Переделка никель кадмиевого аккумулятора на литий ионный: Простой способ перевести шуруповерт с никель-кадмиевых на литий-ионные аккумуляторы

Содержание

Может ли никель-кадмиевое зарядное устройство заряжать литий-ионные аккумуляторы?-battery-knowledge

Лучший литиевый аккумулятор 18650
Цилиндрическая литий-ионная батарея
Лучшее руководство по литиево-ионной батарее
Лучшее руководство по LiPo батареям
Лучшее руководство по батарее Lifepo4
Руководство по литиевой батарее 12 В
Литий-ионный аккумулятор 48 В
Подключение литиевых батарей параллельно и последовательно
Лучшая литий-ионная батарея 26650

Aug 18, 2020 Вид страницы：6999

Ответ – нет.

Напряжение никель-кадмиевого аккумулятора составляет 1,2 В, напряжение заряда литиевого аккумулятора составляет 3,7 В, напряжение зарядки зарядного устройства никель-кадмиевого аккумулятора составляет около 1,45 В, а зарядное устройство литиевого аккумулятора составляет около 4,2 В. Использование никель-кадмиевого зарядного устройства для зарядки литиевой батареи не только не может зарядить батарею, но также может привести к чрезмерной разрядке литиевой батареи и повреждению батареи.

NiCad аккумулятор и литиевая батарея изготовлены из двух разных материалов с разным номинальным напряжением, принципом работы, зарядно-разрядными характеристиками и экологичностью. Для справки: Взаимозаменяемы ли никель-кадмиевые и литий-ионные батареи?

Популярность литиевых батарей в наши дни невероятна. Литиевые батареи можно найти в iPod, КПК, ноутбуках и сотовых телефонах. Они довольно распространены, потому что являются одними из самых мощных перезаряжаемых батарей, доступных сегодня.

Постоянная способность этой батареи загораться – это особенность, которая в последнее время упоминается в новостях – это не обычная проблема с литиевыми батареями – на самом деле это происходит только у трех или четырех из миллиона литиевых батарей. Но когда это происходит, часто бывает смертельно опасно.

Тогда может возникнуть вопрос, что делает эту батарею такой популярной и энергичной? Как они воспламеняются? Можно ли что-нибудь сделать, чтобы предотвратить проблему или продлить срок службы батареи?

Вот пара ответов на это:

· Литиевые батареи в основном легче других аккумуляторных батарей того же размера. Литиевые батареи поставляются с легкими электродами из углерода и лития. Имейте в виду, что литий – элемент с высокой реакционной способностью; это означает, что его атомная связь может хранить много энергии. Это превращается в очень высокую плотность энергии для литиевых батарей.

· Литиевые батареи могут держать заряд. Только 5 процентов заряда теряется в литиевой батарее каждый месяц, в отличие от 20 процентов потерь, которые испытывают никель-металлгидридные батареи.

· Еще одна хорошая вещь в литиевых батареях – это их способность выдерживать циклы зарядки и разрядки.

· Литиевые батареи не обладают эффектом памяти. Это означает, что вам не нужно полностью разряжать аккумулятор перед повторной зарядкой.

Потребительский литий-ионный аккумулятор 7,2 В, 5200 мАч Номинальное напряжение ： 7,3 В Номинальная емкость ： 5200 мАч Размер аккумулятора ： 75 * 72 * 19,5 мм Применение ： Электронные продукты

Это не означает, что литиевые батареи безупречны. У них есть свои подводные камни, такие как:

· Литиевые батареи очень чувствительны к температурам, особенно к высоким температурам. Литиевые батареи быстро разлагаются под воздействием тепла, чем обычно.

· Литиевые батареи начинают разлагаться, как только они покидают завод-изготовитель. Неважно, используется он или нет, часто срок его службы составляет два-три года с даты изготовления.

· Литиевая батарея полностью разряжается.

· Литиевые батареи несколько дороже, чем они уже есть, потому что для управления батареей требуется бортовой компьютер.

· При выходе из строя литиевая батарея может загореться.

Могу ли я зарядить литиевую батарею с помощью никель-кадмиевого зарядного устройства?

Что произойдет, если вы попытаетесь зарядить литиевый аккумулятор никель-кадмиевым или никель-металлгидридным аккумулятором? Что ж, даже неспециалист посоветует этого не делать, потому что это очень опасно. Зарядка литиевых батарей с помощью никель-кадмиевого зарядного устройства может вызвать ненужный фейерверк, и если ваше имущество не застраховано, вы не захотите пробовать это дома.

В чем разница между зарядными устройствами для литиевых аккумуляторов и никель-кадмиевых аккумуляторов?

Литиевые батареи, также известные как литий-ионные батареи, часто меньше по размеру, не требуют серьезного обслуживания и считаются более безопасными для использования, чем никель-кадмиевые батареи.

Считается, что никель-кадмиевые батареи вредны для окружающей среды, поэтому литий-ионные батареи используются чаще, чем никель-кадмиевые. Хотя они могут быть похожими, они оба отличаются по химическому составу, влиянию на окружающую среду, стоимости и даже применению.

Как правильно заряжать литий-ионный аккумулятор

Вы действительно можете продлить срок службы батареи, если правильно ее зарядите. Зарядка и разрядка аккумуляторов – это химическая реакция, но литий-ионные батареи считаются исключением. Эксперты по аккумуляторным батареям описывают энергию, поступающую в батарею и выходящую из нее, как часть движения ионов между катодом и анодом.

Это утверждение до некоторой степени кажется верным, но если это так, то батарей хватит на вечность. В любом случае, ученые винят в угасании способность захвата ионов, но, как и в случае с другими батареями, дегенеративные эффекты, внутренняя коррозия и другие факторы, также известные как паразитные реакции на электродах и электролитах, по-прежнему играют роль.

Литиевое зарядное устройство – это устройство ограничения напряжения, которое имеет функции, аналогичные свинцово-кислотной системе. Разница с литиевым основывается на более высоком напряжении, более жестких допусках по напряжению и отсутствии плавающего или непрерывного заряда, когда он полностью заряжен.

Литий-ионные аккумуляторы для промышленных роботов 14,4 В, 6800 мАч Номинальное напряжение ： 46,8 В Номинальная емкость ： 80000 мАч Размер аккумулятора ： 400 × 400 × 100 (макс.) Применение ： Робот, AGV, RGV

Свинцово-кислотный может обеспечить некоторую гибкость в отношении отключения напряжения; производители литий-ионных элементов строго придерживаются соответствующих настроек, поскольку литий-ионные аккумуляторы не переносят перезарядку. Так называемого «волшебного» зарядного устройства, обещающего пользователям более длительное время автономной работы, дополнительную емкость и другие рекламные ходы, не существует. Литий-ионный аккумулятор – это чистая аккумуляторная система, которая принимает только то, что может поглотить.

Когда ток падает до определенного уровня, литий-ионный аккумулятор считается полностью заряженным. В случае непрерывного заряда и падения напряжения некоторые литий-ионные зарядные устройства применяют дополнительную зарядку. Полный период составляет от 2 до 3 часов, а рекомендуемая скорость заряда энергетического элемента составляет около 0,5 ° C и 1 ° C.

Чтобы продлить срок службы батарей, производители литий-ионных аккумуляторов рекомендуют заряжать ниже 1С. Температура литий-ионного аккумулятора может повыситься до 9 ° F (5 ° C) при приближении к полной зарядке. Это может произойти из-за повышенного внутреннего сопротивления. Если при нормальных условиях зарядки температура поднимается выше 18 ° F (10 ° C), вам необходимо прекратить использование зарядного устройства или литий-ионного аккумулятора.

Кроме того, не рекомендуется полностью заряжать литий-ионный аккумулятор, поскольку высокое напряжение вызывает нагрузку на аккумуляторы. Частичная или почти полная зарядка – это нормально для аккумулятора.

Для повышения производительности аккумулятора выключайте устройство во время зарядки и заряжайте устройство при нормальной температуре. НЕ заряжайте литий-ионные аккумуляторы при отрицательных температурах.

Перед тем, как убрать аккумулятор на хранение, зарядите его примерно до 40-50%.

Вы можете обратиться к нам по любым вопросам относительно аккумуляторов.

Предыдущая статья： Что вы знаете о большом банке аккумуляторов 18650?
Следующая статья： Вы знаете об электрохимии литий-ионных аккумуляторов?

Самые популярные категории

Индивидуальные решения

Схема конструкции аккумулятора 11,1 В, 6600 мАч портативного сверхзвукового диагностического набора B
Схема резервного питания 7,4 В 10 Ач медицинского инфузионного насоса
Решения для литий-ионных аккумуляторов AGV 25,6 В, 38,4 Ач

Вторая жизнь аккумуляторной отвертки KS311-1036CD (переделка на Li-ion)

Цель:

Переделать питание электроотвертки с NiCd AA аккумуляторов на li-ion 18650 так, чтобы на одном заряде мог проработать в несколько раз дольше, чем при заводской сборке.

Используемые детали для доработки:

1. Плата защиты BMS 1S 3.7V 8205Ax6 3.7V 12-15A

2. Модуль заряда Li-ion аккумуляторов TP4056 1A

3. Аккумулятор QIXIN ICR18650P 1300мАч (аккумулятор, его емкость и рабочий ток выбирайте любой по вашему усмотрению, так как требования к питанию у электроотвертки низкие).

Года два назад покупал в Леруа Мерлен эту аккумуляторную отвертку из-за дешевизны и возможности ее переделать на питание от литиевого аккумулятора (ранее такой же был у моего двоюродного брата и мы его смогли удачно оживить). Стоила она тогда порядка 500р и скорее всего было много тех, кто приобрел данный девайс. Собственно с такими мыслями я и решил поделиться своим опытом. Вот как наш подопытный выглядит изнутри…

С завода на электроотвертке KS311-1036CD установлены 3 никель-кадмиевых Ni-Cd 1.2V аккумулятора. Соединенные последовательно они образуют сборку на 3.6V общей емкостью 600мАч (интересно было бы конечно замерить их емкость сразу после покупки, что-то мне подсказывает что емкость будет ниже указанной на аккумуляторах).

Плюсы и минусы Ni-Cd аккумуляторов:

+ низкая стоимость

+ нетребовательность к условиям заряда и разряда (работают в самых жестких условиях).

+ нетребовательность к условиям хранения (можно хранить заряженным и разряженным).
+ относительно безопасны при использовании (в сравнении с возгораемостью li-ion).

– очень маленькая емкость (что перечеркивает по моему мнению все плюсы этого аккумулятора, так как при времени работы 10-20 минут электроотвертка, мягко говоря, малоэффективна. По крайней мере такие характеристики работы на практике показала моя электроотвертка до переделки).

– высокий саморазряд (периодически необходимо заряжать).

– присутствует эффект памяти (периодически необходимо разряжать).

Итак, приступим к сборке необходимых элементов.

Кстати, аккумулятор я использовал тот, который остался от другой электроотвертки (в ней я емкость увеличил до 3000 мАч). Как я писал ранее вы можете использовать любой литий-ионный аккумулятор тип 18650, какой есть у вас в распоряжении).

Для начала подготовим плату защиты, которая будет защищать наш аккумулятор от разряда ниже 2.5 вольт и обеспечит нашему аккумулятору долгую и счастливую жизнь;) Также эта плата защищает от токов выше 15 ампер, что в нашем случае, я считаю, маловероятно (вообще конечно же есть желание узнать на практике как скачет напряжение и ток в процессе использования данного девайся, очень надеюсь что найду время для этого в будущем).

Припаиваем плату аккуратно к аккумулятору так, чтобы не замкнуть проводки…

Далее припаиваем плату заряда чтобы она заряжала наш аккумулятор правильно (CC-CV – режим заряда, который обеспечивает долгий срок службы литиевых аккумуляторов).

Обратите внимание, красный провод в данной схеме всегда + питания, а черный – питания. Так же во входном разъеме питания необходимо отпаять красный провод и изолировать его так, как посчитаете нужным (я, например, посадил его в термоусадочную трубку). Этот провод необходим для индикации заряда на плате электроотвертки сверху. В нашем случае на нашей плате заряда TP4056 тоже есть индикация: показывает процесс заряда и окончание зарядки. Мне он нравится больше, поэтому я оставил только его.

Для индикации сделал отверстие сбоку и залил термоклеем.

В процессе заряда индикатор светится красным, как только аккумулятор зарядился – синим. Свечение индикатора получилось достаточно заметным.

Готово!

Сделаем выводы:
Уверен у многих покупателей данных электроотверток рано или поздно возникает вопрос “быть или не быть” из-за снижения времени работы до критически малого. В любом случае, я считаю, выбор за вами. Лично мне продление жизни устройств, которые мы купили, а ресурс использовали только частично, кажется вполне рациональным решением, которое экономит деньги и радует в дальнейшем глаза!

Со временем планирую добавить в эту статью свои ощущения и выводы от использования переделанной электроотвертки. Любопытно, как будет срабатывать защита при нагрузках и выжержат ли пластмассовые шестерни внутри редуктора нагрузок с учетом обновленной мощности аккумулятора?).

Можно ли заменить литий-ионные батареи на никель-кадмиевые?

Главная >
Инструменты >
Инструменты для крепления >
Электроинструменты >
Можно ли заменить литий-ионные аккумуляторы на никадные?

Электроинструменты

Опубликовано: 000Z” itemprop=”dateCreated”> 01 октября 2010 г.

Автор Дэвид Фрейн

Войдите под номером или Зарегистрируйтесь под номером , чтобы загрузить PDF-версию этой статьи. (349,18 КБ)

Q . Недавно я купил 18-вольтовый аккумуляторный инструмент DeWalt с литий-ионными аккумуляторами и заметил, что новые аккумуляторы подходят и к моим старым инструментам DeWalt. Можно ли использовать литий-ионные аккумуляторы в инструментах, поставляемых с никель-кадмиевыми (никель-кадмиевыми) аккумуляторами?

А . Старший редактор Дэвид Фрэйн отвечает : Двигатель не может отличить питание от никель-кадмиевой батареи и питание от литий-ионной батареи. А поскольку беспроводные инструменты сконструированы таким образом, что они не могут работать с несовместимыми (неподходящими по напряжению) аккумуляторными блоками, вы можете безопасно использовать любой аккумуляторный блок того же производителя, который подходит для данного инструмента.

Первые литий-ионные аккумуляторы не имели обратной совместимости с никель-кадмиевыми инструментами, но со временем ситуация изменилась. Три основные компании по производству инструментов — DeWalt, Hitachi и Ridgid — в настоящее время производят 18-вольтовые аккумуляторы, совместимые как с прямой, так и с обратной совместимостью. С другой стороны, 18-вольтовые аккумуляторы Makita и Milwaukee не имеют прямой и обратной совместимости. Когда Makita начала производить литий-ионные аккумуляторы, она сменила конструкцию с крепления на столбе на конструкцию с скользящим креплением, а это означает, что ее литий-ионные аккумуляторы не подходят для более ранних инструментов. Milwaukee уже использовала скользящее крепление для своих никелевых инструментов, но его литий-ионное скользящее крепление имеет другую форму. Когда DeWalt и Hitachi перешли к литий-ионным элементам, они остались с креплениями пост-стиля, в то время как Ridgid использует одно и то же скользящее крепление для обоих типов 18-вольтовых аккумуляторов.

Большинство зарядных устройств обратно совместимы со старыми батареями, если они имеют такое же крепление. Однако из-за достижений в схемотехнике аккумуляторов зарядные устройства не совместимы с предыдущими версиями; зарядное устройство, прилагаемое к инструменту nicad, не будет работать с литий-ионными батареями.

Литий-ионный аккумулятор — Институт чистой энергии

Что такое литий-ионный аккумулятор и как он работает?

Литий-ионный (Li-ion) аккумулятор представляет собой аккумулятор с передовой технологией, в которой ионы лития используются в качестве ключевого компонента его электрохимии. Во время цикла разряда атомы лития в аноде ионизируются и отделяются от своих электронов. Ионы лития движутся от анода и проходят через электролит, пока не достигнут катода, где они рекомбинируют со своими электронами и электрически нейтрализуются. Ионы лития достаточно малы, чтобы проходить через микропроницаемый разделитель между анодом и катодом. Отчасти из-за небольшого размера лития (уступая только водороду и гелию) литий-ионные батареи способны иметь очень высокое напряжение и запас заряда на единицу массы и единицы объема.

В литий-ионных батареях в качестве электродов могут использоваться различные материалы. Наиболее распространенной комбинацией является комбинация оксида лития-кобальта (катод) и графита (анод), которая чаще всего встречается в портативных электронных устройствах, таких как мобильные телефоны и ноутбуки. Другие катодные материалы включают оксид лития-марганца (используемый в гибридных электрических и электрических автомобилях) и фосфат лития-железа. В литий-ионных батареях в качестве электролита обычно используется эфир (класс органических соединений).

Применение аккумуляторов

Математические модели эффективности батарей

Каковы некоторые преимущества литий-ионных батарей?

По сравнению с другими высококачественными аккумуляторами (никель-кадмиевыми или никель-металлогидридными) литий-ионные аккумуляторы имеют ряд преимуществ. У них одна из самых высоких плотностей энергии среди аккумуляторных технологий на сегодняшний день (100-265 Втч/кг или 250-670 Втч/л). Кроме того, литий-ионные аккумуляторные элементы могут выдавать напряжение до 3,6 В, что в 3 раза выше, чем у таких технологий, как Ni-Cd или Ni-MH. Это означает, что они могут обеспечивать большое количество тока для мощных приложений, в которых литий-ионные батареи также сравнительно просты в обслуживании и не требуют плановых циклов для продления срока службы батареи. Литий-ионные аккумуляторы не имеют эффекта памяти, пагубного процесса, при котором повторяющиеся циклы частичной разрядки/зарядки могут привести к тому, что аккумулятор «запомнит» более низкую емкость. Это преимущество как перед Ni-Cd, так и перед Ni-MH, которые проявляют этот эффект. Литий-ионные аккумуляторы также имеют низкую скорость саморазряда, составляющую около 1,5-2% в месяц. Они не содержат токсичного кадмия, что облегчает их утилизацию по сравнению с Ni-Cd батареями.

Благодаря этим преимуществам литий-ионные аккумуляторы вытеснили никель-кадмиевые аккумуляторы и заняли лидирующие позиции на рынке портативных электронных устройств (таких как смартфоны и ноутбуки). Литий-ионные батареи также используются для питания электрических систем в некоторых аэрокосмических приложениях, в частности, в новом и более экологичном Боинге 787, где вес является значительным фактором стоимости. С точки зрения экологически чистой энергии большая часть перспектив литий-ионных технологий исходит из их потенциального применения в автомобилях с батарейным питанием. В настоящее время самые продаваемые электромобили Nissan Leaf и Tesla Model S используют литий-ионные аккумуляторы в качестве основного источника топлива.

Каковы недостатки литий-ионных аккумуляторов?

Несмотря на свои технологические перспективы, литий-ионные аккумуляторы по-прежнему имеют ряд недостатков, особенно в отношении безопасности. Литий-ионные аккумуляторы имеют тенденцию к перегреву и могут быть повреждены при высоких напряжениях. В некоторых случаях это может привести к тепловому разгону и возгоранию. Это вызвало серьезные проблемы, в частности, остановку парка самолетов Boeing 787 после того, как поступили сообщения о возгорании бортовых батарей. Из-за рисков, связанных с этими батареями, ряд транспортных компаний отказываются выполнять массовые перевозки батарей самолетами. Для литий-ионных аккумуляторов требуются защитные механизмы для ограничения напряжения и внутреннего давления, что в некоторых случаях может увеличить вес и ограничить производительность. Литий-ионные аккумуляторы также подвержены старению, а это означает, что они могут терять емкость и часто выходят из строя через несколько лет. Еще одним фактором, ограничивающим их широкое распространение, является их стоимость, которая примерно на 40% выше, чем у Ni-Cd. Решение этих проблем является ключевым компонентом текущих исследований в области технологии. Наконец, несмотря на высокую плотность энергии литий-ионных аккумуляторов по сравнению с другими типами аккумуляторов, они по-прежнему имеют примерно в сто раз меньшую плотность энергии, чем бензин (который содержит 12 700 Втч/кг по массе или 8760 Втч/л по объему).

Взносы CEI

Основные результаты исследований

Одним из способов, которым CEI работала для достижения этой цели, является прямая визуализация, в частности, с использованием рентгеновской спектроскопии. Недавно в лаборатории профессора Джерри Зайдлера был разработан метод проведения рентгеновской спектроскопии ближней краевой структуры (XANES) на рабочем столе. Этот метод может позволить относительно подробные измерения определенных характеристик внутреннего состояния батареи без необходимости вскрывать ее и, таким образом, нарушать работу системы. Раньше XANES можно было реализовать только с чрезвычайно высоким потоком излучения от таких инструментов, как синхротрон. Это чрезвычайно большие и дорогие установки стоимостью до 1 миллиарда долларов, которые пользуются таким большим спросом среди ученых, что многомесячные списки ожидания становятся нормой. Используя преимущества новых передовых оптических технологий, лаборатория Зайдлера смогла изготовить небольшой прибор стоимостью 25 000 долларов, который может имитировать измерения, проводимые на синхротроне. С помощью этого нового инструмента ученые могут получать результаты в течение нескольких часов без значительного времени ожидания, что значительно увеличивает скорость разработки нестандартных технологий.

Еще один аспект исследования аккумуляторов CEI включает создание физических, математических и вычислительных моделей внутреннего состояния аккумулятора. Это может помочь оптимизировать производительность батареи и циклы зарядки/разрядки, а также прогнозировать и предотвращать опасные отказы батареи. Профессор Венкат Субраманян, руководитель Лаборатории моделирования, анализа и управления технологическими процессами для электрохимических систем (MAPLE), разрабатывает и переформулирует физические модели батарей, а также работает над методами моделирования и решения этих моделей с большей эффективностью и точностью. Создав более эффективную, универсальную и точную модель технологии литий-ионных аккумуляторов, M.A.P.L.E. Исследования лаборатории могут помочь в разработке аккумуляторов более точно для более безопасной и эффективной работы.

Другие направления

Большая часть текущих исследований CEI направлена на разработку способов лучшего понимания и управления важными внутренними состояниями литий-ионных аккумуляторов. Понимание внутренней работы батареи имеет важное значение для улучшения конструкции и оценки режимов ее отказа.

Еще одним важным направлением исследований CEI является разработка новых материалов для улучшения характеристик аккумуляторов. В центре внимания CEI находятся как наука о материалах высокого уровня, такая как разработка и замена альтернативных материалов в литий-ионных батареях, так и характеристика и дизайн наноструктурированных материалов или материалов, свойства которых определяются даже с точностью до нанометра. . Исследователи CEI также изучают материалы, которые могут предложить альтернативу технологиям литий-ионных аккумуляторов.

Кремний исследуется в качестве анодного материала, поскольку он может образовывать трехмерную клетку, обладающую большей способностью поглощать литий.

Узнать больше

Веб-сайт о батареях и повторном использовании батарей, созданный студентом REU «Мост чистой энергии» Алеком Лазарски
Subramanian размещены актуальные публикации по нелинейному моделирующему прогнозирующему управлению для литий-ионных аккумуляторов и других электрохимических систем.
Институт чистой энергии (UW) ускоряет масштабные исследования чистой энергии, включая солнечную энергию нового поколения, материалы для аккумуляторов, а также их интеграцию с системами и сетью.