Какой выбрать аккумулятор для шуруповерта: топ-15 лучших аккумуляторов

Устройство и принцип работы аккумулятора шуруповёрта

Батарея представляет собой отдельное устройство, облачённое в пластиковый корпус с элементами крепления к шуруповёрту. Внутри расположены несколько аккумуляторных элементов. В зависимости от марки шуруповёрта, их может быть несколько, они могут различаться по составу и качеству.

Внутри батареи находится не так много элементов

Принцип работы батареи прост. Так как она аккумуляторная, то, перед началом использования, её необходимо зарядить. После того, как батарея установлена в шуруповёрт, аккумулированный в ней заряд передаётся на электродвигатель инструмента, который, в свою очередь, вращает патрон с установленным сверлом или битой.

Статья по теме:

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.

Как переделать

Непосредственная замена аккумуляторов в шуруповерте не зависит от емкости питающих элементов. Процесс производится в несколько этапов, начинаясь с корпусной разборки аккумулятора.

Разборка блока питания для новой зарядки

Лучше, если он имеет шурупную или заклепочную сборку. Хуже если имеет место клеевое соединение, в этом случае все делается с предельной аккуратностью.

Затем изнутри удаляются все элементы, кроме контактных пластин или клемм. Новые батареи последовательно соединяются между собой выбранным способом (пайка, точечная сварка). Последовательность является ключевым фактором успеха, обеспечивая неизменность емкости и напряжения. Для соединения подходят провода сечением 2,5 мм², способные выдержать высокое напряжение при работе.

Пайка проводов к модулю стабилизации

Аккумуляторный блок и защитная плата BMS соединяются между собой при помощи проводов. Желательно использовать сечение 1,5 и даже 2,5 мм². Непосредственная схема подключения состоит в:

1. Соединении провода идущего на плюс к соответствующему контакту платы, обозначенному B+;
2. Соединении провода идущего на минус к соответствующему контакту платы, обозначенному B-;
3. Провода с остальных контактов блока подключаются к клеммам, обозначенным на плате как B1, B2, B3. Количество соединений зависит от числа аккумуляторов.

Во избежание короткого замыкания защитный модуль изолируется от аккумуляторов термоусадкой, это убережет его от контактов пайки или сварки.

Пайка проводов блока питания с модулем

На самой плате BMS есть еще 2 контакта, обозначенные P+ и P-. От них провода идут к соответствующим клеммам старой микросхемы.

Установка напряжения

На резисторах устанавливается выходное напряжение. Этот показатель на каждый элемент не должен превышать 4,2 вольт.

Размещение в корпусе

Заключительный этап состоит в сборке аккумулятора. Корпусные части тщательно вычищаются, аккумуляторный блок вставляется в полости. Учитывая меньшие размеры, его крепят к поверхности посредством клея или герметика.

К клеммам припаивают провода плюс и минус, клеммник также укладывается в корпус, следом аккуратно помещается защитная плата BMS. В конце части корпуса соединяются шурупами, скобами или клеем.

Отличие зарядного устройства от блока питания заключается в присутствии тока заряда. От него зависит уровень напряжения и соответствующие ограничения. Контроллер реагирует на перегрузку, некорректную полярность, несоответствие выходному значению. Как правило, устройство просто отключается.

Трансформация состоит в дополнении ЗУ, куда включают такой элемент как модуль BMS, с регулировкой резисторов. Остается задать нужные значения, достигнув которых заряд останавливается. Нередко при переделке зарядного устройства, зеленый индикатор не загорается. Вместо этого просто гаснет красная лампочка.

Большинство современных шуруповертов оснащается универсальными ЗУ. Они работают как на никель-кадмий, так и на литий. Приобретается готовая зарядка, но это дополнительные вложения.

Резюмируя, чтобы переделать АКБ шуруповерта на li ion 12 вольт либо 14, 18 вольт, необходим набор комплектующих, опыт работы с электрооборудованием и немного свободного времени. Целесообразно предварительно рассчитать общую стоимость вложений. Ремонт – долгая процедура, поэтому иногда проще купить новый шуруповерт, их цена сегодня не высока.

Способы восстановления емкости

Существует несколько практичных способов восстановления емкостного заряда:

• методом уплотнения потенциала

• прошивкой напряжением и током, превышающим номинальные значения

• заменой обнаруженных неисправных элементов.

Метод уплотнения потенциала
эффективен в случае наличия электролита в банке, но с потерей первоначального объема.

Не помешает помнить, что при критическом объеме электролита прошивка
кадмиевых аккумуляторов для шуруповерта бессильна. Поэтому потребуются элементарные реанимационные работы – впрыскивание электролита внутрь банки с использованием иглы медицинского шприца.

восстанавливаем никель-кадмиевые батареи

Для никель-кадмиевых батарей, внутреннее устройство которых выполнено по единой технологии, самым доступным является способ замены неисправных элементов, которые находят путем замера напряжения на пластинах аккумуляторных батарей. Корпус аккумуляторного блока разбирают и вынимают батареи.

Алгоритм процесса восстановления аккумулятора шуруповерта состоит из этапов: «сборки пакета банок»-«пайки контактных никелевых полос»-«зарядки батареи до достижения рабочего напряжения».

Первоначально, что предполагает данный алгоритм, это проверка батарей на соответствие заявленным рабочим характеристикам (напряжению). Поэтому необходимо перебрать аккумуляторную батарею с целью выявления неисправных элементов и их замены.

Как перебрать аккумуляторную батарею, показано в видео.

После определения неисправных элементов батареи производим пайку и замену новых элементов с залуженными контактами и привариваем пластины к АКБ. Выравнивания потенциала на собранной батарее осуществляем с использованием зарядного устройства, входящего в комплект поставки шуруповерта и ставим заряжаться банки.

Напомним, что диапазон напряжения для существующих моделей аккумуляторов различен и находится в пределах 6-22 В и предполагает время зарядки батареи 6-8 часов.

Более детальная информация по восстановлению аккумуляторного блока представлена здесь.

Если мощности напряжения для инструмента все-таки недостаточно, то необходима переделка аккумулятора шуруповерта на Li-Ion.

переделка блока на литий-ионные батареи

Переделка аккумулятора потребует подключения балансировочного разъема контроллера IMAX B6 по схеме 5s-2p (5 последовательно по два в параллели) или 5s-1p . Алгоритм переделки аналогичен алгоритму восстановления кадмий-никелевых батарей.

Подскажем, что li ion аккумуляторные батареи заряжают комбинированно в двух режимах: первоначально до напряжения 4,2 В при постоянном токе и при постоянном напряжении до заявленного номинала.

Как осуществить переделку на литий-ионные батареи, предложено в видео.

Сменный аккумулятор для шуруповерта является достаточно дорогим элементом, ведь его ценовая доля в общей стоимости инструмента достигает порядка 30%. Поэтому вовсе не удивительно, что многие умельцы пытаются продлить жизнь батареи различными методами. Как восстановить аккумулятор шуруповерта? — такую тему мы хотели бы раскрыть в сегодняшней тематической статье.

Особенности выбора батареи

• безотказная работа длительное время;
• невосприимчивость к температурным и погодным условиям;
• быстрая зарядка;
• неприхотливость.

Лучшим выбором для таких задач может стать никель-кадмиевый аккумулятор. Он хорошо себя показывает при работе с оборудованием на высокой мощности. Купив запасной аккумулятор, можно будет продолжать работу до полной разрядки батареи без перерывов в работе.

Для бытового электроинструмента характерно эпизодическое использование. Долговечным и надежным выбором также может стать никель-кадмиевая батарея. Чтобы избежать дополнительных сложностей с полной разрядкой и тренировкой элемента питания, можно приобрести литий-ионную модель для домашнего использования. Такой вариант подойдет для шуруповертов со средней и малой мощностью. Аккумуляторы типа Li-Ion обладают большой емкостью, способны заряжаться при любом уровне батареи, имеют малый вес и скромные габариты.

В плане стоимости самыми бюджетными моделями являются устройства на никель-кадмиевой основе, NiMH занимают второе место, а литий-ионные экземпляры обойдутся дороже остальных.

Ремонт источника питания шуруповёрта своими руками

Если аккумулятор шуруповёрта плохо заряжается и не хочет держать заряд, не спешите за новым. Возможно, сравнительно простой ремонт поможет исправить ситуацию. Предлагаем узнать, что можно сделать в той или иной ситуации, ведь за новую батарею вам придётся заплатить почти половину стоимости шуруповёрта.

Неисправность можно устранить своими руками

Диагностика

До начала ремонта следует установить причину неисправности батареи шуруповёрта. Чаще всего, некорректная работа может быть из-за:

• естественного старения;
• повреждения контактов;
• нарушения целостности банок из-за механического воздействия;
• потери ёмкости из-за нарушения правил эксплуатации.

Для проведения диагностических работ аккумулятор шуруповёрта разбираем и внимательно осматриваем места пайки. Убеждаемся в отсутствии механических повреждений у всех элементов батареи. Для контроля технических характеристик изделия потребуется вольтметр или мультиметр. С его помощью контролируется суммарное напряжение. По его значению можно судить о естественном старении и деградации элементов, а также выходе из строя зарядного устройства.

Диагностика – важный этап

Восстановление

Если в результате тестирования было установлено, что причиной некорректной работы аккумулятора является эффект памяти, можно попытаться восстановить его работоспособность. Для этого стоит воспользоваться специальными зарядными устройствами, позволяющими задать напряжение, при котором будет осуществляться зарядка-разрядка.

Для восстановления батареи задаём напряжение в 2−3 раза меньше того, что указано на ЗУ аккумулятора. Выполняем зарядку и разрядку элемента несколько раз. Такой маневр часто позволяет восстановить характеристики аккумулятора шуруповёрта.

Зарядное устройство для АКБ шуруповерта своими руками

Если ваша зарядка для шуруповерта вышла из строя, или вы переделали аккумулятор инструмента, заменив NiCd батареи на Li-Ion элементы, то вам потребуется обзавестись новым зарядным устройством. Ниже предоставлена схема зарядного устройства, способного обеспечить зарядный ток, подходящий для любого типа АКБ.

Данное зарядное устройство является генератором тока, в основе которого находится транзистор VT2. Последний получает питание от выпрямительного моста. Мост, в свою очередь, подключен к понижающему трансформатору, имеющему необходимое выходное напряжение. У данного трансформатора должна быть хорошая мощность, чтобы он мог работать длительное время без перегрева, обеспечивая необходимый ток. В противном случае трансформатор может перегореть. Напряжение, выдаваемое трансформатором, не должно быть выше 27 В.

Ток заряда регулируется резистором R1 (аккумулятор для шуруповерта должен быть подключенным). Он должен оставаться постоянным на протяжении всего процесса зарядки. Резистор R3 предназначен для ограничения максимального тока. Светодиод VD6 будет гореть до тех пор, пока идет заряд. Когда процесс зарядки будет подходить к концу, свечение светодиода начнет уменьшаться, и он погаснет.

Все элементы электронной схемы устанавливаются на печатную плату из текстолита, покрытого слоем медной фольги. Диоды, указанные в схеме, можно заменить диодами, извлеченными из старой радиоаппаратуры, КД202 или Д242. Детали на плате нужно разместить таким образом, чтобы не было пересечений. Высокая плотность размещения деталей не нужна. Если вы между ними оставите по 3-5 мм, то и паять будет легче. Обязательно установите транзистор на радиатор с площадью не менее 20-50 см2.

Исходя из размеров платы, потребуется изготовить корпус (можно из пластика), используя клеевой пистолет. В таблице ниже дан весь перечень необходимых радиодеталей.

Если вы соберете зарядное устройство, придерживаясь данной схемы, то получите надежную, простую и недорогую зарядку для вашего шуруповерта.

Виды АКБ для шуруповертов и их особенности

В современных аккумуляторных шуруповертах и дрелях используются три типа батарей:

1. Никель-кадмиевые (NiCd, Ni-Cd).
2. Никель-металлогидридные (Ni-MH или NiMH).
3. Литий-ионные (Li-ion).

Рассмотрим особенности каждого из типов аккумуляторов подробно.

Никель-кадмиевые

Этот тип источников энергии, пожалуй, самый старый. Появились кадмиевые аккумуляторы в 70-х годах, и это был настоящий прорыв. По сравнению с кислотно-свинцовыми и щелочными батареями никелевые оказались намного компактнее при той же электрической емкости и имели умеренную цену.

Как и свинцово-кислотные, Ni-Cd элементы могут отдавать довольно большой ток в нагрузку и выдерживать до 1 000 циклов заряд/разряд. Причем такое количество циклов – всего лишь гарантия производителя. Фактически батарея продолжает служить и по достижении этой цифры.

Время зарядки Ni-Cd батареи в среднем составляет 6-8 часов, что, к сожалению, многовато, но все же меньше, чем у его кислотных и щелочных собратьев. Отличаются никелевые АКБ и своей «морозоустойчивостью» – они отлично работают при температурах до -20 градусов Цельсия. Дополнительно кадмиевая технология допускает глубокую разрядку, а срок службы батареи зависит в основном от количества циклов заряд/разряд. Храниться же такая батарейка может долго – до 7-8 лет.

Но есть у этого типа аккумуляторов и недостатки, причем существенные. Один из них – большой саморазряд, который может достигать 10% в месяц. Таким образом, если шуруповерт пролежал без дела, скажем, полгода, то перед использованием его придется зарядить.

Еще один недостаток – так называемый «эффект памяти». Если батарею постоянно подзаряжать, не разряжая в ноль, то она «запомнит», до какого уровня ее разряжали и по достижении этого порога просто откажется работать, “сказав”, что разряжена. Именно поэтому аккумуляторы данного типа нужно периодически «гонять» – полностью разряжать и тут же заряжать до 100%.

Никель-металлогидридные

Этот тип аккумуляторов появился чуть позже – в начале 90-х годов прошлого века. Ni-MH элементы обладают сходными с кадмиевыми характеристиками, но эффект памяти проявляется у них намного слабее (но все же проявляется) и, главное, в таких аккумуляторах отсутствует кадмий.

Ni-MH батарея аккумуляторов для шуруповерта

Никель-металлогидридная батарея способна отдавать приличный ток, хорошо работает на морозе, а ее саморазряд составляет те же 7-10% в месяц. Что касается стоимости, аккумуляторы этого типа несколько дороже кадмиевых, количество же циклов заряд/разряд, от которого зависит срок службы, составляет всего 300-500 раз, что является существенным минусом. Срок хранения таких элементов – 6-7 лет. Соотношение габариты/емкость, как и время заряда – до 8 часов, сходны с кадмиевыми. Металлогидридные элементы, как и кадмиевые, хорошо переносят глубокий разряд.

Литий-ионные

Li-Ion технология на сегодняшний день является передовой. Литиевые элементы намного компактнее и легче предыдущих при той же электрической емкости и, что очень удобно, могут заряжаться повышенным током. При этом время полной зарядки литий-ионных АКБ может быть сокращено до 1-2 часов.

Li-Ion батарея аккумуляторов для шуруповерта

Большим преимуществом батареек этого типа является и практически полное отсутствие эффекта памяти – инструмент можно подзаряжать когда угодно и до любого уровня. Саморазряд Li-Ion батарейки относительно невелик и составляет примерно 2-3% емкости в месяц.

Что касается недостатков, то до относительно недавнего времени это были высокие степени пожаро- и взрывоопасности. При неправильной эксплуатации батарея могла загореться, а то и взорваться. Причем горящий элемент практически невозможно потушить водой – это только усиливает горение.

Еще один серьезный недостаток элементов этого типа – они не терпят глубокого разряда и перезаряда. В первом случае АКБ тут же выходит из строя, во втором – может загореться. Но эту проблему тоже легко решили все тем же контроллером, который отключает элемент питания от нагрузки при критическом разряде и от зарядного устройства, если АКБ зарядилась.

Обычный ресурс Li-Ion батареек составляет 600 циклов заряд/разряд, но он также сильно зависит и от «возраста». Храниться литий-ионная АКБ может не более 2-3 лет независимо от того, работает она или просто лежит в столе.

Выбирая инструмент с такими элементами питания, следует учитывать, что они будут плохо вести себя на морозе (сильное снижение емкости, которая, впрочем, восстановится в тепле). В дополнение они не смогут отдать большой ток при любой температуре, а значит, не обеспечат большой крутящий момент, необходимый для работы с плотными материалами. И стоимость Li-Ion элементов намного выше, чем у никелевых собратьев.

Разновидности аккумуляторов для шуруповерта

На рынке электроинструмента представлено 3 вида аккумуляторных батарей:

• (NiCd) никель-кадмиевые;
• (NiMH) никель-металл-гидридные;
• (Li-Ion) литий-ионные.

Никель-кадмиевые АКБ

Этот тип аккумуляторов является самым распространенным, хотя им уже более 100 лет. NiCd батареи обладают хорошей емкостью и невысокой стоимостью.

Никель-кадмиевые АКБ имеют следующие плюсы.

• Долговечность. При правильной эксплуатации АКБ может прослужить 8-10 лет.
• Возможность работы при низких температурах. Заряд батареи практически не снижается, что позволяет использовать инструмент в зимнее время на открытом воздухе.
• Высокая степень надежности и неприхотливость к условиям работы.
• Батарея выдерживает тысячу циклов зарядки-разрядки.
• Аккумулятор может храниться в течение длительного времени в разряженном состоянии.

Поскольку NiCd батареи не “боятся” полного разряда, работать инструментом можно до полной его остановки, то есть до глубокого разряда АКБ. Только после этого можно поставить ее на заряд, не опасаясь, что емкость аккумулятора снизится.

Однако никель-кадмиевые аккумуляторы не лишены недостатков. Токсичность внутреннего наполнения батарейки вызывает проблемы при утилизации.

Аккумуляторы такого типа довольно тяжелые, если сравнивать с другими видами АКБ. Кроме того, они обладают “эффектом памяти”. Такое явление возникает в никель-кадмиевом аккумуляторе, когда ему не дают полностью разрядиться. Если вы включите такую АКБ на подзарядку, то она “запомнит” данное значение и при дальнейшей работе разрядится именно до этой отметки. Таким образом потеряется значительная часть емкости аккумулятора. На рисунке ниже наглядно продемонстрировано, как появляется “эффект памяти”.

Замена элементов питания на аналогичные

На некоторых блоках можно увидеть крепежные винты, которые нужно выкрутить. Но на большинстве аккумуляторных блоков саморезов нет, поскольку корпус склеен. Чтобы открыть такой блок, потребуется аккуратно вставить отвертку в место склейки (на фото показано стрелкой) и слегка нажать, чтобы стенки корпуса отсоединились. Такие же действия нужно проделать по всему периметру.

После открытия блока вы увидите находящиеся в нем элементы питания.

Паять нужно быстро, не допуская, чтобы аккумуляторная батарея нагревалась, так как она может прийти в негодность.
Для соединений нужно использовать “родные” пластины, отпаяв их от старых элементов питания (они имеют нужное сечение и сопротивление).
Важно правильно соединить плюс с минусом батареи. Соединять элементы нужно последовательно: минус предыдущей батарейки должен быть соединен с плюсом новой, а минус новой батареи – с плюсовым контактом следующего аккумулятора.. После соединения всех элементов нужно выровнять потенциалы на всех батареях, поскольку они отличаются

Проведите один цикл зарядки-разрядки: подключите зарядник к АКБ на ночь, после чего дайте ей остыть в течение суток и измерьте выходное напряжение по очереди на всех элементах. Если все прошло хорошо, то на всех батарейках показатель будет одинаковым — в пределах 1,3 В

После соединения всех элементов нужно выровнять потенциалы на всех батареях, поскольку они отличаются. Проведите один цикл зарядки-разрядки: подключите зарядник к АКБ на ночь, после чего дайте ей остыть в течение суток и измерьте выходное напряжение по очереди на всех элементах. Если все прошло хорошо, то на всех батарейках показатель будет одинаковым — в пределах 1,3 В.

Теперь АКБ нужно разрядить, вставив ее в шуруповерт и нагружая последний по максимуму. Главное, не перегреть двигатель инструмента. Давайте ему небольшой отдых. Доведите аккумулятор до полной разрядки. Следует повторить эту процедуру еще 2 раза (полный заряд и полный разряд).

Что представляет собой конструкция аккумулятора на шуруповерт

Аккумуляторная батарея представляет собой пластиковый корпус, в котором располагаются несколько соединенных контактной лентой небольших аккумуляторов. Концы ленты выходят наружу и выглядят как продолговатые пластины. Основная задача батареи – вырабатывать постоянный ток, используя процесс электролиза.

Аккумуляторы для шуруповертов отличаются различными техническими характеристиками

Каждый аккумулятор состоит из таких элементов:

• электродов, представленных анодами и катодами;
• электролита;
• корпуса.

Непосредственно в самом электроинструменте имеется специальное отверстие, куда и помещается корпус аккумулятора. А надежное закрепление обеспечивают две клеммы, расположенные по бокам батареи. У многих производителей шуруповертов аккумуляторная батарея может иметь разъемный корпус, хотя профессионалы научились аккуратно разбирать и цельные АКБ для шуруповертов, не причиняя им вреда. Для того чтобы открыть корпус, достаточно воспользоваться отверткой, которой выкручивают крепежные детали.

Мини аккумуляторные батареи, расположенные внутри корпуса, отличаются цилиндрической формой. Количество элементов питания зависит от того, какое напряжение необходимо для прибора. Это может быть 8, 10 или даже 15 элементов, которые, как правило, размещаются в несколько рядов.

Некоторые шуруповерты продаются в комплекте с двумя аккумуляторами

Выработка тока в аккумуляторе происходит за счет разности потенциалов на катоде и аноде. Все АКБ имеют различные свойства. К основным характеристикам, которые интересны пользователям, относятся:

• материал, применяемый для изготовления полюса и электролита;
• напряжение, влияющее на производительность прибора;
• емкость, определяющая, сколько времени можно работать с устройством без подзарядки.

Напряжение батареи определяется количеством аккумуляторов, встроенных внутрь. Один элемент, как правило, имеет заряд от 1,2 до 3,9 Вольт. Благодаря последовательному соединению набирается необходимое количество вольт. Для работы бытового инструмента достаточно показателя 10,8–14,4 В, а вот профессиональному устройству для нормальной эксплуатации нужно 18–36 В.

Емкость аккумулятора к шуруповерту определяет максимальное время работы. На этот показатель в первую очередь влияет потребляемый прибором ток, а также напряжение при полной разрядке.

Емкость батареи влияет на размер аккумулятора

Это интересно: Снегоуборщик для мотоблока — принцип работы и основы самостоятельной сборки