Как правильно спаять аккумуляторы для шуруповерта

В последнее время аккумуляторный электрический инструмент пользуется все большей популярностью. Оно и понятно — в некоторых случаях без такого инструмента просто не обойтись. Одним из самых важных элементов в конструкции шуруповерта является аккумуляторная батарея. Без нее инструмент будет бесполезен.

Устройство аккумулятора шуруповерта

Аккумулятор вырабатывает постоянный ток в процессе электролиза. Он состоит из нескольких элементов (банок), соединенных последовательно. Каждая банка включает в себя:

• Электроды (анод и катод).
• Электролит.
• Корпус аккумулятора.

Ток вырабатывается за счет появления разности потенциалов на аноде и катоде. АКБ имеют множество важных параметров, но основными из них являются:

• Тип, то есть материал, из которого выполнены полюса и электролит.
• Напряжение.
• Емкость.

Напряжение аккумулятора зависит от его типа и количества элементов. Одна банка имеет напряжение от 1,2 до 3,9 В в зависимости от типа аккумулятора. Банки соединяются последовательно, за счет чего их напряжение складывается.

Емкость аккумулятора или максимальное время его работы зависит от потребляемого инструментом тока и конечного напряжения при полном разряде. Рассмотрим все эти параметры на примере аккумулятора для шуруповерта Bosch D 70 745. Эта литий-ионная (li — ion) батарея имеет напряжение 11,1 В и емкость 1500 мАч. Литий-ионная АКБ имеет напряжение банки 3,7 вольта и, как видно из суммарного напряжения, батарея состоит из трех банок. Обычно напряжение аккумулятора для шуруповерта не превышает 18 В.

Типы аккумуляторов и их особенности

Как видно из вышеизложенного, от типа аккумулятора зависят практически все его параметры. В ручном электроинструменте в основном применяются следующие типы АКБ:

• Никель-кадмиевые (Ni-CD).
• Никель-металлогидридные (NiMH).
• Литий-ионный (Li-ion).
• Литий-полимерный (Li-Pol).

Подробнее о каждом типе.

Никель-кадмиевые

Анод NI-MH АКБ выполнен из никеля, а катод из кадмия. Полюса разделены между собой сепаратором. Электролитом выступает раствор гидроксида калия.

Плюсы:

• Большое количество циклов заряд-разряд (циклов работы).
• Хорошо работают при низких температурах.
• Низкая стоимость.

Минусы:

• Сильный эффект памяти.
• Высокий саморазряд.
• Большие размеры.
• Токсичность материалов.
• Необходимость периодического выполнения цикла полного разряда-заряда.

Никель-металлогидридные

Никель-металлогидридные батарейки были разработаны для частичной замены никель-кадмиевых. Анод у них выполнен из никель-латана или никель-лития, катодом является оксид никеля, а электролитом — гидроксид калия. Катод и анод разделены между собой сепаратором. Корпус закрыт крышкой с клапаном, который срабатывает при нарушении работы аккумулятора.

Плюсы:

• Более высокая энергоемкость (по сравнению с Ni — CD).
• Полное отсутствие эффекта памяти.
• Экологически безопасны.

Минусы:

• Меньшее количество циклов заряд-разряд.
• Низкий диапазон рабочих температур.
• Необходимость контроля температуры при заряде.
• Высокий саморазряд.

Литий-ионные

Анод и катод в этом виде АКБ представляет собой литиевую соль различных кислот, нанесенную на фольгу. Для анода используют медную, а для катода — алюминиевую фольгу. Электролит — гелеобразная жидкость на основе литиевых солей. Полюса разделены сепаратором, а в корпус встраивается предохранительный клапан избыточного давления.

Плюсы:

• Высокая энергоемкость.
• Низкий саморазряд.
• Большое количество рабочих циклов.
• Не требует обслуживания.
• Быстрый заряд.
• Практически полное отсутствие эффекта памяти.

Минусы:

• Взрывное самовозгорание.
• Низкий диапазон рабочих температур.
• Высокая стоимость.
• Недопустим сильный разряд, перезаряд и нагрев.

Литий-полимерные

Li-Pol аккумуляторы — усовершенствование литий-ионных путем замены жидкого электролита полимерным.

Плюсы и минусы этого типа батарей сходны с достоинствами и недостатками литий-ионных аккумуляторов. Но в отличие от них Li-Pol батареи более безопасны в плане самовозгорания, при условии соблюдения режим зарядки.

Не пытайтесь заменить вышедший из строя аккумулятор одного типа на другой. Если литий-полимерные и литий-ионные аккумуляторы в какой-то степени взаимозаменяемы, то у литиевых АКБ с никелевыми батареями взаимозаменяемость полностью отсутствует.

Общие советы по эксплуатации аккумуляторных батарей

С помощью простых рекомендаций, описанных ниже, можно сохранить эффективность на всем сроке службы АКБ. Эти рекомендации относятся ко всем типам батарей:

• Следите за степенью разряда. Старайтесь зарядить аккумулятор сразу после того, как он сел. В противном случае из-за эффекта саморазряда напряжение может упасть ниже допустимого уровня, и батарея выйдет из строя.
• Заряжайте инструмент только зарядным устройством, входящим в комплект. В случае его поломки, замените на аналогичный или подберите подходящий по параметрам. Нарушение хотя бы одного из параметров режима зарядки приведет к выходу из строя аккумулятора.
• Как правило, в литиевых батареях установлена схема защиты от перезаряда и сильного разряда, при ремонте старайтесь не повредить ее. Иначе вам придется применять специальное устройство при зарядке, вручную контролируя все параметры, и заряжать батарею до того, как она полностью сядет.
• Следите за температурой аккумулятора при работе и заряде.
• Не наносите повреждения аккумулятору.
• Храните аккумулятор в частично или полностью заряженном состоянии, а при длительном хранении необходимо заряжать батарею хотя бы раз в месяц.

Основные неисправности и проверка аккумуляторных батарей

При соблюдении условий эксплуатации в ручном электроинструменте чаще всего выходит из строя аккумулятор. Признаки неисправности батареи:

• Сильное снижение времени работы.
• Не заряжается или заряжается очень быстро.
• Внешние повреждения.

В зависимости от типа и параметров АКБ цена на них может сильно меняться. Мощные литиевые батареи могут быть соизмеримы по стоимости с новым инструментом, в этом случае можно попытаться выполнить ремонт батареи шуруповерта своими руками.

Перед тем как приступать к ремонту батареи в домашних условиях, необходимо определить вид неисправности. Основные виды неисправностей:

• Нарушение контактов.
• Механические повреждения банок.
• Естественное старение.
• Деградация из-за неправильной эксплуатации.

Для проверки целостности контактов необходимо разобрать корпус батареи и зрительно осмотреть все места пайки. На этом же этапе можно будет осмотреть все элементы батареи и убедиться в отсутствии механических повреждений.

В случае естественного старения или деградации элементов суммарное напряжение полностью заряженного аккумулятора снижается. Это можно выявить с помощью мультиметра, но далеко не все владельцы ручного электроинструмента держат его под рукой.

Ремонт и восстановление АКБ

Общие принципы ремонта различных типов АКБ похожи. Например, способы восстановления Ni — CD аккумуляторов шуруповерта сходны со способами ремонта никель-металлогидридных АКБ. Но об этом ниже.

Чтобы отремонтировать АКБ, необходимо выполнить следующие основные операции:

• Если по какой-то причине батарея давно не использовалась, нелишним будет выполнить 2 — 3 цикла полного разряда-заряда.
• Полная разборка аккумулятора.
• Внешний осмотр на выявление повреждений и отсутствие обрыва контактов.
• Замер суммарного напряжения и напряжения каждого из элементов.
• Выявление рода неисправности и ее устранение.
• Сборка батареи.
• Полный заряд и проверка работы.

Циклы полного разряда-заряда необходимы для устранения накопленного эффекта памяти и попытки выравнивания напряжения между элементами батареи. При этом хорошим вариантом будет использование специальных универсальных зарядных устройств, которые позволяют задать напряжение заряда-разряда. Задаем напряжение в 2−3 раза меньше указанного на ЗУ, входящем в комплект, и выполняем циклы. По окончании получаем полностью заряженный аккумулятор.

Выполняем разборку аккумулятора. Здесь могут быть два варианта: или необходимо будет выкрутить винты, стягивающие корпус батареи, или, используя небольшой молоток с резиновыми накладками, аккуратно разъединить части корпуса. Во втором случае важно найти место стыка половинок корпуса. По окончании процедуры вынимаем спаянные элементы АКБ из корпуса.

На следующем этапе выполняем визуальный осмотр элементов, особое внимание уделяем целостности контактов и мест пайки.

После этого переходим к проверке напряжения батареи в целом и ее каждого элемента в отдельности. В зависимости от типа банки и их количества, суммарное напряжение может быть разным. Для никель-кадмиевого и никель-металлогидридного аккумулятора оно составляет 1,4 В на одну банку, для литиевого — 3,6 — 3,9 В. Производим замер напряжения при полном заряде АКБ для каждого элемента. Для удобства показания лучше записать.

Затем производим разряд аккумулятора (подаем питание) до заметной потери мощности и повторяем процедуру замера напряжения. Элемент Ni — CD и Ni — MH типа подлежит замене, если его напряжение ниже 1,2 В при полном заряде и ниже 1,0 Вольта в разряженном состоянии. Для литиевой банки эти показатели — 3 и 2,2 В соответственно.

Переходим к устранению неисправности. Вздувшиеся банки или банки с нарушением герметичности корпуса не подлежат ремонту, их необходимо заменить. Отпавшие контакты надо спаять снова.

Элементы с низким показанием напряжения лучше всего заменить новыми. В целях экономии можно взять банки от другого бывшего в употреблении аккумулятора, но важно помнить, что через какое-то время эти банки также потребуют замены.

На некоторых ресурсах можно встретить информацию о восстановлении Ni — CD и Ni — MH банок с помощью обновления электролита. Для этого нужно сделать отверстие в банке, залить туда воду и запаять отверстие. Но проблема в том, что плотность электролита должна быть в определенном диапазоне и «попасть» в него будет очень сложно в домашних условиях.

Нарушение герметичности литиевой банки ведет, как правило, к полному выходу ее из строя. Поэтому литиевые банки ремонту не подлежат. В случае поломки схемы контроля перезаряда у литиевых аккумуляторов, ее можно перепаять.

Учитывая стоимость никелевых банок, самым лучшим способом замены вышедших из строя элементов будет покупка новых. Отдельные новые элементы есть в свободной продаже, но в этом случае важно обращать внимание на производителя. На банках заводского производства обычно присутствует маркировка, в случае ее отсутствия стоит задуматься над покупкой.

После устранения выявленной неисправности необходимо собрать батарею, полностью зарядить и проверить суммарное напряжение. Если все сделано правильно — шуруповерт будет работать как новый.

Как видно, восстановить и починить сломавшийся аккумулятор для шуруповерта несложно, все зависит от ваших навыков и наличия паяльника и мультиметра. Их стоимость в случае отсутствия, может быть выше, чем стоимость самого аккумулятора. С другой стороны, паяльник и мультиметр всегда пригодятся в хозяйстве.

Если вы сомневаетесь в своих силах или просто не хотите ремонтировать батарею сами, лучше отдать ее в специализированную мастерскую. Такие мастерские или сервисные центры всегда есть в крупных магазинах, торгующих инструментом. С другой стороны, специалисты сервисного центра не всегда выполняют ремонт качественно, и нередко затягивают сроки.

В нашей мастерской появилось много удобного и многофункционального электроинструмента, без которого трудно обойтись. Шуруповерт – один из них. С ним не страшен никакой ремонт. Особенно удобен такой инструмент, который работает на автономном источнике питания – аккумуляторах. Зарядил заранее там, где есть электроэнергия, и целый день можешь работать в любом отдаленном от сети уголке.

Особенности видов аккумуляторов + (Видео)

Акб – это самая важная деталь в шуруповерте. Если инструмент стал плохо работать, то одной из причин является выход из строя аккумуляторов. Новый аккумуляторный блок стоит чуть меньше самого шуруповерта. И надо сделать серьезный выбор – покупать новый блок или новый инструмент. Не дешевое удовольствие.

Но, если это создал человек, то человек может и отремонтировать. Главное чтобы работала голова, и руки имели правильный исток. Своими руками можно сделать ремонт аккумуляторов, которые после этого проработают еще не один год.

Аккумуляторные батареи состоят из нескольких элементов. Они очень похожи на обычные батарейки, но могут заряжаться. Число циклов заряда определяет основную цену элементов. По видам материала аккумуляторные элементы делятся на:

• никель-кадмиевые;
• литий — ионные;
• никель — металл – гидридные.

В списке они расположены по частоте применения. Никель – кадмиевые элементы (Ni-Cd) наиболее часто встречаются в шуруповертах разных марок. Это объясняется сравнительной дешевизной. Но они имеют низкое отдаваемое напряжение и число циклов заряда – разряда тоже низкое. Напряжение на одном таком аккумуляторе около 1.2 В. Если шуруповерту для работы требуется 12 В, то батарея должна состоять не менее чем из 12 таких элементов.

Они долго хранятся в незаряженном состоянии и не боятся температур. Но уровень саморазряда заставляет часто заряжать батарею, что и является поводом выхода из строя. Экология производства таких аккумуляторов приемлема не в каждой стране мира, но, может быть, поэтому они и дешевле.

Литий – ионные (Li – Ion) аккумуляторы имеют лучшие показатели. Напряжение на отдельном экземпляре достигает 3.6 В. Высокая емкость заряда. Для работы инструмента достаточно четырех штук. Это очень радует руки, потому что инструмент надо и переносить, и держать в руках на любой высоте. Число циклов заряда высокое, но вот цена тоже не низкая. Зато батарея не имеет «памяти» к уровню заряда. И саморазряд небольшой. Словом, все хорошо кроме цены.

Никель – металл – гидридные (Ni – MH) аккумуляторы имеют почти все недостатки предыдущих марок. При качестве никель – кадмиевых элементов их цена равна стоимости литий – ионных. Применение на практике очень низкое там, где есть низкие температуры. Низкие температуры выводят из строя сразу всю батарею.

Отремонтировать батарею аккумуляторов своими руками можно, но это не означает, что можно отремонтировать один элемент. Один элемент можно попытаться восстановить, а если восстановление не помогает, то его надо просто заменить. Заменить можно вообще все элементы батареи. Это самый лучший вариант – купить новые элементы и сделать замену. Но это не всегда быстро, а инструмент нужен сейчас.

Определение неисправности

Неисправность батареи может прятаться в каком-то одном элементе или в нескольких. Редко выходят из строя сразу все. Это и дает надежду на возможность починить инструмент. Чтобы отыскать неисправный элемент потребуется любой мультиметр, который должен быть в мастерской обязательно и автомобильная лампочка мощностью около 20 Вт.

Заряжаем батарею положенное время, затем нагружаем ее на лампочку. Пока лампочка светится – прибором выбираем те аккумуляторы, на которых напряжение будет самым низким. Скорее всего, они и являются причиной выхода из строя. Для более точной диагностики эти элементы надо выпаять из батареи.

Батарея спаянная, а вернее сварена с помощью соединительных пластин методом точечной сварки. Надо аккуратно бокорезами или другим подходящим инструментом оторвать пластины.

На отсоединенных элементах проверяем амперметром того же мультиметра ток прямого замыкания. Просто замыкаем «+» и «-» щупами прибора. Ток на неисправном аккумуляторе будет заметно меньше, чем на остальных.

В чем криминал такого явления? Дело в том, что «плохой» элемент не дает возможность нормально заряжать другие. Он становится своеобразным сопротивлением на пути тока, и вся батарея становится незаряженной до нужного значения. Через некоторое время из-за постоянного низкого уровня заряда она выйдет вся из строя.

Восстановление элементов — реальность

Эффект «памяти» аккумулятора имеет много толкований, но смысл этого явления заключается в том, что элемент с каждой зарядкой снижает емкость заряда. Восстановить отдельный аккумулятор, значит восстановить работоспособность всей батареи.

Способы восстановления разные, но не все дают результат. Часто помогает многоразовый цикл заряда – разряда. Отдельный элемент заряжают, а потом разряжают на лампочку. После полного разряда повторяют заряд. Эту манипуляцию выполняют до тех пор, пока элемент не начнет набирать достаточную емкость заряда. Если же такого не происходит – его утилизируют, а проще – выбрасывают.

Иногда специалисты применяют метод шоковой зарядки. На безнадежный элемент, который не откликнулся на восстановительные меры, подают не 1.2 В, а все 12 В. Такая шоковая встряска иногда приносит результат. Это еще одна попытка перед окончательным выбросом.

Интересны методы восстановления неспециалистов. Они, конечно, похожи на шаманство, но тоже существуют. Относятся они только к Ni-Cd образцам. Предлагается элемент положить в морозилку на 1 час, а потом положить его в полиэтиленовый пакетик и просто постучать по нему каким-нибудь предметом. Если выбрасывать жалко – пробуйте.

Ремонт и замена своими руками

Когда все методы восстановления не принесли успеха, а отбракованные элементы ушли в небытие, необходимо подыскать им замену. Идеальной заменой будет новый элемент или комплект элементов, но из-за отсутствия таковых можно подобрать живой элемент из другой отслужившей батареи. Отобрать его можно тем же методом, каким отбраковывают элемент из батареи.

Замена на элемент бывший в употреблении не так неразумна, как кажется. Если взять новый элемент, то его качества могут затеряться на фоне старой батареи, а старый живой элемент будет работать в равных условиях.

Пайка – самый сложный момент + (Видео)

На заводе аккумуляторы сваривают точечной сваркой. Но не в каждой домашней мастерской она есть. Ходят упорные мнения, что воздействия высокой температуры на элементы выводят их из строя. Мнения есть, но доказательств тому нет. Поэтому соединить элементы в батарею можно методом обычной пайки. Метод проверялся и на li ion аккумуляторах.

Для этого берется электрический паяльник мощностью 40 – 60 Вт, флюс для пайки никеля или тот, который есть и полоски нетолстой жести. Из жести изготавливаются соединители.

Перед сборкой необходимо залудить все контактные места аккумуляторов и соединительные пластины. Затем накладываем пластину на контакт и прижимаем паяльником. Мощный паяльник может быстро спаять луженый слой. Для этого достаточно доли секунды.

Проверяем пайку на физический разрыв. Подобным образом надо перепаять следующие контакты. Ничего сложного в этом процессе нет. Нужна определенная аккуратность и навык, чтобы сделать все самому. После пайки протираем все места спиртом, чтобы удалить остатки флюса, собираем батарею в корпус и ставим на зарядку. После полной зарядки делаем полную разрядку для выравнивания элементов и батарея готова к использованию.

Правильная эксплуатация экономит ваш бюджет + (Видео)

Правило эксплуатации одно – поддерживать батарею в рабочем состоянии. Раз в месяц полностью ее заряжать и разряжать, имитируя работу шуруповерта – многократно включать его и выключать. Хотя бы на холостом ходу. Вот и вся хитрость.

При работе с мобильными бытовыми устройствами или специальным инструментом со встроенным источником питания нередко возникает потребность в том, чтобы припаять провод к батарейке.

Перед тем как приступать к этой, кажущейся простой процедуре, следует тщательно подготовиться, что гарантирует получение по окончании работ надёжного и качественного соединения.

Зачистка клемм и проводов

В подготовке нуждаются как сама щелочная или литиевая батарейка, так и подпаиваемый к ней соединительный проводник.

Указанные процедуры также включают в себя приготовление необходимого расходного материала, включая такие важные компоненты, как припой, канифоль и флюсовая смесь.

Наиболее сложный и ответственный момент предстоящих работ – зачистка клеммы батарейки, к которой предполагается припаять соединительный провод. Указанная процедура может показаться простой только для тех, кто ни разу не пытался этого сделать.

Проблема в данном случае состоит в том, что алюминиевые контакты источников питания (пальчикового или другого типа – неважно) подвержены окислению и постоянно покрыты мешающим пайке налётом.

Для их зачистки и последующей изоляции от воздуха потребуются:

• наждачная бумага;
• медицинский скальпель или хорошо отточенный нож;
• легкоплавкий припой и флюсовая нейтральная добавка;
• не очень «мощный» паяльник (не более 25-ти Ватт).

После того, как все указанные компоненты приготовлены – необходимо проделать следующие операции. Во-первых, нужно аккуратно зачистить место предполагаемой пайки, используя сначала скальпель или нож, а затем мелкую наждачную шкурку (она обеспечит более качественное удаление плёнки окислов с контактной зоны).

Параллельно с этим такой же зачистке должна подвергнуться оголённая часть подпаиваемого провода.

Сразу же после подготовки следует перейти к защитной обработке клемм пальчиковой или любой другой батарейки.

Обработка флюсом

Для предотвращения последующего окисления контакта очищенную от налёта поверхность батарейки следует сразу же обработать флюсовой смесью, изготовленной на основе обычной канифоли.

Если на контактах аккумулятора телефона, например, отсутствуют жирные пятна от масел – достаточно просто протереть их мягкой фланелью, смоченной в нашатырном спирте.

После этого нужно будет, хорошо прогрев паяльник, несколькими быстрыми касаниями пропаять контактную зону. На этом подготовку к пайке можно считать законченной.

Процесс пайки

После того, как каждая из соединяемых частей зачищена и обработана флюсом, переходят к непосредственному спаиванию провода с контактной зоной батарейки.

Для проведения этой завершающей процедуры можно воспользоваться тем же 25-ти ваттным паяльником, который применялся при подготовке клемм аккумулятора из NI или CD.

В качестве припоя следует выбрать легкоплавкий состав, а для его хорошего растекания использовать флюс на основе канифоли.

Процедура окончательной пайки по времени должна занимать не более 3-х секунд. Это касается любого типа батареек (как из NI, так из CD).

Самое главное – не допустить перегрева клеммной части элемента, в результате которого он может быть основательно повреждён. Не исключена и возможность его полного разрушения (разрыва) в процессе пайки.

При рассмотрении вопроса о том, как спаять провод и батарейку, следует отметить, что такая ситуация встречается гораздо чаще, чем кажется. В первую очередь это касается специального строительного инструмента (при необходимости пайки аккумуляторов шуруповёрта, например).

Нередки случаи, когда встроенный блок питания используемого инструмента по какой-то причине полностью разрушается, а заменить этот шуруповёрт нечем. В этой ситуации питающие устройство проводники подпаиваются к запасному аккумулятору, рассчитанному на то же напряжение.

Рассмотренная методика может использоваться, когда нужно просто спаять две батарейки между собой.

Надо заметить, что вместо пайки на производстве применяют точечную сварку к аккумуляторам. Но аппарат для такого вида соединения есть не у каждого, в то время как паяльник – более распространенный прибор. Поэтому в домашних условиях пайка и при ходит на помощь.