Vlastnosti, výhody a nevýhody lithiových baterií do šroubováku

Pokud je ruční elektrické nářadí napájené z domácího zdroje připojeno k zásuvce drátem, který omezuje pohyb osoby držící zařízení v rukou, pak bateriové protějšky jednotek „na vodítku“ poskytují mnoho větší svobodu jednání v práci. Přítomnost baterie je velmi důležitá, pokud jde o použití šroubováků.

V závislosti na typu použité baterie je lze podmíněně rozdělit do dvou skupin - s niklovými a lithiovými bateriemi a jejich vlastnosti činí toto elektrické nářadí pro uživatele nejzajímavější.

Konstrukce lithiové dobíjecí baterie se příliš neliší od konstrukce baterií založených na jiné chemii. Zásadní vlastností je ale použití bezvodého elektrolytu, který zabraňuje uvolňování volného vodíku během provozu. To byla značná nevýhoda baterií předchozích konstrukcí a vedla k vysoké pravděpodobnosti požáru.

Anoda je vyrobena z filmu oxidu kobaltu naneseného na hliníkovém sběrači proudu. Katoda je samotný elektrolyt, který obsahuje soli lithia v kapalné formě. Elektrolyt impregnuje porézní hmotu elektricky vodivého chemicky neutrálního materiálu. Hodí se k němu sypký grafit nebo koks.... Odběr proudu se provádí z měděné desky nanesené na zadní stranu katody.

Pro normální provoz na baterie musí být porézní katoda přitlačena dostatečně těsně k anodě.... Proto je v konstrukci lithiových baterií vždy pružina, která stlačuje "sendvič" z anody, katody a záporného kolektoru proudu. Vnikání okolního vzduchu může narušit pečlivě vyváženou chemickou rovnováhu. A vnikání vlhkosti a laně hrozí nebezpečí požáru a dokonce i výbuchu. Proto hotový článek baterie musí být pečlivě utěsněn.

Plochá baterie je designově jednodušší. Pokud jsou všechny ostatní věci stejné, bude plochá lithiová baterie lehčí, mnohem kompaktnější a bude poskytovat významný proud (tj. více energie). Je však nutné navrhnout zařízení s lithiovými bateriemi plochého tvaru, což znamená, že baterie bude mít úzké specializované použití. Takové baterie jsou dražší než jejich protějšky.

Aby byl prodejní trh širší, vyrábějí výrobci bateriové články univerzálních tvarů a standardních velikostí.

Mezi lithiovými bateriemi dnes skutečně dominuje verze 18650. Takové baterie mají tvar podobný válcovým prstovým bateriím, které známe z každodenního života. Ale standard 18650 konkrétně poskytuje poněkud větší rozměry... Tím se zabrání zmatkům a zabrání se tomu, aby taková napájecí jednotka byla omylem nahrazena běžnou solnou baterií. To by však bylo velmi nebezpečné, protože lithiová baterie má dvaapůlnásobek standardního napětí (3,6 voltu oproti 1,5 voltu u solné baterie).

U elektrického šroubováku jsou lithiové články postupně shromažďovány do baterie. To zvyšuje napětí aplikované na motor, což poskytuje výkon a krouticí moment požadovaný nástrojem.

Akumulátor nutně obsahuje ve svém provedení teplotní čidla a specializované elektronické zařízení - regulátor.

Tento okruh:

• sleduje rovnoměrnost náboje jednotlivých prvků;
• řídí nabíjecí proud;
• neumožňuje nadměrné vybíjení prvků;
• zabraňuje přehřátí baterie.

Baterie tohoto typu se nazývají iontové. Existují i ​​lithium-polymerové články, jedná se o modifikaci lithium-iontových článků. Jejich provedení se zásadně liší pouze materiálem a provedením elektrolytu.

• Hlavní výhodou lithiových baterií je jejich vysoká elektrická kapacita. To vám umožní vytvořit lehký a kompaktní ruční nástroj. Na druhou stranu, pokud je uživatel připraven pracovat s těžším zařízením, dostane velmi výkonnou baterii, která umožní šroubováku pracovat po dlouhou dobu.
• Další výhodou je možnost poměrně rychle naplnit lithiové baterie energií. Typická doba plného nabití je přibližně dvě hodiny a některé baterie lze speciální nabíječkou nabít za půl hodiny! Tato výhoda může být výjimečným důvodem pro vybavení šroubováku lithiovou baterií.

Lithiové baterie mají také některé specifické nevýhody.

• Nejpatrnější je výrazný pokles praktické kapacity při provozu v chladném počasí. Při teplotách pod nulou musí být přístroj vybavený lithiovými bateriemi čas od času zahřátý a elektrická kapacita je plně obnovena.
• Druhým znatelným nedostatkem je nepříliš dlouhá životnost. Navzdory ujištění výrobců nevydrží nejlepší vzorky s nejopatrnějším používáním déle než tři až pět let. Do roka po koupi může lithiová baterie jakékoli běžné značky při nejšetrnějším používání ztratit až třetinu své kapacity. Po dvou letech zbyde sotva polovina původní kapacity. Průměrná doba běžného provozu je dva až tři roky.
• A další pozoruhodná nevýhoda: cena lithiových baterií je mnohem vyšší než cena nikl-kadmiových baterií, které jsou stále široce používány v ručním elektrickém nářadí.

Historicky první skutečně sériově vyráběné dobíjecí baterie pro ruční elektrické nářadí byly nikl-kadmiové baterie. Za nízkou cenu jsou docela schopné poměrně velkého zatížení a mají uspokojivou elektrickou kapacitu s rozumnými rozměry a hmotností. Baterie tohoto typu jsou dnes stále rozšířené, zejména v sektoru levných ručních spotřebičů.

Hlavním rozdílem mezi lithiovými bateriemi a nikl-kadmiovými bateriemi je nízká hmotnost s vysokou elektrickou kapacitou a velmi dobrou nosností..

Navíc velmi důležitým rozdílem mezi lithiovými bateriemi je výrazně kratší doba nabíjení... Tuto baterii lze nabít za několik hodin. Ale úplný cyklus nabití nikl-kadmiových baterií trvá nejméně dvanáct hodin.

S tím souvisí ještě jedna zvláštnost: zatímco lithiové baterie snášejí skladování i provoz v neúplně nabitém stavu celkem klidně, nikl-kadmium má extrémně nepříjemný „paměťový efekt“... V praxi to znamená, že za účelem prodloužení životnosti a také zamezení rychlé ztráty kapacity, Nikl-kadmiové baterie by měly být přednostně použity před úplným vybitím... Poté nezapomeňte nabít na plnou kapacitu, což zabere značné množství času.

Lithiové baterie tuto nevýhodu nemají.

Při výběru baterie do šroubováku přichází na řadu výběr samotného elektrozařízení, ke kterému bude baterie konkrétního modelu.

Hodnocení levných akumulátorových šroubováků v této sezóně vypadá takto:

• Makita HP331DZ, 10,8 voltů, 1,5 A * h, lithium;
• Bosch PSR 1080 LI, 10,8 voltů, 1,5 A * h, lithium;
• Bort BAB-12-P, 12 voltů, 1,3 A * h, nikl;

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

Nejlepší profesionální modely jsou:

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

Nejlepší akumulátorové šroubováky z hlediska spolehlivosti:

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

Toto napětí je považováno za průmyslový profesionální standard pro lithiové baterie. Vzhledem k tomu, že profesionální nářadí je určeno pro dlouhodobou aktivní práci a přináší i další úroveň komfortu, je značná část vyráběných 18voltových šroubovacích baterií vzájemně plně kompatibilní a někdy i zaměnitelné mezi nářadím různých výrobců.

Kromě, Rozšířené jsou standardy 10,8 voltu a 14,4 voltu... První možnost se nachází pouze mezi nejlevnějšími modely. Druhý je tradičně „střední selský“ a najdeme ho jak mezi profesionálními modely šroubováků, tak i v modelech střední (střední) třídy.

Označení 220 voltů v charakteristikách nejlepších modelů však nelze vidět, protože to znamená, že šroubovák je připojen drátem k domácí elektrické zásuvce.

Často má mistr již starý akumulátorový šroubovák, který mu zcela vyhovuje. Zařízení je ale vybaveno zastaralými nikl-kadmiovými bateriemi. Vzhledem k tomu, že baterie bude stále nutné vyměnit, existuje přání vyměnit starou baterii za něco novějšího. To zajistí nejen pohodlnější práci, ale také odpadá nutnost hledat na trhu baterie zastaralého modelu.

Nejjednodušší věc, která vás napadne, je sestavit napájecí zdroj z elektronického transformátoru do starého pouzdra na baterie.... Nyní můžete šroubovák používat připojením k domácímu napájení.

14,4 voltové modely lze připojit k autobateriím... Po sestavení prodlužovacího adaptéru s koncovkami nebo zástrčkou do zapalovače z těla staré baterie získáte nepostradatelné zařízení pro garáž nebo práci "v terénu".

Pokud převádíme starou baterii na lithiovou, můžeme vzít v úvahu, že lithiové články 18650 jsou na trhu extrémně rozšířené. Můžeme tedy vyrábět šroubovací baterie na základě snadno dostupných dílů. Navíc rozšířenost standardu 18650 vám umožňuje vybrat si baterie od jakéhokoli výrobce.

Nebude těžké otevřít pouzdro staré baterie a vyjmout z ní starou náplň. Je důležité nezapomenout označit kontakt na pouzdru, ke kterému bylo dříve připojeno „plus“ sestavy staré baterie..

V závislosti na napětí, pro které byla stará baterie navržena, je nutné zvolit počet lithiových článků zapojených do série. Standardní napětí lithiového článku je přesně třikrát vyšší než u niklového článku (3,6 V místo 1,2 V). Každé lithium tedy nahrazuje tři nikly zapojené do série.

Zajištěním konstrukce baterie, ve které jsou za sebou zapojeny tři lithiové články, je možné získat baterii s napětím 10,8 voltů. Mezi niklovými bateriemi se tyto nacházejí, ale ne často. Když jsou čtyři lithiové články připojeny k girlandě, dostaneme již 14,4 voltů.Tím nahradíte niklovou baterii oběma 12 volty.a 14,4 voltů jsou velmi běžné standardy pro nikl-kadmiové a nikl-metal hydridové baterie. Vše závisí na konkrétním modelu šroubováku.

Poté, co se podařilo určit počet po sobě jdoucích etap, se pravděpodobně ukáže, že ve staré budově je ještě volné místo. To umožní paralelní zapojení dvou článků v každém stupni, čímž se zdvojnásobí kapacita baterie. Pro vzájemné spojení lithiových baterií ve výrobě se používá niklová páska.... Části pásky jsou spojeny navzájem a s lithiovými prvky odporovým svařováním. Ale v každodenním životě je pájení docela přijatelné.

Pájení lithiových článků by mělo být prováděno s velkou opatrností. Spára se musí předem důkladně vyčistit a nanést dobré tavidlo. Cínování se provádí velmi rychle, dobře zahřátou páječkou s dostatečně vysokým výkonem.

Samotné pájení probíhá rychlým a sebevědomým zahřátím místa, kde je drát připojen k lithiovému článku. Aby se zabránilo nebezpečnému přehřátí prvku, neměla by doba pájení přesáhnout tři až pět sekund.

Je dobře, že nyní jsou v prodeji hotové elektronické řídicí a vyvažovací moduly za poměrně nízké ceny. Stačí si vybrat řešení, které vyhovuje vašemu konkrétnímu případu. V zásadě se takové regulátory liší počtem sériově zapojených "kroků", mezi nimiž napětí podléhá vyrovnání (balancování). Kromě toho se liší v přípustném zatěžovacím proudu a způsobu regulace teploty.

Tak jako tak, podomácku vyrobenou lithiovou baterii již není možné nabíjet starou niklovou nabíječkou... Mají zásadně odlišné nabíjecí algoritmy a řídicí napětí. Budete potřebovat speciální nabíječku.

Lithiové baterie jsou na specifikace nabíječky dost vybíravé. Takové baterie lze nabíjet poměrně rychle značným proudem, ale nadměrný nabíjecí proud vede k vážnému zahřátí a nebezpečí požáru.

Je třeba si také uvědomit, že při sériovém zapojení článků do baterie jsou lithiové zdroje velmi náchylné na nerovnoměrné nabíjení jednotlivých článků. To vede k tomu, že není možné nabít baterii na plnou kapacitu a prvek, který pravidelně pracuje v podbitém režimu, se jednoduše rychleji opotřebovává. Nabíječky jsou proto obvykle stavěny podle schématu „vyrovnávače náboje“.

Naštěstí všechny moderní továrně vyrobené lithiové baterie (kromě vyloženě padělků) mají vestavěné ochranné a vyrovnávací obvody. Nabíječka pro tyto baterie však musí být specializovaná.

Na lithiových bateriích je skvělé, že nejsou přehnaně náročné na podmínky skladování. Lze je skladovat, ať už nabité nebo vybité, při téměř jakékoli rozumné teplotě. Jen kdyby nebyla moc zima. Teploty pod 25 stupňů pod nulou jsou pro většinu typů lithiových baterií fatální. No a nad 65 stupňů tepla je také lepší nepřehřívat.

Při skladování lithiových baterií však určitě počítejte s velmi vysokým rizikem požáru.

Správné podmínky skladování jsou, když je baterie nabitá alespoň na 50 % a teplota v místnosti je od 0 do +40 stupňů. Zároveň je vhodné chránit baterie před vlhkostí, a to i ve formě kapání (rosy).

Která baterie je pro šroubovák lepší, zjistíte v dalším videu.