Ni cd аккумулятор восстановление

Информационный сайт о накопителях энергии

Электрический шуруповерт, необходимый бытовой и производственный инструмент для мелких строительных работ, установки и снятия метизов. Применение аккумуляторов вместо сетевого энергоснабжения позволяет работать в любых условиях, в отсутствие энергии. Чаще всего накопительная батарея инструмента укомплектована Ni-Cd аккумуляторами напоминающими пальчиковые батарейки. При соблюдении условий эксплуатации эти компоненты выдерживают до 1000 циклов зарядки. В некоторых случаях требуется восстановление аккумуляторов шуруповертов.

Особенности эксплуатации никель-кадмиевых и никель-металлогидридных аккумуляторов

Для шуруповерта важно подобрать батарею из аккумуляторов, соответствующую по напряжению выполняемым задачам и с хорошей емкостью. Из стандартных компонентов с напряжением 1,2 В и емкостью 2000 мАч, выполняются все сборки, независимо от страны-производителя инструмента. Для получения нужного рабочего напряжения пакет собирается с последовательным соединением элементов, каждый из которых работает самостоятельно. Задача владельца – выполнить правильное обслуживание инструмента.

Потерять емкость батарея может при условиях:

• Вначале эксплуатации не выполнена «раскачка» батареи – исключение «эффекта памяти».
• Подзарядка инструмента производится в удобное для владельца время, не дожидаясь полной выработки энергии.
• Подзарядка не достигает максимального уровня, останавливается раньше, способствуя снижению емкости.

Поэтому время от времени требуется использовать прошивку, как метод восстановления памяти Ni аккумуляторов.

Шуруповерт с никель-кадмиевой батареей может храниться длительное время в разряженном виде. Причиной потери емкости неработающей батареи пересыхание внутренней активной части. Восстановление емкости произойдет, если в каждую банку добавить воды особым способом.

Однако со временем приходит срок утилизации аккумуляторов с ядовитой начинкой. Именно этот аспект заставил страны Европы перейти на менее вредные, Ni-Mh (никель-металлогидридные) аккумуляторы. Их технические параметры и эффект памяти идентичны никель-кадмиевым, но имеют меньше циклов заряд-разряд и не работают при минусовых температурах. Способ восстановления емкости Ni-Mh аккумуляторов отличается от никель-кадмиевых.

Ni-Cd аккумуляторы – восстановление емкости

Для восстановления никель – кадмиевых аккумуляторов рулонного типа используются импульсные токи. При этом параметр тока превышает емкость в 10 и более раз, импульс составляет 2-4 секунды. Чтобы не повредить структуру элементов, необходимо следовать инструкции, соблюдать последовательность операций.

В первую очередь необходимо выявить в сборке элементы с нулевым зарядом. Эти элементы нужно выпаять и восстановить отдельно. Нет показаний на мультиметре, так как внутри банки произошел разрыв контакта корпуса с положительной обкладкой. Причина – отсутствие или недостаток влаги внутри корпуса. В таких аккумуляторах будет нужно восстановить водно-солевой баланс:

• корпус элемента освободить от упаковки полностью;
• просверлить отверстие в желобке и ввести в полость шприцом около 1 мл воды, медленно и постепенно, если вода не впитывается совсем, отбраковать ячейку;
• дать впитаться воде, сделать начальную подзарядку элемента импульсным током;
• каждый аккумулятор зарядить до 1,2 В, оставить на несколько дней.

Убедившись, что ячейки держит заряд, на корпусах нужно запаять отверстия. Собрать новую батарею, заменив отбракованные элементы.

Бывает, одного кубика воды недостаточно, емкость в элементе не до конца восстанавливается. Можно повторить операцию, пока отверстие открыто. Есть и другие способы реанимации батареи шуруповерта, но этот восстанавливает ячейки надолго.

Предлагаем посмотреть описанный метод на видео.

Работоспособность Ni─Cd аккумуляторов (как и любых других) со временем ухудшается и через некоторое время они могут прийти к состоянию разряда «в ноль». При этом зарядка ни это состояние никак повлиять не может. Они просто отказываются принимать заряд. При этом аккумуляторы имеют ещё достаточно ресурсов для дальнейшей эксплуатации. Поэтому со временем появились некоторые способы их восстановления. Покупать новый никель-кадмиевый аккумулятор или восстанавливать старый, решать вам. Мы лишь постарались обобщить данные, которые удалось найти в интернете о восстановлении и ремонте Ni─Cd аккумуляторов.

В чём проблема при эксплуатации Ni─Cd аккумуляторов?

При эксплуатации Ni─Cd постепенно происходит снижение напряжения и разрядной ёмкости. Ниже приводятся основные факторы, обуславливающие эти процессы:

• уменьшение рабочей поверхности положительных и отрицательных электродов;
• потеря активной массы, а также её перераспределение по электродам;
• возникновение утечек тока из-за образования дендритов металлического Cd;
• процессы, в результате которых происходит необратимое потребление воды и кислорода;
• изменение состава и объёма электролита.

Подобные процессы происходят, когда эксплуатируются Ni-MH аккумуляторы. Разница только в используемых материалах электродов.

Все эти изменения оксидно─никелевого электрода вызываются постоянными перезарядами, при которых в пространстве положительного электрода идёт процесс выделения кислорода. Чем больше аккумуляторов проходит циклов заряд-разряд, тем больше наблюдается укрупнение кристаллов активной массы положительного электрода. Поэтому уменьшается рабочая поверхность, а, значит, и ёмкость батареи.

На кадмиевом электроде процесс деградации определяется в основном миграцией активной массы. В результате происходит некоторая её потеря. Кроме того, активная масса забивает поры в поверхностном слое отрицательного электрода. Из-за этого затрудняется доступ электролита в глубинные слои. Результатом миграции активной массы становится рост дендритных мостиков сквозь сепаратор до положительного электрода. Эти приводит к многочисленным коротким микрозамыканиям и увеличивает саморазряд. На кадмиевом электроде при эксплуатации также происходит рост кристаллов и увеличение объёма активной массы.

Кроме вышеописанных процессов, в Ni─Cd аккумуляторах протекают процессы окисления различных добавок, которые присутствуют в аккумуляторе. Металлокерамика положительного электрода постепенно окисляется с потреблением воды. И ещё один неприятный процесс, который приводит к потере работоспособности Ni─Cd аккумулятора, это отбор электролита из сепаратора. Это происходит из-за изменения пористой структуры электродов и приводит к росту внутреннего сопротивления никель-кадмиевого аккумулятора.
Состав электролита также меняется при эксплуатации. В частности, растёт объем карбонатов. Уменьшается электропроводность электролита и падают все параметры Ni─Cd аккумулятора при разряде. Картина становится особенно заметной при низких температурах. Что же делать в таких случаях?

Распространённый метод восстановления Ni─Cd аккумуляторов?

На тему восстановления Ni─Cd аккумуляторов есть достаточно много статей и видеороликов в интернете. Большинство из них касается восстановления аккумуляторов от шуруповёртов и другого портативного инструмента. Это неудивительно, поскольку такие батареи стоят достаточно дорого и зачастую их ещё нужно поискать. В основном при восстановлении никель─кадмиевых аккумуляторов используется одна методика, которую мы сейчас опишем.

На изображении ниже представлен аккумулятор от шуруповёрта в сборе и его начинка.

Аккумулятор от шуруповёрта

Одна Ni-Cd батарейка из аккумулятора

Если сказать коротко, то метод восстановления заключается Ni─Cd аккумулятора высоким током короткими импульсами в течение нескольких секунд. При этом ток должен быть гораздо больше ёмкости батареи (в десятки раз).

Методика восстановления пригодна для никель─кадмиевых аккумуляторов. Не путать с никель─металлогидридными. Опробована она была на моделях рулонного типа. В принципе подходит для батареек любого возраста и даже потёкших. Конечно, чем старше будет аккумулятор, тем меньше шансов будет его восстановить.
Что понадобиться при проведении процедуры восстановления:

• другая рабочая аккумуляторная батарея с сильным током. Это может быть аккумулятор от источника бесперебойного питания, автомобильный аккумулятор и т. п.;
• крокодилы, куски провода. Куски провода должны иметь длину около 10 сантиметров и сечение не менее 1,5 мм 2 ;
• мультиметр для контроля напряжения;
• средства защиты (перчатки, очки).

Внимание! Не пренебрегайте средствами защиты. Обязательно надевайте защитные очки и перчатки, чтобы защитить глаза и руки.

В идеале следует проводить процедуру на каждой батарейке (1,2 вольта) по отдельности, а не на все сборке сразу. В этом случае процедура восстановления будет проходить эффективнее и вторую батарею можно будет использовать меньшей мощности (вполне хватит стандартной автомобильной АКБ или аккумулятора из источника бесперебойного питания).

Итак, по порядку, что нужно делать:

• Находите у восстанавливаемой батарейки (или у всего блока шуруповёрта, если восстанавливаете целиком) плюс и минус;
• Затем при помощи куска провода и крокодилов соединяете минусы;
• Потом к одному из плюсовых контактов крепится второй кусок провода;
• После этого нужно свободным концом провода быстро касаться оставшегося свободным плюсового контакта. Здесь важно делать касания быстро и кратковременно (2─3 касания в секунду). Эта процедура продолжается 3─4 секунды. Важно не допускать приварки провода в месте касания.

После проведения одного цикла таких касаний делается замер напряжения на восстанавливаемой батарее. Если не появилось, то делаете ещё один цикл. После того, как на батарейке появится напряжение, она ставится на зарядку до набора своей ёмкости. Скорее всего, она будет меньше номинала. Рекомендуется ещё сделать несколько циклов заряд-разряд для тренировки аккумулятора. Подробно о том, как заряжать Ni-Cd аккумуляторы читайте по указанной ссылке.

Почитав отзывы об этом методе восстановления, стало ясно, что он дает лишь кратковременное улучшение состояния батареи. Аккумулятор действительно начинал работать, заряжаться, разряжаться, набирать ёмкость, но впадал некоторое время, «что в кому». Я так понимаю, что это происходит по причине того, что не устранялся источник проблемы. В результате прожига устранялись дендриты, вызывавшие микрозамыкания, и батарейка оживала. Но поскольку состав и объём электролита нарушены, всё возвращалось в исходное состояние.

После поисков в интернете был найден ещё один, более совершенный метод восстановления Ni─Cd аккумуляторных батарей. Советуем также прочитать материал про то, как восстановить Ni─MH аккумуляторы.
Вернуться к содержанию

Улучшенный метод восстановления шуруповёрта аккумуляторов

Автор метода разобрал несколько банок аккумулятора в ходе и обратил внимание на разрыв положительного контакта с отрицательным корпусом. Он предположил, что это вызвано деградацией электролита и оказался прав. Как говорилось выше, в ходе эксплуатации идёт процесс окисления с расходом воды. В результате уменьшения воды в составе щелочного электролита менялись и его эксплуатационные характеристики.

Что было предложено:

• перед тем, как проводить какие-либо манипуляции с подачей импульсного тока и зарядкой, автор метода отобрал из сборки элементы, напряжение на которых было нулевым;
• в их корпусе микродрелью и тоненьким сверлом было сделано отверстие;
• в отверстие каждого элемента был закачан кубический сантиметр дистиллированной воды;
• после этого батарейки отстоялись некоторое время и было измерено их напряжение. Элементы с нулевым напряжением «взбодрили» импульсным током;
• затем была произведена зарядка элементов;
• после этого рекомендуется оставить их на несколько дней, а затем снова проверить напряжение;
• если элементы живы, то отверстия заделываются герметиком или запаиваются. Батарея собирается, заряжается и шуруповёрт готов к работе;
• если напряжение опять нулевое, то добавляется еще «кубик» дистиллированной воды, и процесс повторяется до успешного завершения.

Возможно, вас заинтересует статья о том, как проверить ёмкость аккумулятора телефона.

Всем привет! Сегодня затрону тему стройки и летних дачных занятий. Расскажу как провести ремонт или восстановление аккумулятора шуруповерта своими руками. Надо сказать, что шуруповерт — очень удобная вещь. Зарядил аккумулятор и бегаешь без проводов крутишь то тут, то там. Только со временем такая крутилка крутит все меньше и меньше. Это происходит из-за потери емкости аккумуляторами. Про них и пойдет речь.

Как устроен шуруповерт

Тут все достаточно просто. Простейший шуруповерт состоит из пластикового корпуса, аккумуляторной батареи (1), регулятора оборотов вращения (2), пластиковой кнопки (3), двигателя (4), редуктора (5) и патрона (6).

В современных шуруповертах чаще всего применяется редуктор с планетарной передачей усилия вращения.

Внутренности аккумулятора шуруповерта

Внутри аккумулятор шуруповерт устроен очень просто. Аккумуляторные банки соединены последовательно между собой металлической фольгой с помощью точечной сварки. В простейшем случае все заканчивается скользящими контактами.

Более сложные аккумуляторы имеют в своем составе платы контроллера заряда и разряда с отслеживанием температуры банок. Чаще всего такие платы ставятся в шуруповертах брендовых фирм с литий-ионными аккумуляторными секциями.

Дальше рассмотрим подробнее достоинства и недостатки разных видов аккумуляторных батарей и поговорим про восстановление аккумулятора своими руками.

Виды аккумуляторных элементов

За последние 20 — 30 лет разработано множество технологий портативных аккумуляторных батарей: Ni-Cd, Ni-Mh, Li-ion, Li-Pol, Al-Ion, Li-S, Mg-S, Li-O2, LiFePO4 и даже литий-нанофосфатные. Рассмотрим самые популярные из них.

Никель-кадмиевые аккумуляторы

Это самые популярный тип аккумуляторных секций для дешевых шуруповертов .

Достоинства: они дешево стоят и могут хорошо работать при отрицательных температурах. Также они не боятся разряда и хранения в таком положении.

Недостатки: кадмий токсичен и такие аккумуляторы нужно утилизировать специальным образом. Присутствует саморазряд и эффект памяти, низкая удельная объемная емкость.

Никель-металлгидридные аккумуляторы

Никель-металлгидридные стоят чуть подороже, но в целом по уровню они примерно такие же, может чуть лучше никель-кадмиевых.

Достоинства: не токсичны, меньший эффект памяти и саморазряд, большее число циклов заряда/разряда.

Недостатки: более чувствительны к отрицательным температурам, боятся хранения в разряженном состоянии — теряют емкость.

Литий-ионные аккумуляторы

Литий-ионные батареи все чаще применяются в шуруповертах даже бюджетного класса.

Достоинства: нет эффекта памяти — можно заряжать и разряжать в любой момент, большая емкость при меньших габаритах, малый саморазряд, большое число зарядов/разрядов.

Недостатки: высокая цена, опасность чрезмерного нагрева при интенсивном заряде и разряде.

Литий-полимерные аккумуляторы

Пока что литий-полимерные аккумуляторы мало применяются в шуруповертах, но с развитием технологий скорее всего их начнут туда ставить массово.

Достоинства: бОльшая емкость при меньших габаритах, чем у Li-ion, может принимать любую форму, напряжение при разряде держит лучше, низкий саморазряд.

Недостатки: высокая стоимость, нагрев при эксплуатации и опасность возгорания.

Восстановление аккумуляторных элементов

Тут я приведу историю от Мастера Сергея по восстановлению никель-кадмиевого аккумулятора шуруповерта. Владелец стал жаловаться на малое время работы электрошуруповерта и на то, что «аккумулятор не держит». Разборка корпуса аккумулятора показала, что там стоят заводские Ni-Cd банки от фирмы Liang на 1000 мАч.

Восстановить Ni-Cd аккумулятор можно достаточно простым способом. Нужно сделать несколько циклов глубокого разряда и заряда. В таких крайних режимах начинают работать труднодоступные области накопления заряда батареи, отдача от которых ухудшилась вследствие эффекта памяти, нарушения условий эксплуатации или хранения.

Такие проблемы возникают не только у шуруповертов. Индустрия радиоуправляемых моделей с батарейным питанием давно решила проблемы автоматизированного разряда/заряда. Для этого есть специальные зарядные устройства.

У Мастера Сергей оказался Vista Power AK610AC. Это зарядное с функцией заряда мощностью 90 Вт и разряда на нагрузку 20 Вт. Это прекрасный профессиональный аппарат с тач-скрином! Такой можно найти на Авито по цене около 5000 руб.

Вместо такого зарядного устройства можно использовать что-то более китайское, например народный IMAX B6 по цене около 2000 руб.

Начинать цикличное восстановление аккумулятора лучше всего с глубокого разряда аккумулятора и потом сразу зарядки.

После первого цикла емкость при разряде была равна 707 мАч, а при заряде — 879 мАч. Как видим, емкость снизилась на 30 % относительно заявленной производителем.

Второй цикла разряда/заряда показал цифры 781 мАч / 937 мАч. Как видим, это больше предыдущих значений на 10 %.

Третий цикла перезаряда аккумулятора показал незначительные отклонения от предыдущего второго перезаряда. Поэтому этого хватит. Если вы на своих аккумуляторах увидите, что емкость растет, то можно продолжить.

По факту восстановления аккумулятора удалось восстановить около 8% от первоначально заявленной емкости шуруповерта. В принципе неплохо, но я бы посоветовал заменить банки аккумулятора на новые с бОльшей емкостью .

Замена аккумуляторных элементов

В аккумуляторе у Сергея используются никель-кадмиевые батареи питания на 1,2 В. Они не взаимозаменяемы, поэтому лучше подбирать что-то похожее на оригинал по размеру и как можно большей емкости из доступных. У Сергея аккумуляторные элементы похожи на батареи типоразмера type D , поэтому их и заказываем. Можно найти с емкостью около 2400 мАч в тех же размерах.

Я уже писал, как менял аккумуляторные элементы шуруповерта Интерскол. В нем были литий-ионные банки на 3,7 В самого бюджетного класса, да еще и разряженные. Тогда я заменил их на батареи чуть получше. Сейчас я бы поставил фирменные Liitokala на 2200 мАч или аккумуляторы Panasonic на 3400 мАч типоразмера 18650.

Одно неудобно, что приходится паять чувствительные к перегреву аккумуляторы. Такой ремонт или восстановление аккумулятора может иметь обратный эффект. Выход такой — мощный паяльник держать 0,5 — 1 сек. или использовать аппарат для точечной сварки . Второй вариант понадежнее будет.

Запчасти для шуруповертов

Двигатели для шуруповертов редко сгорают, но если сгорят, то можно подобрать от другой модели за 500 — 1000 руб.

Часто в двигателях шуруповертов стираются угольные щетки . Их можно подобрать по нужным размерам и купить за 50 -100 руб.

Аккумуляторы для шуруповертов у многих фирм похожи друг на друга вплоть до формы и креплений. Поэтому, когда не хочется лезть в электронику, можно искать взаимозаменяемые варианты.

Зарядные устройства также нередко сгорают от перепадов напряжения сети или просто гибнут на стройке. Совместимый блок питания для зарядного устройства можно найти за 500 руб.

Биты для шуруповерта вообще относятся к расходному материалу. В зависимости от длины , металла и качества изготовления могут стоить от 20 до 500 руб.

На этом я закругляюсь и привожу видеоролик от Мастера Сергея по восстановлению никель-кадмиевого аккумулятора шуруповерта.