Для ремонта поврежденных банков необходимо подать напряжение 3-4 вольта с током 200 мА на короткое время, до 10 секунд. Затем выходное напряжение измеряется мультиметром, и если оно достигло 1,2 В для Ni-Cd и Ni-MH или 3,6 В для лития, можно радоваться – батарея ожила. Но, конечно, это только временно. Лучше заменить его как можно скорее. Если эксперимент не удастся, шансов на восстановление аккумулятора не будет.
Как восстанавливаются и ремонтируются Ni─Cd аккумуляторы?
Рабочие характеристики Ni─Cd аккумуляторов (как и других перезаряжаемых аккумуляторов) со временем ухудшаются, и через некоторое время они могут достичь состояния разряда "до нуля". Зарядка никак не влияет на это состояние. Они просто отказываются принимать заряд. В то же время, аккумуляторы все еще имеют достаточно ресурсов для продолжения работы. Именно поэтому со временем появились способы их восстановления. Пользователь сам решает, покупать ли новую никель-кадмиевую батарею или отремонтировать старую. Мы лишь попытались обобщить найденную в Интернете информацию о восстановлении и ремонте Ni─Cd аккумуляторов.
В чем проблема с Ni─Cd аккумуляторами?
При использовании Ni─Cd аккумуляторов напряжение и разрядная емкость постепенно снижаются. Основные факторы, влияющие на эти процессы, следующие:
- уменьшение площади рабочей поверхности положительного и отрицательного электродов;
- потеря активной массы, а также ее перераспределение между электродами;
- утечка тока из-за образования металлических дендритов Cd;
- процессы, приводящие к необратимому потреблению воды и кислорода;
- изменение состава и объема электролита.
Аналогичные процессы происходят и при использовании Ni-MH аккумуляторов. Единственное различие заключается в используемых электродных материалах.
В процессе эксплуатации Ni─Cd аккумуляторов механическая прочность и объем никель-оксидного (положительного) электрода изменяются вследствие перераспределения активной массы на электродах. В результате ухудшается контакт между активной массой и электродом. Все это приводит к снижению проводимости и емкости. Когда батарея выходит из строя, контакт между положительным и отрицательным электродами просто разрушается. В результате батарея больше не подает признаков жизни.
Все эти изменения в никель-оксидном электроде вызваны постоянной перезарядкой, которая приводит к выделению кислорода в положительном электроде. Чем больше циклов заряда-разряда проходит батарея, тем больше увеличиваются кристаллы активной массы положительного электрода. Поэтому площадь рабочей поверхности уменьшается, и, следовательно, емкость батареи также уменьшается.
На кадмиевом электроде процесс деградации в основном определяется миграцией активной массы. В результате происходит некоторая потеря активной массы. Кроме того, активная масса закупоривает поры в поверхностном слое отрицательного электрода. Это препятствует проникновению электролита в более глубокие слои. Миграция активной массы вызывает увеличение дендритных мостиков от сепаратора к положительному электроду. Это приводит к многочисленным коротким замыканиям и увеличивает саморазряд. В процессе эксплуатации на кадмиевом электроде также происходит рост кристаллов и увеличение объема активной массы.
Типы аккумуляторов, используемых в шуруповертах, и различия между ними
Как известно, аккумулятор любого шуруповерта содержит несколько батарей, которые соединены между собой в определенном порядке. Различают никель-кадмиевые (Ni-Cd), никель-металлгидридные (Ni-MH) и литиевые элементы.
В данном случае наиболее часто используются никель-кадмиевые батареи. Напряжение каждого отдельного элемента составляет 1,2 В, а емкость – 12 000 мАч, если у вас инструмент на 12 В. Стоит сразу отметить, что в отличие от литиевых батарей, они поддаются восстановлению, поскольку имеют так называемый "эффект памяти" в виде обратимой потери емкости.
Однако литиевые батареи вряд ли удастся восстановить с помощью популярного зарядного устройства Imax B6, поскольку литий имеет свойство разрушаться со временем.
Регенерация батарей для шуруповертов подобным образом может не сработать и в случае с кадмиевыми батареями. Батареи этого типа характеризуются тем, что электролит в них иногда полностью выкипает. Однако в случае с кадмиевыми батареями шансы "оживить" их гораздо выше. Однако важно не спешить и не использовать популярные методы "быстрого ремонта" никель-кадмиевых батарей в спешке. Подробнее о том, какой аккумулятор лучше для шуруповерта →
Как отремонтировать аккумулятор шуруповерта
В интернете есть много видеороликов, в которых, например, наглядно показано восстановление батарей шуруповерта Hitachi с помощью Imax B6. Этот метод предполагает "оживление" никелевых аккумуляторов путем применения высоких токов. Сторонники экспресс-метода предлагают реанимировать аккумуляторы с помощью простой настройки Imax B6. Режим устанавливается на никель-кадмий, и батарея может быть реанимирована в этом режиме.
Однако импульсный нагрев и последующая зарядка – довольно рискованные методы для никель-кадмиевых батарей. Нарушенная связь в элементе не может быть восстановлена высокими токами. Более того, если в батарее мало или совсем нет электролита, высокие токи окончательно "убьют" батарею. Поэтому, чтобы предотвратить необратимое повреждение батареи, рекомендуется сначала долить в батарею дистиллированную воду и только потом заряжать ее с помощью Imax B6.
Существует экстремальный вариант восстановления никель-кадмиевых аккумуляторов для отверток – их можно "подергать" большим током. Они начнут заряжаться, но ненадолго. Энтузиасты электроники, критикующие этот метод, утверждают, что не было ни одного случая, когда импульсный ток надолго восстанавливал емкость аккумулятора. Как правило, она увеличивается на очень короткое время, а затем, через несколько дней, батарея снова "разряжается".
Решение о возможности использования метода импульсного тока принимает сам владелец аккумулятора. В Интернете есть много видеороликов о восстановлении никель-кадмиевого аккумулятора с помощью отвертки. Однако существует мнение, что в действительности быстрые методы работают недолго. Например, если электролит внутри батареи выкипел или высох, ударный ток "убьет" элемент навсегда.
Читайте также: Почему аккумулятор шуруповерта имеет низкую емкость заряда или не заряжается вообще?
Если есть возможность, вы можете аккуратно разобрать любой никель-кадмиевый аккумулятор, чтобы проверить состояние электролита. Если он кажется сухим, можно добавить небольшое количество дистиллированной воды с помощью шприца.
Типы аккумуляторов для шуруповертов
Главное требование к аккумуляторам для шуруповертов – они должны быстро восстанавливаться после разряда. Существует три типа аккумуляторов, которые могут обеспечить быстрое восстановление батареи шуруповерта.
Никель-кадмиевые (Ni-Cd)
Самый старый из трех типов батарей, используемых в шуруповертах. Номинальное напряжение составляет 1,35 В, а после цикла разряда – 1 В. Количество циклов – до 900, на что влияет качество конструкции и материалов.
- низкое внутреннее сопротивление (до 17 мОм);
- длительный срок хранения;
- отсутствие перегрева во время зарядки.
- Кадмий – опасный канцерогенный элемент.
- обратимая потеря емкости – так называемый эффект памяти.
Никель-металл-гидридные (Ni-MH)
Преемник ni-cd аккумулятора для шуруповерта, в котором преодолены недостатки кадмиевого аккумулятора. Номинальное напряжение 1,25 В, в конце цикла 1,1 В. Количество циклов до 800.
- Отсутствие эффекта памяти;
- Новый формат Ni-MH LSD аккумуляторов практически не разряжается при хранении и не перегревается во время работы.
- С другой стороны, старые батареи разряжаются в течение года;
- они выделяют много тепла во время работы.
Литий-ионные (Li-Ion)
Напряжение литий-ионного аккумулятора в шуруповерте намного выше, чем в двух предыдущих типах – 3,7 В в начале цикла разряда и 2,5 В в конце. Количество циклов – до 600. На этом преимущества заканчиваются, а недостатки многочисленны:
Проверка и диагностика аккумулятора шуруповерта
Причиной плохой работы шуруповерта может быть не аккумулятор, а неисправный двигатель, редуктор или источник питания. Надежный способ определить источник проблемы – заменить старый аккумулятор на тот, который обычно поставляется в качестве второго блока. Перед попыткой открыть корпус аккумулятор отвертки должен быть заряжен до максимума. Для Ni-Cd устройств его следует сначала разрядить до нуля, чтобы избежать эффекта памяти. Существует 2 способа проверки и диагностики аккумулятора шуруповерта.
С помощью мультиметра
После того как аккумулятор шуруповерта полностью заряжен, его следует разобрать. Верхняя крышка устройства обычно крепится винтами или клеем.
В первом случае вам понадобится отвертка, а склеенный шов следует аккуратно разрезать с помощью боксерского резака. Можно также вставить острый предмет, например, отвертку или саморез. Как только верхняя крышка освободится от клея, снять ее будет несложно. Однако не забывайте, что после ремонта вам придется заново приклеивать корпус батареи с помощью отвертки, что не так быстро и просто, как закручивание винтов.
Когда вы снимите крышку, вы увидите все взаимосвязанные банки. Вам нужно будет внимательно осмотреть их, чтобы выявить те, которые не работают.
Иногда на неисправный банк аккумуляторов шуруповерта указывают визуальные признаки – коробление, окисление и т.д. Соединительные пластины могут быть ослаблены. Однако это не означает, что каждый аккумулятор следует проверять на выходное напряжение.
Ремонт
Итак, неисправные компоненты найдены, новые куплены, и теперь батарею можно ремонтировать.
Для ремонта батареи вам понадобятся
- паяльник ;
- низкокоррозионный флюс ;
- олово ;
- медные пластины (на случай повреждения "родных" при демонтаже). .
Для частичного ремонта батареи точечная сварка не нужна. Однако необходимо соблюдать осторожность, чтобы не перегреть элементы во время пайки. Лучше всего соединять батареи вместе, используя имеющиеся у них пластины. Если они будут повреждены при разборке батарей на отдельные элементы, необходимо будет изготовить новые медные пластины.
Не следует забывать о полярности. Каждый элемент батареи шуруповерта соединяется с соседним в определенном порядке. Минус одной банки должен быть соединен с плюсом второй, а минус второй банки – с плюсом третьей, и так далее.
При сборке цепи необходимо следить за тем, чтобы потенциал напряжения всех элементов был одинаковым. Для этого батареи следует оставить заряжаться на ночь, а затем дать им остыть в течение 24 часов. Затем следует измерить напряжение на каждом элементе. Если пайка и цикл зарядки были выполнены правильно, мультиметр покажет примерно одинаковое значение U, равное 1,3 В, для всех батарей.
Теперь, естественно, следует провести как минимум два цикла заряда-разряда батареи: поместите отремонтированную батарею в оригинальный шуруповерт и запустите ее до полного разряда.
Кстати: Частичный ремонт литий-ионного аккумулятора шуруповерта можно провести с минимальными затратами. Если в устройстве установлены аккумуляторы 18650, их можно позаимствовать из старого нерабочего ноутбука, если это возможно.
Замена всех элементов в аккумуляторной батарее
Нужное количество элементов можно заказать в любом интернет-магазине, в зависимости от количества старых батарей. Важно убедиться, что все они изначально имеют одинаковую емкость.
Все элементы в аккумуляторном блоке можно полностью заменить новыми никель-кадмиевыми батареями. Они стоят значительно дешевле никель-кадмиевых батарей и, по сравнению с другими батареями, являются наиболее прочными и долговечными. Однако в последнее время все более распространенным становится самостоятельный перевод батарей "с кадмия на литий", другими словами, установка новых литий-ионных батарей вместо старых никель-кадмиевых.
Читайте также: Почему автомобильный аккумулятор может разрядиться за ночь?
Несмотря на свою надежность, никель-кадмиевые батареи могут быстро выйти из строя, поскольку они соединены последовательно друг с другом без балансировочной пластины. Если батареи из одной и той же производственной партии, они все равно будут иметь большие различия между собой. При таком соединении один элемент будет заряжаться быстрее, другой медленнее, а третий может перезарядиться.
Если бы производители кадмиевых батарей выпускали балансировочные пластины, как это делается для литиевых батарей, Ni-Cd могли бы служить гораздо дольше. Однако это просто нерентабельно для производителей. В случае же с литиевыми элементами балансировочные пластины устанавливаются в такие аккумуляторы, поскольку без них возможен перегрев и последующий взрыв: здесь у производителей просто нет другого выхода. Чтобы узнать, какой аккумулятор лучше всего подходит для вашего шуруповерта, нажмите здесь →
Чтобы полностью заменить аккумуляторы в шуруповерте с никель-кадмиевых на литий-ионные, вам понадобится следующее
- Количество элементов, равное количеству старых элементов (той же емкости);
- балансная плата 5S (ток на плате зависит от количества вольт, на которое рассчитан шуруповерт);
- Тестер или мультиметр ;
- Паяльник с хорошим наконечником ;
- Высококачественный флюс и свинцовый припой ;
- Кремниевый провод AVG 16 ;
- Термостойкая клейкая лента и термоклей .