Karakteristike, prednosti i mane litijumskih baterija za šrafciger

Ako je ručni električni alat koji se napaja iz kućnog napajanja žicom vezan za utičnicu, ograničavajući kretanje osobe koja drži uređaj u rukama, onda baterije koje rade na baterije „na povodcu“ pružaju mnogo više slobode delovanja u radu. Prisustvo baterije je veoma važno kada je u pitanju upotreba šrafcigera.

U zavisnosti od vrste korišćene baterije, mogu se uslovno podeliti u dve grupe - sa nikl i litijum baterijama, a karakteristike ovih drugih čine ovaj električni alat najinteresantnijim za korisnika.

Dizajn litijumske punjive baterije se ne razlikuje previše od dizajna baterija zasnovanih na drugoj hemiji. Ali osnovna karakteristika je upotreba anhidrovanog elektrolita, koji sprečava oslobađanje slobodnog vodonika tokom rada. Ovo je bio značajan nedostatak baterija prethodnih dizajna i dovelo je do velike verovatnoće požara.

Anoda je napravljena od filma kobalt oksida nanesenog na aluminijumski bazni strujni kolektor. Katoda je sam elektrolit, koji sadrži litijumove soli u tečnom obliku. Elektrolit impregnira poroznu masu električno provodljivog hemijski neutralnog materijala. Za to je pogodan labav grafit ili koks.... Sakupljanje struje se vrši sa bakarne ploče nanešene na poleđinu katode.

Za normalan rad baterije, porozna katoda mora biti dovoljno čvrsto pritisnuta na anodu.... Zbog toga u dizajnu litijumskih baterija uvek postoji opruga koja sabija "sendvič" sa anode, katode i kolektora negativne struje. Ulazak vazduha iz okoline može poremetiti pažljivo izbalansiranu hemijsku ravnotežu. A prodiranje vlage i preti opasnost od požara, pa čak i eksplozije. Зато gotova ćelija baterije mora biti pažljivo zatvorena.

Plosna baterija je jednostavnija u dizajnu. Pod svim ostalim stvarima, ravna litijumska baterija će biti lakša, mnogo kompaktnija i obezbediće značajnu struju (odnosno, veću snagu). Ali potrebno je dizajnirati uređaj sa litijumskim baterijama ravnog oblika, što znači da će baterija imati usku, specijalizovanu primenu. Takve baterije su skuplje od svojih kolega.

Da bi prodajno tržište bilo šire, proizvođači proizvode baterijske ćelije univerzalnih oblika i standardnih veličina.

Među litijumskim baterijama danas zapravo dominira verzija 18650. Takve baterije imaju oblik sličan cilindričnim prstnim baterijama poznatim u svakodnevnom životu. Али standard 18650 posebno predviđa nešto veće dimenzije... Ovo izbegava zabunu i sprečava da se takvo napajanje greškom zameni umesto konvencionalne fiziološke baterije. Ali ovo bi bilo veoma opasno, pošto litijumska baterija ima dva i po puta veći napon od standardnog (3,6 volti naspram 1,5 volti za slanu bateriju).

Za električni odvijač, litijumske ćelije se uzastopno sakupljaju u bateriju. Ovo povećava napon koji se primenjuje na motor, što obezbeđuje snagu i obrtni moment koji je potreban alatu.

Baterija za skladištenje obavezno sadrži u svom dizajnu temperaturne senzore i specijalizovani elektronski uređaj - kontroler.

Ovo kolo:

• prati ujednačenost naelektrisanja pojedinih elemenata;
• kontroliše struju punjenja;
• ne dozvoljava prekomerno pražnjenje elemenata;
• sprečava pregrevanje baterije.

Baterije ovog tipa nazivaju se jonskim. Postoje i litijum-polimerne ćelije, ovo je modifikacija litijum-jonskih ćelija. Njihov dizajn se suštinski razlikuje samo u materijalu i dizajnu elektrolita.

• Glavna prednost litijumskih baterija je njihov veliki električni kapacitet. Ovo vam omogućava da napravite lagan i kompaktan ručni alat. S druge strane, ako je korisnik spreman da radi sa težim uređajem, dobiće veoma moćnu bateriju koja omogućava šrafcigeru da radi duže vreme.
• Još jedna prednost je mogućnost relativno brzog punjenja litijumskih baterija energijom. Tipično vreme punog punjenja je otprilike dva sata, a neke baterije se mogu napuniti za pola sata posebnim punjačem! Ova prednost može biti izuzetan razlog za opremanje šrafcigera litijumskom baterijom.

Litijumske baterije takođe imaju neke specifične nedostatke.

• Najprimetniji je značajan pad praktičnog kapaciteta pri radu po hladnom vremenu. Na temperaturama ispod nule, alati opremljeni litijumskim baterijama moraju se s vremena na vreme zagrejati, a električni kapacitet se u potpunosti obnavlja.
• Drugi primetni nedostatak nije predug radni vek. Uprkos uveravanjima proizvođača, najbolji uzorci, uz najpažljiviju upotrebu, izdržavaju ne više od tri do pet godina. U roku od godinu dana nakon kupovine, litijumska baterija bilo kog uobičajenog brenda, uz najpažljiviju upotrebu, može izgubiti i do trećine svog kapaciteta. Posle dve godine jedva da će ostati polovina prvobitnog kapaciteta. Prosečan period normalnog rada je dve do tri godine.
• I još jedan značajan nedostatak: cena litijumskih baterija je mnogo veća od cene nikl-kadmijumskih baterija, koje se još uvek široko koriste u ručnim električnim alatima.

Istorijski gledano, prve zaista masovno proizvedene punjive baterije za ručne električne alate bile su nikl-kadmijumske baterije. Po niskoj ceni, oni su prilično sposobni za relativno velika opterećenja i imaju zadovoljavajući električni kapacitet sa razumnim dimenzijama i težinom. Baterije ovog tipa su i danas rasprostranjene, posebno u sektoru jeftinih ručnih uređaja.

Glavna razlika između litijumskih baterija i nikl-kadmijum baterija je mala težina sa velikim električnim kapacitetom i veoma dobrim kapacitetom opterećenja..

Pored toga, veoma bitna razlika između litijumskih baterija je znatno kraće vreme punjenja... Ova baterija se može napuniti za nekoliko sati. Ali pun ciklus punjenja nikl-kadmijum baterija traje najmanje dvanaest sati.

Postoji još jedna posebnost povezana sa ovim: dok litijumske baterije prilično mirno tolerišu i skladištenje i rad u nepotpuno napunjenom stanju, nikl-kadmijum imaju izuzetno neprijatan "efekat pamćenja"... U praksi, to znači da u cilju produženja radnog veka i sprečavanja brzog gubitka kapaciteta, Poželjno je da se nikl-kadmijum baterije koriste pre potpunog pražnjenja... Nakon toga, obavezno napunite do punog kapaciteta, što zahteva značajno vreme.

Litijumske baterije nemaju ovaj nedostatak.

Kada je u pitanju izbor baterije za šrafciger, zadatak se svodi na izbor samog električnog uređaja koji će uključivati ​​bateriju određenog modela.

Ocena jeftinih akumulatorskih odvijača ove sezone izgleda ovako:

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

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

Najbolji profesionalni modeli su:

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

Najbolji akumulatorski odvijači u pogledu pouzdanosti:

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

Ovaj napon se smatra industrijskim profesionalnim standardom za litijumske baterije. Pošto je profesionalni alat dizajniran za dugotrajan aktivan rad, a podrazumeva i dodatni nivo udobnosti, značajan deo proizvedenih 18-voltnih šrafcigerskih baterija su međusobno potpuno kompatibilni, a ponekad čak i zamenljivi između alata različitih proizvođača.

Осим тога, Standardi od 10,8 volti i 14,4 volti su široko rasprostranjeni... Prva opcija se nalazi samo među najjeftinijim modelima. Drugi je tradicionalno "srednji seljak" i može se naći i među profesionalnim modelima odvijača i u modelima srednje (srednje) klase.

Ali oznake od 220 volti u karakteristikama najboljih modela ne mogu se videti, jer to ukazuje na to da je šrafciger povezan žicom u utičnicu za domaćinstvo.

Često majstor već ima stari akumulatorski odvijač koji mu u potpunosti odgovara. Ali uređaj je opremljen zastarelim nikl-kadmijum baterijama. Pošto će baterija i dalje morati da se menja, postoji želja da se stara baterija zameni nečim novijim. Ovo ne samo da će obezbediti udobniji rad, već i eliminisati potrebu za traženjem baterija zastarelog modela na tržištu.

Najjednostavnije što vam pada na pamet je da sastavite napajanje iz elektronskog transformatora u starom kućištu baterije.... Sada možete koristiti odvijač tako što ćete ga priključiti na napajanje u domaćinstvu.

Modeli od 14,4 volti mogu se povezati na akumulatore automobila... Sastavljanjem produžnog adaptera sa terminalima ili utikača za upaljač za cigarete iz kućišta stare baterije, dobijate neophodan uređaj za garažu ili rad "na terenu".

Ako staru bateriju pretvaramo u litijum, možemo uzeti u obzir da su litijumske ćelije 18650 izuzetno rasprostranjene na tržištu, tako da možemo napraviti šrafciger baterije na osnovu lako dostupnih delova. Štaviše, rasprostranjenost standarda 18650 vam omogućava da izaberete baterije bilo kog proizvođača.

Neće biti teško otvoriti kućište stare baterije i ukloniti staro punjenje iz njega. Važno je ne zaboraviti da označite kontakt na kućištu na koji je prethodno bio spojen "plus" starog sklopa baterije..

U zavisnosti od napona za koji je stara baterija projektovana, potrebno je odabrati broj serijski povezanih litijumskih ćelija. Standardni napon litijumske ćelije je tačno tri puta veći od niklovane ćelije (3,6 V umesto 1,2 V). Dakle, svaki litijum zamenjuje tri serijski spojena nikla.

Obezbeđivanjem dizajna baterije, u kojoj su tri litijumske ćelije povezane jedna za drugom, moguće je dobiti bateriju napona od 10,8 volti. Među nikl baterijama, ove se nalaze, ali ne često. Kada su četiri litijumske ćelije povezane sa vencem, već dobijamo 14,4 volta.Ovo će zameniti niklovanu bateriju sa oba 12 volti.i 14,4 volti su veoma uobičajeni standardi za nikl-kadmijum i nikl-metal hidridne baterije. Sve zavisi od specifičnog modela odvijača.

Nakon što je bilo moguće utvrditi broj uzastopnih etapa, verovatno će se ispostaviti da u staroj zgradi još ima slobodnog prostora. Ovo će omogućiti da dve ćelije budu povezane u svakoj fazi paralelno, što će udvostručiti kapacitet baterije. Niklovana traka se koristi za povezivanje litijumskih baterija jedna sa drugom u proizvodnji.... Delovi trake su međusobno povezani i sa litijumskim elementima otpornim zavarivanjem. Ali u svakodnevnom životu, lemljenje je sasvim prihvatljivo.

Lemljenje litijumskih ćelija treba obaviti sa velikom pažnjom. Spoj se mora prethodno dobro očistiti i naneti dobar fluks. Kalajsovanje se vrši veoma brzo, sa dobro zagrejanim lemilom dovoljno velike snage.

Samo lemljenje se vrši brzim i pouzdanim zagrevanjem mesta gde je žica povezana sa litijumskom ćelijom. Da bi se izbeglo opasno pregrevanje elementa, vreme lemljenja ne bi trebalo da prelazi tri do pet sekundi.

Dobro je što sada u prodaji postoje gotovi elektronski moduli za kontrolu i balansiranje po prilično niskim cenama. Dovoljno je odabrati rešenje koje odgovara vašem konkretnom slučaju. U osnovi, ovi kontroleri se razlikuju po broju serijski povezanih "koraka", napon između kojih je podložan izjednačavanju (balansiranju). Pored toga, razlikuju se po dozvoljenoj struji opterećenja i načinu kontrole temperature.

У сваком случају, više nije moguće puniti domaću litijumsku bateriju starim punjačem za baterije od nikla... Imaju fundamentalno različite algoritme punjenja i kontrolne napone. Biće vam potreban namenski punjač.

Litijumske baterije su prilično izbirljive u pogledu specifikacija punjača. Takve baterije se mogu prilično brzo puniti značajnom strujom, ali prekomerna struja punjenja dovodi do ozbiljnog zagrevanja i opasnosti od požara.

Takođe treba imati na umu da kada su ćelije povezane u seriju u bateriji, litijumski izvori su veoma skloni neujednačenom punjenju pojedinačnih ćelija. To dovodi do toga da nije moguće napuniti bateriju do punog kapaciteta, a element koji redovno radi u nedovoljno napunjenom režimu jednostavno se brže troši. Prema tome, punjači se obično grade prema šemi "balansiranja punjenja".

Na sreću, sve moderne fabrički proizvedene litijumske baterije (osim potpunih falsifikata) imaju ugrađena kola za zaštitu i balansiranje. Međutim, punjač za takve baterije mora biti specijalizovan.

Ono što je sjajno kod litijumskih baterija je to što nisu preterano zahtevni za uslove skladištenja. Mogu se čuvati, bilo da su napunjeni ili ispražnjeni, na skoro svakoj razumnoj temperaturi. Samo da nije hladno. Temperature ispod 25 stepeni ispod nule su fatalne za većinu tipova litijumskih baterija. Pa, i iznad 65 stepeni toplote, takođe je bolje da se ne pregrevate.

Međutim, kada skladištite litijumske baterije, vodite računa o veoma velikom riziku od požara.

Pravilni uslovi skladištenja su kada je baterija napunjena najmanje 50% i temperatura prostorije je od 0 do +40 stepeni. Istovremeno, preporučljivo je sačuvati baterije od vlage, uključujući i u obliku kapanja (rose).

Koja je baterija bolja za šrafciger saznaćete u sledećem videu.