Как отремонтировать аккумулятор шуруповерта

Самостоятельная диагностика

Чтобы отремонтировать инструмент в домашних условиях, необходимо его разобрать, «прозвонить» проводку. При незначительных поломках потребуется заменить один элемент. В серьёзных случаях, когда выходит из строя несколько деталей, специалисты советуют купить новую АКБ. Сложность ремонта батареек на шуруповерте зависит от элемента, который вышел из строя. Чтобы его найти, понадобится мультиметр мощностью до 20 Вт.

АКБ заряжается, а затем нагружается лампочка. Мультиметром выбирается аккумулятор с самым низким напряжением. Чтобы провести точную диагностику, выявленные элементы можно выпаять либо оторвать всю пластину с помощью бокорезов. Отсоединённые детали проверяются амперметром на ток прямого замыкания:

• замыкаются щупцами прибора + и —;
• ток на неисправном АКБ меньше, чем на других.

Перепрошивка батареи

Шуруповерт с никель-кадмиевой батареей можно ремонтировать путём восстановления ёмкости. Прошивка эффективна, если источник питания ещё не пересох. В противном случае рекомендуется приобрести новую батарею. Чтобы выяснить, в каком состоянии находится АКБ, используется следующий момент:

• зарядка устройства;
• если шуруповерт не работает, значит устройство сухое.

Для восстановления АКБ оказывается воздействие током и высоким напряжением. Предварительно разбирается устройство. Каждый его элемент заряжается. К ним подключается питание большой мощности. Можно воспользоваться автомобильной батареей, если она оснащена регуляторами силы тока и напряжения.

На следующем этапе выполняется настройка. Так как у всех типов АКБ заряд напряжения равняется 1,2 В, а сила тока имеет маленький номинал, тогда на каждый отдельный элемент подаётся напряжение, превышающее изначальное значение в три раза. На следующем этапе производится зарядка АКБ. Её длительность не должна превышать пяти секунд.

Восполнение ёмкости

Эффект «памяти» заключается в следующем: каждая последующая зарядка элемента снижает ёмкость заряда устройства. При восстановлении отдельной батареи возвращается работоспособность всего аккумулятора. Существует несколько способов проведения процедуры. Чаще используется разрядка:

• конкретный элемент заряжается, а затем разряжается на лампочку;
• полная разрядка сменяется 100% зарядкой.

Процедура выполняется до набора достаточной ёмкости заряда. Если явление отсутствует, АКБ утилизируется. Для создания эффекта используется методика шоковой зарядки: на неисправный элемент подается 12 В. «Шоковая терапия» может устранить неисправности, но методика применяется редко. Если вышел из строя Ni-Cd агрегат, рекомендуется поместить его в морозилку на 60 минут. Затем он хранится в полиэтиленовом пакете. После манипуляции устройство проверяется на возможность получения заряда. Если результат положительный, производится сборка. В противном случае АКБ утилизируется.

Сложный ремонт

Производители соединяют батареи с помощью точечной сварки, которая может отсутствовать дома. Существует мнение, что воздействие высокой температуры выводит из строя АКБ. Но такое предположение не доказано, поэтому можно соединить либо перепаять элементы устройства с помощью обычной пайки. Такая методика эффективна при восстановлении аккумулятора Li-lon типа.

Работа выполняется паяльником мощностью 40−60 Вт. Также потребуется специальный флюс для никеля либо полоска тонкой жести. Из последнего материала изготавливаются соединительные элементы. Сборка осуществляется после залуживания контактных мест АКБ и пластин. Последние детали накладываются на контакты, прижимаются паяльником. Если используется мощное паяльное устройство, тогда процесс спайки луженого слоя займёт несколько секунд.

Выполненная работа проверяется на разрыв. Таким способом нужно перепаять все подозрительные контакты. Результат зависит от навыков и опыта работы с паяльником. После процедуры рекомендуется протереть места пайки спиртом. Это необходимо для удаления остатков флюса. Батарея собирается в корпус, устанавливается на зарядку. После получения полного заряда производится разрядка с целью выравнивания элементов.

Замена всех элементов аккумуляторного блока

Можно полностью заменить все элементы батарейного блока на новые никель-кадмиевые аккумуляторы. Они стоят гораздо дешевле, чем никель-металлгидридные, и, по сравнению с другими батареями, самые живучие и выносливые. Однако в последнее время все чаще практикуется самостоятельное переделывание аккумуляторов «с кадмия на литий», иными словами, установка вместо старых Ni-Cd новых литий-ионных батарей.

Несмотря на свою надежность, никель-кадмиевые батареи могут быстро выйти из строя потому, что они имеют последовательное подключение друг к другу без платы балансировки. Если аккумуляторы одной партии изготовления, их параметры все равно будут иметь большой разброс между собой. При таком соединении один элемент будет заряжаться быстрее, другой медленнее, а третий может и перезарядиться.

Если бы производители кадмиевых батарей делали платы балансировки, как для литиевых аккумуляторов, Ni-Cd могли бы работать гораздо дольше. Но фирмам-изготовителям это просто невыгодно. Что же касается литиевых элементов, балансировочные платы в такие аккумуляторные блоки устанавливаются потому, что без них может произойти перегрев с последующим взрывом: здесь производителям просто некуда деваться. О том, какой аккумулятор лучше для шуруповерта, можно узнать здесь →

Чтобы произвести полную замену аккумуляторов в шуруповерте с никель-кадмиевых на литий-ионные, понадобятся:

• количество элементов, равное количеству прежних (с одинаковым показателем емкости);
• балансировочная плата 5S (ее ампераж зависит от того, на какое количество вольт рассчитан шуруповерт);
• тестер или мультиметр;
• паяльник с хорошим «жалом»;
• качественный флюс и свинцовый припой;
• силиконовые провода АВГ 16;
• термостойкий скотч и термоклей.

Перед началом пайки разрядить аккумуляторы. Изъять старые батарейки из блока и освободить контакты. Старый термодатчик лучше не выбрасывать, а оставить его в качестве дополнительной защиты от перегрева лития.

Теперь главное — правильно запаять литий. Заранее отрезать проводки нужной длины, изолированные, в силиконе, очень толстые, чтобы избежать их плавления во время нагревания лития. Ножиком зачищаются площадки батареек под пайку.

Хорошо разогреть паяльник, до 300°С, и начать пайку с помощью флюса и свинцового припоя. Флюс должен быть хорошего качества, несмываемый, не проводящий ток. Ни в коем случае не использовать кислотные флюсы. Паять следует не больше 2 секунд во избежание перегрева лития. Для того чтобы тепло уходило быстрее, можно после пайки приложить к батарейке любой железный предмет, забирающий тепло.

Дать батарейкам остыть и соединить «плюсы» с «минусами», как обычно. Проверить общее напряжение. Его показатель должен быть в среднем 20,7 В, если элементов 15 штук.

После измерения напряжения присоединяется плата. Все ее проводки нужно уложить со специальными прокладками, чтобы ничего не «закоротило» при работе. Весь аккумуляторный блок скпепляется термостойким скотчем, разработанным специально для изоляции батарей и их контактов.

Припаиваются провода и разъем. Если контакты «болтаются», их можно посадить на термоклей. Теперь, наконец, можно окончательно собрать аккумуляторный блок шуруповерта и проверить его работу.

Иногда кажется, что провести ремонт аккумулятора шуруповерта Hitachi (либо другого инструмента) очень сложно. Но если разобраться в общих принципах, таких, как основы электроники, устройство аккумуляторов изнутри, виды батарей и главные принципы правильной пайки, становится понятно, как отремонтировать аккумулятор для шуруповерта самостоятельно. Это не только сэкономит финансовые средства, но и будет способствовать приобретению ценных и полезных навыков.

Виды АКБ

В настоящее время шуруповёрт может выпускаться с несколькими разновидностями аккумуляторных батарей:

• никель-кадмиевые;
• никель-металлгидридные;
• литий-ионные;

При этом для каждого типа характерны свои тонкости.

Литий-ионные

Литий-ионные модели могут похвастаться непревзойдённым качеством сборки и максимальным сроком службы. В этом плане у них банально нет конкурентов. Из-за отсутствия памяти такие аккумуляторы являются идеальным вариантом источника питания, правда, у них есть один минус — отсутствие возможности эксплуатации при минусовых температурах.

Однако при продолжительном использовании начинают проявляться и другие недостатки. Для примера, если батарея лишается своего эксплуатационного ресурса, начинается процесс разложения лития, и, к сожалению, такую реакцию нельзя предотвратить.

Никель-кадмиевые

В свою очередь никель-кадмиевые батареи отличаются совершенно другим поведением при исчерпании допустимого ресурса. Когда срок их годности подходит к концу, они пересыхают. Чтобы восстановить прежнюю работоспособность достаточно повторно залить их специальным веществом. Правда такая процедура требует особого внимания и некоторых усилий.

Вместо этого намного разумнее поместить в аккумулятор секцию новых аккумуляторных банок. Нередко причиной повреждения становится эффект памяти, который и является огромным недостатком батарей никель-кадмиевого типа. Для решения проблемы приходится проводить прошивку электрической ёмкости.

Никель-металлгидридные

Если говорить о ещё одном типе аккумуляторных батарей для шуруповерта — никель-металлгидридных, то такие источники питания не подлежат восстановлению после исчерпания рабочего ресурса. Единственным решением останется быстрая замена аккумулятора новым.

Рассматривая вариант замены источника питания, то он будет незаменимым для всех типов аккумуляторных батарей, которыми оборудован инструмент. Не секрет, что в наши дни можно найти большое разнообразие такой продукции в специализированных магазинах или на онлайновых площадках. Купить хорошую батарею можно по доступной цене, главное, знать, что нужно учитывать при выборе. Однако в таком случае вы будете вынуждены провести замену самостоятельно, а здесь следует учесть несколько факторов.

Первым делом следует разобрать батарею на мелкие элементы и заменить вышедшую из строя «начинку» новой, купленной в магазине. Затем остаётся реализовать сборку конструкции в обратном порядке. Именно такой тип ремонтных работ будет рассмотрен в данном материале дальше, но для начала поговорим о процедуре восстановления никель-кадмиевых моделей.

Ремонт АКБ шуруповерта своими руками

При возникновении неполадок системы питания в первую очередь необходимо определить причину их возникновение. Практически все неисправности, связанные с ремонтом батареи шуруповерта можно устранить самостоятельно. Для этого не потребуется использования специализированного инструмента и достаточно набора слесарных отверток и паяльника.

Диагностика неисправностей аккумулятора

1. Перед тем, как проводить ремонт АКБ шуруповерта литий-ионного типа необходимо полностью его зарядить, а элементы на основе NiCd или NiMH наоборот требуется разрядить до нуля, дабы не спровоцировать появления «эффекта памяти».
2. Далее производим непосредственный процесс разборки корпуса АКБ, который может быть смонтирован посредством клеев или винтового соединения. В случае с клеевой фиксацией понадобиться острый канцелярский нож, которым легкими движениями проводим по шву корпусу и крышки.
3. После вскрытия элементного отсека аккумулятора шуруповерта визуальным осмотром выявляем неполадки на предмет механических повреждений блоков, разрывов электрических проводов (паек), подтеков реагентов или вздутия.
4. Последовательно с помощью универсального мультиметра производим замеры напряжения на каждой из банок. Для литий-ионных элементов на экране тестера должны появиться цифры в диапазоне от 3.6 до 3.8 Вольт. Для АКБ никель-кадмиевого или никель-металлгидридного типа это значение должно варьироваться в пределах от 1.2 до 1.5 В. Значения напряжения при замерах должно быть идентичным на каждом из элементов.
5. С целью определения «просаженной» банки подключаем к ее контактам обычную автомобильную лампочку и даем поработать несколько минут. После повторения этой операции с каждым элементов АКБ шуруповерта вновь замеряем начальное напряжение. Выявленные банки с более низким напряжением и будут считаться дефектными.

Определив неисправные источники питания АКБ требуется выбрать один из путей восстановления ее работоспособности. В первом случае достаточно добавить дистиллированной воды в дефектные банки в случае испарения электролита и зарядить их током с более высоким напряжением, отличным от номинального. Второй способ заключается в полной замене отдельных элементов новыми. Многие специалисты рекомендуют применять именно второй путь решения проблемы, так как нет гарантии, что восстановление свойств банки даст желаемые результаты.

Восстановление батареи шуруповерта

На практике доказано, что восстановить дефектную банку АКБ можно только в источниках питания с «эффектом памяти», каковыми и являются никель-металлогидридные и никель-кадмиевые элементы. Для этих целей потребуется профессиональное зарядное устройство с возможностью настройки параметров силы тока и напряжения. Устанавливаем на панели ЗУ напряжение порядка 4 Вольт с силой тока 200мА и воздействуем исключительно на дефектные банки, выявленные при диагностике АКБ.

Заполнение банки АКб дистиллированной водой

Восстановить аккумулятор шуруповерта можно путем проделывания небольшого отверстия в оболочке и доливании дистиллированной воды в электролит. Для этого берем тонкое сверло до 1,5 мм и откачиваем медицинским шприцем 1 кубический сантиметр электролита. В освободившееся пространство доливаем такое же количество воды и герметизируем отверстие посредством герметика или эпоксидной смолы. После подключения банок в одну цепь и сборки корпуса производим 5-6 раз процедуру зарядки и разрядки, чтобы сформировать так называемую «память» в источнике питания.

Замена дефектных банок АКБ шуруповерта

Рекомендованный специалистами способ заключается в замене неисправного элемента питания новым.

Подключение нового элемента питания АКБ шуруповерта

Для этого необходимо посредством обычных бокорезов отсоединить от общей пластины дефектную банку и на его место припаять новую батарею. Стоит отметить, при отрезки старой банки необходимо оставить достаточный конец контакта для возможности припайки нового элемента. После сборки всех банок необходимо несколько раз повторить цикл заряда/разряда, чтобы выровнять напряжение в каждом элементе (порядка 1.3В)

При выполнении процедуры пайки важно не перегреть элемент, так как это может сказаться на его дальнейшей работоспособности

Ремонт литий-ионной АКБ шуруповерта производится аналогично, за исключением отключения/подключения управляющей платы.

Как правильно пользоваться мультиметром

Измеряя напряжение батареи, следует помнить о том, что такая проверка зарядки начинается с установки переключателя прибора в правильный режим.

В данном случае нам потребуется режим вольтажа (не путать с амперажем):

Переключатель должен быть установлен на отметке «20 вольт»

Это означает, что нам будут доступны все показатели ниже 20 вольт.

Провода от тестера важно правильно вывести на аккумулятор автомобиля, подсоединив к его клеммам так: провод черного цвета выводим на минусовой полюс АКБ, а провод красного цвета — на плюсовой.
Теперь мультиметр покажет, каков уровень зарядки аккумулятора.. Как узнать, в норме ли показатель напряжения и нуждается ли батарея в том, чтобы подпитать ее штатным зарядником? Для этого есть определенная схема, позволяющая проверить, насколько заряжен аккумулятор и каков уровень разряда АКБ, если он имеется

Как узнать, в норме ли показатель напряжения и нуждается ли батарея в том, чтобы подпитать ее штатным зарядником? Для этого есть определенная схема, позволяющая проверить, насколько заряжен аккумулятор и каков уровень разряда АКБ, если он имеется.

Итак:

• Напряжение только что заряженного автомобильного аккумулятора составляет 12,7 В (иногда бывает 13,2 — это максимум). Если после зарядки показатель выше, батарее нужно дать возможность «отстояться» несколько часов. Тогда U будет составлять 12,7 В. Это — стопроцентный заряд, аккумулятор хорошо зарядился.
• Если напряжение аккумулятора составляет 12,1-12,4 В, разряд составляет около 50%. Скоро потребуется зарядить батарею.
• При показателях 11,6-11,7 В — полный разряд аккумулятора, на 100%. Ему срочно нужно заряжаться, иначе внутри батареи может начаться разрушение. Пластины начнут покрываться солью, и потребуется десульфатация аккумулятора. Либо аккумулятор может замерзнуть в холод, потому что плотность электролита падает.

После выяснения того, как проверить заряд аккумулятора мультиметром, важно еще принять к сведению, что рабочий уровень заряда батареи, а также уровень ее емкости лучше проверять с помощью нагрузочной вилки. Мультиметр показывает напряжение без нагрузки, когда машина находится в покое

А вилка помогает измерить U при имитации запуска автомобиля. Во время проверки под нагрузкой напряжение «проседает» до 9 вольт, а потом должно восстановиться до исходного уровня. Если оно падает ниже 6 В, емкость батареи очень низкая.

Способы восстановления АКБ в домашних условиях

Следует заметить, что восстановление возможно только для Ni-Cd аккумуляторов, имеющих выраженный эффект памяти, из-за которого теряется емкость батареи. В результате элемент питания быстро садится, а после некоторого перерыва снова начинает работать. Данная проблема устраняется довольно просто.

1. Полностью зарядите АКБ обычным способом, в идеале, зарядку нужно проводить малым током.
2. Далее, следует полностью разрядить аккумулятор, подключив к нему нагрузку. В качестве последней можно использовать обычную лампочку на 12 В и мощностью до 40 Вт. Таким образом, произойдет мягкая разрядка, в результате чего будет разряжен не только наружный слой АКБ, но и ее внутренние пластины.
3. Можно провести от 3 до 5 циклов заряд-разряд. После этого эффект памяти у вашей АКБ будет стерт, и емкость батареи заметно увеличится.

В некоторых случаях, когда нет возможности приобрести новые банки для аккумуляторного блока, их можно оживить, долив в них дистиллированную воду, поскольку со временем электролит в банках выкипает, и они выходят из строя. Восстановить аккумулятор можно следующим образом.

1. Определите неисправные батареи методом, описанным выше.
2. Полностью разрядите батарею, подключив к контактам лампочку на 12 В (40 Вт).
3. Отсоедините непригодные элементы (промаркированные) от остальных.
4. Снимите небольшой фрагмент бумажной изоляции с верхней части банки, чтобы открыть небольшой участок с канавкой. Если вы снимите всю бумагу, то придется обмотать батарею скотчем.
5. С помощью тонкого сверла диаметром 1 мм проделайте отверстие в корпусе батареи, а именно, в канавке, как показано на фото ниже.
6. Далее, необходимо набрать в шприц дистиллированную воду и медленно залить ее в банку. Для того чтобы восстановить батарею, емкость должна быть полностью заполненной.
7. Немного подождите, чтобы вода хорошо впиталась, после чего заклейте дырки эпоксидной смолой или скотчем.
8. Теперь можно спаять восстановленные банки, разместив их на прежние места.
9. Соберите блок и сделайте 3-5 циклов, включающих полный заряд и полный разряд АКБ. Только после проведения данных процедур можно будет пользоваться инструментом.

Устройство аккумулятора шуруповерта

Аккумулятор – это источник энергии для беспроводных моделей шуруповертов. За счет протекания физико-химических процессов (электролиза) данный элемент накапливает электроэнергию, а затем выдает на соответствующих своих выходах постоянное напряжение нужной величины. Напряжение и емкость являются основными параметрами любого накопителя. Первое показывает разность потенциалов между катодом и анодом батареи. Напряжение измеряется в вольтах. Емкость определяет величину выдаваемого за 1 час аккумуляторной батареей тока, поэтому измеряется данный параметр в ампер-часах.

У разных моделей аккумуляторный блок (АКБ) выглядит и устроен сходным образом. Он состоит из следующих конструктивных элементов:

• корпуса с расположенными на нем контактами;
• питающих элементов (батарей);
• цепи датчика температуры (термистора), выполняющего функцию защиты блока от перегрева (диапазон составляет от 50 до 600 градусов).

Термисторами оснащаются не все модели. Корпус обычно представляет собой коробку из пластика, состоящую из двух частей. У него внутри размещаются, в основном, около 10 батарей, а иногда их количество больше. При этом элементы питания соединяются друг с другом в цепочку. Свободные клеммы крайних банок подсоединяются к расположенным на корпусе контактам, предназначенным для питания электродвигателя инструмента и подключения к зарядному оборудованию. Выходное напряжение АКБ определяется путем суммирования данного параметра всех соединенных в единую цепь батарей.

На корпусе АКБ расположены 4 контакта:

• 2 силовых («+», «-»), предназначенных для зарядки и разрядки;
• один управляющий верхний, связанный с термистором;
• один контакт, используемый для зарядки от специальных станций, которые способны выравнивать величину заряда у всех элементов питания, имеющихся в составе блока.

По виду элементов питания аккумуляторные накопители разделяют на такие типы:

• никель-металлогидридные (обозначаются – NiMh) с выходным напряжением 1,2 V;
• никель-кадмиевые (маркируются NiCd) на выходе выдают также 1,2 V;
• литий-ионные (обозначаемые символами Li-Ion), у которых напряжение зависит от числа питающих элементов в АКБ и может быть в диапазоне 1,2-3,6 V.

Отдельная батарея состоит из следующих конструктивных элементов:

• положительного и отрицательного контактов;
• электрода с положительным зарядом;
• внешнего покрытия корпуса;
• электролита;
• отрицательного электрода.

Наибольшее распространение получили никель-кадмиевые накопители энергии из-за доступной цены, компактных размеров и большой величины емкости. Их можно перезаряжать более 1 тысячи раз.

Конструктивные особенности АКБ для шуруповерта

Вне зависимости от типа электроинструмента, бренда и его технических характеристик конструктивное строение батарей мало чем отличается друг от друга. Ведь в разобранном виде аккумуляторная батарея представляет собой последовательную цепь, состоящую из идентичных элементов питания.

Причем в большинстве случаев (для различных типов аккумуляторов) такие элементы имеют одинаковый размер и выдаваемое напряжение (V), а отличаются лишь емкостью, которая выражается в mA/h и указывается на корпусе элемента

Вдобавок, при самостоятельном ремонте АКБ для шуруповерта следует обратить внимание на тип используемых элементов (Ni-Cd,  Li-Ion, Ni-MH), так как методика восстановления для каждого из них может несколько отличаться. . Также следует отметить, что для возможности заряда элементов и питания электроинструмента в конструкции АКБ предусмотрены силовые контакты («+»  и  «–»), соединенные с выводами последовательной цепи

Ну а для защиты оборудования от перегрева (при форсированном) заряде и выравнивания уровня заряда на всех банках аккумулятора, используется еще два управляющих контакта, через которые подключаются термистор и сопротивление. 

Также следует отметить, что для возможности заряда элементов и питания электроинструмента в конструкции АКБ предусмотрены силовые контакты («+»  и  «–»), соединенные с выводами последовательной цепи. Ну а для защиты оборудования от перегрева (при форсированном) заряде и выравнивания уровня заряда на всех банках аккумулятора, используется еще два управляющих контакта, через которые подключаются термистор и сопротивление. 

О том как пользоваться автономным шуруповертом рекомендуем читателю ознакомиться здесь