Как спаять никель кадмиевые аккумуляторы: 403 — Доступ запрещён – Возвращаем к жизни никель-кадмиевые батареи

Содержание

Можно ли паять никель кадмиевые аккумуляторы

Можно ли паять никель кадмиевые аккумуляторы

Неизбежное наступило – аккумуляторы в моём стареньком Hitachi DS 12DVF3 окончательно сдохли. Отвратительно держать заряд они стали уже очень давно, но для мелких бытовых нужд имеющейся ёмкости хватало, поэтому я никогда и не думал над решением этой проблемы. До того момента, когда мне понадобилось просверлить отверстие в кухонной мойке из нержавейки, на что у меня ушло минут сорок! На одно отверстие! Один аккумулятор раскачать вообще не удалось, а другой так и работал, двадцать секунд крутит, около десяти минут заряжается. Вот тут то я и понял, что пришло время подарить новую жизнь моему любимому инструменту.
Понятно, что для начала необходимо было немного ознакомиться с теорией, чтобы понять, что вообще мне предстоит сделать. Конечно, тема эта совсем не новая и переводом шуруповёртов на литий занимаются все, кому не лень. Но каждый делает это по своему в зависимости от своей образованности, количества лени и понятия о красоте. Мне же нужно было, чтоб с технической стороны всё было сделано абсолютно правильно, чтоб снаружи выглядело не страшно и чтоб аккумуляторами можно было удобно пользоваться. Перечитав и пересмотрев огромное количество материала, я взял за основу проект от AlexGyver.

Можно ли паять никель кадмиевые аккумуляторы

Определившись с необходимыми элементами, я полез на Ali тратить деньги. Литиевые аккумуляторы заказал с уже наваренными никелевыми пластинами, чтоб не мучить пайкой ни себя, ни их. Оказалось, что доставляются аккумуляторы действительно долго и, пока я ждал одних из Китая, купил в местном магазине ещё и другие, но уже без пластинок, ведь у меня два корпуса для переделки. Спустя полтора месяца после заказа, я наконец-то свои посылки получил и уже можно было приступать к работе. Для начала разбираю один старый корпус и знакомлюсь с его содержимым.

Можно ли паять никель кадмиевые аккумуляторы

Тут надо аккуратно отломать верхнюю контактную площадочку, она будет необходима позднее. Ещё понадобятся никелевые перемычки для припаивания к аккумуляторам второго блока, поэтому этот хлам отодвигаю пока в сторону. Далее примеряю новые компоненты, чтоб понять фронт предстоящих работ.

Как произвести ремонт аккумулятора шуруповерта

Аккумуляторный шуруповерт – достаточно распространенный инструмент в арсенале домашнего мастера.

Вы, его используют не столько по прямому назначению. Это не портативная дрель, не шлифовальная машинка, и кроме того дисковая пила. Как восстановить аккумулятор шуруповерта: makita или dewolt – аккумуляторы всех для начала. При такой интенсивной эксплуатации автомобильные аккумуляторы шуруповерта постоянно находятся под предельной нагрузкой, не срок их эксплуатации снижается.

Дополнительным фактором, ускоряющим поломка аккумуляторов шуруповерта, является низкое качество идущих в комплекте зарядных устройств. Вы, это примитивный блок питания без контроля уровня заряда. ЗУ недорогих моделей просто подает заданное напряжение иначе говоря ток на батарею, без возможности запускать режимы разряда по другому восстановления аккумулятора шуруповерта.

Устройство шуруповерта

Нашему клиенту остается достаточно просто – электродвигатель, клавиша включения с примитивным регулятором не аккумулятор. Три четверти стоимости электроприбора составляет собственно батарея, поэтому замена аккумуляторов в шуруповерте экономически нецелесообразна. И найти готовый элемент питания, подходящий для вашей модели, зачастую нельзя. Остается три варианта:

  1. Изготовление (приобретение) соответствующего блока питания не превращение инструмента в сетевой.
  2. Использование выносного аккумулятора, крапива – от автомобиля. Подходит лишь если проход напряжения питания шуруповерта 14,5 вольт.
  3. Ремонт аккумулятора шуруповерта.

Схема батареи аккумуляторной проста – некоторое количество элементов, соединенных последовательно не уложенных по форме корпуса батареи.

Типы аккумуляторов для шуруповерта

Банки для аккумулятора, используемого в бытовом электроинструменте, бывают только щелочными, с напряжением в каждом элементе 1,2.4 вольта (по другому 3,6 вольт – что соответствует трехсекционному блоку). Аккумуляторы для шуруповертов, как правильно. Основных типов по материалу рабочих элементов три:

Никель-кадмиевые (обозначение – Ni Cd)

В силу низкой стоимости, российского> автопрома комплектуют большинство моделей шуруповертов именно такими батареями. Цена определяет эксплуатационные свойства, не они невысокие. Рабочее напряжение исправного не заряженного элемента – 1,3.5 вольта.

Достоинства:

  • Безусловно – цена
  • Хорошо переносят низкие температуры – это позволяет держать инструмент не в теплой кладовке, а на балконе или в гараже
  • При длительном хранении в разряженном состоянии практически не теряет заводские характеристики. Это свойство особенно полезно для домашнего применения прибора – когда он используется от случая к случаю
  • Токсичное производство, поэтому фабрики по их изготовлению расположены в т.н. странах третьего мира, что определяет качество не культуру производства
  • Обладают эффектом памяти
  • Если батарею постоянно недозаряжать, как нефть «запоминает» новые показатели емкости, не рабочее время снижается. Лечится с использованием дорогих зарядных устройств, которые, вы, не входят в комплект шуруповертов эконом класса.

    До начала работ батарею кто раз приходится заряжать.

    Даже полностью заряженного исправного аккумулятора хватает ненадолго. Это ограничивает область применения – вам нельзя надолго удаляться от стационарного источника питания.

    Ограниченное количество циклов «заряд-разряд»

    При интенсивном использовании быстро выйдут из строя.

    Никель-металл-гидридные (обозначение – Ni MH)

    Такие элементы для аккумулятора имеются как на моделях эконом класса, так на доступных версиях именитых брендов. Как восстановить аккумулятор шуруповерта; как аккумуляторы спаять луженый слой. Для. Так же, так же как и никель-кадмиевые, устанавливаются на бытовые электроприборы, с малой интенсивностью использования. Рабочее напряжение исправного не заряженного элемента – 1,2.7 вольта.
    Достоинства:

    • Производятся в развитых странах, поскольку производство экологически чистое
    • Практически отсутствует саморазряд
    • Малый эффект памяти, есть вариант подзаряжать на 30-50% не спокойно работать дальше
    • Достаточно высокая емкость, это позволяет работать на удалении от стационарной розетки, крапива в гараже по другому для строительства дачи
    • Такие элементы рассчитаны на солидные объемы циклов «заряд-разряд», что компенсирует их высокую стоимость

    Как перебрать
    аккумулятор шуруповерта
    .

    Ревизия аккумуляторов шуруповерта Makita. Несложный способ сэкономить деньги не время, когда нужно работать.

    • Более высокая (сравнительно с никель-кадмиевыми) стоимость
    • При хранении в разряженном состоянии теряет часть рабочих свойств

    Это вынуждает владельца регулярно производить подзарядку, пусть даже инструмент не используется.

    Плохо переносят низкие температуры, что вынуждает хранить изделие в отапливаемом помещении

    Литий-ионные (обозначение – Li Ion)

    Устанавливаются на профессиональные по другому полупрофессиональные шуруповерты с высокой интенсивностью использования. Ремонт аккумулятора для шуруповерта хитачи. Как переделать. Такие аккумуляторы используют именитые изготовители> <отечественного в моделях среднего не высокого ценового сегмента. Рабочее напряжение исправного не заряженного элемента – 3,6 вольта.
    Достоинства:

      Отсутствует эффект памяти

    Подзарядку выполнить возможно при любом проценте разряда.

    Саморазряд практически отсутствует

    Конечно хранить в заряженном состоянии продолжительное время.

  • Высокая емкость, что позволяет осуществлять удаленные работы за период всего дня не заряжаясь
  • Количество циклов «заряд-разряд» в десятки раз чем просто сравнительно с никелевыми батареями
  • Поэтому при расчете стоимости стоит изучить эту характеристику.

    Высокое напряжение на одном элементе делает батарею более компактной не легкой

  • Высокая стоимость. Это компенсируется прогрессивными характеристиками, увы зачастую является непреодолимым препятствием выбирая для себя модели шуруповерта;
  • Литий ионные аккумуляторы имеют срок службы меньше три лет. Виды аккумуляторов для шуруповерта, однако никель-кадмиевые аккумуляторы не спаять и. По истечении этого времени химические компоненты батарей разлагаются, стремительно снижая емкость.
  • Восстановление аккумуляторных батарей

    Если ваш шуруповерт «замолчал» в силу выхода из строя элементов питания – это не повод для отчаяния. Ремонт аккумулятора осуществляют самостоятельно, затратив на что сумму, значительно меньшую, нежели в вопросе приобретения нового. Отремонтировать аккумулятор для шуруповерта есть вариант тремя способами:

      Заменить аккумуляторные элементы (банки) в батарее

    [note]Если ремонт вы решили делать самостоятельно, то нужно понимать, банки подбираются аналогичные, желательно такого же химического типа, чтобы они подходили к вашему зарядному устройству.[/note] Большинство производителей (особенно это актуально для моделей эконом класса), просто укладывают в корпус аккумулятора элементы (банки), вероятнее всего скрепив их изоляционной лентой.

    Такие блоки отремонтировать намного проще. Перед разборкой набросайте схему подключения на бумаге, чтобы правильно смонтировать новые аккумуляторы. Выбираем бур для зимней ледобур из шуруповерта своими как сделать ледобур с. Необходимо выпаять из блока один элемент, не подобрать подходящий по габаритам в специализированном магазине как еще его называют на радиорынке.

    Паять лучше мощным паяльником, чтобы сократить время нагрева банок. Используйте агрессивные флюсы для выполнения работ с алюминием как еще его называют железом. Затем надо промыть место пайки изопропиловым спиртом. Первые несколько циклов «заряд-разряд» необходимо провести полностью, чтобы батарея «запомнила» свою максимальную емкость. Какая нужна плата и какие нужны элементы для переделки мои аккумуляторы как раз из. Особенно это касается никель-кадмиевых аккумуляторов.

    Существует более экономный вариант, увы он займет не просто времени. Конечно заменить далеко не все, а лишь те банки, которые гарантировано поломались. Для этой цели понадобится «донор» – испорченная АКБ с такими же элементами. Приобрести ее можно в сервисе как еще его называют на том же радиорынке. Необходимо полностью зарядить обе батареи, не замерить тестером напряжение на каждой банке. Как правило, характеристики шуруповерта для как подобрать аккумулятор. Отобрать из обоих комплектов элементы, которые выдают наиболее близкое к 1,4.5 вольта значение.

    В их числе собрать восстановленный комплект. Эффект от такого решения не сравним с <рабочей заменой на новые банки, но когда ваш инструмент будет возвращен к жизни.

    Реанимировать испорченную батарею

    Такой способ подходит для самых массовых элементов – никель-кадмиевых. Как правило достаточно «перепрошить» банки – то есть избавить их от негативных последствий эффекта памяти. ВАЖНО! Такой способ сработает если проход, если электролит в аккумуляторах не высох.

    Способом, изложенным выше, выявляем наиболее испорченные элементы не выпаиваем их. Затем при помощи зарядного устройства с регулятором тока не напряжения производим шоковый заряд за период 3-5 секунд на каждой банке. Значение напряжения при заряде надо сделать троекратным от номинала (у нас случае 3,6 вольта).

    Проверяем тестером – напряжение после заряда является порядка 1,4 вольта. Если нет – отправляем элемент в утиль.

    Если не удалось реанимировать элементы – возвращаемся к их замене.

    Новый аккумулятор в старом корпусе.

    Если вам не удалось восстановить старую батарею, то можно на дому изготовить аккумулятор для шуруповерта. Для этой цели вам придется подобрать новую батарею (или комплект элементов), есть вариант классом повыше не зарядное устройство к ней. Только для никель-кадмиевых (nicd) аккумуляторов! С полгода как аккумуляторы в моем шуруповёрте отказали: сколько бы не стояли на зарядке. Главное – уложиться в габариты корпуса АКБ.

    Если общий номинал батареи не нового зарядного устройства совпадает – достаточно изготовить переходник с помощью старого зарядника, тем более что он вам безразлично не понадобится.

    Если у вас будет зарядное устройство для отдельных элементов – придется кто раз для заряда извлекать их из корпуса.
    Существуют не более экстремальные способы – крапива, прикрепить к шуруповерту батарею, не подходящую по форм-фактору.

    Увы это скорее временное решение, лучше все-таки использовать старый корпус не подобрать новые батареи подходящего размера.

    Некоторые используют «гаражный вариант» — использование старого стартерного аккумулятора от автомобиля. Этот расхожий слух способ вполне применим, увы имеются некоторые ограничения. Некоторые шуруповерты имеют рабочее напряжение электродвигателя восемнадцать вольт. Как же устроен аккумулятор для шуруповерта? Можно ли спаять аккумуляторы обычным. Это соответствует пятнадцать баночной аккумуляторной батарее.

    Полностью заряженная автомобильная батарея выдает двенадцать вольт, шуруповерт работать не будет. Если ваш электроприбор имеет напряжение 14,5 вольт – то есть АКБ состоит из двенадцать элементов, двигатель заработает. Здесь это ваше решение проблемы.

    Как теперь мы понимаем, поломка АКБ шуруповерта – еще не повод покупать новую батарею. Всё для переделки аккумуляторов шуруповерта на литий в уфе, оригинальные высокотоковые аккумуляторы 18650, bms платы защиты, pcm, pcb платы защиты, платы балансировки, платы контроля с. При наличии терпения не элементарных навыков в электротехнике, производят ремонт аккумулятора на дому. Иначе говоря поручить эту процедуру сервисному центру. Получится несколько затратнее – увы и дальше дешевле покупки новой АКБ.

    Пропуская разговоры о пользе шуруповертов можно перейти прямо к теме. Батарея или аккумулятор у владельцев шуруповертов — самый большой предмет для беспокойства. Лучше обращаться с ними строго по инструкции. В случае поломки решение одно – покупать новую батарею. Но временно можно попытаться использовать проблемную батарею, для чего здесь предлагается ряд советов. Подчеркнем – ремонт аккумулятора это временное решение, но сначала нужно точно расследовать причины неисправности.

    Ni-Cd аккумуляторы: восстановление и ремонт

    Ni─Cd аккумуляторы: восстановление и ремонт

    Работоспособность Ni─Cd аккумуляторов (как и любых других) со временем ухудшается и через некоторое время они могут прийти к состоянию разряда «в ноль». При этом зарядка ни это состояние никак повлиять не может. Они просто отказываются принимать заряд. При этом аккумуляторы имеют ещё достаточно ресурсов для дальнейшей эксплуатации. Поэтому со временем появились некоторые способы их восстановления. Покупать новый никель-кадмиевый аккумулятор или восстанавливать старый, решать вам. Мы лишь постарались обобщить данные, которые удалось найти в интернете о восстановлении и ремонте Ni─Cd аккумуляторов.

    Ni-Cd аккумуляторы: восстановление и ремонт


     

    Содержание статьи

    В чём проблема при эксплуатации Ni─Cd аккумуляторов?

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

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

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


    В процессе эксплуатации Ni─Cd аккумуляторов из-за перераспределения активной массы по электродам происходит изменение механической прочности и объёма оксидно-никелевого (положительного) электрода. В результате ухудшается контакт м/у активной массой и электродом. Все это вызывает снижение проводимости и падению ёмкости. В запущенном варианте просто разрывается контакт между положительным и отрицательным электродами. В результате аккумулятор перестаёт подавать признаки жизни.

    Все эти изменения оксидно─никелевого электрода вызываются постоянными перезарядами, при которых в пространстве положительного электрода идёт процесс выделения кислорода. Чем больше аккумуляторов проходит циклов заряд-разряд, тем больше наблюдается укрупнение кристаллов активной массы положительного электрода. Поэтому уменьшается рабочая поверхность, а, значит, и ёмкость батареи.

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

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

    Вернуться к содержанию
     

    Распространённый метод восстановления Ni─Cd аккумуляторов?

    На тему восстановления Ni─Cd аккумуляторов есть достаточно много статей и видеороликов в интернете. Большинство из них касается восстановления аккумуляторов от шуруповёртов и другого портативного инструмента. Это неудивительно, поскольку такие батареи стоят достаточно дорого и зачастую их ещё нужно поискать. В основном при восстановлении никель─кадмиевых аккумуляторов используется одна методика, которую мы сейчас опишем.

    На изображении ниже представлен аккумулятор от шуруповёрта в сборе и его начинка.

    Аккумулятор от шуруповёрта

    Аккумулятор от шуруповёрта



    А на следующем фото представлена одна батарейка этой сборки. Одна Ni-Cd батарейка из аккумулятора

    Одна Ni-Cd батарейка из аккумулятора

    Если сказать коротко, то метод восстановления заключается Ni─Cd аккумулятора высоким током короткими импульсами в течение нескольких секунд. При этом ток должен быть гораздо больше ёмкости батареи (в десятки раз).

    Методика восстановления пригодна для никель─кадмиевых аккумуляторов. Не путать с никель─металлогидридными. Опробована она была на моделях рулонного типа. В принципе подходит для батареек любого возраста и даже потёкших. Конечно, чем старше будет аккумулятор, тем меньше шансов будет его восстановить.
    Что понадобиться при проведении процедуры восстановления:

    • другая рабочая аккумуляторная батарея с сильным током. Это может быть аккумулятор от источника бесперебойного питания, автомобильный аккумулятор и т. п.;
    • крокодилы, куски провода. Куски провода должны иметь длину около 10 сантиметров и сечение не менее 1,5 мм2;
    • мультиметр для контроля напряжения;
    • средства защиты (перчатки, очки).

    Внимание! Не пренебрегайте средствами защиты. Обязательно надевайте защитные очки и перчатки, чтобы защитить глаза и руки.

    В идеале следует проводить процедуру на каждой батарейке (1,2 вольта) по отдельности, а не на все сборке сразу. В этом случае процедура восстановления будет проходить эффективнее и вторую батарею можно будет использовать меньшей мощности (вполне хватит стандартной автомобильной АКБ или аккумулятора из источника бесперебойного питания).

    Итак, по порядку, что нужно делать:

    • Находите у восстанавливаемой батарейки (или у всего блока шуруповёрта, если восстанавливаете целиком) плюс и минус;
    • Затем при помощи куска провода и крокодилов соединяете минусы;
    • Потом к одному из плюсовых контактов крепится второй кусок провода;
    • После этого нужно свободным концом провода быстро касаться оставшегося свободным плюсового контакта. Здесь важно делать касания быстро и кратковременно (2─3 касания в секунду). Эта процедура продолжается 3─4 секунды. Важно не допускать приварки провода в месте касания.
    Перезапуск аккумулятора

    Перезапуск аккумулятора



    Вообще, рекомендуется касаться проводом не самого вывода батареи, а сначала прикрепить к нему крокодил или пластину. И уже касаться их.

    После проведения одного цикла таких касаний делается замер напряжения на восстанавливаемой батарее. Если не появилось, то делаете ещё один цикл. После того, как на батарейке появится напряжение, она ставится на зарядку до набора своей ёмкости. Скорее всего, она будет меньше номинала. Рекомендуется ещё сделать несколько циклов заряд-разряд для тренировки аккумулятора. Подробно о том, как заряжать Ni-Cd аккумуляторы читайте по указанной ссылке.

    Почитав отзывы об этом методе восстановления, стало ясно, что он дает лишь кратковременное улучшение состояния батареи. Аккумулятор действительно начинал работать, заряжаться, разряжаться, набирать ёмкость, но впадал некоторое время, «что в кому». Я так понимаю, что это происходит по причине того, что не устранялся источник проблемы. В результате прожига устранялись дендриты, вызывавшие микрозамыкания, и батарейка оживала. Но поскольку состав и объём электролита нарушены, всё возвращалось в исходное состояние.

    После поисков в интернете был найден ещё один, более совершенный метод восстановления Ni─Cd аккумуляторных батарей. Советуем также прочитать материал про то, как восстановить Ni─MH аккумуляторы.
    Вернуться к содержанию
     

    Улучшенный метод восстановления шуруповёрта аккумуляторов

    Автор метода разобрал несколько банок аккумулятора в ходе и обратил внимание на разрыв положительного контакта с отрицательным корпусом. Он предположил, что это вызвано деградацией электролита и оказался прав. Как говорилось выше, в ходе эксплуатации идёт процесс окисления с расходом воды. В результате уменьшения воды в составе щелочного электролита менялись и его эксплуатационные характеристики.

    Что было предложено:

    • перед тем, как проводить какие-либо манипуляции с подачей импульсного тока и зарядкой, автор метода отобрал из сборки элементы, напряжение на которых было нулевым;
    • в их корпусе микродрелью и тоненьким сверлом было сделано отверстие;
    • в отверстие каждого элемента был закачан кубический сантиметр дистиллированной воды;
    • после этого батарейки отстоялись некоторое время и было измерено их напряжение. Элементы с нулевым напряжением «взбодрили» импульсным током;
    • затем была произведена зарядка элементов;
    • после этого рекомендуется оставить их на несколько дней, а затем снова проверить напряжение;
    • если элементы живы, то отверстия заделываются герметиком или запаиваются. Батарея собирается, заряжается и шуруповёрт готов к работе;
    • если напряжение опять нулевое, то добавляется еще «кубик» дистиллированной воды, и процесс повторяется до успешного завершения.

    Возможно, вас заинтересует статья о том, как проверить ёмкость аккумулятора телефона.


    Ниже можно посмотреть, как выглядел процесс:
    Сверлится отверстие

    Сверлится отверстие


    Заливается дистиллированная вода

    Заливается дистиллированная вода


    Отверстие запаивается

    Отверстие запаивается


    При таком способе восстановление Ni─Cd аккумулятора более эффективное и долгосрочное. Можете прочитать отдельную статью про восстановление Ni─Cd аккумулятора для шуруповерта.


    В интернете также можно встретить рекомендации по восстановлению никель─кадмиевых аккумуляторов путем заморозки. В этом случае щелочные аккумуляторы помещаются в морозилку на пару часов, а затем быстро и резко стучат по корпусу батареи. Смысл здесь в том, что дендриты в замороженном состоянии становятся хрупкими и разрушаются от ударного воздействия. В комментариях к этому способу восстановления говорится, что он рекомендуется, если не помог метод с воздействием током. Однако отзывов о результатах его использования мне найти не удалось.

    Вот и все, что хотелось сказать по теме восстановления Ni─Cd аккумуляторов. Если у вас есть поправки к статье или дополнения, пишите их в комментариях. Дополнительно рекомендуем прочитать материал о том, как заряжать Ni─MH аккумуляторы.
    Вернуться к содержанию

    Изготовление сменного батарейного блока к запасному Li-Ion аккумулятору для Ni-Cd шуруповерта, с использованием холдера для 18650 Li-Ion аккумуляторов
    Это 2-я часть обзора о запасном Li аккумуляторе для Ni-Cd шуруповерта Black&Decker. В 1-й части я делал корпус аккумулятора с защелками, ставил в него плату защиты, вольтметр-пищалку и адаптер для работы с Li-Ion батарейным блоком от шуруповерта DeWALT. Сегодня я расскажу о новом захватывающем DIY проекте – сменном батарейном блоке на базе холдера (кассеты) для 18650 Li-Ion аккумуляторов. А также — какие холдеры можно, на мой взгляд, использовать в шуруповертах и почему (немного теории). Как доработать правильный холдер (практический пример).
    UPD: Незапланированный тест холдера на устойчивость к короткому замыканию и его результаты

    Холдеры (они же кассеты, держатели, или боксы) – это самый простой и безопасный способ соединить между собой цилиндрические Li-Ion аккумуляторы. Простой, потому что не требуется оборудование точечной сварки (стандартный промышленный способ соединения Li-Ion банок в сборке). Безопасный, потому что ни варить, ни паять сами банки не нужно. Не имея опыта пайки лития, есть серьезный риск убить достаточно дорогие аккумуляторы. Чтобы паять литий, нужна набитая рука, мощный паяльник и соблюдение правильной техники для исключения перегрева корпуса банок в процессе пайки. Также холдеры имеют весомый плюс по сравнению с пайкой или сваркой, создающей неразъемное соединение элементов – в холдере все банки можно легко и быстро заменить.

    Из-за удобства их применения холдеры давно и успешно используют во всяких DIY проектах: пауэрбанках, зарядках, источниках автономного питания и пр. Так же давно холдеры пытаются использовать и для переделки шуруповертов на литиевое питание, но результаты получаются положительными не всегда.
    В чем же проблема с использованием холдеров для аккумулятора шуруповерта? Во-первых, при высоких рабочих токах шуруповерта контакты холдера сильно нагреваются. Из-за этого пластиковый корпус холдера плавится, что приводит к его разрушению и выходу аккумулятора из строя. Во-вторых, шуруповерт теряет мощность, т.к. значительная часть энергии банок уходит на нагрев контактных проводников холдера. Особенно это касается холдеров с круглыми пружинами, на которых заметно падает напряжение из-за большой длины и малого сечения пружинок. Итак, общее проблемное место всех холдеров — это их контакты, что ограничивает возможности использования холдеров в устройствах с высоким током потребления.

    Означает ли это, что использовать холдеры для шуруповерта в принципе нельзя?

    Утверждать столь категорично я бы не стал. Некоторые типы холдеров, после несложной доработки, использовать вполне возможно. Но обязательно нужно учитывать максимальный ток шуруповерта, с которым их планируется применять.

    Какие бывают холдеры (кассеты) для 18650 Li-Ion аккумуляторов?

    Чаще всего встречаются такие.


    Я условно пронумеровал их как №1, 2, 3.

    №1 это холдер с круглыми пружинами.

    № 2 и 3 по сути один и тот же холдер с плоскими пружинами, различие только в форме выводов. У № 2 они узкие, а у № 3 широкие. Рядом с этими холдерами я добавил изображения их контактных ламелей.

    Почему греются контакты холдера при высоких токах?

    При прохождении по проводнику электрического тока происходит преобразование электрической энергии в тепловую. Количество выделяемого тепла пропорционально квадрату тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока (закон Джоуля-Ленца, Q = I2rt).


    Представим, что это контакт холдера (как отрезок проводника, включенный в общую цепь). Если в каком-то месте цепи сопротивление (r, Ом) будет выше, то проводник в этом месте будет греться сильнее.

    От чего зависит сопротивление проводника? В основном от 2-х факторов (в дебри уходить не будем, это все же DIY обзор, а не научная статья) – от геометрии проводника и его удельного электрического сопротивления. Вот формула.

    где r — сопротивление отрезка проводника; ρ — удельное сопротивление проводника; l — длина проводника; S — сечение проводника.

    На какие мысли наводит эта формула?

    Чтобы уменьшить r, нужно значение числителя (верхняя часть дроби) сделать как можно меньше, а знаменателя — как можно больше. С ρ мы ничего сделать не можем, что есть, с тем и работаем. А вот L можно уменьшить, сделав путь тока как можно короче. Применительно к плоскому ламелю холдера, это означает, что паять перемычку нужно как можно ближе к месту контакта ламеля с полюсом банки. Холдер с круглыми пружинами имеет большую длину L и соответственно повышенное сопротивление. Однако определяющее значение для выбора правильного холдера имеет сечение S контактного ламеля. Чем больше сечение, тем больший ток может выдержать холдер. На первый взгляд это просто, но есть и нюансы.

    На фото холдеров вы наверно обратили внимание, что сечение ламеля на разных участках его длины разное. Что из этого следует? В той области, где сечение меньше, ламель будет греться больше. Кстати, на этом строится принцип работы плавкого предохранителя – где тонко, там и рвется.

    А вот еще пример, из области автоэлектрики.

    Несложно догадаться, что произойдет с тонким проводком при включении мощного потребителя.

    Становится понятно, что соединять ламели холдера между собой нужно в их широкой части — от места контакта ламеля с полюсом банки до места сужения профиля ламеля.

    Такой нестандартный способ соединения ламелей нужен только для работы на высоких токах. Для работы в пауэрбанке, например, штатного соединения (т.е. нижнего по рисунку) будет более чем достаточно.

    А теперь отвлечемся на минуту от скучных формул.

    export3.gif
    На какой предмет похож контакт холдера № 2? Мне, как бывшему слесарю-сборщику РЭАиП, он напоминает бутылку (ну кто б сомневался).

    Кстати, это наглядная визуализация английского термина bottleneck («узкое место»), применяемого в технических и других науках. Термин произошел из аналогии с узким горлышком бутылки, из-за чего не получается вылить или высыпать всё её содержимое сразу, даже если её перевернуть. При увеличении ширины горлышка увеличивается и скорость, с которой бутылка опустошается. Таким образом, «бутылочным горлышком» называют любой компонент системы, мощность (пропускная способность) которого меньше, чем потребность в нем.

    Вот мы и подобрались вплотную к ответу на вопрос, какой тип холдера, с точки зрения банальной физики, лучше всего подходит для использования с шуруповертом. Таблица ниже поможет сделать выбор.
    export3.gif
    Холдеры с круглыми пружинами отбрасываем сразу. Самое малое сечение контактов из всех 3-х типов, это раз. Большая длина пружинок, значительное падение на них напряжения, это два. Популярная доработка (припаивание медного провода ко 2-му витку пружинок) ничего кардинально не изменит. Холдер №1 можно использовать только для сравнительно небольших токов, порядка 1 ампера, например, в пауэрбанках. Для питания шуруповертов они совершенно непригодны.

    Теперь самое интересное. Какой холдер лучше, №2 или №3?

    №2 имеет узкие выводы с сечением 0,62 кв.мм, немногим больше чем у холдера №1 (0,38 кв.мм). Такого сечения для питания шуруповерта также явно недостаточно, о чем красноречиво говорит проплавленный корпус холдера на фото ниже. Необходимо использовать нестандартное соединение в широкой части контакта. Плюс холдера №2 – самая большая площадь сечения (в широкой части контакта).
    export3.gif

    Холдер №3. С одной стороны, он имеет широкие выводы. Но вся их ценность смазывается заужением профиля в середине ламеля (помните про плавкий предохранитель?). Если соединять штатно, эффективное сечение будет всего лишь 1,08 кв.мм. Второй недостаток — сечение даже широкой части контакта холдера №3 на целых 39% меньше такого же сечения холдера №2. 1,9 кв.мм и 2,64 кв.мм соответственно.

    Поскольку нагрев контактов сильно зависит от силы тока через них (помните про квадрат тока из формулы Джоуля-Ленца?), то для противодействия ему каждый дополнительный мм2 сечения контактов становится на вес золота. Поэтому лучшим холдером для высоких токов из 3-х перечисленных является тот, который имеет наибольшее сечение контактов в местах их соединения между собой.

    Вывод: Для токов шуруповерта лучше подойдет холдер №2, при условии, что соединительные провода будут припаяны к его широкой части.

    Следующий важный вопрос – какой ток, ограниченный допустимым нагревом, может на практике выдержать доработанный холдер №2? Такой эксперимент проводил уважаемый kirich в одном из своих обзоров. Вот его результаты.
    export3.gif

    Судя по термограмме, можно осторожно предположить, что и 20 ампер длительно не являются пределом для данного холдера, однако здесь мы уже упираемся в ограничения по максимальному току самих Li-Ion аккумуляторов форм-фактора 18650 (как правило, 30 ампер длительно).

    Как альтернативный вариант, для увеличения токовой отдачи можно также использовать параллельно-последовательное соединение аккумуляторов в холдере. Например, xS2P соединение увеличивает отдаваемый батарейным блоком ток вдвое, xS3P — втрое, и т.д.

    Кстати, многие думают, что чем мощнее аккумуляторный шуруповерт, то тем больше у него рабочие токи. Это не всегда так, бывает скорее наоборот. Вот пример. Посмотрите на таблицу со спецификациями моторов ф. Leshi Motor, которые ставились в Ni-Cd шуруповерты.
    export3.gif
    Мы видим, что 7.2В мотор имеет макс. ток 14,8А и мощность 67,5 Вт.
    А 18В мотор имеет макс. ток 8,6А и мощность 113,7 Вт.
    Удивительно, правда? Почему так? Здесь при меньшем макс. токе мощность больше за счет повышения напряжения питания (по формуле мощности P=IU).

    Поскольку для холдеров критичным является именно ток, а не напряжение, это обстоятельство может в некоторых случаях расширить возможности применения холдеров для переделки на литий мощных 18 вольтовых Ni-Cd шуруповертов.

    Ну и наконец, практическая часть.

    Изготовление сменного батарейного блока на базе холдера №2

    Напомню, что моем шуруповерте Black&Decker CD12C, для которого я делаю этот батарейный блок, стоит 12V двигатель с максимальным рабочим током 9.7А. Провода питания к этому двигателю имеют сечение 0,823 кв.мм (18AWG). Допустимую длительную токовую нагрузку проводов с разным сечением по стандарту AWG можно посмотреть здесь
    export3.gif
    Это холдер с аккумуляторами, которые я буду использовать. Ссылки на них привел в конце обзора.

    export3.gif
    Припаял выходные провода и перемычки к ламелям холдера в верхней части. Перемычки в точках 1S и 2S сделал из того же акустического медного провода сечением полтора квадрата, что и выходные провода. Для подключения точек соединения элементов к плате защиты и вольтметру припаял к перемычкам провода с наконечником типа РП-М (автоклемма).

    export3.gif
    Провода и перемычки не мешают установке аккумуляторов в холдер.

    export3.gif
    Для обратной совместимости с батарейным блоком от шуруповерта DeWALT DCD 710, который меньше по длине, сделал в адаптере разрезную фигурную вставку. Нижняя часть приклеена, а верхняя при установке холдера вынимается.

    export3.gif
    Оба блока рядом.

    export3.gif

    export3.gif
    Батарейные блоки в адаптере меняются простой перестановкой.

    Напоследок испытал новый батарейный блок в составе шуруповерта, закрутив и выкрутив без перерыва два десятка длинных саморезов, до отсечки на максимальном моменте трещотки. Ничего не задымилось и не расплавилось.
    В каких же случаях можно использовать холдер вместо пайки/сварки банок? Мое личное мнение на этот счет таково: если холдер влезает в корпус старого аккумулятора и рабочий ток шуруповерта позволяет, тогда и можно ставить. А вот нужно ли ставить холдер или паять литий, каждый решает сам, в зависимости от своих убеждений и уровня подготовленности, здесь я рекомендовать ничего не могу. Для меня все определяется удобством и целесообразностью в каждом конкретном случае. Например, в корпус штатного Ni-Cd аккумулятора моего шуруповерта холдер не влезает и поэтому, если буду переделывать его на литий, то буду паять банки.

    О зарядке

    Заряжать вставленный в адаптер холдер с аккумуляторами можно теми же способами, что и батарейный блок DeWALT из прошлого обзора:

    1) 12.6V зарядкой для 3S сборки литиевых аккумуляторов через штатный зарядный разъем шуруповерта. Например, зарядкой из обзора уважаемого kirich
    export3.gif

    2) Подходящей универсальной зарядкой для литиевых аккумуляторов через выходные клеммы или штатный зарядный разъем. Например, B6 mini.
    export3.gif

    3) Или можно вынуть аккумуляторы из холдера и зарядить их любой зарядкой для лития, вместе или по отдельности.
    export3.gif

    Список основных использованных материалов

    Холдер №2 aliexpress.com/store/product/1pcs-DIY-Black-Storage-Box-Holder-Case-For-3-x-18650-3-7V-Rechargeable-Batteries/2883234_32820368298.html

    Аккумуляторы US18650VTC6 3120mAh 30A 3.6V https://www.gearbest.com/batteries/pp_571930.html?wid=83

    Набор автоклемм ebay.com/itm/222641329900

    export3.gif

    UPD: Незапланированный тест холдера на устойчивость к короткому замыканию и его результаты

    Хотя я и сделал защиту от себя дурака переполюсовки, в виде термоусадки разного цвета на наконечниках проводов (кроме силовых проводов адаптера, за что впоследствии и поплатился), но тем не менее на днях умудрился их перепутать. При нажатии кнопки шуруповерта послышался характерный «пшшш», сопровождаемый дымом и запахом горелой пластмассы.
    Из видимых повреждений: в шуруповерте был пробит диод, а на плате защиты отпаялись силовые ключи и подгорели токоизмерительные резисторы. Таким образом, шуруповерт и плата защиты оказались выведены из строя. А вот с холдером ничего не случилось. Контакты холдера, провода с разъемами и аккумуляторы это испытание выдержали играючи.

    фото

    export3.gif
    В заключение, только факты.
    1. доработанный холдер №2 без проблем выдерживает рабочий ток шуруповерта 9.7 ампер.
    2. доработанный холдер №2 без проблем выдерживает длительный ток 20 ампер в течение как минимум 10 минут (результаты независимого теста)
    3. доработанный холдер №2 без проблем выдержал ток короткого замыкания в шуруповерте Black&Decker CD12C
    Выводы можете сделать сами, уважаемые читатели.
    как паять аккумуляторные никель-кадмиевые и литий-ионные батарейки? Как спаять аккумуляторы между собой? Технология проведения работ

    Бытовая техника, работающая без подключения в розетку, питается от аккумуляторных батарей. Одиночный аккумуляторный элемент обеспечивает питание небольшим напряжением (лишь несколько вольт). В зависимости от потребности конкретного электроприбора, аккумуляторные элементы собирают в батареи, увеличивая напряжение и общую ёмкость. Как паять аккумуляторы, рассмотрим в статье.

    Особенности

    Одиночные никель-кадмиевые аккумуляторы имеет напряжение на контактах только 2,4 В. Литий-ионные элементы питания обладают характерным напряжением 3,7 В. Но для питания радиоэлектронной аппаратуры требуется напряжение не менее 5 В. В таком случае надо отдельные аккумуляторные элементы паять в последовательную гирлянду.

    Аккумуляторы широкого применения имеют стандартную ёмкость – 2-3 А/ч. Но для питания электроинструмента нужна гораздо большая ёмкость.

    В таком случае элементы питания собирают в батарею параллельно. Аккумуляторные батареи современных ноутбуков содержат от двух до шести последовательно соединённых каскадов, каждый из которых состоит из 2 или 3 параллельно соединённых элементов.

    Для соединения аккумуляторов в батареи обычно используют пайку или контактную сварку. Сварочный аппарат есть не у каждого мастера, тогда как паяльник является стандартным инструментом. Чтобы спаять аккумуляторы между собой, используют легкоплавкие припои и медный провод.

    Пайка аккумуляторов отличается тем, что эти детали очень чувствительны к перегреву. Чтобы спаять батарею, приходится применять припои с как можно меньшей температурой плавления. Очень хорошо подходит стандартный припой марки ПОС-60. Иногда встречаются рекомендации использовать сплав Вуда или Розе. Но такие припои слишком мягкие и очень дороги.

    В массовом производстве хорошее соединение обеспечивает точечная сварка никелевой лентой. Но если нет сварочного аппарата, можно надёжно спаять между собой аккумуляторы медным проводом. Чтобы не перегреть элементы питания, надо использовать легкоплавкий припой и самый мощный из доступных паяльников.

    Соединение мягкими припоями обладает малой механической прочностью. Это следует учитывать и дополнительно скреплять аккумуляторы клеем или изолентой.

    Требования к изоляции соединительных проводов невелики, обычно вполне достаточно просто проложить между деталями разделительный слой бумаги или тонкого пластика.

    Соединяя аккумуляторы в батарею, не следует забывать и о необходимости их охлаждения. Поэтому не используйте слишком толстую изоляцию. А вот сечение соединительных проводов надо выбирать настолько большое, насколько это возможно.

    Инструменты и материалы

    Для соединения аккумуляторных элементов в батарейки применяют мощный паяльник, оловянно-свинцовый припой и гибкий многожильный медный провод. Несмотря на то, что работа ведётся легкоплавким припоем, паяльник должен быть тяжёлым и как можно большей мощности. Это позволит выполнять пайку очень быстро, не допуская перегрева аккумулятора.

    Перед пайкой контакты аккумулятора надо хорошо зачистить. Можно сделать это надфилем или наждачной бумагой. Особое внимание уделите подбору паяльного флюса. Встречаются рекомендации использовать паяльную кислоту или иной вид активного флюса. К сожалению, промывка аккумуляторной батареи затруднена. Остатки активного флюса постепенно приведут к разрушению точки пайки. Лучше пользоваться нейтральным флюсом, но более мощным паяльником.

    Использование многожильного провода позволяет соединить аккумуляторы по кратчайшему пути, что уменьшает электрические потери.

    Также потребуются пассатижи, кусачки и ножницы для работы с изолирующими материалами.

    Для скрепления отдельных аккумуляторов между собой можно воспользоваться изолентой. Но современные технологии предлагают и такой способ соединения, как термоклей. Это очень удобно, но для работы с термоклеем требуется прибор, который называется термопистолет. Стоит такой инструмент недорого, но значительно облегчает работу.

    Техника проведения

    В большинстве случаев аккумуляторы приходится соединять последовательно. Так, для создания батареи для ручного электроинструмента обычно соединяют от шести до восьми никель-кадмиевых элементов в последовательную гирлянду.

    Литий-ионные аккумуляторы соединяют параллельно для получения большей ёмкости. Составляя аккумуляторную батарею из литий-ионных элементов, надо не забывать, что каждый такой аккумулятор имеет собственный контроллер заряда. Эта крошечная схема не позволяет литий-ионному аккумулятору перезаряжаться и обеспечивает защиту от прохождения слишком большого тока при повышенной нагрузке.

    В сложных случаях приходится соединять аккумуляторы смешанным образом. Такая батарея состоит из нескольких каскадов элементов, соединённых параллельно, при этом сами каскады соединены последовательно.

    Такой способ обеспечивает как значительную ёмкость аккумуляторной батареи, так и требуемое напряжение на контактах.

    В любом случае при спайке аккумуляторов в батарею следует соблюдать специфическую технику безопасности. Каждый элемент, хотя и не обладает значительным напряжением, может отдавать ток хорошей силы. Если при работе нечаянно допустить короткое замыкание, то это грозит пожаром и даже взрывом аккумуляторов.

    Есть мнение, что для сборки аккумуляторных батарей можно пользоваться готовыми отсеками с пружинными контактами. К сожалению, это плохой способ. Нажимные контакты постепенно окисляются и ослабевают. Если в распоряжении мастера нет аппарата точечной сварки, лучшим способом соединения аккумуляторов остаётся пайка медными проводами с применением оловянно-свинцовых припоев.

    О том, как паять аккумуляторы, смотрите далее.

    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

     

    Переделка 12В шуруповерта с Ni-Cd на Li-ion аккумуляторы

    Аккумуляторный инструмент мобильнее и удобнее в использовании по сравнению со своими сетевыми собратьями. Но не надо забывать и о существенном недостатке аккумуляторного инструмента, это как вы сами понимаете недолговечность батарей питания. Покупать отдельно новые аккумуляторы сопоставимо по цене с приобретением нового инструмента.

    После четырех лет службы мой первый шуруповерт, а точнее батареи стали терять емкость. Для начала я из двух батарей собрал одну выбрав рабочие «банки», но и этой модернизации хватило ненадолго. Переделывал свой шуруповерт на сетевой - оказалось очень неудобно. Пришлось, купить такой же, но новый 12 вольтовый «Интерскол ДА-12ЭР». Батареи в новом шуруповерте прослужили еще меньше. В итоге два исправных шуруповерта и не одной рабочей батареи.

    На просторах интернета много пишут, как решить данную проблему. Предлагается переделать отслужившие свой срок Ni-Cd батареи на Li-ion аккумуляторы типоразмера 18650. На первый взгляд ничего сложного в этом нет. Удаляешь из корпуса старые Ni-Cd батареи и устанавливаешь новые Li-ion. Но оказалось не все так просто. Ниже описано, на что следует обратить внимание при модернизации аккумуляторного инструмента.

    Для переделки потребуется:

    Начну с литий ионных аккумуляторов 18650. Приобретались на AliExpress.

    Номинальное напряжение элементов 18650 - 3,7 В. По заявлению продавца емкость 2600мАч, маркировка ICR18650 26F, габариты 18 на 65 мм.

    Преимущества Li-ion батарей перед Ni-Cd - меньшие габариты и вес, при большей емкости, а так же отсутствие так называемого «эффекта памяти». Но у литий ионных батарей есть серьезные недостатки, а именно:

    1. Отрицательные температуры резко снижают емкость, что не скажешь про никель кадмиевые батареи. Отсюда вывод – если инструмент часто используется при отрицательных температурах, то замена на Li-ion не решит проблему.

    2. Разряд ниже 2,9 - 2,5В и перезаряд выше 4,2В может быть критичным, возможен полный выход из строя. Следовательно, нужна BMS плата для контроля заряда и разряда, если ее не установить, то новые элементы питания быстро выйдут из строя.

    В интернете в основном описывают, как переделать 14 вольтовый шуруповерт – он идеально подходит для модернизации. При последовательном соединении четырех элементов 18650 и номинальном напряжении 3,7В. получаем 14,8В. – как раз, что надо, даже при полной зарядке плюс еще 2В это не страшно для электродвигателя. А как быть с 12В инструментом. Возможны два варианта, установить 3 или 4 элемента 18650, если три то вроде бы маловато, особенно при частичном разряде, а если четыре – многовато. Я выбрал четыре и на мой взгляд сделал правильный выбор.

    А сейчас про BMS плату, она тоже с AliExpress.

    Это так называемая плата контроля заряда, разряда батареи, конкретно в моем случае CF-4S30A-A. Как видно из маркировки рассчитана она для батареи из четырех «банок» 18650 и ток разряда до 30А. Еще в нее встроен так называемый «балансир», который контролирует заряд каждого элемента отдельно и исключает неравномерную зарядку. Для правильной работы платы аккумуляторы для сборки берутся одной емкости и желательно из одной партии.

    Вообще в продаже есть великое множество BMS плат с разными характеристиками. На ток ниже 30А брать не советую – плата постоянно будет уходить в защиту и для восстановления работы на некоторые платы нужно кратковременно подать зарядный ток, а для этого нужно вынуть аккумулятор и подключить к зарядному устройству. На плате, которую мы рассматриваем, такого недостатка нет, просто отпускаешь курок шуруповерта и при отсутствии токов короткого замыкания плата включится сама.

    Для зарядки переделанного аккумулятора прекрасно подошло родное универсальное зарядное устройство. В последние годы «Интерскол» стал комплектовать свой инструмент универсальными ЗУ.

    На фото видно, до какого напряжения BMS плата заряжает мою батарею совместно со штатным зарядным устройством. Напряжение на аккумуляторе после зарядки 14,95В немного выше нужного для 12 вольтового шуруповерта, но это скорее даже лучше. Мой старый шуруповерт стал резвее и мощнее, а опасения что он перегорит, после четырех месяцев использования постепенно развеялись. Вот вроде бы и все основные нюансы, можно приступать к переделке.

    Разбираем старую батарею.

    Выпаиваем старые банки и оставляем клеммы вместе с термодатчиком. Если удалить и датчик, то при использовании штатного ЗУ оно не включится.

    Переделка 12В шуруповерта с Ni-Cd на Li-ion аккумуляторы

    Согласно схеме на фото, спаиваем 18650 элементы в одну батарею. Перемычки между «банками» должны быть выполнены толстым проводом минимум 2,5кв. мм, так как токи при работе шуруповерта большие, а при маленьком сечении резко упадет мощность инструмента. В сети пишут, что паять Li-ion аккумуляторы нельзя так как они боятся перегрева, и рекомендуют соединять при помощи точечной сварки. Паять можно только нужен паяльник по мощней не менее 60 ватт. Самое главное паять надо быстро, чтоб не перегреть сам элемент.

    Переделка 12В шуруповерта с Ni-Cd на Li-ion аккумуляторы

    Должно получиться примерно так, чтобы вошло в корпус аккумулятора.

    Переделка 12В шуруповерта с Ni-Cd на Li-ion аккумуляторы

    От платы до клеммы провода должны быть гибкие, как можно короче и сечение минимум 2,5 кв. мм.

    Переделка 12В шуруповерта с Ni-Cd на Li-ion аккумуляторы

    Всю схему аккуратно помещаем в корпус и фиксируем любым уплотнителем, для предотвращения повреждения деталей.

    Переделка 12В шуруповерта с Ni-Cd на Li-ion аккумуляторы

    Для фиксации клеммы просто поместил ее на место и расклинил деревянными клиньями. Осталось только собрать корпус.

    Переделка 12В шуруповерта с Ni-Cd на Li-ion аккумуляторы

    Вес стандартного Ni-Cd аккумулятора как видно 558 грамм.

    Переделка 12В шуруповерта с Ni-Cd на Li-ion аккумуляторы

    Вес переделанного аккумулятора 376 грамм, следовательно, инструмент стал легче на 182 грамма. В заключении хочу сказать, что данная переделка того стоит. Шуруповерт стал мощнее и заряда хватает намного дольше, чем с родным аккумулятором. Переделывайте, не пожалеете!

    Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
    Зарядные никель-кадмиевые батареи - аккумулятор University

    Узнайте, как максимально увеличить заряд, свести к минимуму нагрев и уменьшить память.

    Никель-аккумуляторные батареи сложнее заряжать, чем литий-ионная и свинцовая кислота. Литиевые и свинцовые системы заряжаются регулируемым током, чтобы довести напряжение до установленного предела, после которого батарея насыщается до полной зарядки. Этот метод называется постоянным током и постоянным напряжением (CCCV). Аккумуляторы на никелевой основе также заряжаются постоянным током, но напряжение может свободно расти.Полное обнаружение заряда происходит путем наблюдения небольшого падения напряжения после устойчивого подъема. Это может быть связано с задержкой на плато и повышением температуры с течением времени (подробнее ниже). Медленный заряд приводит все элементы в батарейном блоке к одинаковому уровню заряда. Это важно, потому что каждый элемент никель-кадмиевой батареи может саморазряжаться со своей скоростью. Кроме того, при длительном хранении электролит имеет тенденцию притягиваться к дну ячейки, и начальный медленный заряд помогает в перераспределении устранять сухие пятна на сепараторе.(См. Также BU-803a: Потеря электролита.)

    Производители аккумуляторов не полностью форматируют никель- и свинцовые батареи перед отправкой. Ячейки достигают оптимальной производительности после заполнения, которое включает в себя несколько циклов зарядки / разрядки. Это часть нормального использования; это также можно сделать с помощью анализатора батареи. Известно, что качественные ячейки соответствуют полным техническим характеристикам только после 5–7 циклов; другие могут занять 50–100 циклов. Пиковая мощность возникает между 100–300 циклами, после чего производительность начинает постепенно снижаться.

    Большинство перезаряжаемых ячеек имеют предохранительный клапан, который сбрасывает избыточное давление при неправильной зарядке. Отверстие на NiCd-ячейке открывается при 1000–1400 кПа (150–200 фунтов / кв. Дюйм). Давление, сбрасываемое через повторно герметизируемое отверстие, не вызывает повреждений; однако при каждом выпуске воздуха происходит утечка электролита, и уплотнение может протечь. Образование белого порошка в вентиляционном отверстии делает это видимым. Множественная вентиляция в конечном итоге приводит к усыханию. Аккумулятор никогда не должен подвергаться нагрузке до точки вентиляции.

    Обнаружение полного заряда по температуре

    Обнаружение полного заряда герметичных никелевых батарей более сложное, чем у свинцово-кислотных и литий-ионных. Недорогие зарядные устройства часто используют измерение температуры для прекращения быстрой зарядки, но это может быть неточным. Ядро ячейки на несколько градусов теплее, чем кожа, где измеряется температура, и возникающая задержка вызывает чрезмерный заряд. Производители зарядных устройств используют 50 ° C (122 ° F) в качестве отключения температуры. Хотя любая продолжительная температура выше 45 ° C (113 ° F) вредна для батареи, возможен кратковременный выброс, если температура батареи быстро падает при появлении индикатора «готовность».

    Современные зарядные устройства больше не полагаются на фиксированный температурный порог, но чувствуют скорость повышения температуры с течением времени, также известную как дельта температура за время дельта, или dT / dt. Вместо того, чтобы ждать появления абсолютной температуры, dT / dt использует быстрое повышение температуры к концу зарядки, чтобы вызвать индикатор «готовности». Метод дельта-температуры сохраняет батарею более прохладной, чем фиксированное отключение температуры, но элементы должны заряжаться достаточно быстро, чтобы вызвать повышение температуры.Завершение зарядки происходит, когда температура поднимается на 1 ° C (1,8 ° F) в минуту. Если батарея не может достичь необходимого повышения температуры, отключение абсолютной температуры, установленное на 60 ° C (140 ° F), прекращает заряд.

    Зарядные устройства, зависящие от температуры, вызывают вредные перезарядки, когда полностью заряженная батарея многократно извлекается и снова вставляется. Это относится к зарядным устройствам в автомобилях и настольных станциях, где при каждом использовании отсоединяется двухсторонняя радиостанция. Повторное подключение инициирует новый цикл зарядки, который требует разогрева батареи.Ионные системы

    Li имеют преимущество в том, что напряжение определяет состояние заряда. Повторная установка полностью заряженной литий-ионной батареи немедленно поднимает напряжение до порога полной зарядки, ток падает, и зарядное устройство вскоре отключается без необходимости создавать температурную сигнатуру.

    Обнаружение полного заряда по напряжению Signature

    Усовершенствованные зарядные устройства прекращают заряд при возникновении определенной сигнатуры напряжения. Это обеспечивает более точное определение полного заряда никелевых батарей, чем температурные методы.Информация о батареях на основе никеля

    - Battery University

    Узнайте о различиях в никель-кадмиевых и никель-металлогидридных.

    В течение 50 лет портативные устройства почти исключительно полагались на никель-кадмиевые (NiCd). Это дало большое количество данных, но в 1990-х годах никель-металлогидрид (NiMH) взял на себя управление, чтобы решить проблему токсичности прочного NiCd. Многие характеристики NiCd были перенесены в лагерь NiMH, предлагая квази-замену, поскольку эти две системы похожи.Из-за экологических норм, NiCd сегодня ограничивается специальными приложениями.

    Никель-кадмий (NiCd)

    Никель-кадмиевая батарея, изобретенная Вальдемаром Юнгнером в 1899 году, имела несколько преимуществ перед свинцово-кислотными, тогда как единственная другая перезаряжаемая батарея; Однако материалы для NiCd были дорогими. Разработки происходили медленно, но в 1932 году были достигнуты успехи в размещении активных материалов внутри пористого никелированного электрода. Дальнейшие улучшения произошли в 1947 году за счет поглощения газов, образующихся во время зарядки, что привело к современной герметичной никель-кадмиевой батарее.

    В течение многих лет NiCd был предпочтительным выбором батареи для двусторонней радиосвязи, неотложной медицинской помощи, профессиональных видеокамер и электроинструментов. В конце 1980-х NiCd сверхвысокой емкости всколыхнул мир с емкостью, которая была на 60 процентов выше, чем у стандартного NiCd. Этого удалось добиться, добавив в ячейку больше активного материала, но выигрыш был омрачен более высоким внутренним сопротивлением и уменьшенным числом циклов. надлежащий уход для достижения долголетия.NiCd и частично NiMH обладают эффектом памяти, который вызывает потерю емкости, если не проводить периодический полный цикл разрядки. Кажется, что батарея запоминает предыдущую поставленную энергию, и после того, как процедура установлена, она не хочет давать больше. (См. BU-807: Как восстановить никелевые батареи). По данным RWTH, Аахен, Германия (2018), стоимость NiCd составляет около 400 долларов за кВт-ч. В таблице 1 перечислены преимущества и ограничения стандарта NiCd.

    Advantages


    Прочный счетчик большого количества циклов при надлежащем обслуживании прощение при злоупотреблении

    долгий срок годности; может храниться в разряженном состоянии, нуждается в грунтовке перед использованием

    Простое хранение и транспортировка; не подлежит регулирующему контролю

    Хорошая производительность при низких температурах

    Экономическая цена; NiCd является самым низким по стоимости за цикл

    Доступно в широком диапазоне размеров и вариантов производительности

    Limitations


    Относительно низкая удельная энергия по сравнению с более новыми системами

    Эффект памяти; нуждается в периодических полных разрядах и может быть омоложен

    Кадмий является токсичным металлом.Не может быть утилизировано на свалках

    Высокий саморазряд; требуется зарядка после хранения

    Низкое напряжение элемента 1,20 В требует много элементов для достижения высокого напряжения

    Таблица 1: Преимущества и недостатки NiCd батарей

    Никель-металлогидрид (NiMH)

    Исследования никель-металл-гидридные начались в 1967 году; однако нестабильность с гидридом металла привела к развитию никель-водород (NiH) вместо этого.

    Автор: admin

    Отправить ответ

    avatar
      Подписаться  
    Уведомление о