Funktioner, fordele og ulemper ved lithiumbatterier til skruetrækker

Hvis et håndholdt elværktøj drevet af en husholdningsstrømforsyning er bundet til en stikkontakt med en ledning, hvilket begrænser bevægelsen af ​​en person, der holder enheden i sine hænder, giver batteridrevne modstykker til enhederne "i snor" meget mere handlefrihed i arbejdet. Tilstedeværelsen af ​​et batteri er meget vigtigt, når det kommer til at bruge skruetrækkere.

Afhængigt af den anvendte batteritype kan de betinget opdeles i to grupper - med nikkel- og lithiumbatterier, og sidstnævntes egenskaber gør dette elværktøj til det mest interessante for brugeren.

Designet af et genopladeligt lithiumbatteri er ikke så forskelligt fra designet af batterier baseret på anden kemi. Men et grundlæggende træk er brugen af ​​vandfri elektrolyt, som forhindrer frigivelse af frit brint under drift. Dette var en betydelig ulempe ved batterierne i de tidligere designs og førte til en høj sandsynlighed for brand.

Anoden er lavet af en koboltoxidfilm aflejret på en basisstrømsamler af aluminium. Katoden er selve elektrolytten, som indeholder lithiumsalte i flydende form. Elektrolytten imprægnerer en porøs masse af elektrisk ledende kemisk neutralt materiale. Løs grafit eller koks er velegnet til det.... Strømopsamling udføres fra en kobberplade påført bagsiden af ​​katoden.

For normal batteridrift skal den porøse katode presses tæt nok til anoden.... Derfor er der i designet af lithiumbatterier altid en fjeder, der komprimerer "sandwichen" fra anode, katode og negativ strømkollektor. Indtrængen af ​​omgivende luft kan forstyrre den omhyggeligt afbalancerede kemiske balance. Og indtrængen af ​​fugt og gør truer faren for brand og endda eksplosion. Derfor den færdige battericelle skal forsegles omhyggeligt.

Et fladt batteri er enklere i designet. Alt andet lige vil et fladt lithiumbatteri være lettere, meget mere kompakt og give betydelig strøm (det vil sige mere strøm). Men det er nødvendigt at designe en enhed med fladformede lithiumbatterier, hvilket betyder, at batteriet vil have en smal, specialiseret anvendelse. Sådanne batterier er dyrere end deres modstykker.

For at gøre salgsmarkedet bredere producerer producenter battericeller i universelle former og standardstørrelser.

Blandt lithiumbatterier dominerer faktisk 18650-versionen i dag. Sådanne batterier har en form, der ligner de cylindriske fingerbatterier, man kender i hverdagen. Men 18650-standarden giver specifikt noget større dimensioner... Dette undgår forvirring og forhindrer en sådan strømforsyning i at blive udskiftet ved en fejl i stedet for et konventionelt saltvandsbatteri. Men dette ville være meget farligt, da lithiumbatteriet har to en halv gange standardspændingen (3,6 volt mod 1,5 volt for et saltbatteri).

For en elektrisk skruetrækker samles lithiumceller sekventielt i et batteri. Dette øger spændingen på motoren, hvilket giver den effekt og det drejningsmoment, der kræves af værktøjet.

Lagerbatteriet indeholder nødvendigvis i sit design temperatursensorer og en specialiseret elektronisk enhed - en controller.

Dette kredsløb:

• overvåger ensartetheden af ​​ladningen af ​​individuelle elementer;
• styrer ladestrømmen;
• tillader ikke overdreven udledning af elementer;
• forhindrer overophedning af batteriet.

Batterier af denne type kaldes ioniske. Der er også lithium-polymer celler, dette er en modifikation af lithium-ion celler. Deres design er fundamentalt anderledes kun i materialet og designet af elektrolytten.

• Den største fordel ved lithiumbatterier er deres høje elektriske kapacitet. Dette giver dig mulighed for at skabe et let og kompakt håndværktøj. På den anden side, hvis brugeren er klar til at arbejde med en tungere enhed, vil han modtage et meget kraftigt batteri, der gør det muligt for skruetrækkeren at arbejde i lang tid.
• En anden fordel er muligheden for relativt hurtigt at fylde lithiumbatterier med energi. En typisk fuld opladningstid er cirka to timer, og nogle batterier kan oplades på en halv time med en speciel oplader! Denne fordel kan være en ekstraordinær grund til at udstyre en skruetrækker med et lithiumbatteri.

Lithium-batterier har også nogle specifikke ulemper.

• Det mest bemærkelsesværdige er det betydelige fald i praktisk kapacitet ved drift i koldt vejr. Ved minusgrader skal værktøj udstyret med lithiumbatterier fra tid til anden varmes op, og den elektriske kapacitet er fuldt genoprettet.
• Den anden mærkbare ulempe er ikke for lang levetid. På trods af fabrikanternes forsikringer modstår de bedste prøver, med den mest omhyggelige brug, ikke mere end tre til fem år. Inden for et år efter købet kan et lithiumbatteri af ethvert almindeligt mærke, med den mest omhyggelige brug, miste op til en tredjedel af sin kapacitet. Efter to år vil næppe halvdelen af ​​den oprindelige kapacitet være tilbage. Den gennemsnitlige varighed af normal drift er to til tre år.
• Og en anden bemærkelsesværdig ulempe: Prisen på lithium-batterier er meget højere end prisen på nikkel-cadmium-batterier, som stadig er meget udbredt i håndholdt elværktøj.

Historisk set var de første virkelig masseproducerede genopladelige batterier til håndholdt elværktøj nikkel-cadmium-batterier. Til en lav pris er de ganske i stand til relativt store belastninger og har en tilfredsstillende elektrisk kapacitet med rimelige dimensioner og vægt. Batterier af denne type er stadig udbredt i dag, især i sektoren for billige håndholdte apparater.

Den største forskel mellem lithium-batterier og nikkel-cadmium-batterier er lav vægt med høj elektrisk kapacitet og meget god belastningskapacitet..

Derudover meget en vigtig forskel mellem lithium-batterier er en væsentligt kortere opladningstid... Dette batteri kan oplades på et par timer. Men den fulde opladningscyklus af nikkel-cadmium-batterier tager mindst tolv timer.

Der er en anden særegenhed forbundet med dette: mens lithiumbatterier tåler både opbevaring og drift i en ufuldstændig opladet tilstand ganske roligt, nikkel-cadmium har en ekstremt ubehagelig "hukommelseseffekt"... I praksis betyder det, at for at forlænge levetiden og også for at forhindre hurtigt tab af kapacitet, Nikkel-cadmium-batterier skal helst bruges før fuld afladning... Derefter skal du sørge for at oplade til fuld kapacitet, hvilket tager en betydelig mængde tid.

Lithium-batterier har ikke denne ulempe.

Når det kommer til at vælge et batteri til en skruetrækker, kommer opgaven ned til valget af selve den elektriske enhed, som vil omfatte et batteri af en bestemt model.

Bedømmelsen af ​​billige batteridrevne skruetrækkere i denne sæson ser sådan ud:

• Makita HP331DZ, 10,8 volt, 1,5 A * h, lithium;
• Bosch PSR 1080 LI, 10,8 volt, 1,5 A * h, lithium;
• Bort BAB-12-P, 12 volt, 1,3 A * h, nikkel;

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

De bedste professionelle modeller er:

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

De bedste batteridrevne skruetrækkere med hensyn til pålidelighed:

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

Denne spænding betragtes som den professionelle industristandard for lithiumbatterier. Da et professionelt værktøj er designet til langsigtet aktivt arbejde og også indebærer et ekstra niveau af komfort, er en betydelig del af de producerede 18-volt skruetrækkerbatterier fuldt kompatible med hinanden og nogle gange endda udskiftelige mellem værktøjer fra forskellige producenter.

Udover, 10,8 volt og 14,4 volt standarder er udbredte... Den første mulighed findes kun blandt de billigste modeller. Den anden er traditionelt "mellembonde" og kan findes både blandt professionelle modeller af skruetrækkere og i modeller af mellemklassen (mellemklasse).

Men betegnelserne på 220 volt i de bedste modellers egenskaber kan ikke ses, da dette indikerer, at skruetrækkeren er forbundet med en ledning til en husholdningsstikkontakt.

Ofte har mesteren allerede en gammel akku skruetrækker, der passer ham fuldstændig. Men enheden er udstyret med forældede nikkel-cadmium-batterier. Da batteriet stadig skal skiftes, er der et ønske om at udskifte det gamle batteri med noget nyere. Dette vil ikke kun give mere behageligt arbejde, men også eliminere behovet for at lede efter batterier af en forældet model på markedet.

Den enkleste ting, der kommer til at tænke på, er at samle en strømforsyning fra en elektronisk transformer i en gammel batterikasse.... Nu kan du bruge skruetrækkeren ved at tilslutte den til husstandens strømforsyning.

14,4 volt modeller kan tilsluttes bilbatterier... Efter at have samlet en forlængeradapter med terminaler eller et cigarettænderstik fra kroppen af ​​et gammelt batteri, får du en uundværlig enhed til garage eller arbejde "i marken".

Skal vi ombygge et gammelt batteri til lithium, kan vi tage højde for, at 18650 lithiumceller er ekstremt udbredte på markedet.Således kan vi lave skruetrækkerbatterier baseret på let tilgængelige dele. Desuden giver udbredelsen af ​​18650-standarden dig mulighed for at vælge batterier fra enhver producent.

Det vil ikke være svært at åbne et gammelt batteris kabinet og fjerne den gamle fyldning fra den. Det er vigtigt ikke at glemme at markere kontakten på sagen, som "plus" af den gamle batterienhed tidligere var forbundet til..

Afhængigt af den spænding, som det gamle batteri er designet til, er det nødvendigt at vælge antallet af serieforbundne lithiumceller. Standardspændingen for en lithiumcelle er nøjagtig tre gange den for en nikkelcelle (3,6 V i stedet for 1,2 V). Således erstatter hvert lithium tre nikkel forbundet i serie.

Ved at sørge for designet af batteriet, hvor tre lithiumceller er forbundet efter hinanden, er det muligt at opnå et batteri med en spænding på 10,8 volt. Blandt nikkelbatterierne findes disse, men ikke ofte. Når fire lithiumceller er forbundet med en guirlande, får vi allerede 14,4 volt.Dette vil erstatte nikkelbatteriet med begge 12 volt.og 14,4 volt er meget almindelige standarder for nikkel-cadmium- og nikkel-metalhydrid-batterier. Det hele afhænger af den specifikke model af skruetrækkeren.

Efter at det har været muligt at bestemme antallet af successive etaper, vil det formentlig vise sig, at der stadig er ledig plads i den gamle bygning. Dette vil tillade, at to celler kan forbindes i hvert trin parallelt, hvilket vil fordoble batterikapaciteten. Nikkeltape bruges til at forbinde lithiumbatterier til hinanden i produktionen.... Sektioner af båndet er forbundet med hinanden og til lithiumelementer ved modstandssvejsning. Men i hverdagen er lodning ganske acceptabel.

Lodning af lithiumceller skal udføres med stor omhu. Fugen skal renses grundigt forinden, og der skal påføres et godt flusmiddel. Fortinning udføres meget hurtigt, med en velopvarmet loddekolbe med tilstrækkelig høj effekt.

Selve lodningen sker ved hurtigt og sikkert at opvarme stedet, hvor ledningen er forbundet med lithiumcellen. For at undgå farlig overophedning af elementet bør loddetiden ikke overstige tre til fem sekunder.

Det er godt, at der nu er færdige elektroniske styre- og indreguleringsmoduler til salg til ret lave priser. Det er nok at vælge den løsning, der passer til netop din sag. Grundlæggende adskiller disse regulatorer sig i antallet af serieforbundne "trin", spændingen mellem hvilke er genstand for udligning (balancering). Derudover adskiller de sig i deres tilladte belastningsstrøm og temperaturkontrolmetode.

Alligevel, det er ikke længere muligt at oplade et hjemmelavet lithium batteri med en gammel nikkel batterioplader... De har fundamentalt forskellige ladealgoritmer og styrespændinger. Du skal bruge en dedikeret oplader.

Lithium-batterier er ret kræsne med hensyn til opladerspecifikationer. Sådanne batterier kan oplades ret hurtigt med en betydelig strøm, men for høj ladestrøm fører til alvorlig opvarmning og brandfare.

Det skal også huskes på, at når celler er forbundet i serie i et batteri, er lithiumkilder meget tilbøjelige til ujævn opladning af individuelle celler. Dette fører til, at det ikke er muligt at oplade batteriet til dets fulde kapacitet, og elementet, der regelmæssigt arbejder i underopladet tilstand, bliver simpelthen hurtigere slidt. Derfor bygges opladere normalt efter "charge balancer"-ordningen.

Heldigvis har alle moderne fabriksfremstillede lithium-batterier (bortset fra direkte forfalskninger) indbyggede beskyttelses- og balanceringskredsløb. Opladeren til sådanne batterier skal dog være specialiseret.

Det gode ved lithium-batterier er, at de ikke er alt for krævende med hensyn til opbevaringsforhold. De kan opbevares, uanset om de er opladet eller afladet, ved næsten enhver rimelig temperatur. Hvis bare det ikke var for koldt. Temperaturer under 25 grader under nul er dødelige for de fleste typer lithium-batterier. Nå, og over 65 graders varme er det også bedre ikke at overophede.

Når du opbevarer lithiumbatterier, skal du dog sørge for at tage højde for den meget høje risiko for brand.

De korrekte opbevaringsforhold er, når batteriet er mindst 50 % opladet, og rumtemperaturen er fra 0 til +40 grader. Samtidig er det tilrådeligt at spare batterierne mod fugt, herunder i form af dryp (dug).

Du vil finde ud af, hvilket batteri der er bedre til en skruetrækker i den næste video.