Инструкция по правильной зарядке аккумулятора

Как заряжать Li-ion аккумулятор шуруповёрта

Принес пару недель назад 6 макитовских девайсов в ремонт.

4 шуруповёрта, 1 лобзик и 1 шлифмашинку.

Прямо коробку целую. Тяжелую.

Озвучили мне цену ремонта. Оказалось, только один шуруповёрт имело экономический смысл восстанавливать. Остальные пошли на запчасти.

Вобщем, сама собой пришла пора замены парка ручного аккумуляторного инструмента.

Вот и закупил сразу для всех столяров новые шуруповёрты с Li-ion аккумуляторами.

Парни привыкли к Ni-cd аккумуляторам, а Li-ion требуют совсем другого подхода. Прямо до противоположности.

И, понятно, речь ведь идет не только о том, как заряжать Li-ion аккумулятор шуруповёрта. Если его неправильно разряжать и/или хранить – тоже мало хорошего для него будет.

Поэтому просмотрел пару десятков сайтов и пару часов видео.

Выкинул всю шелуху и сделал самую «сухую» без «воды» выжимку.

Правильная зарядка новых источников питания

В отношении никель-кадмиевых и никель-металлогидридных аккумуляторов основополагающим фактором является начальный цикл зарядки, что позволяет впоследствии использовать всю имеющуюся емкость.

Как правильно заряжать новый аккумулятор

При этом ко всем никелевым аккумуляторам в обязательном порядке показан тренировочный цикл. Производители в свою очередь рекомендуют проводить его как минимум 3 раза

Что очень важно — сначала батарея должна полностью разрядиться, после чего зарядиться также на 100 %. Аккумуляторы Ni-MH должны проходить не менее 4 или 5 циклов полной разрядки и зарядки

Впоследствии батареи уже можно заряжать по мере необходимости, не дожидаясь их полной разрядки.

Что касается новых литиевых батарей, то их достаточно полностью зарядить, после чего восполнять заряд по мере его утраты. Однако тренировочный цикл будет полезен и для таких аккумуляторов, что не критично.

Тренировочный цикл

К сожалению, ни одна производственная компания (даже всемирно известная Bosch или Бош) не описывает, как проводить такую процедуру

А ведь это важно, поскольку от этого зависит техническое состояние батареи и в частности это оказывает сильное влияние на емкость

Собственно сам тренировочный цикл нужно выполнять следующим образом:

1. Разрядить аккумулятор током равным 10 % от его емкости или дать инструменту поработать без нагрузки, чередуя работу с перерывами по 3 минуты.
2. Выполнить зарядку, пока не отключится зарядное устройство.
3. Подождать от 20 до 30 минут.
4. Повторно поставить аккумулятор и снова до отключения ЗУ.
5. Еще раз выждать паузу (20-30 минут).
6. В третий раз подключить батарею и дождаться отключения ЗУ.
7. Выждать около получаса, чтобы стабилизировалось напряжение.
8. Теперь разрядить, как это описано в 1 пункте.
9. Повторить весь этот цикл не меньше 3 раз (пункты с 1 по 8).

Тренировочный цикл необходимо выполнять раз в полгода, однако все же рекомендуется делать это каждые три месяца. В этом случае емкость аккумуляторов не будет понижаться.

Проверка состояния аккумулятора мультиметром

Если аккумулятор для шуруповерта быстро разряжается или не работает, то не нужно сразу идти за покупкой новой АКБ. Причину неработоспособности можно узнать самостоятельно. Для этого потребуется тестер либо другое аналогичное устройство. Кроме того, понадобятся следующие инструменты:

• паяльник;
• пассатижи;
• отвертка;
• ножик.

Чтобы узнать причину неисправности батареи, нужно сначала удостовериться в работоспособности ЗУ. Это выполняется следующим образом:

• включают мультимер;
• ставят прибор в режим постоянного напряжения;
• подсоединяют щупы в соответствующие гнезда;
• сравнивают полученные данные с номинальными, которые указаны в инструкции;
• если показатели различны, то адаптер относят в ремонт или приобретают новый.

Чтобы удостовериться в исправности аккумулятора, делают следующее:

• подзаряжают АКБ до 100%;
• проверяют измерительным прибором выходное напряжение батареи;
• если номинальные данные не совпадают с текущими, то АКБ разбирают и достают все банки;
• если визуально отсутствуют неисправные банки, то в таком случае у них проверяют выходное напряжение, но перед этим нужно при помощи паяльника распаять цепь;
• к банкам поочередно подключают доп. нагрузку на одно и то же время, и на какой банке возникла самая большая просадка вольтажа, то та и является неработающей.

Кроме того, выполняя проверку АКБ, надо учитывать, что для никелевых батарей вольтаж на выходе должен составлять от 1,2 вольт до 1,4 вольт, а для литиевых– от 3,6 вольт до 3,8 вольт. Найдя нерабочую банку, ее нужно поменять на новую.

Распространенные виды никелевых АКБ, их сходства и различия

Существует много видов аккмуляторов, в состав которых входят различные химические соединения. В бытовом потреблении оптимально использовать никель-металлогидридные, кадмиевые и никель-цинковые элементы

Безусловно, любой батарее нужен определенный уход, поэтому всегда важно соблюдать правила эксплуатации и зарядки

Ni-MH

Никель-металлогидридные аккумуляторы — это вторичные химические источники тока с гораздо большей емкостью, чем их предшественники — кадмиевые, однако срок службы их меньше. Одна из популярных сфер применения никелевых элементов — моделестроение (кроме авиации, по причине того, что батарея довольно тяжела по весу).

Первые разработки этих элементов начались в 70-х годах ХХ века с целью усовершенствовать Сd аккумуляторы. Спустя 10 лет, в конце 80-х, удалось добиться того, что химические соединения, используемые при создании Ni-MH аккумуляторов, стали более стабильными. К тому же, они гораздо меньше подвержены «эффекту памяти», чем Ni-Cd: не сразу «запоминают» ток заряда, оставшийся внутри в случае, если элемент до использования не был разряжен полностью. Поэтому полный разряд им требуется не так часто.

Ni-Cd

Несмотря на то, что Ni-MH имеют ряд очевидных преимуществ перед Ni-Cd, стоит отметить, что последние не теряют своей популярности. Главным образом потому, что не так сильно нагреваются при зарядке засчет большего сохранения энергии внутри элемента. Как известно, есть различные типы химических процессов, протекающих между веществами.

Если заряжать Ni-MH, реакции будут экзотермическими, а если кадмиевые аккумуляторы — эндотермическими, что и обеспечивает более высокий коэффициент полезного действия. Таким образом, Cd можно зарядить более высоким током, не опасаясь перегрева.

Ni-Zn

В последнее время большое внимание обсуждению в Интернете уделяется батарейкам, в состав которых входит цинк. Они не настолько известны потребителям, как предыдущие, но идеально подходят для использования в качестве элементов питания к цифровым фотоаппаратам

Главная их особенность — это высокое напряжение и сопротивление, благодаря чему даже к концу цикла «заряд-разряд» не наблюдается резкого падения напряжения, как у заряда Ni. Если в фотоаппарате находятся металлогидридные аккумуляторы, он будет выключаться даже в том случае, если батарея не разряжена до конца, а у Ni-Zn такого нет даже в конце разряда.

В связи со спецификой этих батареек, для них может потребоваться индивидуальное зарядное устройство, либо их можно заряжать на любом универсальном «умном» подзаряднике, например, ImaxB6. Ni-Zn аккумуляторы также прекрасно подходят для применения в электрических детских игрушках и тонометрах.

Можно ли заряжать литиевый аккумулятор обычной зарядкой

Литий ионные и свинцово-кислотные АКБ нуждаются в особом подходе к заряду. Щелочные модели не столь требовательны к параметрам, как ионные.

Для подзарядки на 1-ой стадии литий ионные аккумуляторы нуждаются в стабильном зарядном токе, а на 2-ой стадии в стабильном напряжении. Если не выполнять контроль 1-го показателя, то может произойти перезаряд. Однако если в аккумуляторе имеется встроенная система защиты от перезаряда (BMS), то осуществлять контроль не обязательно.

В щелочных батареях основным параметром является постоянное напряжение.

В настоящее время начали изготавливать универсальные ЗУ, которые могут самостоятельно выбирать необходимый режим заряда.

Правила эксплуатации

Чтобы аккумулятор служил как можно дольше, нужно правильно его заряжать и соблюдать правила эксплуатации.

Как правильно заряжать аккумулятор

Для того, чтобы увеличить срок службы, перед зарядкой необходимо убедиться, что аккумулятор полностью разряжен. При неполной разрядке во время эксплуатации, эффективная площадь электродов будет снижаться. Разряжая каждый раз батарею до 0,9-1 Вольт, можно сохранить параметры батареи на более долгое время.

Перед первым использованием аккумулятора, его нужно потренировать – провести несколько полных циклов заряд-разряд. Обычно достаточно пяти, но на некоторых моделей производители рекомендуют провести больше, поэтому соблюдайте указанные в инструкции эксплуатации рекомендации. Так батарея начнет работать на заявленных параметрах.

Как хранить батареи

Если вы не планируете пользоваться Ni-Cd аккумулятором – не нужно его заряжать, ни отлично хранятся в разряженном состоянии. При долгом хранении в заряженном виде характеристики батареи начинают снижаться.

Виды АКБ для шуруповертов и их особенности

В современных аккумуляторных шуруповертах и дрелях используются три типа батарей:

1. Никель-кадмиевые (NiCd, Ni-Cd).
2. Никель-металлогидридные (Ni-MH или NiMH).
3. Литий-ионные (Li-ion).

Рассмотрим особенности каждого из типов аккумуляторов подробно.

Никель-кадмиевые

Этот тип источников энергии, пожалуй, самый старый. Появились кадмиевые аккумуляторы в 70-х годах, и это был настоящий прорыв. По сравнению с кислотно-свинцовыми и щелочными батареями никелевые оказались намного компактнее при той же электрической емкости и имели умеренную цену.

Как и свинцово-кислотные, Ni-Cd элементы могут отдавать довольно большой ток в нагрузку и выдерживать до 1 000 циклов заряд/разряд. Причем такое количество циклов – всего лишь гарантия производителя. Фактически батарея продолжает служить и по достижении этой цифры.

Время зарядки Ni-Cd батареи в среднем составляет 6-8 часов, что, к сожалению, многовато, но все же меньше, чем у его кислотных и щелочных собратьев. Отличаются никелевые АКБ и своей «морозоустойчивостью» — они отлично работают при температурах до -20 градусов Цельсия. Дополнительно кадмиевая технология допускает глубокую разрядку, а срок службы батареи зависит в основном от количества циклов заряд/разряд. Храниться же такая батарейка может долго – до 7-8 лет.

Но есть у этого типа аккумуляторов и недостатки, причем существенные. Один из них – большой саморазряд, который может достигать 10% в месяц. Таким образом, если шуруповерт пролежал без дела, скажем, полгода, то перед использованием его придется зарядить.

Еще один недостаток – так называемый «эффект памяти». Если батарею постоянно подзаряжать, не разряжая в ноль, то она «запомнит», до какого уровня ее разряжали и по достижении этого порога просто откажется работать, «сказав», что разряжена. Именно поэтому аккумуляторы данного типа нужно периодически «гонять» — полностью разряжать и тут же заряжать до 100%.

Никель-металлогидридные

Этот тип аккумуляторов появился чуть позже – в начале 90-х годов прошлого века. Ni-MH элементы обладают сходными с кадмиевыми характеристиками, но эффект памяти проявляется у них намного слабее (но все же проявляется) и, главное, в таких аккумуляторах отсутствует кадмий.

Ni-MH батарея аккумуляторов для шуруповерта

Никель-металлогидридная батарея способна отдавать приличный ток, хорошо работает на морозе, а ее саморазряд составляет те же 7-10% в месяц. Что касается стоимости, аккумуляторы этого типа несколько дороже кадмиевых, количество же циклов заряд/разряд, от которого зависит срок службы, составляет всего 300-500 раз, что является существенным минусом. Срок хранения таких элементов – 6-7 лет. Соотношение габариты/емкость, как и время заряда — до 8 часов, сходны с кадмиевыми. Металлогидридные элементы, как и кадмиевые, хорошо переносят глубокий разряд.

Литий-ионные

Li-Ion технология на сегодняшний день является передовой. Литиевые элементы намного компактнее и легче предыдущих при той же электрической емкости и, что очень удобно, могут заряжаться повышенным током. При этом время полной зарядки литий-ионных АКБ может быть сокращено до 1-2 часов.

Li-Ion батарея аккумуляторов для шуруповерта

Большим преимуществом батареек этого типа является и практически полное отсутствие эффекта памяти – инструмент можно подзаряжать когда угодно и до любого уровня. Саморазряд Li-Ion батарейки относительно невелик и составляет примерно 2-3% емкости в месяц.

Что касается недостатков, то до относительно недавнего времени это были высокие степени пожаро- и взрывоопасности. При неправильной эксплуатации батарея могла загореться, а то и взорваться. Причем горящий элемент практически невозможно потушить водой – это только усиливает горение.

Еще один серьезный недостаток элементов этого типа – они не терпят глубокого разряда и перезаряда. В первом случае АКБ тут же выходит из строя, во втором — может загореться. Но эту проблему тоже легко решили все тем же контроллером, который отключает элемент питания от нагрузки при критическом разряде и от зарядного устройства, если АКБ зарядилась.

Обычный ресурс Li-Ion батареек составляет 600 циклов заряд/разряд, но он также сильно зависит и от «возраста». Храниться литий-ионная АКБ может не более 2-3 лет независимо от того, работает она или просто лежит в столе.

Выбирая инструмент с такими элементами питания, следует учитывать, что они будут плохо вести себя на морозе (сильное снижение емкости, которая, впрочем, восстановится в тепле). В дополнение они не смогут отдать большой ток при любой температуре, а значит, не обеспечат большой крутящий момент, необходимый для работы с плотными материалами. И стоимость Li-Ion элементов намного выше, чем у никелевых собратьев.

Как переделать и собрать?

Зачастую у мастера уже есть старый аккумуляторный шуруповерт, который его полностью устраивает. Но аппарат оснащен устаревшими никель-кадмиевыми аккумуляторами. Так как аккумуляторную батарею все равно придется менять, возникает желание заменить старый аккумулятор на что-то более новое. Это не только обеспечит более комфортную работу, но и избавит от необходимости искать на рынке аккумуляторы устаревшей модели.

Самое простое, что приходит на ум, это собрать в корпусе старой батареи блок питания из электронного трансформатора. Теперь можно будет пользоваться шуруповертом, подключив его к бытовой электросети.

Модели напряжением 14.4 вольта можно подключать к автомобильным аккумуляторам. Собрав из корпуса старой батареи переходник-удлинитель с клеммами или штекером прикуривателя, получаешь незаменимый прибор для гаража или работы «в поле».

Если мы переделываем старую аккумуляторную батарею на литий, можно принять во внимание то, что на рынке чрезвычайно широко распространены литиевые элементы стандарта 18650. Таким образом, мы сможем сделать аккумуляторы для шуруповерта на основе легкодоступных деталей. Более того, распространенность стандарта 18650 позволяет выбирать аккумуляторы любого производителя

Более того, распространенность стандарта 18650 позволяет выбирать аккумуляторы любого производителя.

Вскрыть корпус старой аккумуляторной батареи и извлечь из него прежнюю начинку труда не составит

Важно не забыть пометить на корпусе контакт, к которому ранее подсоединялся «плюс» старой аккумуляторной сборки

В зависимости от напряжения, на которое был рассчитан старый аккумулятор, надо подобрать количество литиевых элементов, соединяемых последовательно. Стандартное напряжение литиевого элемента ровно втрое больше, чем у никелевого (3.6 В вместо 1.2 В). Таким образом, каждый «литий» заменяет три последовательно соединенных «никеля».

Предусмотрев конструкцию батареи, в которой один за другим соединяются по три литиевых элемента, можно получить батарею на напряжение 10.8 вольт. Среди никелевых батарей такие встречаются, но нечасто. При соединении в гирлянду четырех литиевых элементов получаем уже 14.4 вольта. Это позволит заменить никелевую батарею как на 12 вольт, так и на 14.4 вольта – это очень распространенные стандарты никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов. Все зависит от конкретной модели шуруповерта.

После того как удалось определиться с количеством последовательных ступеней, наверняка выяснится, что в старом корпусе все еще остается свободное место. Это позволит соединить в каждой ступени по два элемента параллельно, что удвоит емкость батареи. Для соединения литиевых аккумуляторов между собой на производствах применяют никелевую ленту. Отрезки ленты соединяются между собой и с литиевыми элементами контактной сваркой. Но в быту вполне допустима пайка.

Паять литиевые элементы нужно с особой аккуратностью. Место соединения предварительно следует тщательно очистить и нанести хороший флюс. Лужение производится очень быстро, хорошо разогретым паяльником достаточно большой мощности.

Сама пайка производится быстрым и уверенным прогревом места присоединения провода к литиевому элементу. Чтобы избежать опасного перегрева элемента, длительность пайки не должна превышать трех-пяти секунд.

Хорошо, что сейчас в продаже есть готовые электронные модули контроля и балансировки по довольно низким ценам. Достаточно выбрать решение, подходящее в конкретном случае. В основном такие контроллеры различаются между собой количеством последовательно соединенных «ступеней», напряжение между которыми подлежит уравниванию (балансировке). Кроме того, они отличаются допустимым током нагрузки и способом контроля температуры.

В любом случае, заряжать самодельную литиевую батарею с помощью старого зарядного устройства для никелевых батарей теперь нельзя. У них принципиально разные алгоритмы зарядки и контрольные напряжения. Понадобится специализированное зарядное устройство.

Рекомендации при эксплуатации для долговечной работы АКБ

Ни в коем случае нельзя допускать перегрева при длительной работе батарей. Потому что литии – активный щелочной металл. И вполне естественно, что при его нагреве может начаться реакция, которая приведет к воспламенению. Строго запрещается держать литий-ионные батарей вблизи открытого огня и нужно избегать прямых солнечных лучей. Особенно это касается смартфонов и ноутбуков.

Внимательно стоит относиться и к переохлаждению. Низкие температуры не так опасны и никаких страшных последствий они не вызовут. Зато снизят емкость батареи. Хранить литий ионные батареи лучше в заряженном состоянии, не допускать нарушения полярности при установке, замыкания контактов

Не нужно также разбирать аккумуляторный элемент. Это также небезопасно.

Общие правила

Существует ряд правил, продлевающих срок службы любого аккумулятора при вынужденной отправке её на длительное хранение:

• При использовании источника питания с длительным перерывом необходимо несколько раз провести полный цикл разряда-заряда элемента;
• Температура окружающего воздуха в складском помещении не должна опускаться ниже 10 градусов тепла;
• Продлению срока службы находящегося в покое аккумулятора способствует периодическая зарядка и полная разрядка источника тока – не реже одного раза в шесть месяцев;
• Если электроинструмент не планируется использовать в ближайшее время, то батарею необходимо отсоединить от него и очистить от всех видимых загрязнений.

Хранение никель-кадмиевых аккумуляторов

При нерегулярном использовании электроинструмента никель-кадмиевые(NiCd) аккумуляторы разумнее хранить в разряженном состоянии. Эти элементы обладают специфичным свойством – высоким уровнем саморазрядки. Поэтому при хранении полностью заряженная батарея с течением времени самостоятельно разрядится: каждый месяц остаточный уровень заряда будет снижаться на 8-10%.

Читать также: Металлографические исследования металлов и сплавов

Соблюдение простых рекомендаций по длительному хранению без дела никель-кадмиевых элементов позволит получить полностью работоспособный источник тока после полной зарядки. Основные правила таковы:

• 3-4 полных цикла зарядки с последующей разрядкой элемента;
• Температурный режим в помещении для хранения не ниже 10 градусов тепла.

Хранение литий-ионных аккумуляторов

Литий-ионные(Li-ion) источники тока отличаются чувствительностью к температурному режиму и остаточному заряду при отправке их на продолжительное хранение. От этого напрямую зависит доступный уровень заряда при начале использования.

Для литиевых аккумуляторов шуруповерта придерживаются следующих правил:

• Исключают возможность заморозки – при использовании холодильника в качестве места для хранения размещают в основном отсеке, а не в морозильной камере;
• Оптимальный температурный режим варьирует в пределах от 1 до 25 градусов тепла;
• Перед отправкой на хранение разряженный элемент подзаряжают до уровня 40%, это позволит полностью восстановить заряд при необходимости использования шуруповерта.

Мобильность шуруповерта на аккумуляторах имеет один недостаток – они разряжаются. Соблюдение рекомендаций по хранению элементов питания увеличивает срок их службы без потери функциональности. При этом обязательно учитывают тип батареи, применяемой в шуруповерте. Никель-кадмиевые элементы требуют полной разрядки, а литий-ионным батареям такая процедура только повредит.

Всем привет! В Сети часто спрашивают, как хранить аккумуляторы шуруповерта правильно, чтобы они не вышли из строя раньше времени. В этой статье я попробую дать ответ на поставленный вопрос.

В свое время я тоже задался этим вопросом и мне пришла в голову одна замечательная мысль: «А почему бы не посмотреть в инструкции по эксплуатации какого-либо шуруповерта?». С этой «гениальной» мыслью я взял инструкцию от Макиты и… нашел в ней лишь общие слова

Ну это про то, что хранить нужно так, чтобы контакты аккумулятора не могли быть случайно замкнуты скрепкой, монетой или другим металлическим предметом, что хранение должно быть в условиях, где температура воздуха не превышает 50 градусов, ну и тому подобное, что тоже конечно важно, но вроде и так понятно

А всех то интересуют примерно такие вопросы:

• с каким уровнем заряда нужно оставлять на хранение аккумуляторы?
• их нужно обязательно оба вынимать из шуруповерта или один можно оставить вставленным?
• как долго можно хранить без перезарядок?

Читать также: Обозначение цинка в таблице менделеева

В итоге, пересмотрев инструкции от разных производителей, мне удалось найти кое-какую полезную информацию. Причем даже если смотреть в инструкции разных шуруповертов одного производителя, но отличающихся типом аккумулятора, то она будет одинакова. При этом, если производитель считает, что надо указать какую-то особенную информацию для тех или иных типов батарей, то ее указывают, но в целом для всех типов условия в основном одинаковые.

Вот, например, что пишет фирма AEG:

А вот информация от DeWalt:

Или вот Макита для любых типов аккумуляторов дает универсальный совет, перезаряжать батареи каждые полгода хранения, если они так долго лежат без дела.

В общем что можно сказать, основываясь на указанной от производителей информации? Давайте по порядку.

Продвинутые зарядные устройства

Если аккумулятор является съёмным (фонарь, электронная сигарета и т.п. ) рекомендуется приобрести более продвинутое зарядное. Производителей много. Но все они используют одну и ту же электронику, так что функционал практически одинаковый. На фото дисплей такого зарядного. По каждому каналу оно выводит вот такую информацию.

Напряжение аккумулятора (как правило, по напряжению идёт автоматическое определение типа аккумулятора), ток заряда (можно выбрать 3-4 режима), режим заряда (можно выбрать заряд, тест и т.д.), время заряда, ёмкость аккумулятора и важный параметр – внутреннее сопротивление (на фото справа внизу 35 микроом).

Внутренне сопротивление — параметр, позволяющий за несколько секунд определить, насколько работоспособен аккумулятор. Если этот показатель выше 100, не стоит ждать стабильной работы. Такая банка сможет работать только при малых токах нагрузки и непродолжительное время.

Замер корректен только при первоначальной установке в зарядное устройство. При увеличении степени заряженности и температуры аккумулятора, показатель внутреннего сопротивления меняется в лучшую (меньшую) сторону.

С точки зрения физики процесса, такие зарядные выполняют те же действия. Тот же первый-второй этап заряда. Но возможность выбора тока заряда, тестирования и хорошая визуализация результатов (ёмкость и внутреннее сопротивление) позволяют более комфортно и правильно заряжать литий ионные аккумуляторы.