Как самостоятельно произвести восстановление аккумулятора шуруповерта

Как продлить срок службы Li-Ion батареи

На самом деле, продлить жизнь запчасти и, соответственно, ноутбуку, смартфону и прочим устройствам не представляет особой сложности. К примеру, в этом плане повезло обладателям смарфонов на Андроиде. Для них, пожалуй, будет легче всего провести подобную процедуру. Мало того, есть несколько таких способов.

Во-первых, обладатели Андроида могут произвести калибровку девайса. Проще всего эту процедуру можно запустить с помощью приложения «Battery Calibration» — донельзя легкого в использовании благодаря пошаговому руководству. Хотя сами разработчики приложения утверждают, что без root прав процедура не осуществима, к тому же, считается, что к калибровке как таковой «Battery Calibration» не имеет никакого отношения.

Но и тут нет смысла унывать, провести калибровку аккумулятора на Андроиде можно и без скачивания каких-либо приложений.

Нужно лишь следовать достаточно простому алгоритму:

• Включить девайс и затем подключить к нему питание на восемь часов как минимум.
• По прошествии времени отключить гаджет от блока питания.
• Выключить его и дать зарядиться в течение еще одного часа.
• Повторить второй пункт.
• Включить устройство заново на две минуты.
• Повторить третий пункт.
• Убрать подачу питания и запустить девайс.

Android обладает возможностями экономии энергии, которых с каждым разом становится все больше. Резким толчком в сторону прогресса в этой области послужил появившийся в Marshmallow инновационный алгоритм засыпания Doze Mode. Он начинает свою работу спустя полчаса-час нахождения устройства в состоянии покоя (при условии, что оно отключено от зарядного устройства и лежит неподвижно). Приложения на смартфоне отправляются в глубокий сон на 1, 2 и 4 часа.

Однако версия для Android Nougat 7.0 работает куда лучше: устройство «засыпает» раньше, и совершенно не важно, находится оно в движении (например, в кармане идущего человека) или нет. Также Doze Mode невозможно отключить, он постоянно будет включаться при случае

Проще говоря, можно сделать элементарный вывод о том, что более новая версия Android увеличивает длительность работоспособности девайса, поэтому не стоит колебаться по поводу обновления операционной системы, если это возможно.

Во многом продолжительность жизни и качество работы литий-ионного аккумулятора зависит от вашего к нему бережного отношения и соблюдения условий хранения, правильной зарядки и эксплуатации. АКБ в состоянии глубокого разряда можно даже воскресить, но проработает после такого восстановления литий-ионный аккумулятор недолго.

Перечень необходимых материалов и инструментов

Материалы:

• аккумулятор литий-полимерный 11,1В;
• трубка термоусадочная (диаметр после усадки 3-4 мм);
• паяльные принадлежности (канифоль, флюс, припой);
• комплект Т-коннекторов (такие разъемы применяются в зарядном устройстве), приобрести можно в радиомагазине, брать нужно разъемы «папа-мама». В принципе подойдут любые токовые;
• провод гибкий сечением 2,5 мм2.

Инструменты:

• отвертка крестовая;
• бокорезы и плоскогубцы;
• паяльник;
• нож канцелярский и/или инструмент для снятия изоляции.

Для начала необходимо разобрать аккумулятор, отвинтив четыре крепежных винта в нижней части. Затем демонтировать старый аккумулятор, для чего бокорезами перекусываем плюсовой провод и минусовую шину.

Старые аккумуляторы шуруповерта.

Далее к разъему корпуса аккумулятора припаиваются провода. Так как разъемы никелированные, то необходимо использовать универсальный паяльный флюс.

Провода припаенные к штатному разъему корпуса старого аккумулятора.

 Следующим этапом припаиваем к проводам Т-коннектор «папа».

Припаянный Т-коннектор «папа».

Аналогичную операцию проводим и с новым аккумулятором: отрезаем бокорезами разъем аккумулятора и припаиваем Т-коннектор «мама». Рекомендуем паять поочерёдно по одному проводу, чтобы при пайке случайно не закоротить аккумулятор.

Припаянный Т-коннектор «мама».

Не забываем изолировать места паек термоусадкой.

После припаивания разъемов можно приступить к сборке аккумулятора шуруповерта. Вставляем разъем аккумулятора в корпус, при необходимости фиксируем его там. Подключаем аккумулятор и убираем его в нижнюю часть корпуса.

Сборка шуруповерта с новым аккумулятором.

Прикручиваем нижнюю часть двумя винтами, вместо четырех, так как два винта надежно скрепляют половинки корпуса, а для зарядки аккумулятора его придется разбирать.

В принципе, можно вырезать отверстие в корпусе шуруповерта, через которое можно разъединять Т-коннекоторы и подключать зарядное устройство. Однако, это приведет к попаданию грязи и пыли внутрь корпуса, что не очень желательно.

Просмотров: 1091

Срок службы дрели — это период времени, в течение которого изготовитель обязуется обеспечивать потребителю возможность использовать дрель по назначению и несет ответственность за существенные недостатки, которые могут возникнуть в дрели.

 Все ситуации носят индивидуальный характер, поэтому Вы можете бесплатно получить консультацию юриста по указанным на сайте телефонам либо у онлайн консультанта внизу страницы. Это быстро и бесплатно! Задавайте вопросы, рады будем помочь!

Права потребителя в течение срока службы дрели

В течение срока службы дрели потребитель имеет полное право на:

• возможность использования дрели;
• ремонт и соответствующее обслуживание дрели;
• предъявление требований об безвозмездном устранении существенных недостатков дрели, даже, если кончился гарантийный срок;
• возмещение вреда, возникшего из-за дрели.

Если срок службы на дрель не установлен

Если срок службы дрели не установлен, то производитель обязан обесдрелить вышеуказанные права потребителя в течение 10 лет. Таким образом, как правило, производителю гараздо выгодней установить срок службы, чем его не устанавливать.

Как узнать срок службы дрели

Срок службы дрели устанавливается изготовителем, при этом изготовитель (исполнитель, продавец) обязан своевременно предоставлять потребителю необходимую и достоверную информацию, которая в обязательном порядке должна содержать сведения о сроке службы дрели.

Когда изготовитель обязан установить срок службы

В соответствии с законом, изготовитель обязан устанавливать срок службы товара длительного пользования, в том числе комплектующих изделий (деталей, узлов, агрегатов), которые по истечении определенного периода могут:

• представлять опасность для жизни, здоровья потребителя,
• причинять вред его имуществу или окружающей среде.

Список товаров длительного пользования, в том числе комплектующих изделий (деталей, узлов, агрегатов), которые по истечении определенного периода могут представлять опасность для жизни, здоровья потребителя, причинять вред его имуществу или окружающей среде содержится в специальном перечне, утверждаемом Правительством Российской Федерации.

Когда изготовитель не обязан устанавливать срок службы

Во всех остальных случаях установление срока службы является правом изготовителя, т.е.

Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторы

При заряде, напряжение на них растёт до определённой величины, потом некоторое время стабилизируется и при наступлении полной заряженности начинает снижаться. Процесс отслеживания окончания заряда называется Delta Peak (дельта пик, или дельта V). И чем оно (падение напряжения) точнее будет отслежено, тем раньше будет остановлен процесс заряда. Соответственно качественне будет заряжен аккумулятор и недопущен перезаряд.

Рекомендуемые режимы

Ni-Cd:

• Зарядный ток — до 2С* (где С — ёмкость аккума в ампер часах)
• Тип импульса — Normal, Flex, Re-Flex (последний особенно эффективен для старых аккумуляторов)
• Delta Peak — 7-10 mV на 1 элемент, (т.е., например для батареи 8,4V — Delta Peak = 49-70mV)
• Ток подкачки (trickle) — 50-100mAh

Ni-MH:

• Зарядный ток — до 1С*
• Тип импульса — Linear (линейный), Stp (ступенчатый)**
• Delta Peak — 2-3 mV (на 1 элемент)
• trickle — не рекомендуется…

Для обоих выше указанных типов следует помнить:

Не допускайте во время заряда, перегрева аккумуляторов свыше 50˚С.

Если Вы хотите максимально использовать возможности вашего аккумулятора, выставляйте на зарядном верхнее значение Delta Peak. Если же закачка последних 50mAh не так существенна и хотите поберечь свой аккумулятор — выставляйте минимальное значение Delta Peak.

* Если Вы полноценно хотите использовать мощность аккумулятора, то их следует заряжать большим током (ускоренный заряд), если же для Вас важнее полноценно использовать ёмкость — то следует заряжаться малым током (так называемый, нормальный заряд), при котором ток = 1/10С, а время заряда составляет 14 часов для Ni-Cd и 16 часов для Ni-MH.

** Ступенчатый заряд (позволяет ускоренно зарядить аккумуляторы) — заряд линейным током 1С 10% ёмкости, затем 1,5С — до 80% ёмкости и окончательная докачка 0,5С.

LI-Io, Li-Po, Li-Fe

Для контроля заряда данных типов аккумуляторов используется специальный процесс называемый CV-CC, в котором контроль заряда осуществляется по достижении определённого для каждого типа аккумуляторов напряжения. Полным током «забивается» до 80% ёмкости (или при приближении вольтажа на батарее к конечному), а потом зарядное устройство начинает постепенно уменьшать ток, заканчивая процесс заряда током примерно 30-50 mAh. Влиять на процесс, пытаясь увеличить ток (если зарядное уже начало его понижать) невозможно, всё происходит автоматически. Можно только его уменьшать…

Рекомендуемые режимы Для всех трёх типов аккумуляторов:

рекомендуемый зарядный ток 1С*

*для Li-Po допускается до 2С (3С для нового поколения), для Li-Fe допустимо до 5С (правда ещё нет данных, о реальном сроке службы после таких форсированных зарядов).

Важно!

Для предотвращения преждевременного выхода из строя, при заряде батарей данных типов, собранных из последовательно соединённых элементов, настоятельно рекомендуется пользоваться специальным дополнительным устройствам — балансиром (если такового не имеет само зарядное устройство), которое в поцессе заряда выравнивает напряжение на каждом элементе батареи.

Кто хочет следить за своими аккумами и заряжать их (а главное и правильно разряжать их) на «умной» зарядке типа Imax B6. У неё, если не выставить минимальное напряжения разряда аккумулятора, может проскочить момент нижнего порога разряда и аккум резко будет терять в своих свойствах ( до 300 заявленных циклов (ага, на 3 года аккума хватит) Вы никак не дотянете, максимум до 50 ).

Рекомендуемый ток заряда для всех никелей — 0.1С

Самый большой недостаток никелей — большой ток саморазряда. Их, в отличии от литиевых, нельзя зарядить за неделю до игры. Но, при должном уходе, они Вас будут радовать не один сезон игр 🙂 и литиевые аккумуляторы не есть панацеей. :). При глубоком разряде — есть возможность восстановить их до , хотя бы, ёмкости в 0.5 от номинала.

LiIo — количество циклов до 50 при условии заряда током в 1С . При заряде уже в 0.5С — гарантировано 80 циклов. При заряде в 0.1 С — до 500 циклов.

LiFePo4 — «провал» напруги очень мал, изначально разрабатывались именно под большие токи (почему и называются — А123 — токоотдача на стендовом аккумуляторе 123 Ампера (при таком токе и чуть большей напруге и троллейбус можно сдвинуть с места, с пассажирами ). На данный момент являются самыми перспективными и во всех смыслах безопасными. Как и ВСЕ литии очень бояться глубокого разряда и восстановлению после этого, как правило, не подлежат.

Свинцовые аккумуляторные батарей не используются в страйке из-за малой токоотдачи. (не более 10С). Т.е. для мотора «магнум» на 130 пружине нужен аккум не менее 7 Ампер часов, а то и больше, а это очень большие габариты.

Основные параметры и характеристика

Все NiMH-батареи являются перезаряжаемыми. Существуют элементы питания разных размеров. Некоторые модели сейчас применяются редко, например батарейка “Крона”. Этот источник питания выдавал напряжение 9 В.

Сейчас применяются такие аккумуляторы:

1. Пальчиковые (АА). Емкость достигает 2900 мА/ч.
2. Мизинчиковые (AAA). Помечаются надписью MN2400 или MX2400. Мощность источников питания достигает 1000 мА/ч.
3. Средние (С). От пальчиковых батареек отличаются большими размерами. Емкость достигает 6000 мА/ч.
4. Большие (D). Имеют самую большую мощность – до 11500 мА/ч.

Металлогидридные источники выдают напряжение 1,5 или 1,2 В. При последовательном соединении 10 батареек можно добиться напряжения 15 В.

Сравнение характеристик никелевых аккумуляторов.

Вольтаж и емкость аккумулятора

Вольтаж и емкость аккумулятора напрямую зависят от мощности шуруповерта, чем больше вольтаж, тем больше мощность. В свою очередь большая мощность нужна для создания высокого крутящего момента. Поэтому при выборе шуруповерта первым делом следует ориентироваться по нему.

На мой взгляд, более важными критериями выбора касающееся аккумулятора шуруповерта являются: скорость заряда аккумулятора, длительность работы и что очень важно для бытового использования это длительность сохранения заряда в не рабочем состоянии

Скорость заряда и длительность работы

Как правило, вместе с шуруповертом в комплекте идут два аккумулятора. Предполагается так, что пока шуруповертом работают, в это время успевает зарядиться второй аккумулятор. После чего их меняют, и работа получается непрерывной. Однако на практике это не совсем так. Дело в том, что в различных шуруповертах скорость заряда аккумулятора разная, и может получиться так, что первый аккумулятор разряжается быстрее, чем заряжается второй.

Чтобы избежать этой неприятности, при выборе шуруповерта следует обязательно узнать время заряда аккумулятора, обычно это указано в паспорте. По своему опыту могу сказать, что оптимальное время заряда составляет от 0,5 до 1 ч. Если время заряда больше, то вероятен случай описанный выше.

Длительность сохранения заряда в не рабочем положении

Для бытового использования это очень важная характеристика. Дело в том, что в быту шуруповерт не используется каждый день, и даже не используется раз в неделю. Представьте, вам нужно, например, повесить картину, вы достаете шуруповерт, а у него оба аккумулятора разряжены, и вам вместо того чтобы закончить работу за 5 минут нужно ждать минимум пол часа, когда зарядится хоть один аккумулятор. В такой ситуации наличие аккумуляторного шуруповерта вообще теряет смысл. Проще просверлить дрелью, и завернуть пару саморезов отверткой.

К сожалению, производители аккумуляторов этой характеристики не приводят. Эту информацию можно найти на форумах или пообщаться с людьми обладающими шуруповертами.

Никель кадмиевые аккумуляторы или литий ионные

В разделе Наука, Техника, Языки на вопрос Скажите спецы, какой аккумулятор для мобил лучше всего? Литий-ион? или может Никель-кадмий? заданный автором ростбиф лучший ответ это Литий-полимерный является логичным продолжением развития технологии производства литий ионных аккумуляторов. Основное достоинство — при тех же размерах обладает более высокой ёмкостью, более высоким ресурсом циклов заряд-разряд, отсутствует «эффект памяти». Единственный минус — хуже держит низкие температуры. В дополнение скидываю Вам краткую инструкцию по тому как продлить ресурс аккумулятора.КАК ПРОДЛИТЬ ЖИЗНЬ АККУМУЛЯТОРА.1. Используйте «экономный» режим потребления энергии телефоном. Для этого первым делом избавьтесь от звука при нажатии на клавиши телефона;2. Используйте обычный звонок вместо вибрации всякий раз, когда это возможно: мелодии потребляют намного меньше количество энергии;3. Подсветка в вашем телефоне срабатывает при нажатии на клавиши ( в некоторых моделях) при открытии флипа? Выключите ее, если это не так необходимо, или просто уменьшите яркость.4. Новую или долго не работавшую батарею необходимо заряжать не менее 14 часов. В некоторых зарядных устройствах загорается зеленый индикатор, показывающий окончание зарядки, но и эту батарею необходимо заряжать заряд полных 14 часов. Если после первой зарядки батареи вы не получите номинальной емкости, повторите этот процесс 2-3 раза (разряд – заряд). Не оставляйте батарею зарядном устройстве более чем на 24 часа.5. Общеизвестная проблема – «эффект памяти» , который проявляется в частичной «временной» потере энергоемкости аккумулятора. То есть, если вы полностью не зарядите батарею, в дальнейшем она будет заряжаться до того же уровня. Чтобы избавиться от этого, можно несколько раз полностью разрядить аккумулятор, потом полностью зарядить его.6. Когда вы не используете батарею, ее лучше хранить в защитном чехле. Литий-ионная (Lilo) батарея имеет повышенную емкость при небольшом весе в сравнении с батареями такого же размера никель-кадмиевыми (NiCd) и никель-металлгидридными (NiMh). Кроме того, литий-ионная (Lilo) батарея является саморазряжающейся и в нерабочем состоянии будет терять до 1 % емкости в день.7. Эффективность работы батареи снижается при ее использовании в крайних температурах. Не храните и не используйте батарею при температурах выше +60?C и ниже -20?C.8. Как правило, никелевые аккумуляторы хранятся и продаются разряженными, поэтому их необходимо оставить подключенными к зарядному устройству на 1-2 часа, только после этого может появиться индикация зарядки на дисплее. Однако некоторые модели телефонов «не видят» глубоко разряженный аккумулятор и, соответственно, не подают ток заряда на него. В этом случае подзарядить аккумулятор можно на настольном зарядном устройстве.9. Если вы купили новый никелевый аккумулятор, нужно полностью разрядить его в телефоне до самоотключения (поиграть в игры, полазить по меню, позвонить по бесплатным службам) , после чего поставить на непрерывную зарядку (часов на 12-16), лучше всего на ночь и желательно, чтобы на него или с него в это время не звонили. Если даже через 2-3 часа индикатор зарядки перестанет бегать (расти, мигать) все равно надо оставить телефон на зарядке, как как индикатор показывает только окончание быстрого заряда, но продолжается подзаряд аккумулятора медленным током. По этой же самой причине не следует оставлять телефон на зарядке более 24 часов во избежание перезаряда аккумулятора.10. Так же новую батарею можно специально готовить к работе, повышая ее емкость. Для этого следует 3 раза полностью зарядить и разрядить батарею. Для этого лучше использовать зарядное устройство с функцией разряда. Нормальную емкость новый аккумулятор приобретает только через 4-10 циклов полной зарядки и разрядки.11. Не допускайте длительного неиспользования (простоя) аккумулятора.

Ni-MH аккумуляторы

Технология Ni-MH исторически была второй получившей распространение для питания электроинструмента – она востребована до сих пор.

Вот преимущества (первый и второй пункты списка) батарей на её основе и недостатки:

(+) энергетическая ёмкость больше относительно Ni-Cd, батарея в среднем легче;

(=) неплохая ситуация с экологической чистотой; утилизация всё равно желательна, но прямой угрозы жизни и здоровью людей и животных содержимое элементов не несёт;

(-) меньшее число циклов заряд – разряд, зависимость от силы тока разряда;

(-) высокий саморазряд;

(-) более узкий диапазон рабочих температур;

(-) меньший, чем у Ni-Cd, диапазон рабочих токов;

(-) «не любят» больших разрядных токов и отрицательных температур.

Ссылка по теме: Как зарядить гелевый аккумулятор – ремонт, восстановление и зарядка АКБ батареи

Особенности зарядки никельметаллогидридных аккумуляторов

Количество циклов заряд-разряд и срок эксплуатации Ni─MH аккумулятора во многом зависят от условий его использования. Эти две величины сокращаются при увеличении скорости разряда и его глубины. Также прямое влияние оказывают скорость заряда и контроль его окончания. Типы никель─металлогидридных аккумуляторов различаются. В зависимости от типа и условий эксплуатации наработка может составлять 500─1000 циклов заряд─разряд и время службы 3─5 лет. Эти данные справедливы при глубине разряда 80 процентов.

Чтобы Ni─MH аккумулятор надёжно работал в течение всего срока эксплуатации необходимо выполнять определённые рекомендации производителей батарей. Особенно следует соблюдать температурный режим. Не следует допускать сильного разряда (менее 1 вольта) и короткого замыкания. Нельзя использовать новые никель─металлогидридные аккумуляторы в сочетании с использованными. Не припаивайте к аккумуляторам провода и другие элементы.

Есть ещё ускоренный (4─5 часов) и быстрый (один час) режимы заряда. Их, возможно, использовать для никель─металлогидридных аккумуляторов с высокоактивными электродами. В случае использования таких режимов нужно контролировать процесс по изменению напряжения, температуры и прочих параметров. Быстрый заряд используется для зарядки Ni─MH аккумуляторов, работающих в сотовых телефонах, ноутбуках, электроинструменте. Но в этих устройствах доминирующими уже стали различные типы литиевых аккумуляторов.

Производители рекомендуют использовать быстрый заряд в три ступени:

• Первая ступень. Заряд током 1С и более;
• Вторая ступень. Заряд током 0,1С (по времени от 30 минут до одного часа);
• Заключительная подзарядка. Заряд током 0,05─0,02С (компенсационный подзаряд).

Как правило, вся основная информация о методике заряда никель─металлогидридных аккумуляторов находится в инструкции производителя. Рекомендуемый ток зарядки наносится на корпусе батареи. Также рекомендуем прочитать отдельный материал о том, как заряжать Ni─MH аккумуляторы.

В общем случае напряжение заряда при токе зарядки 0,3─1С находится в пределах 1,4─1,5 вольта. Поскольку на положительном электроде выделяется кислород, электричество, передаваемое при заряде, превышает величину разрядной ёмкости. Отдача по ёмкости определяется, как разрядная ёмкость / величину переданного при заряде электричества. При умножении на 100 получаем отдачу в процентах. Для цилиндрических и дисковых Ni─MH аккумуляторов эта величина отличается и равна 85─90 и 75─80, соответственно.

Как контролируется заряд и разряд аккумуляторных батарей металлогидридного типа. Чтобы предотвратить перезаряд Ni─MH аккумуляторов производители применяют способы контроля заряда с установкой датчиков в батареях или зарядных устройствах. Вот основные способы:

• Заряд останавливается по значению абсолютной температуры. В ходе зарядки температура аккумулятора постоянно контролируется и при достижении максимально допустимого значения быстрый заряд останавливается;
• Заряд останавливается в зависимости от скорости изменения температуры. В данном случае контролируется крутизна кривой температуры аккумулятора. При достижении определённого порогового значения, зарядка останавливается;
• Заряд останавливается по падению напряжения. Когда процесс заряда никель─металлогидридного аккумулятора подходит к концу, увеличивается температура и уменьшается напряжение, по снижению которого и работает этот метод;
• Заряд останавливается просто по достижении максимального времени, отведённого на заряд;
• Заряд останавливается по величине максимального давления. Такой способ контроля применяется в Ni─MH аккумуляторах призматической конструкции. Величина допустимого давления в таких аккумуляторах находится в пределах 0,05─0,8 МПа и определяется конструкцией батареи;
• Заряд останавливается по значению максимального напряжения. Этот метод используется в аккумуляторах с большим внутренним сопротивлением.

Что представляет собой ni mh аккумулятор

Для начала разберемся, тип аккумулятора что это такое?
Аккумулятор ni mh (никель-металл-гидридный) – это аккумулятор, пришедший ещё в прошлом веке на смену кадмиевому аккумулятору, о котором можно почитать в статье.
Эволюция аккумуляторных поколений вовсе не означает полный и безоговорочный отказ от батарей предыдущего поколения.
Просто эксплуатация более ранних моделей со временем приобретает узкоспециализированный характер с учетом достоинств и заслуг предшественников.

Конструкция никель-металл-гидридной аккумуляторной батареи:

1. анод – водородный металлогидридный,
2. катод – оксид никеля,
3. электролит – гидроксид калия.

Понимание конструкции и рабочих принципов – это ключ к уразумению эксплуатации никель-металлгидридных аккумуляторов.
Одна из применяемых схем отрицательного металлогидридного электрода фольговая, при этом паста в составе сплава и связующего вещества наносится на пористую фольгу, после чего высушивается и спрессовывается.
Другая схема предполагает наличие никелевого порошка, напрессовывающегося на никелевую сетку. Затем сетку очень сильно разогревают, и никель после этого спекается.
Также церий празеодим имеется в никель-металл-гидридных батареях.
Основной компонент, предопределяющий свойства Ni-MH аккумулятора, это водород-абсорбирующий сплав.

Основные параметры никельметаллогидридных аккумуляторов:

1. Теоретическая энергоёмкость
2. Удельная энергоёмкость
3. Удельная энергоплотность
4. ЭДС
5. Рабочая температура
6. Срок службы
7. Саморазряд

Среди основных характеристик, которые отличают никельметаллогидридные аккумуляторные батареи, можно назвать емкость.

Тип аккумулятора никель-металл-гидридный применяется на данный момент, например, для детских игрушек и для моделей авто и самолетов.
Это происходит в том числе потому, что этот тип аккумулятора сравнительно недорогой относительно новейших литий-ионных Li‐ion, о которых можно почитать в статье Литий-ионный – аккумулятор нового поколения.
Также широко применяются элементы ni mh в современных электрокарах, в передовой аппаратах дл я исследования космоса, радиоаппаратуре, осветительных приборах и бытовой технике.

Первым был кадмий…

Родоначальником никелевых аккумуляторов были никель-кадмиевые (Ni-Cd) батареи, изобретенные еще в далеком 1899 году шведским ученым Вальдемаром Юнгнером (Waldmar Jungner). Принцип их работы заключался в том, что никель выступает в качестве положительного электрода (катода), а кадмий в качестве отрицательного (анода). На первых порах это был открытый аккумулятор, в котором кислород, выделяющийся во время заряда, уходил прямиком в атмосферу, что мешало созданию герметичного корпуса и, вкупе с дороговизной необходимых материалов, заметно притормозило начало массового производства.

C 1932 года предпринимались попытки возобновить эксперименты. В то время была предложена идея введения внутрь пористого пластинчатого никелевого электрода из активных металлов, которые обеспечили бы лучшее движение зарядов и значительно снизили бы стоимость производства аккумуляторов.

Но только после второй мировой войны (в 1947 году) разработчики пришли к почти современной схеме герметичных Ni-Cd аккумуляторов. При такой конструкции внутренние газы, выделяющиеся во время заряда поглощались непрореагировавшей частью катода, а не выпускались наружу, как в предыдущих вариантах.

Если по каким-либо причинам (превышение зарядного тока, понижение температуры) скорость анодного образования кислорода окажется выше скорости его катодной ионизации, то резкое повышение внутреннего давления может привести к взрыву аккумулятора. Для предотвращения этого корпус батареи изготавливается из стали, а иногда даже имеется предохранительный клапан.

С тех пор конструкция Ni-Cd батарей существенных изменений не претерпела (см. рисунок 2).

Рисунок 2. Строение Ni-Cd аккумулятора

Основу любого аккумулятора составляют положительный и отрицательный электроды. В данной схеме положительный электрод (катод) содержит гидрооксид никеля NiOOH с графитовым порошком (5-8%), а отрицательный (анод) — металлический кадмий Cd в виде порошка.

Аккумуляторы этого типа часто называют рулонными, так как электроды скатаны в цилиндр (рулон) вместе с разделяющим слоем, помещены в металлический корпус и залиты электролитом. Разделитель (сепаратор), увлажненный электролитом, изолирует пластины друг от друга. Он изготавливается из нетканого материала, который должен быть устойчив к воздействию щелочи. Электролитом чаще всего выступает гидрооксид калия KOH с добавкой гидроксида лития LiOH, способствующего образованию никелатов лития и увеличения емкости на 20%.

Рисунок 3. Напряжение на аккумуляторе во время заряда или разряда, в зависимости от текущего уровня зарядки.

Во время разрядки активные никель и кадмий трансформируются в гидрооксиды Ni(OH)₂ и Cd(OH)₂.

К основным преимуществам Ni-Cd аккумуляторов относятся:

• низкая стоимость;
• работа в широком температурном диапазоне и устойчивость к ее перепадам (например, Ni-Cd аккумуляторы могут заряжаться при отрицательной температуре, что делает их незаменимыми при работе в условиях крайнего севера);
• они могут отдавать в нагрузку значительно больший ток, чем другие виды аккумуляторов;
• устойчивость к большим токам заряда и разряда;
• относительно короткое время заряда;
• большое количество циклов «заряда-разряда» (при правильной эксплуатации они выдерживают более 1000 циклов);
• легко восстанавливаются после длительного хранения.

Недостатки Ni-Cd:

• наличие эффекта памяти — если регулярно ставить не до конца разряженный аккумулятор на зарядку, его емкость будет снижаться за счет роста кристаллов на поверхности пластин и других физико-химических процессов. Чтобы аккумулятор не «отдал концы» раньше времени, хотя бы раз в месяц его необходимо «тренировать», о чем мы расскажем чуть ниже;
• кадмий — очень токсичное вещество, поэтому производство Ni-Cd аккумуляторов плохо сказывается на экологии. Также возникают проблемы с переработкой и утилизацией самих аккумуляторов.
• низкая удельная емкость;
• большой вес и габариты по сравнению с другими типами аккумуляторов при одинаковой емкости;
• высокий саморазряд (после заряда за первые 24 часа работы теряют до 10%, а за месяц — до 20% запасенной энергии).

Рисунок 4. Саморазряд Ni-Cd аккумуляторов

В настоящее время число выпускаемый Ni-Cd аккумуляторов стремительно сокращается, им на смену пришли, в частности, Ni-MH батареи.

Особенности эксплуатации

Поскольку Ni-Cd аккумуляторы заметно нагреваются, только если они заряжены полностью, большая часть устройств «понимает» это в качестве сигнала, по которому следует прекращать процесс зарядки. Для того чтобы они работали дольше, их рекомендуется быстро заряжать, а использовать — до полного разряда: в отличие от MH, никель-кадмиевые аккумуляторы глубокой разрядки не боятся.

Этот вид АКБ — единственный из элементов питания, которые рекомендуется хранить полностью разряженными, в то время, как MH следует хранить заряженными полностью, и им периодически нужна проверка напряжения на выходе. Такая разница, при существенном отличии в эксплуатации, безусловно, является еще одним очевидным пунктом в пользу Ni-Cd.

При долгом хранении без использования в разряженном виде с батарейками не случится ничего страшного. Но, чтобы привести их в рабочее состояние, нужно два-три раза провести им полный цикл «заряд-разряд». Лучше делать это незадолго до применения, можно за сутки, и тогда никель-кадмиевые аккумуляторы будут работать с оптимальной токоотдачей.

Это значит, что использовать Ni-Cd в режиме постоянной подпитки и «недоразряда» не стоит, а если такое все же произошло с батарейкой, одного цикла глубокой разрядки с последующим полным зарядом будет достаточно для того, чтобы емкость была восстановлена.

Такой эффект называется «эффектом памяти» и возникает, когда не до конца разряженная батарея подвергалась подзарядке раньше, чем она разрядится полностью. Дело в том, что при производстве никель-кадмиевых аккумуляторов используются так называемые прессованные электроды. Это очень удобно, так как «прессовка» высокотехнологична и обходится дешевле. Но именно ее химический состав склонен к «эффекту памяти» — иными словами, к появлению в электрохимическом составе АКБ «лишнего» двойного электрического слоя в виде крупных кристаллов, что обусловливает снижение напряжения.

Именно поэтому Ni-Cd элементы так «любят» полный и глубокий разряд, после которого, «очистив память», они могут долгое время работать полноценно.

Условия проводимых тестов.

Нас интересует, какое время проработает наше устройство от конкретных батареек. Для этого будем сравнивать ёмкость батареек в различных режимах. Ёмкость будем измерять в ампер-часах (Ач). То есть, если ёмкость батарейки 1Ач(1000мАч), то при нагрузке 0,5А она проработает 2 часа, при нагрузке 0,1А – 10 часов.

Все элементы питания при разных нагрузках имеют разную ёмкость. Обусловлено это наличием внутреннего сопротивления, сильно отличающегося для разных производителей и типов. Также ёмкость сильно меняется от температуры.

Поэтому тесты проводились при 23 градС для токов разряда 250мА(0,25А), 750мА, 2500мА, а также для тока 500мА при температуре -15 градС. В тестах участвуют элементы питания типа АА.

Солевые батарейки.

Это самые дешёвые батарейки. 0,1-0,25$/шт. Срок хранения до 3-х лет.

при 2,5А и при -15 солевые батарейки вообще отказались работать.

Щёлочные батарейки. Они же Алкалайн, Алкалин.

Средние по цене, 0,5-0,8$/шт. Срок хранения до 7 лет.

при -15 емкость упала на 90%.

Литиевые батарейки.

Самые дорогие. 2,5-4$/шт. Срок хранения до 15 лет.

Они могут отдать очень большой ток, вплоть до 20 А, поэтому в паспорте к устройству должна быть указана возможность работы от таких элементов. Иначе их лучше не использовать.

Поскольку в тестах принимала участие только одна литиевая батарейка, показаны её характеристики в сравнении с солевой и щёлочной, лидерами в своих категориях. Для 250мА данных не привожу, поскольку они такие же, как для 750.

при -15 емкость упала на 20%.

Выводы по батарейкам:

Солевые батарейки совершенно не пригодны для токов более 100мА и низких температур.

Шелочные(Алкалайн) батарейки оптимальны для токов до 250мА, при больших токах сильно теряют ёмкость. Не пригодны при низких температурах. Малопригодны для фото-видеотехники (она кратковременно потребляет большие токи).

Литиевые – одинаково отлично работают при любых токах. Хорошо работают при морозе. Но, поскольку при малых токах их ёмкость только в 1.5-2 раза выше, чем у щёлочных, а цена выше в 5 раз, то для малых токов их использовать накладно. Для больших токов, как в фото-видеотехнике и мощных фонарях, они оптимальны, и замены им нет (среди батареек).

Восстановление АКБ путем замены нескольких элементов

Восстановление аккумулятора шуруповерта путем замены нескольких элементов может оказаться удачным для всех типов аккумуляторных батарей. Он также не представляет для них никакого риска, как и манипуляции с дистиллированной водой, при условии соблюдения аккуратности во время пайки.

Вначале с помощью мультиметра измеряется выходное напряжение каждой «банки», которое в общей совокупности должно составлять 12-14 В. Соответственно, напряжение одной «банки» должно быть 1,2-1,4 В. Показатели U сравниваются между собой, фломастером отмечаются наиболее слабые элементы. Подробнее о том, как проверить аккумулятор шуруповерта мультиметром →

Паять аккумуляторную цепочку рекомендуется точечной сваркой, но, если таковой не имеется, ничего не остается делать, как воспользоваться обычным паяльником и делать все максимально быстро и четко, чтобы, по мере возможности, не допустить перегревания батареи.

После окончания пайки вставить аккумулятор обратно в шуруповерт и провести 2-3 цикла полного «заряда-разряда» для уравнивания энергетического потенциала всех батареек. Для того чтобы обновленный аккумулятор прослужил дольше, такую тренировку ему следует проводить 2-3 раза в месяц. О том, как быстро и полностью разрядить аккумулятор шуруповерта →