаляется, так как если его выпаять, то при подключении модернизированной батареи к зарядному блоку, он не включится (не будет заряжать)
  7. Если кто не силен в электронике, то контроллер нужен обязательно, так как его главное назначение — это защита элементов от перегрева
  8. Когда корпус аккумулятора шуруповерта готов к принятию новых литиевых банок, их необходимо спаять между собой последовательно. Для спаивания используется провод сечением не менее 2,5 кв. мм. Если использовать провод меньшего сечения, то при прохождении больших токов произойдет снижение мощности устройства
  9. Спаивать банки литиевые нужно быстро, чтобы они не нагревались, или же воспользоваться точечной сваркой. Чтобы быстро припаять провод к банке, понадобится мощный паяльник мощностью выше 60 Вт
  10. К соединенным последовательно банкам нужно припаять контроллер. Схема соединения показана на фото
  11. Даже если вы не разбираетесь в электронике, то согласно схемы на фото выше, не составит большого труда спаять соответствующие провода
  12. Теперь полученную конструкцию с припаянными клеммами нужно разместить внутри корпуса
  13. После того, как аккумулятор шуруповерта переделан, нужно собрать его, и произвести тестовое испытание на инструменте. Если работает шуруповерт с модернизированной батареей, то и будет ее заряжать блок

Это интересно! По желанию можно в корпус аккумулятора установить цифровой вольтметр, который будет показывать величину напряжения. Только сразу же не забывайте установить переключатель, чтобы иметь возможность выключать измеритель напряжения, иначе он будет постоянно показывать величину и при этом разряжать батарею.

Никаких трудностей в процессе реализации работ практически не возникает, если все составные детали выбраны правильно. Теперь, если собираетесь модернизировать портативный электроинструмент (причем не только шуоуроверт, но и портативные угловые дрели, болгарки), то с наличием инструкции, как переделывается аккумулятор шуруповерта, не составит большого труда реализовать процесс самостоятельно в домашних условиях.

После сборки самодельного устройства, его можно установить в инструмент и испытать качество функционирования. Однако вскоре возникнет необходимость зарядить переделанный аккумулятор, поэтому разберемся, как это сделать.

Зарядка переделанного аккумулятора шуруповерта

Если при переделке аккумулятора термодатчик остался на месте, то можно смело подключать модернизированную батарейку к штатному зарядному блоку и заряжать его. Чтобы исключить перегревание банок, в конструкции АКБ предусмотрена установка микроконтроллера. При постановке на зарядку АКБ нужно учитывать один момент — это величина зарядного напряжения блока должна быть выше номинала аккумулятора. Если величина напряжения на блоке меньше, тогда нужно произвести небольшую реконструкцию зарядного устрйоства.

Инструкция по правильной зарядке литий-ионного аккумулятора предусматривает соблюдение следующих рекомендаций:

  1. Заряжать модернизированный аккумулятор теперь можно не только после полного разряда АКБ, но и в любой подходящий момент, например, во время перерыва при работе
  2. Литиевые аккумуляторы быстрее набирают заряд, поэтому время зарядки сокращается с 5-8 часов до 2-3, что зависит от емкости устройства
  3. На зарядных имеются индикаторы, которые сигнализируют о завершении заряда путем загорания зеленого светодиода

Теперь с поставленной задачей, как переделать аккумуляторы шуруповерта, сможет справиться каждый, кто поставил себе такую цель. Зачем переделывать источник питания от шуруповерта на литий, многие не понимают, однако спустя несколько лет пользования электроинструментом, такой вопрос начинают задавать себе большинство владельцев винтовертов. Переделать под литий аккумулятор не составляет большого труда, тем более, если вам интересна эта процедура. И не важно, какой марки ваш инструмент — Макита или Эдон, главное, чтобы при переделке соблюдалась инструкция от самого начала и до конца.

Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы (Li Ion) инструкция

Уже несколько десятилетий при различных работах используют шуруповерты. Эти приборы питаются от никелевых или кадмиевых аккумуляторов. Но прогресс не стоит на месте, ученые нашли замену таким устаревшим батареям. Их заменили литиевые аналоги. Чтобы пользоваться таким аккумулятором, необходима переделка шуруповерта. Литиевая батарея повысит технические характеристики старого инструмента. Причем такую переделку, возможно, выполнить самостоятельно, не прибегая к услугам специальных фирм.

Замена аккумуляторов

Литиевый аккумулятор шуруповерта отличается рядом преимуществ, которые отсутствовали в кадмиевых аналогах.

Энергетическая плотность АКБ шуруповерта Li ion намного выше. Батарея с литиевыми банками отличается небольшим весом, причем напряжение 12 вольт, а также емкость аккумулятора, остается неизменными. Литиевые батареи заряжаются быстрее ионных аппаратов. Безопасная зарядка длится около 60 минут.

Литий-ионные батареи не обладают «эффектом памяти». Иными словами, их не нужно полностью разряжать, чтобы поставить на зарядку. Среди положительных качеств литиевой батареи, существует и ряд недостатков, которые требуется учитывать:

  • Зарядка литиевых аккумуляторов не должна быть выше 4,2 вольта, а разрядка выше 2,7 вольта. Но это теоретические данные. В настоящей жизни интервал становится еще хуже. При несоблюдении установленных значений, аккумулятор просто перестанет функционировать. Чтобы избежать такой ситуации, после переделки шуруповерта на литий, нужно установить в шуруповёрт специальный контроллер разряда, а также его зарядки.
  • Один Li ion имеет напряжение3,63,7 В. У никелевой батареи оно не больше 1,2 вольта. Другими словами переделка шуруповерта на материал li ion вызывает проблемы, связанные со сборочным процессом батареи, у которой номинальное напряжение равно 12 вольтам. Три литиевых банки, соединенные последовательно, дают напряжение 11,1 вольта, четыре 14,8 В.Изменятся предельные значения напряжения заряда. Иными словами, переделка аккумулятора для шуруповерта связана с решением проблемы совместимости новой батареи с инструментом.
  • Для переделки кадмиевого аккумулятора шуруповерта, умельцы используют литиевые банки 18650. Их габариты отличаются от никелевых банок. Переделка аккумулятора для шуруповерта, требует также предусмотреть установку контролера, которому потребуется дополнительное место.
  • После переделки зарядное устройство никелевых батарей придется доработать, или воспользоваться универсальной зарядкой.
  • Минусовые температуры отрицательно сказываются на работе ионных аккумуляторов. Поэтому таким переделанным шуруповертом не всегда можно работать вне помещения.
  • Стоимость литиевых батарей намного выше кадмиевых аналогов.

Алгоритм переделки АКБ на литий ионную батарею

Как переделать шуруповерт, чтобы получить наивысшую производительность? Для этого требуется строго выполнять некоторую технологическую последовательность.

Подбор подходящего аккумулятора

Соединение батарей делается последовательным, Поэтому номинал напряжения каждого элемента суммируется с последующим. То есть, чтобы получить 14, 4 вольта, потребуется четыре элемента с напряжением 3,3 В.

Чтобы переделать аккумуляторный шуруповерт, нужно покупать миниатюрные батареи только известного производителя. К примеру, аккумуляторы марки LiFePO4, выпущенные фирмой Sistem A123. Емкость элемента достигает 2 300 мА/ч. Этого значения достаточно, для эффективной работы электрического инструмента. Дешевые батареи, сделанные в Китае, не дадут большого эффекта. Они быстро выйдут из строя.

При выборе батареи для переделки, нужно чтобы на выводах были расположены медные полоски. Паять такие элементы намного проще.

Подбор инструментов и материалов

Технология пайки отличается своей спецификой. Температура жала паяльника постоянно высокая. Если АКБ длительное время продержать при таком термическом воздействии, она быстро испортится. Поэтому нагрев паяльника должен быть минимальным.

Чтобы такое произошло, необходимо обычную канифоль заменить паяльной кислотой. Ее можно приобрести в магазине радиодеталей. Для такого процесса придется также приобрести паяльник с мощностью, достаточной для плавки припоя в минимально короткие сроки. Наиболее подходящим будет бытовой паяльник с мощностью 65 ватт. При 100 ваттах АКБ все время будет перегреваться.

Паяльные работы требуют большого опыта. Например, 40 ватный паяльник будет долго нагреваться, можно просто «переборщить». Чтобы начать переделывать ion аккумуляторы, необходимо приобрести следующие детали:

  • Батарея 18650.
  • BMS плата CF-4S30A-A/
  • Провода, сечением 2,5 кв. мм.
  • Паяльник.
  • Корпус старой батареи.

Несколько слов о BMS плате

Она предназначена для осуществления контроля над зарядом или разрядом батареи. CF-4S30A-A рассчитана на четыре банки из аккумуляторных батарей 18650, дающих разрядный ток 30А. Плата оборудована специальным «балансиром». Он выполняет функции контроля заряда каждого элемента отдельно. Это позволяет полностью исключить возможность неравномерной зарядки. Чтобы плата правильно функционировала, батареи для сборки должны иметь одинаковую емкость. Желательно чтобы они были взяты из одного и то же блока.

Промышленность выпускает большое количество плат BMS, отличающихся своими технологическими характеристиками. Для переделки аккумулятора шуруповерта, плата, работающая на токе, значение которого менее 30А, не очень подходит. Она будет постоянно включать режим защиты.

Чтобы восстановить работу, некоторым платам требуется кратковременная подача зарядного тока. Чтобы такое сделать, придется удалить аккумулятор из корпуса, снова подключить к нему зарядное устройство. Плата CF-4S30A-A такого недостатка не имеет. Достаточно отпустить курок включения шуруповерта, если отсутствует ток вызывающий короткое замыкание, плата включится автоматически.

Переделанный аккумулятор на этой плате можно заряжать универсальной зарядкой. Последние модели, компания «Интерскол» комплектует многофункциональными зарядками.

Монтаж литий-ионной батареи

Безусловно, любой монтаж требует предварительно подготовки. Она включает в себя несколько очень важных моментов. Прежде чем, начать паять детали, необходимо определить, как будет устроен отсек крепления аккумулятора. Все нужные элементы должны без труда в нем умещаться.
Затем новые литиевые батарейки скрепляют скотчем. Так как контакты со временем окисляются, перед пайкой их зачищают мелкозернистой шкуркой.

Нюансы паяльного процесса

Сначала контактную часть аккумулятора тщательно обезжиривают. Затем проводят лужение, нагревая приложенный припой. Для лужения больше всего подходит припой ПОС-40.

Прикосновение паяльника с контактом АКБ не должно превышать 2 секунды. Требует особого внимания процесс пайки плюса батареи. Самыми подходящими считаются перемычки из медных проводов, сечением более 2,5 мм. кв. На все провода одевают кембрик, играющий роль хорошего изолятора.

Соединение мини-аккумуляторов должно проводиться специальными перемычками согласно разработанной схеме. Перемычками могут стать металлические полоски или тонкие провода.

На заключительном этапе выполняется подсоединение проводов к сделанным выводам отсека, предназначенным для батареи. Если монтаж сборного блока затруднен, необходимо удалить ребра жесткости. Так как они сделаны из пластмассы, их легко перекусить обыкновенными бокорезами.

Схема распайки контактов

Чтобы подключиться к ЗУ требуется подобрать разъемы, которые соответствуют конкретной модели. Припайка соединительных кабелей выполняется по электрической схеме:

Разъемы для подключения к зарядному устройству выбираются в зависимости от его модели. Оба соединительных кабеля припаиваются по схеме.

  • «+» – 5 и 9.
  • «–» – 1 и 6.
  • Балансировочные контакты (по возрастающей) – 2, 7, 3, 8 и 4.

Несколько полезных советов

Безусловно, установка литий-ионных аккумуляторов имеет большое число положительных качеств:

  • Отсутствие «памяти».
  • Минимальный самозаряд.
  • Можно эксплуатировать инструмент при минусовой температуре.
  • Большой срок эксплуатации (8лет).

Однако эти аккумуляторы отличаются высокой чувствительностью к технологическому процессу зарядки. Напряжение должно всегда иметь минимальные значения, в противном случае АКБ Li-ion быстро придет в негодность. Для выполнения таких условий, необходимо другое ЗУ, стоимость которого на порядок выше. Родное ЗУ шуруповерта не сможет зарядить литий-ионную батарею.

Сказать однозначно, какой аккумулятор для шуруповерта лучше, невозможно. Срок их эксплуатации зависит от аккуратного обращения, от точного соблюдений инструкции, прилагаемой производителем.

Популярные модели

Сегодня АКБ выпускают многие производители. Среди такого большого ассортимента литий-ионных систем, самым востребованным считаются:«Bosh» 10,8, с техническими характеристиками:

  • Емкость – 1,3 А/час.
  • Напряжение – 10,8 В.
  • Габариты -110 х 54 х 52мм.
  • Гарантия -1 год.
  • Мощность – средняя.

Если говорить о никель-кадмиевой батареи, наиболее востребованными остаются марки:

Российские аккумуляторы рассчитаны на небольшое напряжение, отличаются от импортных моделей только ценой. Они намного дешевле, но при этом не уступают своими техническим показателям. Самыми известными считаются модели:

  • «Кратон».
  •  «ЗАКБ».

Заключение

Литиевые аккумуляторы всегда считались самыми технологичными устройствами. Но инструмент с такими батареями стоит намного дороже. Можно, конечно, переделать свой аппарат и избавиться от кадмиевых батарей. Однако это вызовет другие проблемы. Поэтому, решение о переделке шуруповерта на литий каждый принимает сам, в зависимости от обстоятельств.

Интересные видео про переделку аккумулятора шуруповерта


Как осуществляется замена аккумуляторов в шуруповерте на литиевые: инструкция

Литий-ионные аккумуляторы совершенно заслуженно считаются лучшими источниками питания для современных гаджетов и электрического инструмента. Они обеспечивают повышенную мощность, имеют большую емкость, благодаря чему обеспечивается длительная автономная работа тех или иных устройств. Именно поэтому многие владельцы шуруповертов пытаются установить Li-ion аккумуляторы вместо кадмиевых или металлогидридных. Существует ли возможность сделать это без нанесения инструменту вреда? Именно в этом вопросе мы будем разбираться ниже.

Преимущества и недостатки замены аккумуляторов

Если у вас дорогостоящий шуруповерт Бош или мощная японская Макита, следует хорошо подумать, прежде чем выполнять такую замену. Несмотря на все достоинства источников питания Li-ion, существует риск выхода из строя и самих АКБ, и электроинструмента. Поэтому для начала нужно взглянуть на те плюсы и минусы, которые повлечет за собой замена.

Читайте также: Что делать, если заливает свечу на бензопиле

Аргументы в пользу Liion

Как уже говорилось выше, литий-ионные банки работают значительно дольше в автономном режиме, чем остальные. Кроме того, они обладают несколькими дополнительными преимуществами:

  1. Быстрая зарядка. Если батарею Ni-Cd нужно заряжать около 7 часов, то для Li-ion будет достаточно всего 60 минут.
  2. Высокая энергетическая плотность обеспечивает небольшой вес батарей, что повысит удобство использования шуруповерта.
  3. Благодаря отсутствию эффекта памяти, Li-ion аккумуляторы можно заряжать без необходимости полной разрядки.
  4. литий-ионные батареи обеспечивают более мощную работу шуруповерта.

Что не так с батареями Liion

Помимо неоспоримых преимуществ, существует еще и целый ряд недостатков переделки шуруповерта под литий-ионные аккумуляторы:

  • возможные проблемы с совместимостью, связанные с тем, что напряжение литиевых источников питания в три раза выше, чем этот же показатель у кадмиевых и металлогидридных батареек (3,6 против 1,2 V).
  • Необходимость установки контроллера, который будет следить за уровнем заряда. Этого этапа избежать не удастся, так как источники питания Li-ion нельзя разряжать ниже 2,7 V и заряжать более 4,2 V.
  • Размер аккумуляторов 18650 больше, чем у кадмиевых элементов. Поэтому они могут просто не уместиться в батарейном блоке.
  • Высокая цена литий-ионных банок.
  • Необходимость вместо блока питания 12 В использовать БП 18 V.
  • Нестабильная работа при низкой температуре воздуха. Если вы рассчитываете использовать шуруповерт на улице в зимний период, могут возникнуть серьезные проблемы с автономной эксплуатацией.

Вы приняли твердое решение, и никакие аргументы «против» не смогут вас остановить? Тогда можно приступать к замене, которая выполняется в несколько этапов.

Последовательность работ по установке литиевых аккумуляторов в шуруповерт

Для начала разбираем батарейный блок, извлекаем из него кадмиевые аккумуляторы и безжалостно откусываем их от разъема. Кроме того, снимаем температурный датчик, который призван обеспечивать защиту банок от перегрева. Далее замена кадмиевых аккумуляторов в шуруповерте на литиевые источники питания выполняется таким образом:

  1. Подбираем контроллер, который будет автоматически отсекать подачу тока при достижении напряжения в 4,2 В. Или сигнализировать о необходимости зарядки, если оно снизится до 2,7 V. Покупайте контроллер с термопарой, который дополнительно устранит риск перегрева.
  2. Последовательно соединяем аккумуляторы между собой.
  3. К получившейся сборке подсоединяем контроллер и подключаем балансировочные точки к специальному разъему.
  4. Припаиваем плюсовой и минусовой вывод.
  5. Помещаем аккумуляторы в батарейный блок.

Как видите, процедура довольно проста и при наличии опыта занимает не более 1-2 часов. Если вы впервые решились покопаться в современной электронике, то очень пригодятся приведенные ниже советы по соединению аккумуляторов между собой:

  • Сборка изготавливается с использованием тонких металлических полос. Не мудрствуя лукаво их можно просто вырезать из обычной консервной банки.
  • Поверхность соединительной полоски и аккумулятора обрабатывается спиртом, чтобы обеспечить хороший контакт в будущем.
  • Соединение банок с металлической полосой выполняется посредством контактной сварки. Все дело в том, что аккумуляторы Li-ion могут неадекватно отреагировать на длительное тепловое воздействие паяльником и просто взорваться. При контактной сварке нагрев длится всего несколько секунд, поэтому подобные проблемы исключаются полностью.
  • Чтобы пластина не отвалилась от малейшего механического воздействия, потребуется несколько точечных соединений.
  • Импульс сварки необходимо устанавливать таким образом, чтобы исключить перегрев аккумуляторов.
  • Полученный комплект нужно прочно соединить изолентой или скотчем.

Наконец, не забывайте о строгом соблюдении полярности соединяемых между собой аккумуляторов. Ошибки вряд ли вызовут аварийную ситуацию, но заряжаться сборка точно не будет.

Как приблизить литий-воздушные батареи к практике

Электрохимические элементы использовались для исследования процессов, происходящих в литий-воздушных батареях. Предоставлено: Даниил Иткис.

Ученые факультетов материаловедения и химии МГУ им. М.В. Ломоносова работают над усовершенствованием литий-воздушных аккумуляторов, которые могут значительно превосходить основные параметры литий-ионных систем. Результаты исследования доступны в статье, опубликованной в Journal of Physical Chemistry C .

Разработка более легких и мощных аккумуляторов с большей емкостью хранения энергии является ключевой исследовательской задачей. Одна из возможностей — заменить современные литий-ионные батареи так называемыми литий-воздушными батареями. Такие батареи смогут аккумулировать в пять раз больше энергии, чем литий-ионные. Это может иметь серьезные последствия для электромобилей, в которых теперь используются литий-ионные батареи.

Ученые МГУ им. М.В. Ломоносова изучают процессы электрохимического восстановления кислорода в литий-воздушной батарее. Когда литий-воздушная батарея разряжается, отрицательный электрод, представленный литиевой фольгой, растворяется, образуя ионы лития, которые перемещаются через слой электролита к положительному электроду. Положительный электрод представляет собой пористую углеродную губку, смоченную электролитом. Атмосферный кислород, поступающий в элемент из окружающей среды, растворяется в электролите и достигает углеродного положительного электрода.На границе раздела углерода и электролита происходит один из ключевых процессов — электрохимическое восстановление кислорода. Молекулы кислорода получают электроны от углеродного материала, а затем соединяются с ионами лития. В результате получается продукт разряда батареи, а именно твердая перекись лития, которая оседает внутри пор в углероде. Однако перекись образуется не сразу. Во-первых, образуются очень активные частицы — супероксид-анионы. Через некоторое время эти виды превращаются в конечный продукт.

Литий-ионный аккумулятор

работает иначе; в нем нет металлического лития — отрицательный и положительный электроды содержат ионы лития (отсюда и название).Удельная энергия современной литий-ионной батареи составляет около 220-240 Втч / кг (в расчете на массу элемента с включенным аккумуляторным отсеком). Активные материалы, содержащие ионы лития, составляют более половины веса ячейки. Остальное относится к электролиту, токосъемникам, материалам корпуса и различным добавкам. Поскольку нет необходимости в активных материалах для размещения ионов лития в литий-воздушной батарее, масса батареи меньше. По этой причине в таких батареях можно получить гораздо более высокую удельную энергию.

Даниил Иткис, старший научный сотрудник кафедры неорганической химии химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, один из соавторов, говорит: «Восстановление кислорода в таких литий-воздушных батареях проходит с большим трудом, через много этапов и достигается за счет множества побочных реакций.Типичное для многих исследователей и новаторов стремление обеспечить максимально быструю коммерциализацию таких аккумуляторов, которые могли бы иметь гораздо более высокие характеристики по сравнению с литий-ионными, не удалось из-за отсутствия глубокого понимания процессов, происходящих внутри аккумулятор »

На данный момент невозможно перезарядить воздушно-литиевую батарею более нескольких раз. После нескольких циклов перезарядки углеродный положительный электрод электрически пассивируется. Это связано с побочными реакциями с промежуточными частицами — супероксид-анионами.Эти частицы настолько активны, что вызывают окисление электролита и угольного электрода. В этом процессе материалы повреждаются, и электролит расходуется на эти побочные реакции. Поиск болезненных мест в углеродном материале, которые страдают от таких побочных процессов, поможет ученым приблизить литий-воздушные батареи к практике и, следовательно, перенести их из лаборатории на крупномасштабное производство.

Ранее ученые МГУ им. М.В. Ломоносова в сотрудничестве с американскими коллегами обнаружили, что восстановление кислорода может происходить по-разному в зависимости от особенностей используемого электролита.Теперь научная группа Даниила Иткиса показала, что механизм реакции может меняться также в зависимости от степени несовершенства материала углеродного электрода. В своем проекте ученые сравнили, как этот процесс протекает на разных моделях графитовых электродов. В своей более ранней работе ученые предположили, что атака супероксид-анионов на углеродные материалы началась в местах, где есть дефекты в углероде. В текущем исследовании ученые доказали эту гипотезу на электролитах, часто используемых в исследованиях литий-воздушных батарей.

Даниил Иткис продолжает: «В целом результат неутешительный, поскольку в реальности нет углеродных материалов без недостатков. Это означает, что мы должны искать способы помочь сдвинуть область, где протекает реакция, дальше от углеродного материала. Сейчас мы активно думаем над этим вопросом. Сейчас сложно сказать, будут ли воздушно-литиевые батареи дешевле или дороже литий-ионных. Можно было предположить, что они будут дешевле. Но проблема часто скрывается в деталях.Может оказаться, что для того, чтобы достичь перезаряжаемости, нам придется добавить очень дорогие присадки. Могу сказать, что мы не получим никаких прототипов до 2020-2025 годов ».


Может ли батарея с морской водой помочь положить конец нашей зависимости от лития?


Дополнительная информация:
Алина И.Белова и др., Механизм восстановления кислорода в апротонных литий-воздушных батареях: роль структуры поверхности углеродного электрода, The Journal of Physical Chemistry C (2017). DOI: 10.1021 / acs.jpcc.6b12221

Предоставлено
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Цитата :
Как приблизить к практике литий-воздушные батареи (2017, 31 января)
получено 29 ноября 2020
с https: // физ.org / news / 2017-01-lithium-air-battery-close.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Как я могу проверить аккумулятор macbook pro?

Дэннисон написал:

Как и предполагалось — без ответа…. кажется, это яблочное сообщество несколько «заносчиво» — и «заносчиво» — обращается с нами, плебсами, как … ну, плебсами ….! Не дружественный форум (ИМО)

Вы ошибаетесь на 100%, около 40 человек на этой доске отвечают на тысячи вопросов в день.

Доска пролетает незаметно и нет ответов.

Некоторые люди, отвечающие на вопросы, также спят по несколько часов каждые 24 часа. А поскольку вопросы на этой доске поступают со всего мира, когда кто-то встает, другой человек спит.и т.д. и т.п.

Загрузите это бесплатное приложение для постоянного тестирования аккумулятора:

http://www.coconut-flavour.com/

С coconutBattery вы всегда будете в курсе текущего состояния батареи. Он показывает вам живую информацию о вашей батарее, например, как часто она заряжалась и какова текущая максимальная емкость по сравнению с исходной емкостью , которая была у вашей батареи, когда она покинула завод. Вы также можете сохранить текущую максимальную емкость вашей батареи.Таким образом, вы можете видеть изменения состояния вашей батареи с течением времени.

Итак, каким должен быть уровень заряда / счетчик циклов, например, для новой батареи — как найти такую ​​информацию?

Новое из коробки от 2 до 5 циклов, однако циклы не учитывают и не означают ничего, кроме старости батареи.

Кратковременное злоупотребление убивает аккумулятор, это то, о чем вы должны беспокоиться, а НЕ счетчик циклов.

DoD (глубина разряда) гораздо важнее для износа аккумулятора Macbook, чем простой подсчет циклов зарядки.* Нет установленной «мили» или износа от цикла зарядки в целом ИЛИ в частности. Таким образом, вопреки популярной концепции, подсчет циклов не является окончательным, а скорее является количеством глубокой DoD в усредненной шкале его использования и условий зарядки.

(очень грубая аналогия: 20000 жестких миль пробегают автомобиль по сравнению с 80000 хороших миль, если что-то подобное)

Перейти к значку Apple вверху слева> об этом Mac

ИЛИ, проще, просто используйте это бесплатное приложение для проверки всей информации:

используйте это БЕСПЛАТНОЕ небольшое тестовое приложение для проверки (большинство людей здесь используют его для диагностики)

http: // www.etresoft.com/etrecheck

EtreCheck — это небольшое простое приложение, отображающее важные детали конфигурации вашей системы и позволяющее копировать эту информацию в буфер обмена. Он предназначен для использования с сообществами поддержки Apple, чтобы помочь людям помочь вам с вашим Mac. EtreCheck автоматически удаляет любую личную информацию из выходных данных.

Общие сведения о MacBook Аккумулятор

Вопреки распространенным мифам о батареях для ноутбуков, в вашем Macbook есть схема защиты, поэтому вы не можете «перезарядить» ноутбук, когда он подключен и уже полностью заряжен.

Однако, если вы не планируете использовать ноутбук в течение нескольких часов, выключите его (подключенный к розетке или иным образом), поскольку не требует, чтобы Macbook «всегда был подключен к сети и находился в спящем режиме».

Многие эксперты по аккумуляторным батареям называют использование литий-ионных элементов «правилом 80%» , что означает использование 80% полного заряда или около того, а затем перезарядку для увеличения общего срока службы. Основное количественное повреждение, нанесенное при использовании литиево-ионных батарей , — это случаи, когда внутренняя батарея ноутбука «часто разряжается очень низко». — это плохое общее использование батареи ноутбука.

Человек, который, например, имеет 300 циклов зарядки на своей батарее и подзаряжается, скажем, на 40% оставшихся от 100% заряда, имеет лучшее состояние аккумулятора, чем, скажем, другой человек, у которого есть 300 циклов зарядки на своей батарее и который перезарядка, скажем, 10-15%, оставшаяся при 100% заряде. DoD (глубина разряда) намного важнее для износа аккумулятора Macbook, чем количество циклов зарядки. В частности, нет установленной «мили» или износа от цикла зарядки. Частая высокая глубина разрядки (очень низкий разряд батареи) литиевой батареи ускоряет снижение максимальной емкости батареи.

Все батареи в любом устройстве являются расходными материалами, которые в конечном итоге подлежат замене по прошествии длительного времени, даже при идеальных условиях использования.

➕Если бы огромный объем данных, который существует на литиевых батареях, нужно было сжать в простой, полезный и запоминающийся бит информации, это был бы:

1. Хотя это кажется немного непрактичным при обычном повседневном использовании, долговечность литиевой батареи и ее химическое состояние лучше всего колеблются между 20% и 85% заряда.

2. Не разряжайте аккумулятор намеренно до очень низкого уровня (10% и менее) и не держите их заряженными часто или всегда на высоком уровне (100%).

3. Литиевые батареи не нравятся:

A: Глубокие разряды, то есть примерно 10% или меньше. По возможности избегайте этого во всех случаях. Это сильно разряжает вашу батарею.

B: Быстрая разрядка — это частая энергоемкая игра от аккумулятора (в этом случае во время игры, если возможно, делайте то же самое от питания, а не от аккумулятора).

C: Постоянное накачивание, то есть всегда или чаще всего на зарядке, и уж точно не как в спящем режиме, так и на зарядке всегда или часто.

От Apple на батареях:

http://www.apple.com/batteries/notebooks.html

http://support.apple.com/kb/HT1446

«Apple не рекомендует оставлять портативный компьютер постоянно включенным в розетку».

Держите его включенным, когда он находится рядом с розеткой, чтобы сократить циклы зарядки ваших LiPo (литий-полимерных) элементов / аккумулятора, но не подключать их все время.Если не используется в течение нескольких часов, выключите его.

Общее правило, которое следует помнить о литиевых батареях:

Никогда не сливайте их НИЗКОЕ и не всегда / часто храните ВЫСОКОЕ

* Вопреки некоторым мифам, в вашем Macbook есть схема защиты, поэтому вы не можете перезарядить, когда он подключен и уже полностью заряжен

* Однако, если вы не планируете использовать его в течение нескольких часов, выключите его (подключено к розетке или иным образом). .. * Вы не хотите, чтобы ваш Macbook всегда был подключен и находился в спящем режиме ( Когда портативные устройства заряжаются, а включены или спят , позиция , ток, протекающий через Устройство называется паразитной нагрузкой и изменяет динамику цикла зарядки. Производители батарей не рекомендуют паразитную нагрузку, поскольку она вызывает мини-циклы.)

Сохранение аккумуляторов подключенными к зарядному устройству гарантирует, что периодические «подзарядки» будут наносить очень незначительный, но постоянный ущерб отдельным элементам, отсюда следует рекомендация Apple, приведенная выше: «Apple не рекомендует оставлять портативный подключенным к все время», … это потому, что «литий-ионный аккумулятор разлагается быстрее всего при высоком уровне заряда».

По этой же причине новые ноутбуки Apple поставляются с 50% зарядом, а не 100%.

Аккумуляторы LiPo

(литий-полимерные, такие же, как в вашем Macbook) не нуждаются в кондиционировании. Однако …

Многие специалисты по аккумуляторным батареям называют использование литиевых элементов «правилом 80%» , что означает использование 80% заряда или около того, а затем перезарядку для увеличения общего срока службы.

Никогда не позволяйте Macbook переходить в выключенный и безопасный режим от потери питания, вы можете таким образом повредить файлы, а батареям это не понравится.

Единственное определенное количество злоупотреблений , наблюдаемых в отношении литиевых элементов , — это случаи, когда часто элементы многократно опорожняются очень сильно… ключевое слово «часто»

Вопреки тому, что некоторые могут сказать, у литиевых батарей есть «идеальный» срок службы. Первые десять циклов или около того, не разряжайте батарею ниже 40% емкости. Точно так же вы не берете новую машину, разгоняетесь и резко набираете обороты первые 100 миль или около того.

Правильное лечение по-прежнему важно.Тот факт, что LiPo аккумуляторы вообще не нуждаются в кондиционировании, НЕ означает, что у них нет идеальной среды для использования / подзарядки. Можно злоупотреблять чем угодно, даже если это не требует кондиционирования.

Хранение MacBook

Если вы собираетесь хранить MacBook вдали от места в течение длительного периода времени, храните его в прохладном месте (при комнатной температуре примерно 22 ° C или примерно 72 ° F). Убедитесь, что внутренняя батарея Macbook заряжена не менее чем на 50%, если вы планируете хранить ее вне дома в течение нескольких месяцев; заряжайте аккумулятор примерно на 50% примерно каждые шесть месяцев, если он хранится отдельно.Если вы живете во влажной среде, храните Macbook в футляре на молнии, чтобы предотвратить проникновение влаги на внутренние компоненты Macbook, что может привести к коррозии.

Соображения:

Аккумулятор подвержен химическому старению, даже если он не используется. В любом случае литиевая батарея стареет сразу после ее изготовления.

В идеальной (хотя и непрактичной) ситуации лучше всего идеализировать вашу литиевую батарею, колеблясь туда и обратно примерно между 20 и 85% SOC (состояние заряда).

Более того, то, как вы разряжаете батарею, гораздо важнее, чем то, как она заряжается или хранится в течение короткого времени, и, что еще важнее, в долгосрочной перспективе, который имеет значение этот цикл.

В конечном итоге подсчет циклов зарядки не имеет большого значения. Злоупотребления при разрядке (в первую очередь), зарядке и хранении батареи и то, как это влияет на химический состав батареи, важны, а не показания одометра или счетчики циклов на батарее.

Все сводится к химическому составу батарей в долгосрочной перспективе, а не к произвольному количеству или количеству циклов.

Держите macbook включенным, когда он находится рядом с розеткой, поскольку в ближайшем будущем это полезно для батареи.

Peace 😊

Вы убиваете свои литиевые батареи?

Литий-ионные батареи

дороги, и большие аккумуляторные батареи, которые используются во всем, от электромобилей до электрических мотоциклов и электровелосипедов, обычно составляют самую большую стоимость всего транспортного средства. Поэтому логично, что вы хотите, чтобы ваши батареи прожили как можно дольше и были счастливы.Присоединяйтесь к Electrek, и мы узнаем, почему умирают литий-ионные батареи, и как вы можете увеличить или даже удвоить срок службы ваших батарей.

Чтобы понять, как продлить срок службы литий-ионных аккумуляторов, мы сначала должны понять, почему они умирают. Короткий ответ заключается в том, что в основном во время каждого цикла зарядки и разрядки между электролитом и электродами внутри литий-ионного аккумуляторного элемента происходят очень небольшие паразитные реакции, которые со временем накапливаются и уменьшают количество энергии, которое элемент может хранить и выводить. .

Это, конечно, сильно упрощенное объяснение, но пока этого достаточно, так как мы просто хотим знать, как избежать этой паразитной реакции или, по крайней мере, замедлить ее, чтобы сохранить работоспособность батареи как можно дольше.

Если вы хотите узнать больше о процессе гибели литий-ионных аккумуляторных элементов, я настоятельно рекомендую посмотреть лекцию профессора Джеффа Дана на эту тему. Джефф Дан является руководителем партнерства Tesla по исследованиям аккумуляторов с Университетом Далхаузи, а его подопечный сейчас возглавляет программу Tesla по продлению срока службы аккумуляторов.Его лекция длится более часа, но она того стоит, если вы такой любитель батарей, как я.

Что вызывает эти паразитарные реакции, убивающие литий-ионные батареи?

В основном есть два основных фактора, которые ускоряют неизбежную смерть вашей батареи:

  • Высокие температуры
  • Увеличение времени нахождения при высоком напряжении (т. Е. При высоком уровне заряда)

Оба они способствуют более быстрой разрядке литий-ионных батарей. По словам Джеффа Дана, высокие температуры усугубляют паразитические реакции, которые происходят в электролите литий-ионной батареи, в то время как высокие уровни заряда приводят к дополнительной производительности в течение нескольких циклов, за которыми следует падение производительности и гораздо более быстрый износ элемента.

К счастью для нас, оба эти фактора можно контролировать, чтобы батареи прослужили как можно дольше. Следующие простые шаги можно предпринять, чтобы значительно увеличить срок службы практически любых литий-ионных батарей.

Как продлить срок службы литий-ионных аккумуляторов

Первое, что вам следует сделать, — это не допускать нагрева аккумулятора. К счастью, многие электромобили проходят часть пути туда. В автомобилях Tesla и Chevy Bolt / Volt используется активное охлаждение для предотвращения перегрева батареи, хотя Nissan Leaf использует пассивное воздушное охлаждение для охлаждения батареи, что делает нагрев батареи еще более важным фактором для этих автомобилей.

Более серьезная проблема нагрева, которую вы можете контролировать, — это нагрев во время зарядки. Даже в автомобилях с активным охлаждением аккумулятора аккумулятор все равно значительно нагревается во время зарядки, особенно при высокой скорости зарядки или наддуве. Хотя наддув удобен, когда вам нужно быстро вернуться в дорогу, он ужасен для срока службы батареи, если его выполнять часто. Чтобы батарея прослужила как можно дольше, вы должны стараться заряжать ее с более низкой скоростью, чтобы батарея была прохладнее и удобнее.Более длительная зарядка каждую ночь намного лучше, чем ежедневная зарядка после обеда.

Затем вы должны стремиться к более низкому уровню заряда, когда это возможно, особенно если автомобиль будет отдыхать в течение длительного периода времени. Хотя видеть, что на индикаторе заряда батареи отображается «100%», может быть комфортно, ваша батарея будет совсем не удобной.

Джефф Дан утверждает, что зарядка до уровня ниже 100% может иметь большое влияние, снижая скорость разрушения батареи.

Изображение: Grin Technologies

Большинство людей не используют всю емкость аккумуляторной батареи электромобиля каждый день и редко нуждаются в полной зарядке до 100%.По данным Grin Technologies, зарядив литий-ионную батарею до 80%, срок ее службы можно увеличить вдвое. Эта канадская компания провела такие испытания при разработке регулируемого зарядного устройства, предназначенного для электровелосипедов и аккумуляторов других легких электромобилей.

Важно отметить, что наибольший ущерб от высокого уровня заряда происходит, когда аккумулятор находится на таком высоком уровне в течение длительного времени. Я слышал о многих людях, которые нервничают, узнав о влиянии высоких уровней заряда, а некоторые навсегда отказываются от 100% зарядки.

Но 100% зарядка не имеет большого значения при малых дозах. Если вы планируете длительную поездку и собираетесь уехать вскоре после окончания зарядки, 100% зарядка практически не повлияет на срок службы вашей батареи. Однако, если вы не собираетесь использовать батарею в течение многих дней или недель, уровень заряда между 30-60% намного лучше для батарей в долгосрочной перспективе.

Относится ли это ко всем литиевым батареям?

Теоретически да, хотя аккумуляторы LiFePO 4 не так сильно подвержены влиянию высоких уровней заряда, как остальная литий-ионная линейка.Но, вообще говоря, эти правила применимы ко всем литий-ионным аккумуляторам от вашего электромобиля до вашего мобильного телефона и даже к вашей электрической зубной щетке. Профессор Дан даже шутит, что вам следует держать ноутбук в холодильнике, когда вы им не пользуетесь, если вы действительно хотите максимально увеличить время автономной работы.

По большей части, эти простые методы могут значительно увеличить срок службы вашей батареи, и их легко реализовать. Избегайте перезарядки электромобиля без необходимости.Если возможно, припаркуйте электровелосипед в тени. Не оставляйте ноутбук и телефон на солнце или в горячей машине и по возможности не заряжайте устройства с литий-ионным аккумулятором до 100%.

К сожалению, я не знаю ни одного производителя сотовых телефонов или ноутбуков, который упростил бы зарядку на 80–90%, вероятно, потому, что они предпочли бы просто продать вам новый продукт через пару лет. Но если вы не собираетесь использовать устройство какое-то время, убедитесь, что оно не заряжено полностью, прежде чем выключить его и положить в ящик.Ваша батарея будет вам благодарна.

FTC: Мы используем автоматические партнерские ссылки для получения дохода. Подробнее.


Подпишитесь на Electrek на YouTube, чтобы получить эксклюзивные видео и подписаться на подкаст.

литий-ионных (литий-ионных) аккумуляторов для газонных и садовых инструментов: часто задаваемые вопросы

Обновлено 25 мая 2019 г.

По мере того, как садовые и садовые инструменты с батарейным питанием становятся все более распространенными, всегда возникают вопросы о батареях.Итак, мы ответили на наиболее часто задаваемые вопросы наших читателей. Дайте нам знать, если вы хотите, чтобы мы еще что-нибудь осветили в этих часто задаваемых вопросах.

Если вы ищете, где можно купить определенные батареи для обычных производителей уличного силового оборудования, прокрутите статью до конца этой статьи.

В чем разница между литиевыми батареями и литиево-ионными батареями?

Есть несколько важных отличий. Практическое различие между литиевыми батареями и литиево-ионными (Li-ion) батареями заключается в том, что большинство литиевых батарей не являются перезаряжаемыми, в отличие от литиево-ионных батарей.С химической точки зрения в литиевых батареях используется литий в его чистой металлической форме. В литий-ионных батареях используются соединения лития, которые намного более стабильны, чем элементарный литий, используемый в литиевых батареях.

Никогда не перезаряжайте литиевые батареи, в то время как литиево-ионные батареи рассчитаны на сотни перезарядок.

Что означает напряжение в батареях (например, 40 В, 120 В)? Больше вольт лучше?

Вольт — это мера напряжения, относящаяся к величине силы, которая посылает электроны через цепи батареи.Это вроде как лошадиные силы, за исключением беспроводных инструментов. Чем больше вольт, тем больше мощности, доступной для использования инструментом.

Аккумуляторные инструменты с аккумулятором более высокого напряжения будут иметь большую мощность, чем инструменты с аккумуляторами более низкого напряжения. Вопрос, который нужно задать себе, заключается в том, нужно ли вам такое количество энергии для того, что вы будете делать с инструментом. Например, если вы будете использовать аккумуляторный триммер только для стрижки травы вокруг клумб, вам не потребуется 120 В (вы можете практически срубить дерево с помощью некоторых из новых триммеров на 120 В!).

С другой стороны, батареи более низкого напряжения легче и меньше, а также их дешевле покупать.

Батареи более высокого напряжения идеально подходят для пользователей, которые часто используют инструмент в течение длительного времени и в тяжелых условиях. Они также часто необходимы в инструментах, требующих большего крутящего момента или мощности, таких как аккумуляторные бензопилы и самоходные газонокосилки.

Более дешевые батареи с низким напряжением являются более выгодным вложением, если аккумуляторный инструмент используется только сезонно или редко, для легких задач или если вес является важным фактором.

Некоторые батареи, такие как батарея FlexVolt от DeWalt, предназначены для автоматического изменения напряжения в соответствии с потребляемой мощностью инструмента.

Литий-ионные аккумуляторы

бывают самых разных форм и размеров в зависимости от производителя, напряжения и ампер-часов.

Что значит А? Как это влияет на мощность и / или время работы?

Ач — это сокращение от ампер-час или ампер-час. Это общий объем заряда, который аккумулятор может обеспечить за один час. Электроинструмент, который постоянно тянет 1.Ток 0 А полностью разрядит аккумуляторную батарею на 1,0 Ач за один час (в идеальных условиях).

Это означает, что аккумулятор на 2,0 Ач может питать один и тот же инструмент дольше, чем аккумулятор на 1,0 Ач, при условии, что ток остается на уровне 1,0 А и других различий нет. Многие люди упрощают это, говоря, что «более высокое значение Ah означает более длительное время работы», хотя это не вся история .

Таким образом, аккумулятор на 4,0 Ач проработает ваше внешнее силовое оборудование в два раза дольше, чем аккумулятор емкостью 2.0Ах аккумулятор, правда? Иногда да. В других случаях нет. А иногда время работы может увеличиваться более чем вдвое. Это зависит от того, как сконструированы батареи (например, параллельная работа батарейных элементов, а не последовательно, встроенные функции безопасности, вентиляция), а также конструкция инструмента (например, триммер с высокими и низкими настройками потребляет больше или меньше ампер в зависимости от того, какие настройки используются) и факторов окружающей среды (например, использование батареи при сильном нагреве снизит эффективность и время работы).

Не имея дополнительной информации об аккумуляторе, все, что вы можете сказать наверняка, это то, что аккумулятор с более высоким номиналом в Ач будет вырабатывать мощность дольше, чем аккумулятор с меньшим значением Ач того же напряжения при использовании с тем же инструментом и в тех же условиях.

Если вы подумываете о батарее для инструмента, который требует большой мощности или крутящего момента для эффективной работы, то батарея с большей емкостью в Ач будет плюсом, поскольку вы получите больше времени работы от батареи. Если это легкий инструмент, тогда вполне подойдет аккумулятор с меньшим объемом Ач, так как ему не нужно потреблять столько ампер для хорошей работы (с дополнительным плюсом в том, что он значительно дешевле).

Литий-ионные аккумуляторы развивают память? Нужно ли заряжать после каждого использования?

Нет. В то время как старые типы аккумуляторов действительно обладали «памятью», современные литий-ионные аккумуляторы нет.

Рекомендуется ставить аккумулятор в зарядное устройство после каждого использования. Таким образом, у вас всегда будет полностью заряженный аккумулятор для работы. Многие производители рекомендуют не полностью заряжать аккумулятор, чтобы продлить срок его службы.

Нет. Инструментальные компании любят создавать наркоманов. Хорошая новость в том, что стать наркоманом стоит того. Производители вызывают лояльность к бренду, продавая инструменты как с батареями, так и без них. Таким образом, купив свой первый инструмент и прилагаемые к нему аккумуляторы, вы сможете использовать их со всеми другими инструментами этого производителя.Но только на инструментах этого производителя.

Таким образом, будет хорошей идеей принимать решение о покупке на основе всего, что продает компания, даже на основе инструментов, которые могут вам еще не понадобиться.

Каковы преимущества литий-ионных батарей по сравнению с другими аккумуляторными батареями?

Литий-ионные аккумуляторы

имеют ряд преимуществ:

У них более высокая плотность энергии, чем у большинства других типов аккумуляторных батарей. Это означает, что для своего размера или веса они могут хранить больше энергии, чем другие аккумуляторные батареи.

Они также работают при более высоком напряжении, чем другие аккумуляторные батареи.

Литий-ионные батареи

также имеют более низкую скорость саморазряда, чем другие типы аккумуляторных батарей. Это означает, что после зарядки они сохраняют свой заряд дольше, чем другие типы аккумуляторных батарей. Например, NiMH и NiCd батареи могут терять от 1 до 5% своего заряда в день (в зависимости от температуры хранения), даже если они не установлены в устройстве.Литий-ионные батареи сохраняют большую часть своего заряда даже после нескольких месяцев хранения.

У каждого производителя свой размер и форма зарядного устройства, и даже в пределах одной марки вы найдете разные зарядные устройства для разных батарей (обратите внимание на две зеленые батареи / зарядные устройства Greenworks на изображении выше).

Можно ли оставить литий-ионные аккумуляторы в зарядном устройстве?

Если в инструкциях к инструменту не указано, что аккумулятор следует хранить в зарядном устройстве, обязательно извлеките его после завершения зарядки.Чрезмерная зарядка может повредить аккумулятор и сократить срок его службы, и не все зарядные устройства отключаются автоматически.

Сколько времени потребуется на зарядку?

Литий-ионные аккумуляторы

заряжаются быстро, обычно за 60-120 минут в зависимости от напряжения. Перед использованием проверьте инструкции производителя.

В чем недостатки литий-ионных батарей по сравнению с другими аккумуляторными батареями?

Литий-ионные батареи

дороже, чем NiMH или NiCd батареи аналогичной емкости.Это потому, что их намного сложнее производить. Литий-ионные аккумуляторы фактически включают в себя специальную схему для защиты аккумулятора от повреждений из-за перезарядки или недозарядки. Они также более дорогие, потому что их выпускают в меньшем количестве, чем NiMH или NiCd батареи. Литий-ионные батареи становятся все дешевле, и со временем мы увидим, что их цена значительно снизится.

Литий-ионные батареи

также требуют сложных зарядных устройств, которые могут тщательно контролировать процесс зарядки.А из-за их разных форм и размеров для каждого типа литий-ионных аккумуляторов требуется зарядное устройство, разработанное с учетом его размера и конкретного производителя. Это означает, что зарядные устройства для литий-ионных аккумуляторов дороже и их труднее найти, чем зарядные устройства для аккумуляторов NiMH и NiCd.

Доступны ли литий-ионные батареи стандартных размеров, таких как размер ячейки AA, C или D?

Нет, литий-ионные аккумуляторы стандартных размеров недоступны.

Это могло произойти из-за того, что пользователям было бы слишком легко случайно поместить их в зарядное устройство, не предназначенное для литий-ионных батарей, создавая потенциально опасную ситуацию.Если щелочную батарею вставить в неправильное зарядное устройство, она может протечь или даже взорваться, но литий-ионная батарея, вставленная в зарядное устройство NiCd или NiMH, не предназначенное для литий-ионного питания, может воспламениться.

Кроме того, поскольку литий-ионные батареи работают при гораздо более высоком напряжении (обычно 3,7 В на элемент), чем 1,2–1,5 В большинства аккумуляторных батарей, проектирование литий-ионного элемента 1,5 В было бы дорогостоящим.

Как лучше всего хранить литий-ионные батареи?

Литий-ионные аккумуляторы

могут сохранять заряд в течение многих месяцев.Лучше всего хранить литий-ионный аккумулятор с частичным или полным зарядом.

Иногда, если литий-ионный аккумулятор с очень низким зарядом хранится в течение длительного периода времени (много месяцев), вы можете обнаружить, что его напряжение медленно падает до уровня ниже уровня, при котором встроенный механизм безопасности позволяет ему храниться. снова заряжен. Другими словами, он мертв.

Если аккумулятор будет храниться несколько месяцев, рекомендуется вынуть его и зарядить через несколько месяцев. Еще лучше было бы фактически использовать аккумулятор каждые несколько месяцев, а затем оставлять его частично или полностью заряженным.

Нужно ли заряжать аккумулятор при покупке?

Большинство литий-ионных аккумуляторов частично заряжены. Большинство производителей указывают в своих инструкциях, как долго нужно заряжать новую батарею перед ее первым использованием. Обычно это означает доливку перед первым использованием.

Как следует утилизировать литий-ионные батареи?

Литий-ионные аккумуляторы

, как и все аккумуляторные батареи, подлежат переработке, и их следует утилизировать, а не выбрасывать в мусор.Их нельзя сжигать, так как они могут взорваться. Большинство мест, где продаются аккумуляторные батареи, также принимают их на переработку.

Аккумулятор «умирает» через некоторое время?

Да. Срок службы литий-ионной батареи составляет от двух до трех лет.

Срок службы литий-ионного аккумулятора рассчитывается по циклам зарядки и разрядки. Типичный литий-ионный аккумулятор имеет срок службы до 2000 циклов зарядки и разрядки.

Проверьте вашу индивидуальную гарантию — батареи должно хватить как минимум на этот срок.

Иногда, хотя и не намного более высокое напряжение (например, не пытайтесь использовать батарею 120 В в инструменте, который стандартно поставляется с батареей 20 В!). Как указывалось ранее, аккумуляторы принадлежат их производителям, и многие теперь предлагают варианты со сменным напряжением. Помните, что более высокое напряжение означает больший вес и большую стоимость. Обратитесь к руководству по вашему инструменту для получения конкретных рекомендаций.

Размеры литий-ионных аккумуляторов

различаются, поэтому даже в тех случаях, когда аккумулятор имеет одинаковое напряжение (40 В на изображении выше), если Ач отличается, размер аккумулятора, вероятно, также будет другим, и поэтому он может не соответствовать одному и тому же инструменту.

Где купить Li-Ion аккумуляторы

Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных аккумуляторов для газонных и садовых инструментов.

Мастер
GreenWorks
красный цвет
Сан Джо / Сноу Джо
WORX
Yard Force

Как работает литий-ионный аккумулятор и почему они так популярны?

Этот сайт может получать партнерские комиссии за ссылки на этой странице. Условия эксплуатации.

На этой неделе появилось новое исследование Массачусетского технологического института, и, хотя его основные идеи могут показаться слабыми, сам факт подчеркивает, насколько быстро технологии действительно развиваются в наши дни.Хотя литий-ионные батареи (LIB) распространены по всему миру, правда в том, что мы до сих пор не знаем, как работают. В частности, по мере того, как ученые испытывают все больше и больше новых материалов для электродов, каждый из них имеет небольшие различия в функциях и характеристиках. Одним из наиболее многообещающих электродных материалов является фосфат лития и железа, и теперь исследователи гораздо лучше понимают, как именно он заряжается и разряжается, что, как мы надеемся, должно указать путь к улучшению этих процессов.

Как работает литий-ионный аккумулятор?

Во-первых, нам нужно посмотреть, как в целом работает литий-ионный аккумулятор. Как и любой другой аккумулятор, в его базовой конструкции присутствует электролит («транспортная среда»), переносящий ионы лития туда и обратно между отрицательным и положительным электродами. В полностью разряженных батареях наши мобильные ионы лития будут полностью связаны с положительным электродом — их химические свойства удерживают их связанными с материалом положительного электрода, в то время как в них отсутствуют электроны.Если мы дадим им электроны, накачав электричество в систему (перезарядка), они естественным образом отделятся от положительного электрода и вернутся обратно к отрицательному. Когда все они выстраиваются в линию на другой стороне и заряжаются хорошими высокоэнергетическими электронами, мы называем батарею «заряженной».

Это стабильное состояние нарушается, когда мы обеспечиваем путь для электронов, теперь захваченных на отрицательном электроде, чтобы перемещаться вниз по градиенту заряда к положительной стороне батареи — это забирает электроны из лития в отрицательном электроде и снова делает их Li + , заставляя их естественным образом мигрировать обратно.Мы можем использовать этот поток электронов с отрицательного на положительный для питания всего, от кардиостимуляторов до электромобилей, и все в конечном итоге сводится к возвратно-поступательному движению ионов. Между прочим, только недавно ученые выяснили, почему слишком большое количество возвратно-поступательных реакций приводит к медленной разрядке батареи.

Почему литий-ионные батареи популярны

Основная причина, по которой вы раньше слышали термин «литий-ионный аккумулятор», — это плотность энергии; LIB-установка может вместить много энергии в очень маленькое пространство.Более того, «Li-on» аккумуляторы обеспечивают приличное время зарядки и большое количество циклов разрядки, прежде чем они разрядятся. Если вы используете чистый металлический литий для электродов, вы получите гораздо больше энергии, но не сможете перезаряжаться — в зависимости от вашего выбора электродов вы можете сильно повлиять на производительность батареи. Среди прочего, плотность энергии связана с количеством ионов лития (и, следовательно, электронов), которые электроды могут удерживать на единицу площади поверхности.

На этой диаграмме показано, как зона твердого раствора выстраивается рядом с заряженными и разряженными участками электрода.

В этом исследовании Массачусетского технологического института [doi: 10.1021 / nl501415b — «Наблюдение на месте случайной зоны твердого раствора в электроде LiFePO4»] специально рассматривался материал катода — литий-железо-фосфат. Эти литий-железо-фосфатные батареи перспективны для всего, от электромобилей (вероятно) до аккумуляторов электроэнергии (что менее вероятно), но когда они были первоначально представлены, LiFePO 4 не показывал больших перспектив в области аккумуляторных технологий. В чистом виде фосфат лития-железа демонстрирует плохие электрические способности, но он раздроблен на наночастицы и покрыт углеродом, и, похоже, история немного изменится.Невероятный скачок способностей при превращении в наночастицы описывается как большой сюрприз для исследователей аккумуляторов и большая победа для нанонауки.

Основная причина ажиотажа по поводу нового нанокатода, помимо его впечатляющих, но не удивительных способностей к хранению и разрядке, заключается в том, что он разряжается при абсолютно однородном напряжении. Это означает, что в аккумуляторные батареи не нужно включать устройства для регулирования этого напряжения, что может сделать их дешевле и меньше, а также позволяет им разряжаться при полном напряжении до полной разрядки.Как мы теперь знаем, он делает это, создавая зону, называемую зоной твердого раствора (SSZ), буферную зону с низкой плотностью лития, которая, кажется, смягчает резкую границу между заряженным (LiFePO 4 ) и разряженным (FePO 4 ) части электрода во время использования. Похоже, это объясняет удивительные возможности материала, и усиление этого SSZ за счет конструкции могло бы продлить срок службы литий-ионной технологии еще дольше.

Технология, похоже, действительно подходит для этого устаревшего стандарта батарей, и для того, чтобы идти в ногу со временем, потребуются некоторые серьезные обновления.Он получает их благодаря огромным улучшениям дизайна, которые многообещают. Тем не менее, все, от улучшенных конденсаторов до супер-батарей на основе хлопка, могло бы вытеснить литий как короля накопителей энергии — мы можем обнаружить, что улучшения в нашем понимании обычных батарей попросту слишком малы.