Как заменить аккумуляторы в шуруповерте своими руками

Ni-Cd (никель-кадмиевые)

Аккумуляторы этого типа настоящие долгожители, причём во всех смыслах. Несмотря на то, что они были изобретены ещё в 1899 году, с точки зрения своих эксплуатационных характеристик они оставляют далеко позади все новейшие разработки в этой области. Единственное, в чём они не могут «спорить», — большой вес и габариты, наличие сильного эффекта памяти, хотя он практически исчезает при последующих регулярных полных разрядах.

Фото: www.toool.ru Аккумуляторная батарея Makita 193981-6 Ni-Cd

Явление при котором аккумуляторная батарея теряет доступную для заряда ёмкость из-за того, что в процессе эксплуатации она не полностью разряжалась называется эффектом памяти. Физика процесса аналогична наполнению стакана водой. В чистом пустом стакане помещается определённое количество жидкости. Этот объём всегда больше того, который поместится в той же ёмкости, но, к примеру, засыпанной камешками. Так при недостаточно разряженном аккумуляторе активное вещество в процессе заряда меняет свою структуру, его частицы укрупняются и уже не могут выполнять свои функции.

Но основной проблемой, которая по большому счёту и стала причиной активного внедрения со стороны производителей электрооборудования литий-ионной технологии, стала токсичность кадмия и необходимость его правильной утилизации, которая достаточно дорого им обходится. Но по всем остальным параметрам Ni-Cd вне конкуренции, ведь только он способен эффективно работать если

нужна неприхотливость и надёжность,
хочется купить батарею, которая будет служить минимум 6-7 лет, выдержит 1000-1500 циклов заряда-разряда с вероятностью восстановления ёмкости 70-80%,
важно, чтобы батарея могла храниться длительное время,
в работе требуются большие зарядные токи,
предполагается работа в сложных для эксплуатации электрооборудования условиях,
нужно работать при минусовых температурах (допустимы температуры от -40 до +60 ˚С),
важна способность держать стабильное напряжение на протяжении всего рабочего цикла,
в работе требуется максимальная скорость полного заряда (в среднем 1 ч).

Всё это делает Ni-Cd незаменимым при комплектации ручного электроинструмента большой мощности.

Обзор лучших производителей

Производители известных марок, таких как Метабо, Макита, Хитачи, Бош, АЕG, Девольт выпускают шуруповёрты с разными видами аккумуляторов. Приборы предназначены как для бытового, так и для профессионального использования.

Самые известные марки производителей:

Hitachi (Япония) инструмент, обладающий индивидуальностью хорошими параметрами для любых условий работы;

• Makita (Япония) с 1915г. на рынке строительных инструментов, японское качество вместе с новыми технологиями делают эти инструменты востребованными по всему миру.
• немецкая компания Bosch производит электроинструмент для бытовых и профессиональных потребностей;
• AEG (Германия) — производитель качественной бытовой техники и строительного инструмента известен во всем мире с XIX века;
• Марка Metabo представляет линейку аккумуляторных шуруповёртов с немецким качеством, профессиональным подходом к техническим характеристикам. Ценовая категория достаточно высокая;
• Ryobi —американская марка шуруповёртов, которая сочетает в себе отличное качество и широкий выбор технических возможностей инструмента;
• DeWALT− компания из США представлена на российском рынке небольшим рядом шуруповёртов отличного качества. По отзывам потребителей брак полностью отсутствует.

Разновидности аккумуляторных батарей

решить следующие задачи

• нет необходимости в подключении в центральную электросеть;
• не нужно протягивать к месту проведения работ переноски или другие кабеля, которые значительно усложняют рабочий процесс.

Но чтобы аккумуляторная батарея справилась с возлагаемыми на неё задачами нужно разбираться в её технических параметрах и конструктивных особенностях. На сегодняшний день все шуруповёрты снабжаются аккумуляторами следующих типов:

• никелево-кадмиевая батарея;
• никель-металлогидридный источник питания;
• литий-ионный источник питания;
• литий-полимерный источник постоянного тока.

Выбирая лучший аккумулятор для шуруповёрта в первую очередь нужно исходить из частоты использования электроинструмента и бюджета на его покупку и содержание. При этом все типы аккумуляторов, кроме литий-полимерных батарей, получили максимальное распространение среди потребителей.

Правила выбора аккумулятора для шуруповерта

При покупке устройство следует учитывать такие моменты;

• тип устройства. Выбрать подходящий вариант можно, если изучить все преимущества и недостатки всех разновидностей;
• ёмкость. Чем выше этот показатель, тем дольше можно использовать прибор без подзарядки. В этом случае все зависит от сферы применения модели. Так, если устройство требуется для использования в быту, то можно приобретать изделие с небольшой емкостью. Ее хватит для того, чтобы выполнить соответствующую работу. Изделие для использования в профессиональной сфере должно отличаться высоким показателем емкости, чтобы обеспечить высокую производительность инструмента;
• используемый шуруповерт. Аккумулятор должен быть полностью совместим с инструментом.

Так какой лучше всего приобрести аккумулятор для шуруповерта. Помимо указанных критериев, при покупке нужно учитывать и стоимость устройства. Так, если нужна недорогая батарея для прибора бренда Makita, то рекомендуем Makita 193101-2 1434. Если необходимо бюджетное приспособление для инструмента марки Hitachi, подойдет Topon TOP-PTGD-HIT-12(B)2. Так, в нашем ТОПе можно подобрать наиболее подходящий аккумулятор.

Голосование за лучший аккумулятор для шуруповерта

Что бы вы выбрали или посоветовали?

Makita 193981-6

Сохраните результаты голосования, чтобы не забыть!

Чтобы увидеть результаты, вам необходимо проголосовать

Перепрошивка ёмкости аккумуляторных элементов

Как поменять элементы в аккумуляторе шуруповерта? Аккумуляторные батареи с Ni-Cd элементами при нарушении рекомендуемого режима заряда начинают терять емкость, но данная потеря обратима. Сделать это можно, если выполнить перепрошивку этих элементов. Благодаря такому способу можно восстановить примерно 80 % первоначальной емкости. Суть перепрошивки – в подаче тока напряжением в 3 раза выше номинального значения. Перед тем как приступить к работе батарею разбирают на элементы. При помощи плоскогубцев, с полюсов банок срывают никелевую ленту. На зарядном устройстве большой мощности (можно взять автомобильный аккумулятор) выставляют режим подачи импульса напряжением 3.6 В. К одноименным полюсам нерабочих банок на 3-5 секунд прислоняют клеммы прибора. Потом мультиметром измеряют все элементы. Если значения превышают 1,4 В, их восстанавливают. Банки, в которых показатели напряжения не изменились либо не достигли необходимого значения, меняют.

На что обратить внимание при покупке аккумуляторного шуруповерта

Чтобы приобрести качественное устройство, рекомендуется учитывать целый ряд важных параметров.

О чем говорит емкость аккумулятора

Этот показатель обозначаются цифрами 1-7 и оценивается в амперах. Поскольку инструменту требуется 1-5 А в час, его можно использовать 2-8 часов.

При покупке нужно учитывать емкость

О чем говорит напряжение аккумулятора

Максимальным параметром для шуруповертов считается напряжение 36 В. Они подходят для воздействия на прочные материалы. Показатели 3-10 В характерны для маломощных устройств. Их допустимо использовать лишь для небольшого крепежа или мягких материалов.

Примеры и маркировка достойных моделей 18650

Общепринятой маркировки литий-ионных элементов нет, поэтому производители придерживаются одного из выбранных стандартов. Многие маркируют изделия по технологии производства элементов. Высокотоковые аккумуляторы производят:

• литий-марганцевая технология (обозначается IMR);
• литий-никелевая (INR);
• литий-железофосфатная (IFR).

Маркировка элемента производства Samsung.

В качестве примера приведена маркировка одного из элементов производства Samsung. После обозначения технологии указан типоразмер и наибольший ток в 25 А. В последней строке зашифрована дата выпуска с точностью до недели.

Такой маркировки придерживаются не все. Так, на достойную модель южнокорейского производства нанесено следующее буквенно-цифровое обозначение:

Маркировка элемента производства LG.

• первая строка LGDBHG21865 – производитель, наименование модели HG2, форм-фактор 1865;
• вторая строка O125EO52A2 — первые четыре символа означают дату выпуска (O-2015 год, I- 2016 и т.д, а 125 – день выпуска от начала года).

Таким образом по маркировке можно определить производителя, некоторые параметры и дату выпуска.

В завершении видео-обзор годных высокотоковыех 18650 LIITOKALA 35A.

В остальном выбрать аккумулятор 18650 для шуруповерта несложно, особенно с использованием материалов данного обзора. Замена АКБ на литиевую заметно продлевает жизнь шуруповерта и облегчает работу с ним.

Виды аккумуляторных батарей по типу применяемых материалов

Так как электричество накапливается в батареях в результате проходящих внутри химических реакций, то использование в конструкции материалов с разными свойствами, определяет и технические характеристики батарей. На самом деле, типов аккумуляторов много, но мы расскажем о наиболее часто встречающихся.

Никель-кадмиевый

Как можно догадаться из названия, в такой батарее участвуют два элемента — никель и кадмий.

Никель-кадмиевый элемент может быть самой разной формы

Электролитом здесь выступает раствор гидрохлорида калия, поэтому такие батареи называют щелочными. Сейчас они не так популярны, но до сих пор остаются одним из самых надёжных типов аккумуляторов. Свою популярность никель-кадмиевые батареи для шуруповёртов получили, в основном, у профессионалов. Это строители, монтажники, электрики, работающие в суровых условиях. Даже при отрицательных температурах никель-кадмиевый аккумулятор отлично держит заряд.

Из существенных плюсов можно выделить большое количество циклов зарядки-разрядки и отсутствие потери заряда при длительном простое. Из минусов можно отметить то, что, во избежание снижения со временем максимального объёма заряда, разряжать и заряжать такой тип батареи нужно полностью.

Ещё одна важная особенность, актуальная в последнее время — токсичность кадмия. То есть, после выхода батареи из строя, её необходимо правильно утилизировать

А это и лишние расходы, и пристальное внимание со стороны экологов. В некоторых странах запрещено использовать батареи с кадмием

Никель-металлгидридный

Принцип работы и состав батареи практически тот же, что и в никель-кадмиевой. Роль второго реагента выполняет водородный металлгидридный электрод. В качестве электролита также используется гидроксид калия. По сравнению с кадмиевыми батареями, эти обладают меньшей степенью памяти. То есть, можно заряжать даже частично разряженный аккумулятор. При равных с кадмиевой батареей размерах, общий объём заряда в этом виде больше. Но не рекомендуется использовать такие батареи при отрицательных температурах.

Так в разрезе выглядит никель-металлгидридный элемент питания

Литий-ионные батареи

Многие пользователи в память о никель-кадмиевых батареях и стараются соблюдать те же правила эксплуатации для литий-ионных. То есть, полностью разряжать и заряжать аккумулятор. Однако, в литий-ионных батареях эффект памяти практически отсутствует. Помимо этого, такой тип аккумуляторов показывает самый низкий саморазряд. По своей ёмкости литий-ионные батареи превосходят никель-кадмиевые в два раза. Сегодня такой тип батарей используется повсеместно — бытовые приборы, автомобили, инструменты, телефоны и ноутбуки. Несмотря на то, что литий-ионные аккумуляторы плохо переносят отрицательные температуры, они всё равно довольно востребованы.

Литий-ионные батареи могут быть любой формы, не обязательно цилиндрической

Литий-полимерный аккумулятор

Это одна из модификаций литий-ионной батареи. Просто в качестве электролита здесь используется полимерный материал. Такой подход позволяет изготавливать батареи практически любых форм, даже ультратонких, толщиной до 1 мм. Эффект памяти выражен слабо, саморазряд тоже низкий. При относительно небольшой массе, ёмкость заряда в разы выше других типов аккумуляторов. Чем же тогда литий-полимерные аккумуляторы при всех своих инновационных свойствах плохи? Дело в том, что при перегреве или перезаряде они могут воспламеняться. Естественно, что в батареи стараются встроить защитные механизмы. Кроме того, некоторые зарядные устройства используют специальный алгоритм для зарядки. Но, зачастую, в своём желании сэкономить, производители, особенно, частные, не всегда стараются вкладываться в новые технологии.

Литий-полимерные аккумуляторы могут быть облачены практически в любую форму

Восстановление аккумулятора шуруповёрта

Следует сразу же предупредить, что батареи с элементами литий-ионного типа не ремонтируются. Их можно только заменить.

Основные методы восстановления параметров отдельных батареек:

• восстановление АКБ через заморозку;
• устранение эффекта памяти;
• добавление испарившегося электролита.

Восстановление АКБ через заморозку

Никель-кадмиевые аккумуляторы можно попробовать восстановить простым методом заморозки. Рассмотрим порядок действий:

• полностью разряженный аккумулятор помещаем в полиэтиленовый пакет и помещаем его в морозильную камеру бытового холодильника;
• часов через 10-12 необходимо извлечь батарею из морозильной камеры;
• поставить её на зарядку;
• после чего, нужно посадить аккумулятор, тоесть включить его в работу до полной потери энергии;
• повторить такую операцию 2-3 раза.

Если попытка восстановить аккумулятор не увенчалась успехом, необходимо прибегнуть к другим методам.

Устранение эффекта памяти

Распознать такой дефект не очень сложно. После полного заряда батареи, она быстро разряжается и перестаёт работать. Через некоторое время вновь начинает функционировать.

Сначала необходимо полностью произвести процесс зарядки, причём желательно небольшим током (если есть такая возможность). Затем, полностью разрядить на малой нагрузке. Такие действия позволят произвести просадку не только верхнего слоя, но и всех пластин полностью.

Для нагрузки можно применять обыкновенную электрическую лампочку мощностью 60 Вт и напряжением 220 В. Разряд проводить до 30 % от номинальной ёмкости порядка 5 В.

Такую процедуру, перед использованием аккумулятора, нужно повторить не менее пяти раз. Конечно, такое «лечение» не позволит полностью восстановить батарею, но продлит её жизнь, как минимум на год.

Добавление электролита

Считается, что испарение электролита — самая распространённая проблема аккумуляторных батарей.

Для решения этой проблемы нужно демонтировать неисправные элементы, путём разрезания соединительных пластин. После чего, нужно сделать небольшое отверстие в корпусе элемента (диаметром до 1 мм) со стороны отрицательной клеммы. Затем, при помощи медицинского шприца, долить несколько капель дистиллированной воды. После чего обязательно произвести качественную герметизацию батарейки эпоксидной смолой. Вставить реанимированный элемент в существующую схему.

Чтобы произвести выравнивание потенциала всех элементов, их нужно разрядить лампочкой на 1,5 Вольта. Цикл заряд-разряд нужно выполнить минимум пять раз, только тогда использовать инструмент.

Методика определения неисправности батареи

Учитывая последовательное соединение элементов питания, первичной задачей исполнителя будет поиск «слабого звена», ведь при выходе из строя хотя бы одного элемента, батарея будет функционировать с существенными техническими отклонениями. Если же учесть, что одновременная поломка всех компонентов цепи не возможна, следует понимать, как определить отклонения отдельных элементов питания.

Метод 1. Используем мультиметр

Учитывая идентичный уровень напряжения всех составляющих цепи, определить неисправный элемент можно при помощи мультиметра (переключив его в режим замера напряжения DCV). При этом следует помнить, что номинальные напряжения для различных типов АКБ имеют отличные значения:

• Ni-Cd и Ni-MH (напряжение 1,2В);
• Li-Ion (напряжение 3,6В).

Сама же методика определения вышедшего из строя элемента питания производится по следующему алгоритму:

Аккумулятор устанавливается на полную подзарядку;
Корпус устройства разбирается, и производятся поочередные замеры напряжения (при помощи прибора) на каждой из банок;
Маркируются элементы, напряжение на которых ниже установленной нормы (для Ni-Cd и Ni-MH батарей напряжение должно варьироваться в диапазоне 1,2 – 1,4 В; для Li-Ion – в пределах 3,6 – 3,8 В).
Батарея собирается и устанавливается в шуруповерт, после чего ее следует разрядить до заметного снижения мощности, для чего при помощи электроинструмента можно выполнить ряд силовых операций.
После разрядки, корпус АКБ разбирается повторно, и вновь выполняются замеры напряжения на всех участках цепи (особенное внимание следует уделить маркированным элементам)
В случае падения напряжения на элементе 0,5 – 0,7 В такая батарея считается непригодной.

Метод 2. Используем нагрузку

Технология выявления слабых батарей в таком случае аналогична вышеописанной, с тем лишь отличием, что для разряда аккумулятора здесь применяется 12 вольтовая лампочка (к примеру, на 40 Вт), которая и будет выступать в качестве нагрузки. А для того, чтобы решить поставленную задачу не потребуется несколько раз производить сборку/разборку аккумуляторного блока.

Выполнив все вышеописанные манипуляции, определяются все ненадежные элементы аккумуляторной цепи, а уже после этого принимается решение об их замене или восстановлении.

Топ популярных Li-Ion аккумуляторов

Li-Ion 2000 мА·ч PROconnect 18650

Одна из лучших бюджетных моделей, которая отличается хорошим рабочим напряжением – 3.7 В и емкостью – 2000 мАч. Конечно, для некоторых современных инструментов этого может быть недостаточно, но для остальных такие показатели считаются хорошими. Типоразмер стандартный, что исключает неудобства при установке аккумуляторной батареи в оборудование.

Средняя стоимость – 199 рублей.

Li-Ion 2000 мА·ч PROconnect 18650

Достоинства:

• Низкая стоимость;
• Хорошая технология;
• Рабочее напряжение;
• Удобство;
• Соответствие техническим характеристикам.

Недостатки:

Li-Ion 3400 мА·ч Panasonic NCR18650B

Единственный недостаток такой модели – завышенная цена в российских магазинах. При покупки через AliExpress человек сэкономит в 2-3 раза. Если не учитывать стоимость, изделие имеет хорошие технические характеристики. Более того, поддерживается защита, если потребуется установить элемент в оборудование, которое подвержено КЗ. Емкость АКБ – 3400 мАч, что также преимущество.

Li-Ion 3400 мА·ч Panasonic NCR18650B

Достоинства:

• Наличие защиты;
• Размеры;
• Хорошая емкость;
• Безопасность;
• Высокое число зарядов-разрядов.

Недостатки:

• Стоимость;
• Небольшая токоотдача.

REXANT 18650 30-2020

Хорошая модель, которая отличается доступной ценой и неплохими показателями емкости: 2600 мАч. Рабочее напряжение стандартное и не проседает. Размер полностью соответствуют норме, поэтому проблем с установкой не возникнет. При правильном обращении, элемент питания прослужит длительное время и не испортится.

Средняя стоимость – 270 рублей.

REXANT 18650 30-2020

Достоинства:

• Хорошая сборка;
• Удобство;
• Срок службы;
• Надежность;
• Емкость;
• Прочный корпус;
• Соответствие размерам.

Недостатки:

EAIEP 18650 ICR18650-26FM

Качественная модель с реальной емкостью – 2600 мАч, что подтверждают многие тесты, которые находятся в открытом доступе. Максимальное напряжение заряда достигает 4.2 В, при этом номинальное напряжение – 3.65 В. Диаметр и высота – 18.4 мм и 69.5 мм, соответственно. Аккумулятор отличается низким саморазрядом, что гарантирует длительный срок службы.

Средняя стоимость – 250 рублей.

EAIEP 18650 ICR18650-26FM

Достоинства:

• Соотношение цены и качества;
• Длительный срок службы;
• Низкий саморазряд;
• Емкость;
• Габариты.

Недостатки:

18650 GPI 8800 mAh

Уникальная китайская модель, которая подойдет для применения в фонариках или Power Bank. Типоразмер соответствует заявленным характеристикам. Максимальное рабочее напряжение – 3.7 В. Емкость АКБ – 8800 мАч, что является высоким показателем, но по факту величина составит около 5-6 тысяч мАч, но это все равно неплохой результат. Некоторые пользователи устанавливают такой элемент в электрических инструментах, при этом никаких проблем нет.

Средняя стоимость – 200 рублей.

18650 GPI 8800 mAh

Достоинства:

• Хорошая емкость;
• Оптимальные размеры;
• Качественная сборка;
• Низкая стоимость;
• Номинальное напряжение.

Недостатки:

LiitoKala NCR18650B

Неплохой элемент питания, который отличается хорошими техническими характеристиками. Единственное, что многих смущает – высокая стоимость в некоторых магазинах, которая может доходить до 700 рублей. В этом случает покупать такой АКБ нецелесообразно, так как в интернете стоимость аккумулятора не превышает 350 рублей, а иногда доходит и до 250 рублей.

LiitoKala NCR18650B

Достоинства:

• 500 циклов зарядки;
• Прочный корпус;
• Безопасность;
• Надежность.

Недостатки:

Неисправности аккумуляторов для шуруповёртов

Как правило, при неисправности Ni─Cd аккумулятора для шуруповёрта выходит из строя один или несколько элементов аккумуляторной батареи. Поэтому первоочередная задача при ремонте аккумулятора шуруповёрта – это определение вышедших из строя элементов.

Что нужно делать?

Полностью зарядите аккумулятор шуруповёрта;
Разберите корпус;
Измерьте напряжения всех элементов и отметьте те, у которых напряжение ниже номинального. Номинальное напряжение нанесено на корпусе каждой банки. Как правило, они обёрнуты в бумажную оболочку;
Затем подайте нагрузку на аккумуляторную батарею (включите шуруповёрт). Если не хочется опять собирать, то подключите к выводам «гирлянды» нагрузку в виде лампочки 12 вольт;
Через некоторое время снова делайте замеры напряжения на элементах. Те банки, у которых напряжение отличается от среднего на 0,5─0,7 вольта, подлежат восстановлению или замене

При визуальном осмотре особое внимание следует уделить банкам со следами коррозии и подтёков.

Затем уже ведётся работа с элементами, которые диагностируются, как неисправные. Об этом ниже. А здесь ещё стоит сказать о таких неисправностях, как нарушение пайки в местах соединения элементов, выход из строя температурного датчика и т. п. Но эти виды поломок очень редкие и не заслуживают внимания.

Приобретая аккумуляторный инструмент от производителя, вы будете озадачены высокой стоимостью блока аккумулятора шуруповерта. В основе принципа работы аккумуляторного инструмента лежит физика электролитического процесса. Восстановить и отремонтировать аккумуляторный блок станет доступно тем, кто дружит с электрохимией и схемотехникой.

Какие характеристики важны при выборе аккумулятора для шуруповерта

Учитывая преимущества и недостатки различных типов аккумуляторов можно выбрать подходящий для конкретных условий эксплуатации. А теперь рассмотрим две ключевые характеристики, которые есть у всех типов батарей, влияющие на выбор шуруповерта.

О чем говорит емкость аккумулятора

Емкость аккумулятора прописывается цифрами от 1.0 до 7.0 и измеряется в амперах умноженных на часы (А*ч). Значение расшифровывается так: указанное количество ампер накопитель сможет выдавать в течение часа. Но поскольку никакой шуруповерт не потребляет 1-5 А в час, то время его использования растягивается от 2 до 8 часов. Чем выше емкость, тем дольше инструмент сможет оставаться в работе.

О чем говорит напряжение аккумулятора

У аккумуляторных моделей сила и скорость вращения шуруповерта зависят от напряжения батареи, которое должно соответствовать параметрам инструмента:

• Для шуруповертов максимальным показателем является 36 В. Это самые мощные аппараты для работы с металлом и твердыми породами дерева.
• 12-18 В — среднее значение, подходящее для большинства процессов в ремонте и монтаже.
• 3-10 В — относятся к маломощным, и используются только для сборки мягких материалов или крепежа малого диаметра.

Установка аккумулятора большей мощности на слабую модель быстрее приведет к поломке последней. Батарея 12 В на аппарате рассчитанном на 18 В будет наоборот ограничивать силу инструмента, поэтому показатель напряжения накопителя должен точно соответствовать значению на шуруповерте.

Имейте ввиду, что если взять два аккумулятора с одинаковой ёмкостью, более длительную работу инструмента обеспечит тот у которого выше напряжение.