Ремонт литиевых батарей для шуруповерта

Как восстановить литиевый аккумулятор от шуруповёрта DeWalt?

Реанимируем аккумулятор DCB 145

Литиевые аккумуляторы находят всё большее применение в быту. В настоящее время они всё чаще встречаются в качестве сменных аккумуляторов для шуруповёртов и другого электроинструмента. Несмотря на свои достоинства, литиевые аккумуляторы также не лишены недостатков.

Так, после 1,5 года эксплуатации аккумуляторы от шуруповёрта DeWalt стали быстро разряжаться, работать стало невозможно. Аккумуляторы заряжались максимум до 14,4 вольт, хотя для этого использовалось штатное зарядное устройство DCB-107. Кроме этого, зарядка происходила очень быстро, вместо положенных 60 минут, от силы минут 15.

Прежде чем рассказывать о том, как удалось решить данную проблему, мне бы хотелось познакомить читателя с устройством литиевого аккумулятора от шуруповёрта.

Вот так выглядит штатный аккумулятор DeWalt DCB-145.

Чтобы вскрыть такой аккумулятор потребуется шестигранная отвёртка типа TORX. Аккумуляторная батарея состоит из 4 литиевых (Li-ion) «банок» SAMSUNG SDI INR18650-13B ёмкостью 1300 mA/h каждая. Все четыре «банки» установлены в пластиковый бокс и соединены последовательно при помощи токоведущих пластин. Пластины приварены к контактам аккумуляторов точечной сваркой. Видно, что это качественная заводская сборка.

Не советую разделять «банки» составного аккумулятора, перекусывая соединительные токоведущие пластины. Я так сделал и пожалел. Далее я расскажу, почему этого делать не стоит.

Сами аккумуляторы SAMSUNG SDI INR18650-13B не имеют встроенного контроллера заряда/разряда. К сожалению, найти документацию на аккумуляторы конкретно этой модели (с индексом 13B) мне не удалось. Но, судя по параметрам аккумуляторов данной линейки, максимальный непрерывный ток разряда (Max Continuous Discharge Current) может быть от 18 (INR18650-13L) до 23 (INR18650-13M) ампер! Не удивительно, что в них нет встроенного контроллера.

Также в корпусе батареи установлен 5-ти контактный разъём и небольшая печатная плата.

Многоконтактный разъём необходим для того, чтобы при заряде была возможность контролировать заряд каждого из четырёх аккумуляторов INR18650-13B отдельно. Как известно, напряжение более 4,1

4,2V для литиевых аккумуляторов опасно и может привести к повреждению или даже возгоранию. Поэтому зарядное устройство выравнивает (балансирует) ток через каждую «банку» составной батареи так, чтобы напряжение на каждой из них не превышало 4,1V.

Также на печатной плате установлен датчик температуры, который прилегает к одной из литиевых «банок».

Благодаря датчику штатная зарядка DeWalt DCB-107 измеряет температуру аккумулятора и отключает режим заряда в том случае, если батарея перегрета или имеет температуру ниже +4 0 С. Кроме термодатчика на плате смонтирована какая-то схема, но она залита герметиком.

Такая аккумуляторная сборка называется «Pack for Power Tool«, то есть «Пакет» или аккумуляторная сборка для электроинструмента. Вот так она выглядит.

Крупные компания вроде Samsung поставляют такие вот сборки для производителей силового электроинструмента под заказ. Возможно, поэтому мне и не удалось найти точные характеристики под аккумуляторы INR18650-13B.

С устройством Li-ion аккумулятора для электроинструмента мы ознакомились. Вернёмся к нашим «дохлым» аккумуляторам.

Перед тем, как аккумуляторы «сдохли» их очень сильно разрядили. Пользовались шуруповёртом до тех пор, пока аккумулятор не разрядился, а затем, сделав передышку, поработали им ещё некоторое время. После этого аккумуляторы и стали плохо заряжаться, и не держали ёмкость.

После замера напряжения на каждой «банке» АКБ выяснилось, что 3 «банки» из 4 заряжены не польностью — до 3,5 вольт. Лишь одна зарядилась до необходимых 4,1 вольт (для Li-ion).

Если сложить напряжение всех банок, то получим как раз те самые 14,4V. Напомню, что штатное зарядное устройство очень быстро заряжало аккумулятор и отключалось.

Первое, что пришло на ум, это заменить те литиевые «банки», которые заряжались не полностью. Но, поиск оригинальных INR18650-13B не дал результатов. Возможно из-за того, что такие сборки поставляются только под заказ и в розницу не поступают. Да и стоимость четырёх новых аккумуляторов, например, INR18650-22R практически равнялась цене одной АКБ DeWalt DCB-145. Поэтому от замены аккумуляторов я решил на тот момент отказаться.

И, тут в голову пришла дельная мысль, а она как всегда, запаздывает. Что, если штатная зарядка не смогла правильно отбалансировать составную литиевую АКБ после глубокого разряда? То есть штатная ДеВольт’овская зарядка заряжала одну «банку» до необходимых 4,1V и отключалась. При этом оставшиеся 3 литиевые «банки» заряжались не полностью, а всего лишь до 3,5V.

Было решено проверить штатное зарядное устройство DCB-107 на предмет наличия какой бы то ни было неисправности, но оно оказалось исправно. Да и новые аккумуляторы зарядка заряжала прекрасно.

Таким образом, я пришёл к выводу, что штатное зарядное устройство не смогло правильно отбалансировать составную литиевую батарею после глубокой разрядки.

Было решено разрядить/зарядить каждую литиевую банку 18650 отдельно с помощью стороннего зарядного устройства. Для этого использовалась зарядное устройство Turnigy Accucell 6 (аналог IMAX B6), о котором я уже рассказывал.

Разряжал каждую банку 18650 до 3V током 0,3А. Затем заряжал до 4,1V током 0,5А. Далее снова разряжал с целью определить, сколько же тока заливается в каждую конкретную «банку». Это необходимо для того, чтобы оценить их ёмкость. Как выяснилось, аккумуляторы исправны и в каждую из них было «залито» от 1164 до 1186 mA. Что не так далеко от заявленной ёмкости в 1300 mA/h. Таким образом я убедился, что аккумуляторы исправны, и заменять их не стоит.

После теста (заряда-разряда) каждого аккумулятора меряем напряжение на каждой литиевой «банке». Оно должно быть в пределах 3,1

3,3V на каждой. Таким образом составной аккумулятор будет разряжен до 12,4

Затем я собрал все «банки» в бокс, припаял плату с разъёмом и установил в корпус. Поставил полностью разряженный аккумулятор DeWalt DCB-145 уже в штатную ДеВольт’овскую зарядку и засёк время начала процесса зарядки. Как я и ожидал, спустя 1 час (60 минут, как и указано в инструкции) зарядка была завершена.

В качестве «контрольного выстрела» замерил напряжение на клеммах B+ и B-. Оно составило 16,4V, как и положено для полностью заряженной АКБ.

Таким образом удалось восстановить два аккумулятора DeWalt DCB-145 и избежать пустой траты денег на покупку новых аккумуляторов, суммарная стоимость которых практически равна стоимости недорогого шуруповёрта.

Теперь расскажу о «граблях», на которые наступил.

Внимание! Сборку надо производить очень аккуратно и не допускать короткого замыкания между выводами «банок» и тех выводов, которые идут на балансировочный разъём. Если замкнёте что пассатижами или пинцетом, то фейерверк из искр обеспечен! Я в этом убедился на практике. Токи такие, что провод сечением 0,5 мм. плавятся так, будто это тончайший проводок плавкого предохранителя.

Также категорически не советую разделять литиевые банки, разрезая или перекусывая соединительные токоведущие пластины, которые приварены сваркой.

Во-первых, в этом нет необходимости. Зарядить каждую «банку» можно просто подключаясь выводами зарядного устройства к полюсам нужного аккумулятора. Единственное, что может потребоваться, так это отпаять выводы балансировочного разъёма и временно снять сам разъём со сборки.

Во-вторых, можно повредить изоляцию литиевых аккумуляторов и из-за этого замкнуть их.

В третьих, после того, как литиевые «банки» будут протестированы, встанет вопрос о соединении их вместе. И даже если пластины удастся спаять между собой, то поместить такую сборку обратно в корпус будет весьма трудоёмкой задачей. Корпус аккумулятора очень плотно подогнан под габариты сборки.

Где купить литиевые аккумуляторы для замены неисправных?

Ну, и напоследок, затрону тему замены литиевых аккумуляторов. Если случилось так, что аккумуляторы в вашем шуруповёрте пришли в негодность и их надо заменить, то на данный момент не составляет труда найти им достойную замену. Например, на АлиЭкспресс можно найти литиевые аккумуляторы от Samsung, LG, Sanyo, Panasonic, Sony.

Для апгрейда своего 12V шуруповёрта с никель-кадмиевым аккумулятором, я приобрёл аккумуляторы Samsung INR18650-25RM.

Покупал в хорошо знакомом многим и проверенном магазине LiitoKala. Судя по всему, аккумуляторы оригинальные. Во всяком случае, разницы в весе, ёмкости, качестве изготовления я не заметил. Продавец прямым текстом пишет, что аккумуляторы оригинальные, но, «светить» бренд Samsung они, видимо, не имеют права. Поэтому на всех аккумуляторах маркировка Samsung заклеена фирменной наклейкой магазина.

Переделка удалась. С платами защиты и заряда я заморачиваться не стал, просто вывел наружу силовые проводники, а также провода под балансировочный разъём. Заряжаю всё напрямую от универсальной зарядки Turnigy Accucell 6. Делал всё на быструю руку, так как лето было на исходе.

Под замену никелевых (NiCd, NiMh) аккумуляторов на литий лучше брать те, что с приваренными «лепестками». Так будет легче спаять составную батарею.

Стоит отметить, что аккумуляторы INR18650-25RM как раз-таки и используются в тех самых «Pack for Power Tool» для электроинструмента. Перед покупкой советую погуглить даташит на аккумулятор (например, так: «samsung inr18650-25rm datasheet»). В нём указано всё, что необходимо знать: типовой ток заряда и разряда, назначение (инструмент, игрушки), графики потери ёмкости после нескольких циклов и много чего ещё.

Источник

Как отремонтировать аккумулятор для шуруповерта: определение неисправности и восстановление

Как отремонтировать аккумулятор для шуруповерта – это часто задаваемый вопрос среди домашних мастеров, ведь это приспособление имеется в арсенале почти у каждого хозяина. Главными достоинствами инструмента, функционирующего от АКБ, считают компактность, возможность работать с ним даже на высоте (из-за отсутствия проводов электропитания). Тем не менее, аккумулятор этого устройства может выйти из строя, а приобретать новый – невыгодно, ведь его цена порой доходит до 60% от стоимости инструмента. Поэтому рекомендуется попробовать восстановить АКБ – как именно, мы расскажем сегодня.

Как выглядит аккумулятор шуруповерта?

Несмотря на разнообразие моделей этих инструментов, аккумулятор у всех шуруповёртов имеет похожий внешний вид. Он представляет собой короб из пластика, где находится множество составных элементов питания. Они закрепляются между собой в единую цепь таким образом, чтобы проводки «банок» с двух сторон замыкались на контакты, которые и обеспечивают питание шуруповерту.

Все аккумуляторы имеют примитивное строение, с которым сможет разобраться даже неопытный мастер, мало знакомый с электротехникой. Кроме деталей питания в коробе блока часто располагается:

• терморезистор – позволяет контролировать температуру банок во время зарядки;
• термовыключатель – автоматически размыкает части цепи в случае перегрева АКБ;
• плата управления и контроля (имеется только у литий-ионных аккумуляторов).

Разновидности аккумуляторов

Таблица 1. Распространенные виды АКБ.

Эти батареи чаще всего встречаются в бюджетных инструментах, потому что имеют низкую себестоимость. Устройства работают даже при минусовых температурах и могут храниться без зарядки длительное время. Из отрицательных характеристик этих АКБ следует отметить:
1. Так называемый «эффект памяти». Это значит, что при неполной зарядке аккумулятор останавливается на этом значении, и в следующий раз не будет заряжаться выше.
2. Минимальная емкость и около одной тысячи циклов заряда.
3. Когда инструмент не используется, батарея постепенно теряет заряд.
4. Кадмий – это высокотоксичное вещество. Поэтому ремонт АКБ может быть опасным для здоровья мастера.

Чтобы сохранить емкость, первый раз (после покупки) этот инструмент заряжают около двенадцати часов. Кроме того, в процессе работы рекомендуют его разряжать до минимума, а затем снова заряжать до 100%.

Это тоже популярный тип аккумулятора, который не содержит токсических веществ. При этом он имеет более высокую цену по сравнению с предыдущим вариантом. У этих батарей отсутствует «эффект памяти», при хранении они не разряжаются. Источник питания выдерживает большое количество зарядов, но может испортиться под воздействием холода. Еще одним недостатком является необходимость постоянно подзаряжать устройство.

Это мощные, но при этом дорогостоящие АКБ. У них тоже отсутствует «эффект памяти», они не подвергаются саморазряду. Главным их преимуществом считают большую емкость. Тем не менее, АКБ такого типа не следует постоянно разряжать до минимума. Иначе после нескольких таких действий придется приобретать другой источник питания. Только у этих устройств имеется специальный контролер, который препятствует следующему:

перегреванию;

полному разряду батареи;

короткому замыканию;

возгоранию.

Контролер позволяет размыкать цепь аккумулятора при необходимости, даже в тех случаях, когда он не находится в корпусе шуруповерта.

Недостатком является то, что такие АКБ стремительно приходят в негодность из-за разложения лития. В среднем, их срок эксплуатации не превышает трех-четырех лет (даже при аккуратном обращении).

Обратите внимание! Существует еще один вид аккумуляторов – литий-полимерные, но они не используют для таких инструментов. В основном их устанавливают в смартфоны, планшетные ПК.

Цены на аккумуляторы для шуруповертов

Неполадки в работе шуруповерта

Несмотря на разнообразие источников питания для АКБ, все они имеют похожее строение, а значит и неисправности у них одинаковые:

• разрыв цепочки, соединяющей банки;
• потеря емкости заряда (одного или нескольких);
• испарение электролита;
• разложение лития (только в некоторых батареях).

Снижение емкости элементов АКБ – это распространенная проблема, которая случается даже при недолгом использовании устройства. Обусловлена неполадка тем, что даже когда единичный заряд утрачивает емкость, остальные банки уже не могут полноценно заряжаться. В результате сокращается время беспрерывного использования шуруповерта.

Причиной подобной поломки является «эффект памяти» или испарение электролита в элементах питания, которое происходит при их сильном нагревании. Тем не менее, даже с такими неприятностями можно справиться в домашних условиях, не обращаясь к специалистам.

Неработающие элементы восстанавливают или заменяют новыми. Второй случая актуален для литий-ионных АКБ, в которых произошло разложение лития – в этом случае останется только купить новый источник питания.

Ремонт аккумулятора шуруповерта

Практически любые поломки аккумулятора шуруповерта можно исправить самостоятельно. Для этого потребуется знать причину неисправности и способы ее устранения.

Подробная диагностика АКБ: пошаговая инструкция

Шаг первый: необходимо зарядить источник питания на 100%. Если речь идет о никель-кадмиевом аккумуляторе, то его сначала разряжают до ноля, чтобы избежать «эффекта памяти».

Шаг второй: далее потребуется удалить крышку пластикового блока. Сделать это намного проще, если она прикручена шурупами – их придется открутить. Тем не менее, часто эту крышку фиксируют на клей, поэтому необходимо взять канцелярский нож и осторожно пройтись по шву, после чего получится легко отсоединить верхнюю часть отверткой.

Шаг третий: теперь предстоит внимательно рассмотреть состояние внутренних элементов, выявить повреждения: нарушение целостности цепочки, потекший электролит и прочее.

Шаг четвертый: далее следует замерить авометром уровень напряжения каждой банки. Для никель-кадмиевых и никель-металлогидридных источников должно быть напряжение около 1,3 В. Для литий-ионных банок заряд составляет – 3,7 В. Рекомендуется подписать уровень напряжения каждой батареи, чтобы не перепутать их.

Шаг пятый: теперь необходимо сделать нагрузку для аккумулятора, присоединив к выходам небольшую лампочку. В таком виде банки следует подержать некоторое время, а после снова измерить прибором напряжение. Тогда получится выявить звено с высокой просадкой.

После обнаружения дефектных элементов аккумулятора следует подобрать оптимальный метод их восстановления. Сделать это можно двумя способами:

1. Отремонтировать неисправные банки прошивкой током с высоким уровнем напряжения или добавлять внутрь фильтрованную жидкость в случае испарения электролита. Тем не менее, таких мер хватит лишь на некоторое время, а потом придется заменить банки.
2. Заменить неисправные банки – это лучший способ решения проблемы. При желании можно взять уже использованные источники питания, но работающие.

Особенности восстановления дефектных элементов АКБ

Вернуть потерянную емкость можно только в случае тех аккумуляторов, которые имеют «эффект памяти». Для таких целей потребуется подготовить другое (мощное) устройство зарядки, где имеется возможность контроля силы тока и напряжения. Далее необходимо этим устройством воздействовать на банки с просевшим напряжением.

Реанимировать батарею можно и методом сжимания. Суть процедуры состоит в разбавлении жидкостью электролита, который испарился.

Восстановление АКБ: пошаговая инструкция

Шаг первый: сделать едва заметное отверстие в неработающей банке (где располагается минусовой контакт) с помощью тончайшего сверла.

Читайте также:  Ремонт мягкой мебели астана

Шаг второй: шприцом с иглой через отверстие выкачать воздух из банки. Затем этим же шприцом ввести внутрь через отверстие фильтрованную воду.

Шаг третий: следует залепить отверстие кусочком эпоксидной смолы.

Универсальность эпоксидной смолы сделала ее востребованной во многих отраслях человеческой деятельности – от машиностроения до изготовления декоративных изделий и сувениров. Как развести эпоксидную смолу с отвердителем? Подробнее об уникальных свойствах ЭС читайте в специальной статье.

Шаг четвертый: потом останется только разрядить все источники, сделав дополнительную нагрузку той же лампой. После чего потребуется вновь зарядить все аккумуляторы.

Обратите внимание! Последнее действие позволяет эффективно восстанавливать емкость любого аккумулятора, если причиной его поломки является именно «эффект памяти».

Видео – Восстановление емкости источника питания

Как заменить источники питания?

Самым результативным способом ремонта АКБ является замена неработающей банки. Приобрести новую батарею можно в любом магазине электротехники или снять ее с другого устройства.

Замена поврежденной банки: пошаговая инструкция

Шаг первый: необходимо отсоединить от общей цепочки неисправный сегмент. Поскольку они фиксируются между собой металлической пластиной, лучше использовать для таких целей слесарские кусачки. При этом с каждой стороны необходимо оставить ленту оптимальной длины, чтобы без проблем соединить ее паяльником.

Шаг второй: теперь на оптимальном расстоянии от других элементов необходимо присоединить новую банку к цепочке. Для таких целей понадобится паяльник. Только следует учитывать, что «минус» присоединяется рядом с «плюсом» и так по всей цепи. Если пластины не хватает для соединения сегментов, то ее заменяют медной проволокой.

Шаг третий: Теперь останется собрать все части батареи по такому же принципу, как они были расположены ранее.

Обратите внимание! Желательно выровнять заряды на каждой банке способом зарядки и зарядки несколько раз, как мы описывали в предыдущей инструкции. Потом следует поочередно авометром измерить уровень заряда источников питания, ведь они должны всегда оставаться на одном значении.

Точно таким же способом получится отремонтировать литий-ионный аккумулятор. В этом случае процесс осложняется только лишь наличием дополнительной платы, которую отсоединяют перед началом процесса. Здесь уже не получится восстановить неисправные банки, поэтому их заменяют.

Цены на батареи аккумуляторные для шуруповертов

Как перестроить шуруповерт под литий-ионный источник питания?

Нередко владельцы бюджетных аккумуляторов стремятся адаптировать свои устройства под литий-ионные батареи. Подобные действия обусловлены преимуществами, которые получают в результате:

• инструмент становится легким, ведь здесь требуется меньше сегментов питания при такой же емкости и напряжении;
• отпадает необходимость беспокоиться об «эффекте памяти» (батарею можно без опасений заряжать до любого уровня);
• значительно сокращается время полной зарядки аккумулятора.

К тому же, некоторые умельцы при определенных манипуляциях увеличивают емкость источника питания в два раза, а значит и время работы шуруповерта. Конечно, преимущества подталкивают пользователей на такое решение, но не стоит забывать и о недостатках.

Негативные моменты перестройки шуруповерта под литий-ионный источник питания:

• высокая стоимость литий-ионных аккумуляторов;
• необходимо постоянно поддерживать уровень заряда до 4 В, поэтому в коробку в качестве дополнения устанавливают специальный контролер;
• не все корпусы шуруповертов приспособлены под габариты подобных батарей;
• аккумулятор плохо работает при условиях мороза.

Если все-таки вы решились на адаптацию своего устройства к новому источнику питания, то необходимо внимательно и последовательно выполнять все действия.

Замена никель-кадмиевых батарей: пошаговая инструкция

Шаг первый: для начала необходимо определиться с количеством литий-ионных банок и их характеристиками. К примеру, для стандартного шуруповерта с напряжением около 14 В, рекомендуется взять четыре сегмента, которые в совокупности дадут напряжение около 16 В. Следует учитывать, что через некоторое время после начла работы с инструментом напряжение просядет и получится стандартное значение. Если вы хотите увеличить мощность АКБ в 2 раза, то рекомендуется брать восемь таких банок.

Шаг второй: теперь предстоит выбрать плату контролера. Она должна соответствовать общему напряжению всех элементов. В среднем, плата рассчитана на ток до 14 А.

Шаг третий: теперь следует провести разбор пластикового короба под аккумулятор и достать оттуда все старые батареи. Цепочку необходимо разрезать, потому что оставляют только верхние контакты для подключения. Убрать потребуется и терморезистор, ведь теперь процесс перегревания контролирует плата.

Шаг четвертый: теперь с помощью паяльника необходимо сформировать из банок единую цепочку, соблюдая расположение.

Шаг пятый: теперь полученную батарею необходимо в горизонтальном положении разместить в пластиковом коробе.

Шаг шестой: теперь необходимо закрыть крышку короба, установить контакты от старого аккумулятора.

Обратите внимание! Некоторые инструменты после такой адаптации перестают заряжаться от прежнего устройства, поэтому лучше предварительно сделать новый разъем.

Видео – Замена никель-кадмиевых батарей

Особенности хранения источников питания шуруповерта

Для того, чтобы сохранить аккумулятор шуруповерта, его потребуется хранить в соответствии с некоторыми правилами. Это касается тех случаев, когда инструмент используется не часто.

Как мы уже говорили ранее, никель-кадмиевые и никель-металлогидридные источники питания отличаются «эффектом памяти» в случае незавершенного заряда, поэтому хранят их только в разряженном виде.

Важный момент! Любые литий-ионные аккумуляторы необходимо хранить с зарядом 45-50%, поэтому их придется регулярно подзаряжать.

Цены на популярные модели шуруповертов

Подводим итоги

Если аккумулятор на вашем шуруповерте стал быстро разряжаться, то не следует его сразу же выбрасывать, ведь используя вышеперечисленные манипуляции, можно продлить срок его эксплуатации на несколько лет. К тому же, ремонт позволит сэкономить большое количество средств.

Источник