Устройство, конструкция и ремонт Ni─Cd аккумуляторов для шуруповёрта

В статье рассмотрим устройство, конструкцию и ремонт никель-кадмиевых (Ni─Cd) аккумуляторов для шуруповёртов. Несмотря на устаревшую технологию, они остаются популярными благодаря надежности и возможности восстановления заряда. Обсудим диагностику неисправностей, методы восстановления и замену элементов в батарее, что поможет продлить срок службы инструмента и сэкономить на покупке новых аккумуляторов.

Конструкция и разновидности аккумуляторов для шуруповёртов

Практически все производители по всему миру создают аккумуляторы для шуруповёртов с одинаковой конструкцией и принципом работы. Многие компании предлагают аккумуляторы, совместимые с несколькими марками шуруповёртов. Аккумуляторная батарея обычно выполнена в виде съёмного блока и имеет следующий вид.

Разобрать аккумулятор достаточно просто. Крышка крепится на четырёх винтах. Откручиваем их, разбираем корпус и внутри обнаруживаем цепочку из последовательно соединённых элементов.

В данном случае речь идёт об аккумуляторе для шуруповёрта Bosch PSR 14,4 В. Внутри него один из саморезов изначально закрыт пластиковой накладкой. При вскрытии теряется гарантия.

Поскольку элементы соединены последовательно, общее напряжение аккумулятора складывается из напряжений каждого из них. На каждом элементе указаны значения номинального напряжения и ёмкости, а также тип аккумулятора.

Наиболее распространёнными являются Ni─Cd аккумуляторы для шуруповёртов, однако существуют и другие типы. Ниже перечислены виды элементов, используемых в аккумуляторах для шуруповёртов:

• Ni─Cd. Никель-кадмиевые аккумуляторы. Номинальное напряжение одного элемента составляет 1,2 вольта;
• Ni─MH. Никель-металлогидридные аккумуляторы. Номинальное напряжение одного элемента также 1,2 вольта;
• Li─Ion. Литий-ионные аккумуляторы. Номинальное напряжение одного элемента равно 3,6 вольта.

Эксперты отмечают, что Ni-Cd аккумуляторы для шуруповёртов имеют простую, но эффективную конструкцию, состоящую из никелевых и кадмиевых электродов, разделённых электролитом. Это обеспечивает высокую мощность и стабильность работы инструмента. Однако, несмотря на свои преимущества, такие аккумуляторы подвержены эффекту памяти, что может снизить их ёмкость со временем. Ремонт Ni-Cd батарей возможен, но требует специальных навыков и инструментов. Специалисты рекомендуют регулярно проводить циклы полной разрядки и зарядки для продления срока службы. Важно также следить за состоянием элементов, так как коррозия или механические повреждения могут привести к снижению производительности.

https://youtube.com/watch?v=iMAtTL0OKI4

Разновидности элементов для аккумулятора шуруповёрта

Интересные факты

Вот несколько интересных фактов о Ni-Cd аккумуляторах для шуруповёртов:

1. Эффект памяти: Ni-Cd аккумуляторы подвержены так называемому “эффекту памяти”. Это означает, что если аккумулятор не разряжать полностью перед зарядкой, он может “запомнить” меньшую ёмкость, что приводит к снижению времени работы инструмента. Чтобы избежать этого эффекта, рекомендуется периодически полностью разряжать и заряжать аккумулятор.

2. Долговечность и циклы зарядки: Ni-Cd аккумуляторы имеют относительно долгий срок службы и могут выдерживать до 1000 циклов зарядки-разрядки. Это делает их популярными для использования в инструментах, где требуется высокая надёжность и долговечность.

3. Экологические аспекты: Хотя Ni-Cd аккумуляторы обладают хорошими характеристиками, они содержат кадмий, который является токсичным металлом. Это вызывает экологические опасения, и в некоторых странах использование Ni-Cd аккумуляторов ограничено или запрещено. Поэтому важно правильно утилизировать такие аккумуляторы, чтобы минимизировать их воздействие на окружающую среду.

https://youtube.com/watch?v=SeB6ZaHy_x0

Ni─Cd

Никель-кадмиевые аккумуляторы, используемые в шуруповёртах, на сегодняшний день являются самыми популярными. Они отличаются доступной ценой, способны функционировать при низких температурах и могут храниться в разряженном состоянии, не теряя своих свойств.

Однако у этих аккумуляторов есть и некоторые недостатки. К ним относится токсичность кадмия, что делает процесс производства и утилизации сложным и вредным. Также стоит отметить «эффект памяти», высокий уровень саморазряда, ограниченная ёмкость и небольшое количество циклов зарядки и разрядки.

Утилизация автомобильных аккумуляторов осуществляется гораздо проще, чем у кадмиевых.

Ni─MH

Никель─металлогидридные аккумуляторы распространены меньше, чем никель кадмиевые аккумуляторы для шуруповёртов. К их преимуществам стоит отнести отсутствие токсичных компонентов, экологически чистое производство, незначительный «эффект памяти» и меньший саморазряд, чем у никель-кадмиевых батарей. Кроме того, если сравнивать с Ni─Cd аккумуляторными батареями, никель─металлогидридные имеют большую ёмкость и выдерживают большее число циклов заряд-разряд. Дополнительно советуем прочитать о том, как заряжать Ni─MH аккумуляторы.

К недостаткам следует отнести высокую стоимость, чувствительность к отрицательным температурам. Кроме того, Ni─MH батареи при хранении в разряженном состоянии утрачивают часть своих характеристик.

https://youtube.com/watch?v=NF3iC0yalmA

Li─Ion

Литий-ионные аккумуляторы в шуруповёртах встречаются реже, но имеют свои преимущества. К числу положительных аспектов можно отнести отсутствие «эффекта памяти» и низкий уровень саморазряда. Ёмкость литий-ионных аккумуляторов значительно выше, а количество циклов зарядки и разрядки в несколько раз превышает таковые у оксидно-никелевых. Кроме того, у этих элементов более высокое номинальное напряжение, что позволяет использовать меньшее количество элементов, а значит, такие аккумуляторы легче и компактнее.

Однако есть и недостатки. Главным из них является высокая стоимость. Если сравнивать с Ni-Cd аккумуляторами для шуруповёртов, цена Li-Ion может быть почти в три раза выше. Также стоит отметить, что при интенсивном использовании в течение 2-3 лет Li-Ion аккумулятор может значительно потерять ёмкость из-за разложения лития.

Конструкция аккумулятора для шуруповёрта

Ничего сложного в конструкции аккумулятора нет. Его разбор был показан выше. Стоит только добавить информацию о контактах на корпусе. У аккумулятора для шуруповёрта их четыре (рассматривается модель Bosch PSR 14,4 В).

На изображении отмечены следующие контакты:

• 1 – плюс;
• 2 – минус;
• 3 ─ контакт термистора (датчик температуры). Термистор нужен для ограничения или отключения тока заряда. Он срабатывает при увеличении температуры аккумуляторных элементов до определённого значения. При ускоренной зарядке через элемент идёт большой ток, и он нагревается, а термистор предотвращает его выход из строя;
• 4 ─ этот контакт подключается через сопротивление и называется сервисным. Его используют сложные зарядные устройства, предназначенные для выравнивания заряда на аккумуляторных элементах.

Неисправности аккумуляторов для шуруповёртов

Чаще всего, когда возникает проблема с Ni─Cd аккумулятором для шуруповёрта, это связано с выходом из строя одного или нескольких элементов батареи. Поэтому основная задача при ремонте аккумулятора – выявить неисправные элементы.

Для диагностики потребуется мультиметр для измерения напряжения. У Ni─Cd и Ni─MH аккумуляторов напряжение обычно составляет от 1,2 до 1,4 вольта, тогда как у Li─Ion – от 3,6 до 3,8 вольта.

Что следует сделать?

• Полностью зарядите аккумулятор шуруповёрта;
• Разберите корпус устройства;
• Измерьте напряжение на всех элементах и отметьте те, у которых оно ниже номинального. Номинальное значение указано на корпусе каждой банки, которые обычно обёрнуты в бумажную оболочку;
• Затем подключите нагрузку к аккумуляторной батарее (включите шуруповёрт). Если не хотите собирать устройство обратно, можно подключить к выводам «гирлянды» нагрузку в виде 12-вольтовой лампочки;
• Через некоторое время снова измерьте напряжение на элементах. Банки, у которых напряжение отличается от среднего на 0,5─0,7 вольта, требуют восстановления или замены. При визуальном осмотре обратите особое внимание на банки с признаками коррозии и подтёков.

После этого можно приступать к работе с элементами, которые были определены как неисправные. Об этом будет рассказано далее. Также стоит упомянуть о таких неисправностях, как проблемы с пайкой в местах соединения элементов или выход из строя температурного датчика. Однако такие поломки встречаются довольно редко и не требуют особого внимания.

Восстановление и ремонт Ni─MH, Ni─Cd аккумуляторов

Что касается литиевых аккумуляторов, то их восстановление невозможно. В процессе эксплуатации в них разлагается литий и через 2─3 года восстанавливать будет уже нечего. В этом случае нужно просто заменить вышедшие из строя элементы.

А вот над Ni─MH и Ni─Cd аккумуляторами ещё можно поработать. Если кратко, то методика восстановления этого типа аккумуляторных батарей сводится к пропусканию через них тока короткими импульсами. Ток должен быть в десятки раз выше ёмкости Ni─Cd элемента. При этом разрушаются дендриты и аккумулятор как бы «перезапускается». Далее проводится его тренировка в виде нескольких циклов заряд-разряд.

Однако вышеописанный метод часто не помогает, и через некоторое время батареи снова отказываются работать. Проблема заключается в том, что в процессе работы в Ni─Cd аккумуляторах уменьшается объем электролита. Поэтому используется метод доливкой дистиллированной воды внутрь элемента. Подробнее читайте в отдельной статье «Ni─Cd аккумуляторы восстановление и ремонт».

Замена Ni─MH, Li─Ion, Ni─Cd элементов в аккумуляторе шуруповёрта

После восстановления элементов их необходимо впаять обратно. Если вы решили не восстанавливать, а заменить элементы батареи, их можно найти в специализированных интернет-магазинах. Стоимость никель-кадмиевых аккумуляторов с номиналом 1,2 В и емкостью 2000 мАч составляет около 200 рублей. В любом случае, в сборке их потребуется заменить, что подразумевает пайку.

Для замены элементов в аккумуляторной батарее шуруповёрта вам понадобятся:

• Паяльник мощностью 25–30 ватт;
• Паяльная кислота;
• Кусачки.

Сначала откусите или отпаивайте элемент от соединительной пластины. Затем выполните восстановление или просто замените его. После этого припаивайте новый элемент к пластине для создания гирлянды. Рекомендуем выполнять пайку быстро, чтобы избежать перегрева внутренностей батареи.

В идеале следует сохранить все соединительные пластины и паять элементы к ним. Если это невозможно, замените их на медные пластины соответствующего сечения. Это важно, так как несоответствие сечения может привести к перегреву при зарядке, что может вызвать срабатывание термистора. Не забывайте, что пайка элементов должна производиться с соблюдением полярности.

Если ваш шуруповёрт работает на металлогидридных батареях, ознакомьтесь с информацией о том, как восстановить Ni–MH аккумуляторы.

После сборки батареи необходимо поставить её на зарядку, а затем измерить напряжение всех элементов. После зарядки напряжение должно быть примерно одинаковым у всех банок (около 1,3 вольта). Далее проведите разряд батареи. Это можно сделать, включив шуруповёрт или используя лампочку, как описано выше. Рекомендуется проводить такую процедуру примерно раз в три месяца. Это поможет избежать эффекта “памяти” у Ni–Cd аккумуляторов. Подробно о правильной зарядке Ni-Cd аккумуляторов можно узнать по указанной ссылке.

Советы по уходу и эксплуатации Ni─Cd аккумуляторов для шуруповёртов

Ni─Cd аккумуляторы, или никель-кадмиевые аккумуляторы, требуют особого внимания в процессе эксплуатации и ухода, чтобы обеспечить их долговечность и эффективность. Ниже представлены основные рекомендации по уходу за такими аккумуляторами, которые помогут продлить их срок службы и улучшить производительность.

1. Правильная зарядка

Для Ni─Cd аккумуляторов важно использовать зарядные устройства, специально предназначенные для этого типа батарей. Рекомендуется заряжать аккумуляторы при температуре от 0 до 40 градусов Цельсия. Избегайте перезарядки, так как это может привести к перегреву и повреждению ячеек. Оптимальное время зарядки обычно составляет 8-12 часов, но лучше следовать рекомендациям производителя.

2. Разрядка и циклы зарядки

Ni─Cd аккумуляторы подвержены эффекту “памяти”, что означает, что они могут терять свою емкость, если их регулярно разряжать до одной и той же точки. Чтобы избежать этого, рекомендуется периодически полностью разряжать аккумулятор перед зарядкой. Это поможет восстановить его полную емкость и продлить срок службы.

3. Температурный режим

Температура окружающей среды оказывает значительное влияние на производительность Ni─Cd аккумуляторов. Храните аккумуляторы в прохладном, сухом месте, вдали от прямых солнечных лучей и источников тепла. Высокие температуры могут привести к ускоренному старению и снижению емкости, в то время как низкие температуры могут временно снизить производительность.

4. Очистка контактов

Регулярно проверяйте и очищайте контакты аккумуляторов от загрязнений и окисления. Используйте мягкую ткань или щетку для удаления грязи. Это поможет обеспечить надежный контакт между аккумулятором и инструментом, что, в свою очередь, улучшит эффективность работы шуруповёрта.

5. Хранение

Если вы не планируете использовать аккумулятор в течение длительного времени, рекомендуется хранить его в частично заряженном состоянии (около 40-60%). Это поможет предотвратить глубокую разрядку, которая может привести к необратимым повреждениям. Также стоит периодически проверять уровень заряда и подзаряжать аккумулятор, если это необходимо.

6. Замена аккумуляторов

Если вы заметили, что аккумулятор теряет свою емкость, не держит заряд или имеет другие проблемы, возможно, пришло время его заменить. При замене выбирайте аккумуляторы от проверенных производителей, чтобы гарантировать качество и совместимость с вашим инструментом.

Следуя этим простым рекомендациям, вы сможете значительно продлить срок службы Ni─Cd аккумуляторов для шуруповёртов и обеспечить их надежную работу на протяжении многих лет.

Вопрос-ответ

Как можно восстановить Ni-Cd аккумулятор шуруповерта?

Для борьбы с проявившимся эффектом памяти Ni-Cd батарею нужно полностью разрядить, а затем – полностью зарядить. Цикл необходимо повторить 3 раза. Если проблема заключается только в эффекте памяти, после такой тренировки батарея полностью восстановится.

Что внутри аккумулятора шуруповерта?

Устройство аккумуляторных блоков. Аккумулятор состоит из нескольких элементов, которые включают в себя литий-ионный или никель-кадмиевый / никель-металл-гидридные АКБ, контроллер заряда и разряда (в Li-ion), плату управления и набор проводов.

Что такое Ni-Cd аккумулятор?

Никель-кадмиевый аккумулятор (NiCd) — вторичный химический источник тока, в котором катодом является гидроксид никеля Ni(OH)2 с графитовым порошком (около 5—8 %), электролитом — гидроксид калия KOH плотностью 1,19—1,21 с добавкой гидроксида лития LiOH (для образования никелатов лития и увеличения ёмкости на 21—25 %).

Как разбудить мертвый аккумулятор?

Промытый аккумулятор следует залить аммиачным раствором, что запустит процесс десульфатизации пластин. Обычно это занимает около 30 минут, а как только прекратится обильное газовыделение, следует слить раствор аммиака и залить новый качественный электролит.

Советы

СОВЕТ №1

Перед началом ремонта Ni-Cd аккумуляторов для шуруповёрта обязательно проверьте их состояние с помощью мультиметра. Это поможет определить, есть ли необходимость в замене отдельных элементов или аккумулятор полностью вышел из строя.

СОВЕТ №2

При разборке аккумулятора используйте защитные очки и перчатки, так как внутри могут находиться опасные вещества. Также работайте в хорошо проветриваемом помещении, чтобы избежать вдыхания вредных паров.

СОВЕТ №3

Для продления срока службы Ni-Cd аккумуляторов старайтесь не допускать их полного разряда. Регулярно подзаряжайте аккумуляторы, когда они достигают 20-30% заряда, чтобы избежать «эффекта памяти» и сохранить их ёмкость.

СОВЕТ №4

При замене элементов в аккумуляторе выбирайте только качественные и совместимые с вашим устройством батареи. Использование низкокачественных или неподходящих элементов может привести к снижению производительности и даже повреждению инструмента.