Vlastnosti, výhody a nevýhody lítiových batérií pre skrutkovač

Ak je ručné elektrické náradie napájané domácim napájaním priviazané k zásuvke drôtom, ktorý obmedzuje pohyb osoby držiacej zariadenie v rukách, potom batérie napájané náprotivky jednotiek „na vodítku“ poskytujú veľa viac slobody konania v práci. Prítomnosť batérie je veľmi dôležitá pri používaní skrutkovačov.

V závislosti od typu použitej batérie ich možno podmienečne rozdeliť do dvoch skupín - s niklovými a lítiovými batériami a ich vlastnosti robia toto elektrické náradie pre používateľa najzaujímavejším.

Dizajn lítiovej nabíjateľnej batérie sa príliš nelíši od dizajnu batérií založených na inej chémii. Ale zásadnou vlastnosťou je použitie bezvodého elektrolytu, ktorý zabraňuje uvoľňovaniu voľného vodíka počas prevádzky. To bola významná nevýhoda batérií predchádzajúcich návrhov a viedla k vysokej pravdepodobnosti požiaru.

Anóda je vyrobená z filmu oxidu kobaltu naneseného na hliníkovom základnom kolektore prúdu. Katóda je samotný elektrolyt, ktorý obsahuje soli lítia v tekutej forme. Elektrolyt impregnuje poréznu hmotu elektricky vodivého chemicky neutrálneho materiálu. Hodí sa k nemu sypký grafit alebo koks.... Odber prúdu sa vykonáva z medenej platne aplikovanej na zadnú stranu katódy.

Pre normálnu prevádzku batérie musí byť porézna katóda dostatočne pevne pritlačená k anóde.... Preto je v dizajne lítiových batérií vždy pružina, ktorá stláča "sendvič" z anódy, katódy a zberača záporného prúdu. Vniknutie okolitého vzduchu môže narušiť starostlivo vyváženú chemickú rovnováhu. A vniknutie vlhkosti a ohrozuje nebezpečenstvo požiaru a dokonca výbuchu. Preto hotový článok batérie musí byť starostlivo utesnený.

Plochá batéria je dizajnovo jednoduchšia. Ak sú všetky ostatné veci rovnaké, plochá lítiová batéria bude ľahšia, oveľa kompaktnejšia a poskytne významný prúd (to znamená viac energie). Je však potrebné navrhnúť zariadenie s plochými lítiovými batériami, čo znamená, že batéria bude mať úzku špecializovanú aplikáciu. Takéto batérie sú drahšie ako ich náprotivky.

Aby sa predajný trh rozšíril, výrobcovia vyrábajú batériové články univerzálnych tvarov a štandardných veľkostí.

Medzi lítiovými batériami dnes skutočne dominuje verzia 18650. Takéto batérie majú podobu podobnú cylindrickým prstovým batériám, ktoré poznáme v bežnom živote. ale norma 18650 špecificky poskytuje o niečo väčšie rozmery... Tým sa predíde zmätku a zabráni sa tomu, aby bol takýto zdroj napájania omylom vymenený za bežnú soľnú batériu. To by však bolo veľmi nebezpečné, keďže lítiová batéria má dvaapolnásobok štandardného napätia (3,6 voltu oproti 1,5 voltu pre soľnú batériu).

V prípade elektrického skrutkovača sa lítiové články postupne zhromažďujú do batérie. Tým sa zvyšuje napätie aplikované na motor, čo poskytuje výkon a krútiaci moment požadovaný nástrojom.

Akumulátor nevyhnutne obsahuje vo svojom dizajne snímače teploty a špecializované elektronické zariadenie - regulátor.

Tento okruh:

• sleduje rovnomernosť náboja jednotlivých prvkov;
• reguluje nabíjací prúd;
• neumožňuje nadmerné vypúšťanie prvkov;
• zabraňuje prehriatiu batérie.

Batérie tohto typu sa nazývajú iónové. Existujú aj lítium-polymérové ​​články, ide o modifikáciu lítium-iónových článkov. Ich konštrukcia sa zásadne líši iba materiálom a prevedením elektrolytu.

• Hlavnou výhodou lítiových batérií je ich vysoká elektrická kapacita. To vám umožní vytvoriť ľahký a kompaktný ručný nástroj. Na druhej strane, ak je používateľ pripravený pracovať s ťažším zariadením, dostane veľmi výkonnú batériu, ktorá umožní skrutkovaču pracovať dlhú dobu.
• Ďalšou výhodou je možnosť pomerne rýchlo naplniť lítiové batérie energiou. Typická doba úplného nabitia je približne dve hodiny a niektoré batérie je možné pomocou špeciálnej nabíjačky nabiť za pol hodiny! Táto výhoda môže byť výnimočným dôvodom pre vybavenie skrutkovača lítiovou batériou.

Lítiové batérie majú aj niektoré špecifické nevýhody.

• Najciteľnejší je výrazný pokles praktickej kapacity pri prevádzke v chladnom počasí. Pri teplotách pod nulou je potrebné náradie vybavené lítiovými batériami z času na čas zahriať a elektrická kapacita je plne obnovená.
• Druhým citeľným nedostatkom je nie príliš dlhá životnosť. Napriek uisteniam výrobcov, najlepšie vzorky s najopatrnejším používaním nevydržia viac ako tri až päť rokov. Do roka po kúpe môže lítiová batéria akejkoľvek bežnej značky pri najšetrnejšom používaní stratiť až tretinu svojej kapacity. Po dvoch rokoch z pôvodnej kapacity zostane sotva polovica. Priemerná doba bežnej prevádzky je dva až tri roky.
• A ďalšia významná nevýhoda: cena lítiových batérií je oveľa vyššia ako cena nikel-kadmiových batérií, ktoré sú stále široko používané v ručnom elektrickom náradí.

Historicky prvými skutočne sériovo vyrábanými dobíjacími batériami pre ručné elektrické náradie boli nikel-kadmiové batérie. Za nízku cenu sú celkom schopné relatívne veľkého zaťaženia a majú uspokojivú elektrickú kapacitu s primeranými rozmermi a hmotnosťou. Batérie tohto typu sú aj dnes rozšírené, najmä v sektore lacných ručných spotrebičov.

Hlavným rozdielom medzi lítiovými batériami a nikel-kadmiovými batériami je nízka hmotnosť s vysokou elektrickou kapacitou a veľmi dobrou nosnosťou..

Navyše veľmi dôležitým rozdielom medzi lítiovými batériami je výrazne kratší čas nabíjania... Túto batériu je možné nabiť za pár hodín. Ale úplný cyklus nabitia nikel-kadmiových batérií trvá najmenej dvanásť hodín.

S tým súvisí aj ďalšia zvláštnosť: zatiaľ čo lítiové batérie znášajú skladovanie aj prevádzku v neúplne nabitom stave celkom pokojne, nikel-kadmium má mimoriadne nepríjemný „pamäťový efekt“... V praxi to znamená, že v záujme predĺženia životnosti a tiež zabránenia rýchlej strate kapacity, Nikel-kadmiové batérie by sa mali používať pokiaľ nie sú úplne vybité... Potom nezabudnite nabiť na plnú kapacitu, čo zaberie značné množstvo času.

Lítiové batérie túto nevýhodu nemajú.

Pokiaľ ide o výber batérie do skrutkovača, úlohou je výber samotného elektrického zariadenia, ktoré bude obsahovať batériu konkrétneho modelu.

Hodnotenie lacných akumulátorových skrutkovačov v tejto sezóne vyzerá takto:

• Makita HP331DZ, 10,8 voltov, 1,5 A * h, lítium;
• Bosch PSR 1080 LI, 10,8 voltov, 1,5 A * h, lítium;
• Bort BAB-12-P, 12 voltov, 1,3 A * h, nikel;

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

Najlepšie profesionálne modely sú:

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

Najlepšie akumulátorové skrutkovače z hľadiska spoľahlivosti:

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

Toto napätie sa považuje za priemyselný profesionálny štandard pre lítiové batérie. Keďže profesionálny nástroj je určený na dlhodobú aktívnu prácu a zahŕňa aj ďalšiu úroveň pohodlia, značná časť vyrobených 18-voltových batérií do skrutkovačov je navzájom plne kompatibilná a niekedy dokonca zameniteľná medzi nástrojmi od rôznych výrobcov.

okrem toho Rozšírené sú štandardy 10,8 V a 14,4 V... Prvá možnosť sa nachádza iba medzi najlacnejšími modelmi. Druhý je tradične „stredný sedliacky“ a nájdeme ho ako medzi profesionálnymi modelmi skrutkovačov, tak aj v modeloch strednej (strednej) triedy.

Označenia 220 voltov v charakteristikách najlepších modelov však nie je možné vidieť, pretože to naznačuje, že skrutkovač je pripojený káblom k domácej elektrickej zásuvke.

Často má majster už starý akumulátorový skrutkovač, ktorý mu úplne vyhovuje. Ale prístroj je vybavený zastaranými nikel-kadmiovými batériami. Keďže sa batéria stále bude musieť vymeniť, existuje túžba nahradiť starú batériu niečím novším. To zabezpečí nielen pohodlnejšiu prácu, ale aj odpadá nutnosť hľadať na trhu batérie zastaraného modelu.

Najjednoduchšia vec, ktorá príde na myseľ, je zostaviť napájací zdroj z elektronického transformátora v starom puzdre na batérie.... Teraz môžete skrutkovač používať pripojením k domácej elektrickej sieti.

14,4 voltové modely je možné pripojiť k autobatériám... Po zostavení predlžovacieho adaptéra so svorkami alebo zástrčkou zapaľovača cigariet z tela starej batérie získate nepostrádateľné zariadenie pre garáž alebo prácu "v teréne".

Ak premieňame starú batériu na lítiovú, môžeme vziať do úvahy, že na trhu sú mimoriadne rozšírené lítiové články 18650. Batérie do skrutkovačov teda môžeme vyrábať na základe ľahko dostupných dielov. Navyše, prevaha štandardu 18650 vám umožňuje vybrať si batérie od akéhokoľvek výrobcu.

Otvorenie puzdra starej batérie a odstránenie starej náplne z nej nebude ťažké. Je dôležité nezabudnúť označiť kontakt na puzdre, ku ktorému bol predtým pripojený "plus" starej zostavy batérie..

V závislosti od napätia, na ktoré bola stará batéria navrhnutá, je potrebné zvoliť počet lítiových článkov zapojených do série. Štandardné napätie lítiového článku je presne trikrát vyššie ako napätie niklového článku (3,6 V namiesto 1,2 V). Každé lítium teda nahrádza tri nikly zapojené do série.

Poskytnutím konštrukcie batérie, v ktorej sú zapojené tri lítiové články za sebou, je možné získať batériu s napätím 10,8 voltov. Medzi niklovými batériami sa tieto nachádzajú, ale nie často. Keď sú štyri lítiové články pripojené k girlande, už dostaneme 14,4 voltov.Tým sa niklová batéria nahradí oboma 12 voltmi.a 14,4 voltov sú veľmi bežné štandardy pre nikel-kadmiové a nikel-metal hydridové batérie. Všetko závisí od konkrétneho modelu skrutkovača.

Po tom, čo sa podarilo určiť počet po sebe idúcich etáp, sa zrejme ukáže, že v starej budove je ešte voľný priestor. To umožní paralelné prepojenie dvoch článkov v každom stupni, čím sa kapacita batérie zdvojnásobí. Niklová páska sa pri výrobe používa na vzájomné prepojenie lítiových batérií.... Časti pásky sú spojené navzájom a s lítiovými prvkami odporovým zváraním. Ale v každodennom živote je spájkovanie celkom prijateľné.

Spájkovanie lítiových článkov by sa malo vykonávať veľmi opatrne. Spoj sa musí predtým dôkladne vyčistiť a naniesť dobré tavidlo. Cínovanie sa vykonáva veľmi rýchlo, dobre zahriatou spájkovačkou s dostatočne vysokým výkonom.

Samotné spájkovanie prebieha rýchlym a sebavedomým zahriatím miesta, kde je drôt pripojený k lítiovému článku. Aby sa zabránilo nebezpečnému prehriatiu prvku, čas spájkovania by nemal presiahnuť tri až päť sekúnd.

Je dobré, že teraz sú v predaji hotové elektronické riadiace a vyvažovacie moduly za pomerne nízke ceny. Stačí si vybrať riešenie, ktoré vyhovuje vášmu konkrétnemu prípadu. V zásade sa tieto regulátory líšia počtom sériovo zapojených „krokov“, medzi ktorými napätie podlieha vyrovnávaniu (vyvažovaniu). Okrem toho sa líšia v prípustnom zaťažovacom prúde a spôsobe regulácie teploty.

každopádne, podomácky vyrobenú lítiovú batériu už nie je možné nabíjať starou niklovou nabíjačkou... Majú zásadne odlišné nabíjacie algoritmy a riadiace napätia. Budete potrebovať špeciálnu nabíjačku.

Lítiové batérie sú dosť náročné na špecifikácie nabíjačky. Takéto batérie je možné nabíjať pomerne rýchlo veľkým prúdom, ale nadmerný nabíjací prúd vedie k vážnemu zahrievaniu a nebezpečenstvu požiaru.

Treba si uvedomiť aj to, že pri sériovom zapojení článkov do batérie sú lítiové zdroje veľmi náchylné na nerovnomerné nabíjanie jednotlivých článkov. To vedie k tomu, že nie je možné nabiť batériu na plnú kapacitu a prvok, ktorý pravidelne pracuje v podbitom režime, sa jednoducho rýchlejšie opotrebuje. Preto sa nabíjačky zvyčajne vyrábajú podľa schémy "vyrovnávača náboja".

Našťastie všetky moderné továrenské lítiové batérie (okrem vyslovene falošných) majú zabudované ochranné a vyrovnávacie obvody. Nabíjačka týchto batérií však musí byť špecializovaná.

Na lítiových batériách je skvelé, že nie sú prehnane náročné na podmienky skladovania. Môžu byť skladované, či už nabité alebo vybité, pri takmer akejkoľvek primeranej teplote. Len keby nebolo príliš chladno. Teploty pod 25 stupňov pod nulou sú pre väčšinu typov lítiových batérií smrteľné. No a nad 65 stupňov tepla je tiež lepšie neprehrievať.

Pri skladovaní lítiových batérií však určite počítajte s veľmi vysokým rizikom požiaru.

Správne skladovacie podmienky sú, keď je batéria nabitá aspoň na 50 % a teplota v miestnosti je od 0 do +40 stupňov. Zároveň je vhodné chrániť batérie pred vlhkosťou, a to aj vo forme kvapkania (rosy).

Ktorá batéria je lepšia do skrutkovača sa dozviete v ďalšom videu.