Baterii Litiu Pentru O șurubelniță: Conversia Unei șurubelnițe în Baterii Litiu-ion. Selecția Celor Mai Bune Modele De 18 și 220 Volți. Reguli De încărcare și Depozitare

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-18 12:23

Dacă o unealtă electrică de mână alimentată de o sursă de alimentare de uz casnic este legată de o priză cu un fir, limitând mișcarea unei persoane care ține dispozitivul în mâini, atunci omologii cu baterii ai unităților „pe lesă” oferă mult mai multă libertate de acțiune în muncă. Prezența unei baterii este foarte importantă atunci când vine vorba de utilizarea șurubelnițelor.

În funcție de tipul de baterie utilizat, acestea pot fi împărțite condiționat în două grupe - cu baterii de nichel și litiu, iar caracteristicile acestora din urmă fac din acest instrument electric cel mai interesant pentru utilizator.

Particularități

Proiectarea unei baterii reîncărcabile cu litiu nu este prea diferită de proiectarea bateriilor bazate pe alte substanțe chimice. Dar caracteristica fundamentală este utilizarea electrolitului anhidru, care împiedică eliberarea hidrogenului liber în timpul funcționării. Acesta a fost un dezavantaj semnificativ al bateriilor din modelele anterioare și a dus la o mare probabilitate de incendiu.

Anodul este format dintr-o peliculă de oxid de cobalt depusă pe un colector de curent de bază din aluminiu. Catodul este electrolitul în sine, care conține săruri de litiu sub formă lichidă. Electrolitul impregnează o masă poroasă de material neutru din punct de vedere chimic conductiv electric. Grafitul liber sau cocsul este potrivit pentru acesta .… Colectarea curentului se efectuează de pe o placă de cupru aplicată pe partea din spate a catodului.

Pentru funcționarea normală a bateriei, catodul poros trebuie apăsat suficient de strâns de anod .… Prin urmare, în proiectarea bateriilor cu litiu, există întotdeauna un arc care comprimă „sandvișul” din anod, catod și colectorul de curent negativ. Pătrunderea aerului înconjurător poate deranja echilibrul chimic atent echilibrat. Și pătrunderea umezelii și amenință pericolul de incendiu și chiar de explozie. prin urmare celula bateriei finite trebuie sigilată cu atenție.

O baterie descărcată este mai simplă ca design. Toate celelalte lucruri fiind egale, o baterie cu litiu plată va fi mai ușoară, mult mai compactă și va oferi curent semnificativ (adică mai multă putere). Dar este necesar să proiectați un dispozitiv cu baterii litiu în formă de plat, ceea ce înseamnă că bateria va avea o aplicație îngustă, specializată. Astfel de baterii sunt mai scumpe decât omologii lor.

Pentru a extinde piața vânzărilor, producătorii produc celule de baterii de forme universale și dimensiuni standard.

Dintre bateriile cu litiu, versiunea 18650 domină de fapt astăzi. Astfel de baterii au o formă similară cu bateriile cu deget cilindrice familiare în viața de zi cu zi. Dar standardul 18650 prevede în mod specific dimensiuni ceva mai mari … Acest lucru evită confuzia și împiedică înlocuirea greșită a unei astfel de unități de alimentare în locul unei baterii saline convenționale. Dar acest lucru ar fi foarte periculos, deoarece bateria cu litiu are de două ori și jumătate tensiunea standard (3,6 volți față de 1,5 volți pentru o baterie cu sare).

Pentru o șurubelniță electrică, celulele cu litiu sunt colectate secvențial într-o baterie. Acest lucru mărește tensiunea aplicată motorului, care asigură puterea și cuplul cerute de instrument.

Bateria de stocare conține în mod necesar senzori de temperatură și un dispozitiv electronic specializat - un controler.

Acest circuit:

• monitorizează uniformitatea încărcării elementelor individuale;
• controlează curentul de încărcare;
• nu permite descărcarea excesivă a elementelor;
• previne supraîncălzirea bateriei.

Bateriile de tipul descris se numesc ionice. Există, de asemenea, celule litiu-polimer, aceasta este o modificare a ionului litiu. Proiectarea lor este fundamental diferită doar în ceea ce privește materialul și designul electrolitului.

Avantaje și dezavantaje

• Principalul avantaj al bateriilor cu litiu este capacitatea lor electrică ridicată. Acest lucru vă permite să creați un instrument manual ușor și compact. Pe de altă parte, dacă utilizatorul este pregătit să lucreze cu un dispozitiv mai greu, va primi o baterie foarte puternică care permite șurubelniței să funcționeze mult timp.
• Un alt avantaj este capacitatea de a umple bateriile cu litiu cu energie relativ rapid. Un timp tipic de încărcare completă este de aproximativ două ore, iar unele baterii pot fi încărcate în jumătate de oră cu un încărcător special! Acest avantaj poate fi un motiv excepțional pentru echiparea unei șurubelnițe cu o baterie cu litiu.

Bateriile cu litiu au, de asemenea, unele dezavantaje specifice

• Cea mai vizibilă este scăderea semnificativă a capacității practice atunci când funcționează pe vreme rece. La temperaturi sub zero, instrumentul, echipat cu baterii cu litiu, trebuie încălzit din când în când, în timp ce capacitatea electrică este complet restabilită.
• Al doilea dezavantaj vizibil nu este durata de viață prea lungă. În ciuda asigurărilor producătorilor, cele mai bune probe, cu cea mai atentă funcționare, rezistă nu mai mult de trei până la cinci ani. În termen de un an de la cumpărare, o baterie litiu de orice marcă obișnuită, cu cea mai atentă utilizare, își poate pierde până la o treime din capacitatea sa. După doi ani, aproape jumătate din capacitatea inițială va rămâne. Perioada medie de funcționare normală este de doi-trei ani.
• Și un alt dezavantaj notabil: prețul bateriilor cu litiu este mult mai mare decât costul bateriilor de nichel-cadmiu, care sunt încă utilizate pe scară largă în uneltele electrice portabile.

Diferența față de bateriile nichel-cadmiu

Din punct de vedere istoric, primele baterii reîncărcabile cu adevărat produse în serie pentru sculele electrice portabile au fost bateriile nichel-cadmiu. La un preț redus, sunt destul de capabili de sarcini relativ mari și au o capacitate electrică satisfăcătoare, cu dimensiuni și greutate rezonabile. Bateriile de acest tip sunt încă răspândite astăzi, în special în sectorul aparatelor portabile ieftine.

Principala diferență între bateriile cu litiu și bateriile cu nichel-cadmiu este greutatea redusă, cu capacitate electrică mare și capacitate de încărcare foarte bună

În plus, foarte o diferență importantă între bateriile cu litiu este timpul de încărcare semnificativ mai scurt … Această baterie poate fi încărcată în câteva ore. Dar ciclul complet de încărcare a bateriilor nichel-cadmiu durează cel puțin douăsprezece ore.

Există o altă particularitate asociată cu aceasta: în timp ce bateriile cu litiu tolerează atât calm, cât și funcționarea într-o stare incomplet încărcată, nichelul-cadmiu au un „efect de memorie” extrem de neplăcut … În practică, aceasta înseamnă că, pentru a prelungi durata de viață și, de asemenea, pentru a preveni pierderea rapidă a capacității, Bateriile cu nichel-cadmiu trebuie utilizate de preferință înainte de descărcare completă … După aceea, asigurați-vă că încărcați la capacitate maximă, ceea ce necesită o perioadă semnificativă de timp.

Bateriile cu litiu nu au acest dezavantaj.

Cum se alege?

Când vine vorba de alegerea unei baterii pentru o șurubelniță, sarcina se reduce la alegerea dispozitivului electric în sine, care va include o baterie dintr-un model specific.

Evaluarea șurubelnițelor fără fir ieftine din acest sezon arată astfel:

• Makita HP331DZ , 10,8 volți, 1,5 A * h, litiu;
• Bosch PSR 1080 LI , 10,8 volți, 1,5 A * h, litiu;
• Bort BAB-12-P , 12 volți, 1,3 A * h, nichel;

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

Cele mai bune modele profesionale sunt:

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

Cele mai bune șurubelnițe fără fir în ceea ce privește fiabilitatea:

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

Puteți vedea că cele mai bune șurubelnițe din segmentele semi-profesionale și profesionale au baterii reîncărcabile de 18 volți.

Această tensiune este considerată standardul profesional al bateriilor cu litiu. Deoarece un instrument profesional este conceput pentru munca activă pe termen lung și implică, de asemenea, un nivel suplimentar de confort, o parte semnificativă a bateriilor produse de șurubelnițe de 18 volți sunt pe deplin compatibile între ele și uneori chiar interschimbabile între sculele de la diferiți producători.

În afară de, Standardele de 10,8 volți și 14,4 volți sunt răspândite … Prima opțiune se găsește doar printre cele mai ieftine modele. Al doilea este în mod tradițional un „țăran mijlociu” și poate fi găsit atât printre modelele profesionale de șurubelnițe, cât și la modelele clasei medii (intermediare).

Dar desemnările de 220 volți în caracteristicile celor mai bune modele nu pot fi văzute, deoarece acest lucru indică faptul că șurubelnița este conectată cu un fir la o priză de uz casnic.

Cum să refaceți și să asamblați?

Adesea, maestrul are deja o șurubelniță veche fără fir care i se potrivește complet. Dar dispozitivul este echipat cu baterii nichel-cadmiu învechite. Deoarece bateria va trebui în continuare schimbată, există dorința de a înlocui bateria veche cu ceva mai nou. Acest lucru nu va oferi doar o muncă mai confortabilă, ci va elimina și nevoia de a căuta pe piață bateriile unui model învechit.

Cel mai simplu lucru care îmi vine în minte este să asamblați o sursă de alimentare de la un transformator electronic într-o carcasă veche a bateriei .… Acum puteți utiliza șurubelnița conectându-l la sursa de alimentare de uz casnic.

Modelele de 14,4 volți pot fi conectate la bateriile auto … După ce ați asamblat un adaptor de extensie cu terminale sau o priză pentru brichetă din corpul unei baterii vechi, veți obține un dispozitiv indispensabil pentru garaj sau pentru a lucra „la câmp”.

Din păcate, atunci când convertiți un acumulator vechi într-un adaptor cu fir, principalul avantaj al șurubelniței fără fir se pierde - mobilitatea.

Dacă transformăm o baterie veche în litiu, putem lua în considerare faptul că 18650 de celule de litiu sunt extrem de răspândite pe piață, astfel putem realiza baterii cu șurubelniță pe baza pieselor ușor disponibile. Mai mult, prevalența standardului 18650 vă permite să alegeți baterii de la orice producător.

Nu va fi dificil să deschideți carcasa unei baterii vechi și să scoateți vechea umplutură din ea. Este important să nu uitați să marcați contactul pe carcasa la care a fost conectat anterior „plus” al ansamblului bateriei vechi ..

În funcție de tensiunea pentru care a fost proiectată bateria veche, este necesar să selectați numărul de celule de litiu conectate în serie. Tensiunea standard a unei celule de litiu este exact de trei ori mai mare decât cea a unei celule de nichel (3,6 V în loc de 1,2 V). Astfel, fiecare litiu înlocuiește trei nicheluri conectate în serie.

Prin asigurarea proiectării bateriei, în care trei celule de litiu sunt conectate una după alta, este posibil să se obțină o baterie cu o tensiune de 10,8 volți. Dintre bateriile de nichel, acestea se găsesc, dar nu de multe ori. Când patru celule de litiu sunt conectate la o ghirlandă, obținem deja 14,4 volți. Aceasta va înlocui bateria de nichel cu ambele 12 volți .și 14,4 volți sunt standarde foarte comune pentru bateriile de nichel-cadmiu și hidrură de nichel-metal. Totul depinde de modelul specific al șurubelniței.

După ce a fost posibil să se determine numărul de etape succesive, se va dovedi probabil că există încă spațiu liber în vechea clădire. Acest lucru va permite conectarea a două celule în fiecare etapă în paralel, ceea ce va dubla capacitatea bateriei. Banda de nichel este utilizată pentru a conecta bateriile cu litiu între ele în producție .… Secțiunile benzii sunt conectate între ele și la elementele de litiu prin sudare prin rezistență. Dar în viața de zi cu zi, lipirea este destul de acceptabilă.

Lipirea celulelor cu litiu trebuie făcută cu mare atenție. Îmbinarea trebuie curățată temeinic în prealabil și trebuie aplicat un flux bun. Tinerea se face foarte repede, cu un fier de lipit bine încălzit, cu o putere suficient de mare.

Lipirea în sine se face prin încălzirea rapidă și sigură a locului în care firul este conectat la celula de litiu. Pentru a evita supraîncălzirea periculoasă a elementului, timpul de lipire nu trebuie să depășească trei până la cinci secunde.

Atunci când proiectați o baterie de litiu de casă, trebuie remarcat faptul că este încărcat într-un mod special. Este imperativ să se furnizeze un circuit electronic pentru monitorizarea și echilibrarea încărcării în proiectarea bateriei de stocare. În plus, un astfel de circuit ar trebui să împiedice supraîncălzirea bateriei și descărcarea excesivă. Fără un astfel de dispozitiv, o baterie cu litiu este pur și simplu explozivă.

Este bine că acum există în vânzare module electronice de control și echilibrare gata făcute la prețuri destul de mici. Este suficient să alegeți o soluție care să se potrivească cazului dvs. particular. Practic, aceste controlere diferă prin numărul de „pași” conectați în serie, a căror tensiune este supusă egalizării (echilibrării). În plus, diferă prin curentul de încărcare admisibil și prin metoda de control al temperaturii.

Oricum, nu mai este posibil să încărcați o baterie de litiu de casă cu un încărcător vechi de nichel … Au algoritmi de încărcare și tensiuni de control fundamental diferite. Veți avea nevoie de un încărcător dedicat.

Cum se încarcă corect?

Bateriile cu litiu sunt destul de complicate în ceea ce privește specificațiile încărcătorului. Astfel de baterii pot fi încărcate destul de repede cu un curent semnificativ, dar curentul de încărcare excesiv duce la încălzire severă și pericol de incendiu.

Pentru a încărca o baterie cu litiu, este imperativ să folosiți un încărcător special cu control electronic al curentului de încărcare și al controlului temperaturii.

De asemenea, trebuie avut în vedere faptul că atunci când celulele sunt conectate în serie într-o baterie, sursele de litiu sunt foarte predispuse la încărcarea inegală a celulelor individuale. Acest lucru duce la faptul că nu este posibil să încărcați bateria la capacitatea maximă, iar elementul, care funcționează în mod regulat în modul supraîncărcat, pur și simplu se uzează mai repede. Prin urmare, încărcătoarele sunt de obicei construite conform schemei „echilibrului de încărcare”.

Din fericire, toate bateriile moderne din litiu fabricate din fabrică (cu excepția falsurilor directe) au circuite de protecție și echilibrare încorporate. Cu toate acestea, încărcătorul pentru aceste baterii trebuie să fie specializat.

Cum se păstrează?

Ce este grozav la bateriile cu litiu este că acestea nu sunt exagerate în condiții de depozitare. Acestea pot fi depozitate, indiferent dacă sunt încărcate sau descărcate, la aproape orice temperatură rezonabilă. Dacă nu era prea frig. Temperaturile sub 25 de grade sub zero sunt fatale pentru majoritatea tipurilor de baterii cu litiu. Ei bine, și peste 65 de grade de căldură, este, de asemenea, mai bine să nu supraîncălziți.

Cu toate acestea, atunci când depozitați bateriile cu litiu, asigurați-vă că luați în considerare riscul foarte mare de incendiu.

Cu o combinație între o stare de încărcare scăzută și o temperatură scăzută în depozit, procesele interne din baterie pot duce la formarea așa-numitelor dendrite și pot provoca autoîncălzirea spontană. Acest tip de fenomen este posibil și în cazul în care bateriile foarte descărcate sunt stocate la temperaturi ridicate.

Condițiile corecte de depozitare sunt atunci când bateria este încărcată cu cel puțin 50% și temperatura camerei este de la 0 la +40 grade. În același timp, este recomandabil să economisiți bateriile de umezeală, inclusiv sub formă de picături (rouă).