Выбор li-ion аккумулятора 18650 для шуруповерта

В интернете очень много статей и видео на тему — какие же li-ion аккумуляторы формата 18650 подходят для переделки шуруповерта на li-ion. Информация очень противоречивая, а местами даже не совсем верная. Попробуем разобраться в этой теме, опираясь исключительно на официальные характеристики самых популярных моделей высокотоковых аккумуляторов и данные тестирования аккумуляторов большими токами.

Защищенный или незащищенный аккумулятор

Li-ion аккумуляторы бывают защищенными и незащищенными. В аккумуляторах с защитой строена специальна плата защиты, которая выполняет следующие функции:

• защищает от переразряда ниже 3 Вольт;
• защищает от перезаряда выше 4,2 Вольт;
• защищает от короткого замыкания;

Плата защиты срабатывает при токах 6-10 Ампер. При превышении тока уставки плата защиты отключает аккумулятор. Но в шуруповерте токи аккумуляторов в режиме нагрузки намного больше 10 Ампер и достигают величин 50-60 Ампер и даже более. Если использовать аккумуляторы 18650 с защитой, то плата защиты будет постоянно отключать аккумулятор под высокой нагрузкой, например, при завертывании длинного самореза в толстую доску.

Поэтому, в шуруповерте можно использовать только незащищенные li-ion  аккумуляторы, в которых не установлена плата защиты.

Аккумулятор 18650 для шуруповерта должен быть высокотоковым

Все li-ion аккумуляторы 18650 делятся на два типа: высокотоковые и невысокотоковые. Высокотоковый аккумулятор способен выдавать более 10 Ампер без вреда для аккумулятора. Невысокотоковые аккумуляторы просто не предназначены для работы под нагрузкой с током более 10 Ампер. Они могут выдать такой ток, но при работе с такой нагрузкой аккумулятор очень быстро выходит из строя (снижается емкость, возрастает внутреннее сопротивление, начинается чрезмерный нагрев аккумулятора). Также у невысокотоковых аккумуляторов при работе с большими токами нагрузки напряжение просаживается гораздо сильнее, чем у высокотоковых моделей.

Таким образом, в шуруповерте должны применяться только высокотоковые модели аккумуляторов. Причем, чем на больший ток будут рассчитаны аккумуляторы, тем лучше.

На какой ток должен быть рассчитан аккумулятор

Аккумуляторный шуруповерт при работе на холостом ходу потребляет немного, примерно 1-2 Ампера. При работе под нагрузкой ток аккумулятора шуруповерта достигает 10-20 Ампер у шуруповертов небольшой мощности и до 40-50 Ампер у мощных профессиональных моделей. Причем в момент срабатывания «трещотки» у мощных шуруповертов ток может кратковременно достигать значений 60-80 Ампер. Но шуруповерт работает в повторно-кратковременном режиме, т.е. несколько секунд работа под нагрузкой, потом идет пауза (5 секунд закручиваем саморез, потом 5-10 секунд перерыв). Соответственно, аккумулятор шуруповерта работает в таком же режиме. Поэтому аккумуляторы в шуруповерте должны спокойно выдерживать  примерно до 60-80 Ампер в кратковременном режиме. Для бытовых шуруповертов небольшой мощности это значение можно уменьшить до 30-40 Ампер.

Некоторый запас по токоотдаче аккумуляторов необходим еще и для того, чтобы аккумуляторы в шуруповерте прожили дольше. Т.к. даже кратковременные нагрузки на пределе допустимых все равно снижают ресурс li-ion аккумуляторов. Некоторые модели li-ion высокотоковых аккумуляторов могут выдавать до 80-100 Ампер кратковременно. В долговременном режиме допустимые токи даже для самых высокотоковых моделей аккумуляторов, конечно, значительно меньше. Но нас в большей степени интересуют допустимая токоотдача именно в кратковременном режиме.

Максимальный ток заряда аккумулятора

Зарядные устройства для шуруповертов производят заряд аккумуляторов как правило током от 1,5 до 3 Ампер. Соответственно, аккумуляторы должны переносить заряд такими токами без последствий. Если заряжать аккумулятор током величиной большей, чем допускается, то аккумулятор будет сильно перегреваться и его характеристики очень быстро ухудшатся.

Внутреннее сопротивление аккумулятора

Внутреннее сопротивление аккумулятора должно быть по-возможности минимальным. Чем больше будет внутреннее сопротивление аккумулятора, тем сильнее будет просаживаться напряжение под нагрузкой. А сильная просадка напряжения ведет к снижению мощности шуруповерта.

Li-ion аккумулятор какого производителя выбрать

Цилиндрические Li-ion аккумуляторы размера 18650 (и других размеров) на сегодняшний день выпускают всего пять производителей:

• LG (LG Chem)
• Samsung (Samsung SDI и Samsung SDIEM)
• Panasonic
• Sanyo
• Murata
• Sony *

Следует отметить, что концерн Sony в 2017 году продал свои несколько заводов по производству li-ion аккумуляторов Японскому концерну Murata. Поэтому в настоящее время новых аккумуляторов под брендом Sony больше нет, они теперь выпускаются под брендом Murata.

Кроме этих производителей li-ion аккумуляторы выпускает еще буквально пара заводов в Китае под своими локальными брендами. Но качество их продукции значительно ниже, а высокотоковых моделей аккумуляторов с приемлемыми параметрами просто не существует. Поэтому этих производителей мы рассматривать не будем.

Все вышеперечисленные производители выпускают li-ion аккумуляторы очень хорошего качества. Параметры аккумуляторов всегда соответствуют заявленным. Поэтому можно выбирать подходящие модели любого бренда — качество будет на высоте.

Теперь подробно рассмотрим характеристики самых популярных моделей высокотоковых аккумуляторов, чтобы понять какие модели подойдут для шуруповерта. Будем рассматривать только модели с емкостью 2500-3000mAh, т.к. при использовании аккумуляторов меньшей емкости уменьшится время автономной работы шуруповерта, а этого нам бы не хотелось.

Samsung INR18650-25R

Модель Samsung INR18650-25R обладает емкостью 2500mAh и длительным допустимым током в 20 Ампер. В кратковременном режиме этот аккумулятор может выдать до 100 Ампер в течение нескольких секунд. Чтобы обеспечить такую высокую токоотдачу, производителю пришлось немного пожертвовать емкость этой модели аккумулятора, но 2500mAh все равно очень хороший показатель. Внутреннее сопротивление Samsung INR18650-25R обычно составляет 11-14 мОм.

Стандартный ток заряда для этой модели 1,25 Ампер, ток ускоренного заряда — 4 Ампера. 

Таким образом, аккумулятор Samsung INR18650-25R подходит для использования в шуруповерте. Стоимость этой модели значительно ниже других моделей высокотоковых аккумуляторов, поэтому эти аккумуляторы наиболее часто используются в переделке шуруповертов на li-ion аккумуляторы.

Но необходимо отметить тот факт, что вследствие сильной популярности этого аккумулятора, эту модель очень часто подделывают. Например, на Али практически невозможно купить оригинальный аккумулятор Samsung INR18650-25R. Что продается под видом этой модели на Алиэкспресс — вы можете почитать в этой статье. Обратите внимание, как ведет себя подделка под большими токами.

Samsung INR18650-30Q

Аккумулятор Samsung INR18650-30Q имеет емкость 3000mAh и допустимый ток в длительном режиме 15 Ампер. Внутреннее сопротивление Samsung INR18650-30Q обычно составляет 12-14 мОм. Допустимых значений токоотдачи аккумулятора в кратковременном режиме производитель не приводит, а значит не допускается работа данного аккумулятора при токах, превышающих допустимое значение для длительного режима. Значение в 15 Ампер для шуруповерта очень мало.

Стандартный ток заряда для этой модели 1,5 Ампер, ток ускоренного заряда — 4 Ампера. 

Конечно аккумулятор Samsung INR18650-30Q сможет выдать 30 и 40 Ампер и даже, наверное, больше. Но после работы с такой нагрузкой характеристики аккумулятора начнут снижаться. В таком режиме работы аккумулятор долго не проживет.

Аккумулятор Samsung INR18650-3Q не подходит для использования в шуруповерте.

LG HG2

Модель LG HG2 обладает очень хорошей емкостью 3000mAh и допустимым длительным током 20 Ампер. Допустимых значений токоотдачи аккумулятора в кратковременном режиме LG не приводит, а значит не допускается работа данного аккумулятора при токах более 20 Ампер. Внутреннее сопротивление аккумуляторов LG HG2 обычно составляет 13-15 мОм, что немного выше других высокотоковых аккумуляторов.

Стандартный ток заряда для этой модели 1,5 Ампер, ток ускоренного заряда — 4 Ампера. 

Аккумулятор LG HG2 не подходит для использования в шуруповерте.

Аккумуляторы Sony/Murata серии VTC (VTC5, VTC5A, VTC6)

Li-ion аккумуляторы Sony всегда стояли несколько особняком от аккумуляторов других производителей. Sony  сосредоточилась на разработке и производстве именно высокотоковых моделей, что у нее получилось выше всяких похвал. В середине 2017 года концерн Sony продал производство аккумуляторов японскому концерну Murata. И теперь аккумуляторы широко известной серии VTC (и других серий) производятся под маркой Murata.

Самая популярная серия высокотоковых аккумуляторов VTC представлена моделями VTC4, VTC5, VTC5A и VTC6. Аккумулятор VTC4 мы рассматривать не будем, т.к. он обладает небольшой емкостью, а именно всего 2000mAh.

VTC5

Аккумулятор VTC5 имеет емкость 2500mAh. В качестве допустимого тока в длительном режиме производитель указывает два значения: 20 Ампер без контроля температуры аккумулятора и 30 Ампер, если температура аккумулятора контролируется (не выше 80 градусов). В кратковременном режиме аккумулятор может работать при следующих токах нагрузки:

• 60 Ампер при цикле не более 15 секунд
• 80 Ампер при цикле не более 11 секунд
• 100 Ампер при цикле не более 4 секунд

Очень хорошие показатели по допустимой токоотдаче.

Стандартный ток заряда VTC5 составляет 4 Ампера.

VTC5A

VTC5A — усовершенствованная модель VTC5. Аккумулятор VTC5A также имеет емкость 2500mAh, но допустимые токи немного повыше. Длительно допустимый ток: 15 Ампер без контроля температуры аккумулятора и 30 Ампер, если температура аккумулятора контролируется (не выше 80 градусов). В кратковременном режиме аккумулятор может работать при следующих токах нагрузки:

• 60 Ампер при цикле не более 26 секунд
• 80 Ампер при цикле не более 14 секунд
• 100 Ампер при цикле не более 6,7 секунд

Продолжительность работы аккумулятора VTC5A в кратковременном режиме при высоких токах больше, чем у модели VTC5.

Стандартный ток заряда VTC5A составляет 6 Ампер. Очень хороший показатель. Это значит, что зарядку высокими токами этот аккумулятор переносит очень хорошо.

VTC6

VTC6 по сравнению с VTC5/VTC5A обладает большей емкостью, но немного меньшими показателями по допустимой токоотдаче. Аккумулятор VTC6 имеет емкость 3000mAh. Длительно допустимый ток: 30 Ампер без контроля температуры аккумулятора и 35 Ампер, если температура аккумулятора контролируется (не выше 80 градусов). В кратковременном режиме аккумулятор может работать при следующих токах нагрузки:

• 40 Ампер при цикле не более 40 секунд
• 55 Ампер при цикле не более 19 секунд
• 80 Ампер при цикле не более 6 секунд

Чтобы обеспечить емкость в 3000mAh производителю пришлось немного пожертвовать величиной допустимой токоотдачи. Но все равно показатели по допустимому току находятся на высоком уровне.

Стандартный ток заряда VTC6 составляет 6 Ампер. Очень хороший показатель, как и у модели VTC5A.

Таким образом аккумуляторы Sony/Murata VTC5, VTC5A и VTC6 подходят для использования в шуруповертах.

Результаты тестирования аккумуляторов VTC5, VTC5A, VTC6 и Samsung INR18650-25R

Чтобы сравнить между собой эти четыре модели аккумуляторов, мы провели их сравнительное тестирование при разряде токами 10, 20 и 30 Ампер. Полученные данные позволяют сравнить между собой эти модели по просадке напряжения под нагрузкой, а также сравнить фактическую емкость аккумуляторов. На основании этих данных вы сможете выбрать для себя оптимальный аккумулятор для шуруповерта в соответствии с вашими задачами. Кому-то важно мощность, а кому-то продолжительность автономной работы.

Разряд током 10 Ампер

Режим работы с током нагрузки 10 Ампер, это режим небольшой нагрузки для шуруповерта. При такой относительно небольшой нагрузке разница в просадке напряжения между всеми моделями невелика. 

Разряд током 20 Ампер

Ток нагрузки 20 Ампер — это уже режим работы шуруповерта со средней нагрузкой. Samsung INR 18650-25R снова показывает самую сильную просадку напряжения под такой нагрузкой. Да и фактическая емкость его оказывается минимальной. У VTC5 просадка напряжения ожидаемо немного побольше, чем у VTC5A, но фактическая емкость при такой нагрузке у VTC5 больше VTC5A на 146mAh. Аккумулятор VTC6 в начале теста немного проигрывает VTC5A по просадке напряжения, но уже после 900mAh напряжение на VTC6 остается выше, чем у VTC5A — это следствие высокой емкости аккумулятора VTC6. Аккумулятор VTC6 также показывает меньшую просадку напряжения, чем VTC5 на протяжении всего цикла разряда (за исключением самого начала теста).

Разряд током 30 Ампер

Разряд аккумуляторов током 30 Ампер для аккумуляторов VTC5, VTC6 и Samsung INR18650-25R проводился до достижении ими температуры 82-85 градусов. При нагреве до этой температуры тестирование прекращалось. Аккумулятор VTC5A позволил провести разряд полностью до напряжения 2,5 Вольт без критического перегрева.

Работа с нагрузкой 30 Ампер — это режим работы шуруповерта с высокой нагрузкой. С такой нагрузкой могут работать только мощные модели шуруповертов. По результатам разряда видно, что наименьшая просадка у модели VTC5A. следующим идет VTC6 и VTC5. У аккумулятора Samsung INR18650-25R просадка напряжения самая большая, как и при нагрузке в 20 Ампер.

Почему не рекомендуется использовать другие модели аккумуляторов

Многие, кто не совсем внимательно прочитал статью, спросят — почему же нельзя применять некоторые другие модели высокотоковых аккумуляторов, ведь часто люди ставят в шуруповерты, например, Samsung INR18650-30Q или LG HG2?

Данные аккумуляторы не рассчитаны на кратковременную нагрузку токами, превышающими 15 и 20 Ампер, соответственно. С этими аккумуляторами шуруповерт будет работать и даже первое время с довольно неплохой мощностью, но аккумуляторы выйдут из строя значительно быстрее, чем «правильные» модели. Недаром в штатных аккумуляторах именитых производителей шуруповертов (откровенный «Китай» во внимание не берем) вы никогда не найдете ни Samsung INR18650-30Q ни LG HG2. Производители ставят как раз те аккумуляторы, которые мы советуем использовать. В старых шуруповертах можно обнаружить еще такие аккумуляторы, как Samsung INR18650-15Q, Sony VTC3 или Sony VTC4, но эти модели уже не выпускаются.

Где покупать li-ion аккумуляторы для шуруповерта?

Советуем покупать li-ion аккумуляторы только в проверенных магазинах, которые дорожат репутацией. Очень многие заказывают аккумуляторы на Али Экспресс, но шанс купить там оригинальный аккумулятор, характеристики которого будут соответствовать заявленным, стремится к нулю. Периодически мы покупаем аккумуляторы на Али, чтобы быть в курсе подделок. Некоторые наши обзоры вы можете увидеть по ссылкам ниже:

Выводы

Если у вас бытовой шуруповерт небольшой мощности и вы им пользуетесь от случая к случаю, при этом высоких нагрузок не предполагается, то оптимальным выбором будет аккумулятор Samsung INR18650-25R. Это самая бюджетная модель аккумулятора. В указанных условиях работы этот аккумулятор обеспечит требуемую производительность.

Если у вас профессиональная модель шуруповерта средней или высокой мощности и пользуетесь вы шуруповертом почти каждый день, причем периодически нагружаете инструмент по полной, то ваш выбор Murata VTC5A или VTC6. Если нет повышенных требований к времени работы аккумулятора до зарядки, то выбирайте VTC5A. Если же время работы от заряда до заряда аккумулятора вам крайне важно, то ваш выбор VTC6. 

Если у вас достаточно мощный шуруповерт, но все-таки вы им пользуетесь не так часто и максимальные нагрузки не предполагаются, то можно немного сэкономить и выбрать аккумулятор VTC5.

Стоимость этих аккумуляторов в порядке убывания цены следующая: Murata VTC6, VTC5A, VTC5, Samsung INR18650-25R.

Какие выбрать аккумуляторы 18650 для шуруповерта?

Штатные никель-кадмиевые элементы, установленные в аккумуляторных банках для ручного инструмента, обладают пониженным ресурсом. Применение высокотоковых аккумуляторов 18650 для шуруповерта позволяет увеличить время автономной работы инструмента. Стабильные характеристики батарей позволяют поддерживать высокий крутящий момент до полного снижения заряда.

Высокотоковые аккумуляторы 18650.

Старые аккумуляторы 18650 в качестве ячеек для батареи дрели, шуруповерта

Для привода электродвигателя шуруповерта требуется использовать 3 элемента стандарта 18650, которые объединяются в последовательную цепь. Для одновременной зарядки элементов применяется плата выравнивания емкости, которая не обеспечивает заявленного срока эксплуатации аккумуляторов. Для повышения долговечности рекомендуется использовать готовое 3-канальное зарядное устройство, которое поставляется под обозначением Imax B3.

В аккумуляторных банках для шуруповртов применяется регулятор разрядки, от которого допускается отказаться. Контроль осуществляется визуально при помощи светодиода, расположенного на боковой части корпуса инструмента.

Поскольку элементы серии 18650 имеют уменьшенные габариты, то в штатный корпус аккумулятора поместится и блок зарядки. На кожухе необходимо предусмотреть штекер для подсоединения кабеля от сети переменного тока.

Алгоритм изготовления самодельной аккумуляторной банки для шуруповерта на основе литий-ионных элементов серии 18650:

При изготовлении самодельной аккумуляторной банки необходимо разобрать заводскую.

1. Разобрать заводскую батарею, установить в нижней части блок питания и припаять выводы к разъему, который устанавливается в окне на боковой части корпуса. Рекомендуется установить плавкую вставку ножевого типа, рассчитанную на ток до 10 А, элемент размещается в цепи питания 18650.
2. Вывести контрольные диоды платы зарядки в отдельные отверстия. Конструкцией предусмотрены лампы красного и зеленого цветов. При включении зеленой индикации зарядка батареи прекращается.
3. Доработать зарядную плату путем замены сопротивлений, отвечающих за силу тока в цепи зарядки, на элементы с увеличенным номиналом. Поскольку микросхемы блока при работе нагреваются, то рекомендуется предусмотреть установку алюминиевого или медного радиатора. Применение теплоотвода повышает надежность работы устройства в условиях увеличенных температур и замкнутого корпуса аккумуляторной банки.
4. Установить элементы 18650 в крышку, соединительные контакты остаются без изменений. Аккумуляторы напрямую подсоединяются к рабочим контактным пластинам банки и припаиваются кабелями к выходам блока зарядки. Для соединения используется медный многожильный провод, обеспечивающий безопасную эксплуатацию устройства.
5. Протестировать зарядку аккумуляторов и работу шуроповерта.

Допускается собирать аккумуляторную банку из элементов, оснащенных выводами под припаивание соединительных проводов. Элементы привариваются в заводских условиях, конструкция позволяет собрать банку с повышенной емкостью. Для соединения элементов используется медный кабель или перемычка с сечением не менее 1,5 мм².

18650 аккумуляторы — какие лучше

Элементы питания стандарта 18650 производит много предприятий, расположенных на территории Юго-Восточной Азии. При выборе изделий следует обращать внимание на химический состав элемента, на наличие или отсутствие встроенного электронного защитного блока. Дополнительно анализируются вольт-амперные характеристики аккумулятора, которые обеспечат заявленную производительность работы инструмента.

Защищенные и незащищенные литий-ионные аккумуляторы

Батареи с защитой имеют в обозначении приставку Protected. На отрицательном полюсе располагается металлический щиток, под которым устанавливается плата круглой конфигурации с микропроцессором. Защитный блок подключен к положительному выводу отдельным плоским шлейфом с изолятором, который проходит вдоль корпуса аккумулятора. Узел обеспечивает защиту от короткого замыкания и предотвращает подачу тока с повышенной силой при зарядке. Предусмотрена защита от чрезмерной разрядки, при падении напряжения цепь размыкается.

Некоторые производители аккумуляторов используют для обозначения защиты словосочетание Short circuit, указывающее на предохранитель от короткого замыкания. Но изготовители не всегда наносят на корпус маркировку, указывающую на установку защиты. Перед началом эксплуатации подобных изделий рекомендуется прочитать отзывы владельцев или запросить дополнительную информацию у поставщика изделий.

Для снижения стоимости изделия практикуется отказ от установки контроллера, батареи имеют на корпусе отметку Unprotected. Поскольку из цепи исключен защитный блок, то рекомендуется устанавливать элементы питания в устройства с пониженным энергопотреблением. Пользователь самостоятельно контролирует уровень зарядки аккумуляторов, для восстановления емкости используется зарядный блок с микропроцессорным управлением.

Механическая защита литий-ионных аккумуляторов

Для предотвращения взрыва батарей Li-Ion типа используется 2 метода дополнительной защиты:

1. Механический тумблер, который разрывает цепь питания при повышении температуры корпуса батареи. Устройство предотвращает дальнейший нагрев элемента, приводящий к деформации корпуса, разрыву оболочки и возгоранию.
2. Предохранительный клапан, использующийся для стравливания излишков газа, образующегося при работе аккумулятора. Вместе с газообразными продуктами выбрасывается и часть жидкого электролита, разрушающего контактные площадки и электронные компоненты оборудования. Батарею со сработавшим предохранительным клапаном рекомендуется заменить.

Емкость литий-ионных аккумуляторов

Для обозначения емкости батарей используется единица измерения А*ч (ампер в час) или мА*ч (миллиампер в час), цифровое значение наносится на этикетку на корпусе аккумулятора. Параметр определяет продолжительность работы элемента питания при нормативной нагрузке до снижения емкости до нулевого значения. Батареи отличаются сниженным проявлением «эффекта памяти», который заключается в обратимом падении емкости (наблюдается при восстановлении заряда частично севшего аккумулятора).

Стандартные устройства Li-Ion не допускают глубокого разряда, который необратимо разрушает материал анода и катода. На долговечность работы влияют режимы зарядки, при повышенном напряжении в цепи питания происходит деградация батарей с одновременным падением емкости. Превышение напряжения на 4% приводит к снижению емкости на 50%, причем при последующей зарядке с нарушением параметров емкость снова снизится в 2 раза.

Токоотдача литий-ионных аккумуляторов

Токоотдача является дополнительным параметром, характеризующим батарею, значение наносится на корпус элемента питания, измеряется в А (амперах) или мА (миллиампер). Аккумуляторы с повышенным параметром называются высокотоковыми (маркировка High drain) и отличаются сниженной емкостью. При выборе элемента питания необходимо учитывать характеристики электрического привода, повышенная нагрузка на АКБ приводит к перегреву конструкции и преждевременному выходу узла из строя.

Как узнать, какие аккумуляторы 18650 по техническим характеристикам лучше

Для определения оптимального аккумулятора серии 18650 используется расчет параметров в соответствии с законом Ома. Для определения параметров требуется знать рабочее напряжение U и сопротивление прибора R, которое измеряется тестовым прибором, переключенным в режим омметра.

Отношение U и R позволяет определить силу тока в цепи питания, на основе анализа значения производится подбор батареи, которая будет работать без перегрузки. При выборе дополнительно учитываются емкость и габариты аккумулятора, который размещается в корпусе инструмента.

Виды литий-ионных батарей

Промышленность выпускает несколько разновидностей аккумуляторов серии 18650:

1. Литий-кобальтовый элемент, предназначенный для эксплуатации в устройствах с пониженным потреблением энергии.
2. Литий-марганцевый узел, отличающийся повышенной мощностью и улучшенной стабильностью.
3. Литий-никель-марганец-кобальт-оксидный аккумулятор, имеющий повышенную мощность и энергоемкость. Для дополнительного улучшения характеристик используется легирование анода кремнием, но материал негативно влияет на долговечность аккумулятора. Устройства используются для привода электрических двигателей в инструментах или транспортных средствах.
4. Литий-железо-фосфатная батарея, устойчивая к переразряду и приспособленная к установке вместо сернокислотных аккумуляторов в тяговых приводах.
5. Литий-никель-кобальт-алюминий-оксидный элемент, обладающий повышенной мощностью и расширенным сроком эксплуатации (по сравнению с изделиями литий-кобальтового типа). Устройство лучше для шуруповерта не использовать, поскольку аккумулятор сохранил основные недостатки литий-кобальтовых батарей.
6. Литий-титановый узел, оснащенный анодом из кристаллов титаната лития. Катод выполняется из графита, напряжение на клеммах составляет 2,4 В. Устройство поддерживает режимы ускоренной зарядки, допускает эксплуатацию при низких температурах. Падение емкости при охлаждении до -30°С не превышает 20%. Изделие не подвержено тепловым пробоям, но низкая энергоемкость и повышенная стоимость сдерживают распространение литий-титановых элементов.

Старение, хранение и диапазон рабочих температур

При хранении батарей литий-ионного типа происходит естественное ухудшение рабочих параметров, связанное с изменением состава анода и катода. Производители закладывают снижение емкости 10% за каждый год нахождения элемента на складе (при соблюдении условий хранения). Если АКБ находится в неподобающих условиях, то процессы деградации ускоряются. На корпус элемента наносится дата изготовления и срок годности, после которого производитель не гарантирует работоспособности аккумулятора.

Запрещается хранение изделий в условиях повышенных или пониженных температур, размещение упаковки под прямыми солнечными лучами или рядом с нагревательными приборами. При снижении температуры корпуса ниже 0°С литий-ионный аккумулятор теряет до 50% стартовой емкости. Рекомендуется хранить частично заряженные батареи (на 30-50%) с периодической подзарядкой. При складировании разряженных элементов ускоряются процессы разрушения катода и анода, последующее восстановление батареи невозможно.

Литий-кобальтовые

Устройство отличается повышенной емкостью, но не допускает режимов ускоренной зарядки (из-за интенсивного выделения газов). Катод слоистого типа изготовлен из сплава лития и оксида кобальта, для анода применен спрессованный графит. Нормальное напряжение составляет 3,6 В, использование 4 последовательно соединенных элементов для замены кислотных батарей не рекомендуется, поскольку изделия не предназначены для применения в оборудовании с повышенным потреблением энергии.

Повышение нагрузки вызывает перегрев и разрушение корпуса с вытеканием электролита в полость прибора. Изделия рассчитаны на разрядку и зарядку током, не превышающим номинальной емкости. Аккумулятор не рекомендуется заряжать до напряжения выше допустимого параметра (4,2 В). Также изделия отличаются пониженным ресурсом и сниженной термической стабильностью (температура теплового пробоя не превышает 150°С). При полной зарядке вероятность пробоя возрастает.

Для восстановления рабочих параметров рекомендуется использовать зарядные блоки с микропроцессорным управлением, позволяющим регулировать параметры зарядки. Дополнительным недостатком батареи является низкая экологичность производства, отработавшие элементы подлежат утилизации. Изделия используются в сотовых телефонах, батареях планшетов или ноутбуков, ресурс изделия составляет до 1000 циклов разрядки и зарядки (зависит от условий эксплуатации).

Литий-марганцевые элементы

Элементы построены на базе катода из композиции лития и марганца, отличаются повышенной термической устойчивостью. Анод выполнен из графита с дополнительными присадками. Батареи имеют повышенный срок службы, приспособлены к эксплуатации в цепях с пониженным сопротивлением. Напряжение на выходах составляет 3,7 В, банка из 3 последовательно соединенных элементов заменяет свинцово-кислотный источник питания.

Изделия допускают длительный ток разрядки до 30 А (пиковые кратковременные значения достигают 50 А). Для обеспечения повышенного ресурса не допускается нагрев корпуса батареи выше 80°С. Емкость батареи на основе литий-марганцевой композиции на 30% ниже, чем у аналогичного по размерам никель-кобальтового аккумулятора. Существуют изделия одного типоразмера, различающиеся емкостью и предназначенные для установки в различное оборудование.

Литий-марганцевые аккумуляторы 18650.

Скорость восстановления емкости зависит от силы тока, при превышении параметра начинается выделение газов, способных разорвать кожух батареи. Конструкция аккумулятора допускает глубокую разрядку (до 2,5 В). Но при постоянном разряде или длительном хранении в таком состоянии начинается деградация активных веществ и электролита, приводящая к необратимому повреждению батарейки.

Существует комбинированный элемент литий-никель-марганец-кобальтового типа, обеспечивающий повышение энергоемкости при одновременном росте срока эксплуатации. Изделия используются для привода автомобилей (в гибридных силовых установках). За счет комбинированной схемы удалось снизить вероятность теплового пробоя (температура составляет более 250°С) и уменьшить пожароопасность батареи.

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы

Батарея отличается применением для изготовления катода вещества, состоящего из лития, железа и фосфата. Материал был разработан в 1996 г. в ходе поисковых работ как альтернатива соединению лития и кобальта. Вещество отличается пониженной стоимостью при повышенной термической устойчивости (что позволило отказаться от контроллера зарядки). Технология изготовления и сам материал не наносят вреда экологии, но при этом АКБ литий-железо-фосфатного типа обладают пониженной емкостью.

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы были разработаны 1996 году.

Изделия отличаются повышенным ресурсом, обеспечивая при разрядке стабильное напряжение (около 3,2 В). Падение параметров начинается только при снижении емкости до нулевой отметки. Стабильность параметров позволяет упростить конструкцию регулятора напряжения, что положительно сказывается на стоимости и весе оборудования. Последовательное соединение 4 элементов в общую банку дает напряжение на выходе 12,8 Вольт, что позволяет использовать элементы вместо традиционных свинцово-кислотных аккумуляторов.

Дополнительным преимуществом батареек на основе литий-железо-фосфатной композиции является повышенное значение тока при пиковой нагрузке. Материал катода обеспечивает снижение саморазряда в широком диапазоне температур (-30…+55°С). Общие технические характеристики предопределили широкое распространение батареек для привода силовых механизмов (например, электродвигателей автомобилей или бытового оборудования). Недостатком изделий является падение напряжения и емкости при росте тока в цепи нагрузки (эффект Пойкерта).

Какие Аккумуляторы 18650 Лучше Для Шуруповерта

18650 аккумуляторы. какие лучше? Описание и отзывы

Нашему клиенту остается батареи размера (форм фактора) 18650 имеют свои плюсы не минусы. Потому гласить что, какие батареи 18650 лучше, трудно. Это, быстрее, дело личных предпочтений не требований, которые вы предъявляете к элементу питания. Технические свойства не особенности аккума зависят от типа применяемой химии (электролита).

Защищенные и незащищенные литий-ионные аккумуляторы

Сначала разглядим, в чем разница меж защищенными не незащищенными аккумами 18650. Какие лучше из данных 2-ух видов, станет ясно после разбора этих определений. Защищенные (Protected) батареи – это батареи с «вшитой» в корпус малеханькой платой (контроллером заряда), имеющей при для себя три самые нужные функции: защита от недлинного замыкания, защита от глубочайшего разряда не превышение допустимой силы тока при зарядке. Вместе с защищенными есть не незащищенные (Unprotected) батареи без внутренней платы. С такими необходимо вести такую жизнь очень осторожно, в особенности заставляя их работать с наименьшим сопротивлением.

Каковой срок проекта, какой хим состав имеет незащищенный аккумулятор, он может по другому говоря навечно испортиться по другому просто подорваться. Выяснить что, защищена ли батарейка, есть вариант, почитав маленькие надписи на ее корпусе. Куцее замыкание в переводе на британский будет Short-circuit, защита – Protection. Закон ома как метод узнать, какие аккумуляторы 18650 по техническим характеристикам лучше. Если вы повстречали эти два слова, стоящими в одной строке, другими словами вариант несомневаться в ассортименте защиты. Также не отдельные слова Protection по другому Protected будут гласить что все-таки. К огорчению, никак не на всех аккумах пишут о присутствии в компьютере малеханькой спасительницы. В роли кандидатуры пользуйтесь поиском инфы о батарейке у продавцов по другому в вебе. Если поставить безопасность работы главной задачей выбирая себе элемента питания, то ответ на вопрос, какой аккумулятор 18650 лучше, становится естественным.

Механическая защита литий-ионных аккумуляторов

Кроме электрической внутренней защиты аккума существует также не система механической защиты без использования платы. Смысл таковой защиты сводится к механическому разрыву цепи (срабатыванию механического выключателя) снутри аккума по окончании превышения определенного порога внутреннего давления, который, фактически, не приводит к взрыву. Это обесточивает аккумулятор. Когда давление индифферентно продолжает расти, то происходит автоматическое вскрытие специального клапана, который извлекает электролит наружу. Механический выключатель по сути достаточно обширно всераспространен как дополнительная мера безопасности в неких аккумах, встраиваемая вместе с контроллером заряда (платой) по другому говоря не имея его. При всем этом наличие механической защиты может не упоминаться вообщем нигде, ни на корпусе, ни в описании технических черт в магазине. Тогда необходимо просто осознавать, что батарейки с нестабильным хим составом неплохой производитель никогда не оставит без защиты. Если официально таковой источник питания считается незащищенным, в компьютере всегда будет хоть какая-нибудь механика.

Емкость литий-ионных аккумуляторов

Емкость аккумулятора выражается в миллиамперах в час (mAh либо mAh) не также помогает найти, какой аккумулятор 18650 лучше подойдет для использования на подходящем приборе. Чем выше данное значение, тем подольше проработает аккумулятор до полного разряда. Миллиампер в час. это производная величина от «ампер в час» (1 Ah = 1000 mAh), используемая для аккумов маленького размера. Не углубляясь в физику, данная величина охарактеризовывает потенциальную силу тока аккума, который он должен выдавать очень стремительно с целью стопроцентно разрядиться. По достоинству оцениваются дамами, таковой сильный ток он может и даже не выдать, как досадно бы это не звучало по этой величине есть вариант просто судить о его емкости. При наличии нехитрых вычислений узнаете какой ток будет выдавать элемент питания за период некого времени работы, из характеристик равенства. количество ампер в один час. Чем же не просто значение ампер, тем подольше сумеет проработать аккумулятор с одной силой.

Токоотдача литий-ионных аккумуляторов

Токоотдача. это дополнительный параметр, характеризующий элемент питания. На корпусе аккума токоотдача маркируется силой тока – ампером (A). Чем амперы не просто, тем посильнее будет «жарить» аккумулятор. Батарейки с высочайшими амперами числятся высокотоковыми (High drain). Конкретно число ампер определяет то, какой высокотоковый аккумулятор 18650 лучше. Однако такие батарейки имеют сравнительно небольшую емкость. Чем ниже сопротивление, с которым должен работать аккумулятор, тем больше тока ему придется отдавать. И предел этой отдачи зависит от описываемого значения.

Емкость аккумулятора определяет силу тока в разрезе времени, а токоотдача показывает этот предел. Исходя из двух этих параметров, можно вычислить максимальное время работы элемента питания с максимально возможной для него силой. Важно понимать, что если ток, необходимый для какого-то конкретного прибора будет больше, чем максимальная отдача тока того аккумулятора, с которым этот прибор работает, то для элемента питания это будет перегрузкой. Рабочий ресурс аккумулятора при постоянной работе в большую нагрузку сильно снижается.

Закон Ома как метод узнать, какие аккумуляторы 18650 по техническим характеристикам лучше

Зная номинальное напряжение источника питания и сопротивление прибора можно вычислить необходимую токоотдачу, воспользовавшись законом Ома:

I = U/R, где I – сила тока в амперах (A), U – напряжение в вольтах (V), R – сопротивление в омах (Ohm).

То есть нужно разделить напряжение аккумулятора на сопротивление конечного прибора. Используя формулу, можно обезопасить аккумулятор от возможного перегруза в работе, и уж точно от короткого замыкания. Для измерения сопротивления используют омметры. Умение проводить такие несложные вычисления поможет определить, какой аккумулятор 18650 лучше подойдет под использование на конкретном приборе.

Читайте так же

Аккумулятор для шуруповерта. Какой выбрать

В интернете стало полно роликов, где люди устанавливают в мощную аппаратуру дешевые Li-ion аккумуляторы 18650

КАК ВЫБРАТЬ li-ion АККУМУЛЯТОРЫ 18650 И ГДЕ ИХ КУПИТЬ

AliTools:. Хорошие аккумуляторы 18650: Зарядное устройство для 18650:

Все аккумуляторы форм фактора 18650 имеют номинальное напряжение в 3,7 вольт. Но это значение в большинстве случаев вариабельно и зависит от уровня разряда аккумулятора. Чем больше он разряжен, тем меньше вольт он выдает.

Виды литий-ионных аккумуляторов

Какой аккумулятор 18650 выбрать, и какой лучше. зависит от конкретной ситуации. Знание особенностей различных видов химии поможет разобраться в данном вопросе. Ниже представлены наиболее популярные типы химии аккумуляторов 18650:

• Литий-кобальтовые – ICR, NCR, LiCoO₂ (Lithium Cobalt Oxide).
• Литий-марганцевые – IMR, INR, NMC, LiMnO₂, LiMn₂O₄, LiNiMnCoO₂ (Lithium Manganese Oxide).
• Литий-железо-фосфатные (феррофосфатные) – LFP, IFR, LiFePO₄ (Lithium Iron Phosphate).

Перечисленные виды аккумуляторов являются разновидностями литий-ионных аккумуляторов, то есть сделанных по литий-ионной технологии.

Данная ниже информация с описаниями типов химии поможет определить, какой литий-ионный аккумулятор 18650 лучше.

Старение, хранение и диапазон рабочих температур литий-ионных аккумуляторов

Всем литий-ионным источникам питания свойственно старение. При этом неважно, используются ли они вообще. Считается, что после нескольких лет от даты производства при любом раскладе их можно смело выбрасывать. Каждый год батарейка теряет примерно 10 % от номинальной емкости, поэтому рекомендуется перед покупкой узнавать дату ее производства. Наряду со старением, у литиевых аккумуляторов есть еще один небольшой минус – их нельзя долго хранить в разряженном состоянии, это может их испортить. На батарейки также влияет и температура окружающей среды. У литий-ионных элементов диапазон рабочих температур сравнительно низкий – от.20 градусов до 20 градусов Цельсия. Это значит, что использование или зарядка их в условиях, близких к обозначенным границам, будет отрицательно сказываться на электролите.

Литий-кобальтовые аккумуляторы

Литий-кобальтовые аккумуляторы характеризуются самыми высокими показателями в емкости. Литий-кобальтовая химия очень нестабильна, поэтому использовать ее нужно осторожно. Нельзя допускать возможности быстрой зарядки при использовании метода ускоренного или дельта V заряда. При такой зарядке более стабильный аккумулятор может полностью зарядиться в течение одного часа. Литий-кобальтовый же заряжать таким способом опасно. Также нельзя использовать литий-кобальтовый аккумулятор с такой нагрузкой, при которой он может разрядиться меньше, чем за 30 минут. Для батарейки с данной химией без защиты и то и другое приведет к воспламенению электролита.

Химия на основе литий-кобальтовой технологии сыскала большую популярность среди аккумуляторов 18650 для электронных сигарет. Какого лучше производителя аккумуляторов данной категории выбрать, рекомендуется смотреть в отзывах. Закон ома как метод узнать, какие аккумуляторы 18650 по техническим характеристикам лучше. Ввиду определенной нестабильности такие аккумуляторы надо выбирать осторожно.

Пороговым значением на заряд литий-кобальтового аккумулятора является граница в 4,2 вольта. Выскакивание напряжения аккумулятора выше данной границы будет означать перезаряд, допускать который крайне не рекомендуется. Использование слишком мощных зарядных устройств пагубно влияет на литий-кобальтовую химию. Это портит батарейку и одновременно повышает риск воспламенения и взрыва электролита. Лучше всего использовать продвинутые зарядные устройства с возможностью регулировки подаваемой силы тока и применения разных настроек для зарядки. Наилучшим методом зарядки здесь будет алгоритм CC/CV – постоянный ток, постоянное напряжение (Constant current/constant voltage).

Читайте так же

На кобальтовые батарейки плохо сказывается не только перезаряд, но и переразряд. Пиковым порогом на разряд является граница в 3 вольта. Если продолжать работать на кобальте после достижения такого напряжения батарейки, то это будет портить ее, увеличивая риск воспламенения. В идеале нужно прекращать работу на кобальте после 3,5 вольт. Отношение к литий-кобальтовой химии должно быть наиболее бережным. Перезаряд, переразряд, излишне низкий ом на разрядке, физические повреждения будут способствовать ухудшению химии, которое в конечном итоге приведет к взрыву. В случаях с очень высоким током на заряд и очень низким сопротивлением он может произойти сразу. Никель-кобальтовая химия очень токсична. При возгорании она выделяет очень вредные для здоровья газы, вдыхание которых может привести к летальному исходу.

Литий-марганцевые аккумуляторы

Литий-марганцевые аккумуляторы являются наиболее популярными, в первую очередь за счет стабильности своей химии при практически аналогичных кобальтовым аккумуляторам свойствам. Поэтому на многие марганцевые батарейки не ставится контроллер заряда и при этом производители гордо вешают на них флажок «безопасные».

Марганцевые аккумуляторы способны долго и спокойно работать в нагрузку (с очень низким омом). Это, конечно, в любом случае не хорошо, но в отличие от кобальтовых элементов, марганцевые прослужат в этом случае гораздо дольше. Марганцевые элементы имеют хороший баланс емкости и силы, однако проигрывают кобальтовым в емкости. Предосторожности при зарядке IMR аккумуляторов почти такие же, как и у кобальтовых. Максимальная граница. 4,2 вольта. Использование больших токов на заряд не взорвет электролит, но сильно его подпортит. И это, конечно же, зависит от силы подаваемого тока. Чем он сильнее, тем быстрее произойдет зарядка, но тем хуже будет для химии. Рекомендуемый метод зарядки. CC/CV. Еще один плюс марганцевых элементов в том, что они способны выдержать глубокий разряд в 2,5 вольт. Как бы там ни было, не стоит часто доводить марганцевый аккумулятор до такого состояния.

Данный тип электролита также характеризуется отсутствием взрывного эффекта. Это связано с использованием графита в качестве материала для анода. При критическом нарушении условий эксплуатации (очень низкое сопротивление или очень высокий ток на заряд) даже на аккумуляторе без защиты будет выделяться газ, но воспламенения или взрыва не произойдет.

В целом за счет своих усредненных показателей литий-марганцевые аккумуляторы 18650 по характеристикам лучше. Какие именно аккумуляторы данной категории выбрать, следует смотреть в отзывах отдельно по каждой из фирм изготовителей.

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы

Литий-железо-фосфатные (феррофосфатные) являются самыми безопасными из семейства литий-ионных аккумуляторов. Это их основное отличие. Стабильность химии LFP батареек даже лучше, чем у марганцевых. Это связано с использованием железо-фосфатного катода, который обладает отличной термоустойчивостью и отсутствием токсичности. Почти все железо-фосфатные батарейки не оснащаются контроллером заряда, а чтобы довести их до взрыва или возгорания без физических повреждений, нужно сильно постараться. Они хорошо переносят разные злоупотребления в работе, например, очень низкое сопротивление.

Феррофосфатные элементы имеют самый высокий срок службы (2000 циклов заряд-разряд) среди литий-ионных. Все аккумуляторы размера (форм фактора) 18650 имеют свои плюсы и минусы. Поэтому говорить о том, какие аккумуляторы 18650 лучше, сложно. Из минусов – низкая емкость, примерно на 50 % ниже, чем у кобальтовых, и примерно на 15 % ниже, чем у марганцевых аккумуляторов. Еще одна особенность этих батареек – стабильность напряжения при использовании, которое колеблется возле границы в 3,2 вольта вплоть до разряда. Это свойство дает феррофосфатным батарейкам больше преимуществ для использовании их в последовательном соединении (если аккумуляторы собираются в цепь, то есть в аккумуляторную батарею). Железо-фосфатные аккумуляторы имеют токоотдачу ниже, чем у своих собратьев по химии, однако среди них можно встретить и высотоковые. Железо-фосфатные аккумуляторы стареют чуть медленнее, чем другие литий-ионные батарейки, но, как и вышеописанные, их нельзя хранить разряженными.

В поисках информации о том, какой аккумулятор 18650 лучше для фонаря или радиоуправляемой модели, рекомендуют остановить свой выбор именно на аккумуляторах с данной химией. Ввиду вышеописанных свойств они отлично подойдут для применения их в батареях данных приборов.

Химия данных источников питания позволяет спокойно заряжать их при помощи ускоренного метода. Феррофосфатные батарейки очень устойчивы к перезаряду. Что же касается разряда, то его максимально допустимая граница равна 2 вольтам. Ближе к концу работы устойчивое напряжение аккумулятора будет резко снижаться. Частый разряд ниже этой границы будет быстро портить батарейку.

В завершение

На этом описание маркировок аккумуляторов, тхнических характеристик 18650, какие лучше из них, и разных типов химии мы закончим. Надеемся, что данная информация поможет определить, какой аккумулятор подходит для конкретного прибора. Данные здесь рекомендации и характеристика даны в весьма сжатой форме. Аккумуляторам посвящены целые форумы, сайты и даже книги. Наиболее полную информацию о них не уложить в одну статью. Мы уже не говорим о том, что для их изучения необходимо знать множество специальных терминов и электрохимию в целом.

Читайте так же

Post Views: 7

Какие лучше аккумуляторы 18650 для фонаря, шуруповерта

Обзор аккумуляторов 18650 для разных устройств, переделка батареи на шуруповерт, лучшие аккумуляторы с АлиЭкспресс

ТЕСТ:

Чтобы понять, обладаете ли вы достаточной информацией о литий-ионном аккумуляторе:

1. При приобретении батарей 18650 для фонаря с защитой, какой производитель предпочтительнее?

а) Samsung.

б) KEEPPOWER.

2. Какие показатели должны давать зарядные устройства для 18650?

а) На выходе 5 Вольт и ток от 0,5 до 1 от номинальной емкости самой батареи.
б) На выходе 10 Вольт и ток от 1 до 3 от номинальной емкости самой батареи.

3. В каком температурном диапазоне желательно хранить батарею?

а) + 10 — + 25 – идеальные показатели. Аккумулятор не переносит слишком холодных или жарких помещений. б) При температуре +20 — +45 градусов.

4. Через сколько этапов проходит зарядка литиевой батареи?

а) Два.
б) Четыре.

5. Сколько этапов зарядки у литиевой батареи, что заряжается меньше часа?

а) Один.

б) Два.

в) Три.

Ответы:

1. б) Желательно брать китайские батареи KEEPPOWER. Samsung  не выпускает модели с защитой.
2. а) Верные показатели на выходе — 5 Вольт и ток от 0,5 до 1 от номинальной емкости самой батареи.
3. а) + 10 — + 25 – идеальные показатели. Нельзя помещать батарею в иные условия.
4. а) Два этапа – сначала с напряжением в 0,2-1А, а после с высоким постоянным.
5. а) Только один. На элемент сразу подается высокое напряжение. Остальные этапы отсутствуют.

18650

Проблема никель-кадмиевого аккумулятора, установленного в шуруповерте, в том, что его нужно постоянно использовать. Если батарея полностью разрядится или долго не используется, то в ней начнется процесс кристаллизации, и аккумулятор вскоре вовсе выйдет из строя.

На замену аккумулятора придется потратить много денег, поскольку батареи, подходящие для шуруповерта, стоят недешево.

По этим причинам владельцы шуруповёртов немного переделывают аккумулятор, чтобы подключить к нему литиевые элементы. Но перед началом проведения подобных работ нужно подумать, нужно ли совершать такую переделку и целесообразно ли она вообще.

Определение: Батарея 18650 – это аккумулятор, дающий мощность в 3,7В.

3 плюса и 5 минусов переделки для шуруповерта

Преимущества переделки:

1. Энергетическая плотность элементов станет лучше, чем никель-кадмиевых. Это означает, что шуруповерт сохранит первоначальный вес, даже будет несколько легче, при этом выходное напряжение останется в пределах нормы.
2. Литиевые аккумуляторы заряжаются намного быстрее, чем другие. Чтобы безопасно зарядить их потребуется всего лишь один час.
3. У литий-ионных батарей нет эффекта памяти. Из этого можно сделать вывод, что полностью разряжать их нет необходимости перед установкой на зарядное устройство.

Недостатки:

1. Если установить литиевый аккумулятор, за ним придется тщательно следить: при зарядке — выше 4,2 Вольт его нельзя заряжать, и разряжать меньше чем на 2,7 Вольта. В противном случае аккумулятор просто выйдет из строя.
2. В качестве элементов лития применяют банки 18650. Они различны с никель-кадмиевыми по размерам. Кроме этого придется найти место для контроллера заряда разряда проводов. И всё это следует как-то уместить в корпусе шуруповёрта.
3. Зарядка для кадмиевых аккумуляторов может не подойти для переделки. Возможно, придется дополнительно искать универсальное зарядное устройство.
4. Не получится работать зимой на улице, поскольку литиевый аккумулятор плохо переносит отрицательные температуры.
5. Литий-ионный аккумулятор стоит больше, чем кадмиевый.

Еще важно знать 3 нюанса до начала работы

1. Для начала нужно определиться с количеством элементов в батарее. Лучше всего использовать 4 элемента, поскольку три дадут всего лишь 12,6 Вольта.
2. Собирая аккумулятор 18650, необходимо обращать внимание на ёмкость и разрядный ток. При работе батареи потребляемой ток находится в диапазоне 5 или 10 ампер, но если резко нажать на кнопку включения, то он может подскочить и до 25. Это говорит о том, что максимальное значение разрядного тока должна составлять примерно 30 ампер на аккумуляторе 18650.
3. Также следует обращать внимание на контроллер. Его характеристики должны равняться номинальному напряжению и току разряда. Для батареи 14,4 В, контроллер это оптимальное напряжение. Рабочий ток должен быть в несколько раз меньше, чем предельно допустимый.

Как избежать 4 ошибок при сборке зарядки 18650

Чтобы правильно подключить к аккумулятору литиевые элементы, потребуется точно следовать инструкциям:

1. Разбираем корпус АКБ. В модели на 14,4 Вольт можно обнаружить 12 никель-кадмиевых аккумуляторов на 1,2 Вольта. От этой сцепки сразу же избавляемся — откусываем кусачками. В результате получится только разъем с «плюсом» и «минусом».

   

   Корпус

2. От термодатчика также избавляемся. Вместо него используем контроллер с термопарой, что будет отключать аккумулятор при перегреве.
3. Все элементы соединяются последовательно. К сборке припаяем контроллер. Подключаем балансировочные точки в специальный разъем на микросхеме.
4. Когда батарея собрана, припаиваем выводы на «минус» и «плюс». Помещаем все в корпус.

Зарядки для аккумуляторов 18650

Для аккумулятора 18650 придется использовать правильную зарядку. На выходе она будет выдавать 5 Вольт и ток от 0,5 до 1 от номинальной емкости самой батареи. Если литиевые элементы поддерживают 2600 мАч, то для его зарядки следует использовать ток 1,3-2,6 ампера.

Устройство для литиевых батарей заряжают аккумулятор в несколько этапов:

1. Сначала на аккумулятор подается напряжение в 0,2-1А.
2. Далее зарядка уже проходит при постоянном напряжении.

Если в зарядном устройстве предусмотрен импульсный режим, то это значительно ускорит время зарядки.

В том случае, если в аккумуляторе стоит графит, то напряжение не должно превышать 4,3 Вольт на один элемент. Если превысить этот показатель, то энергетическая плотность увеличится, и пойдет окислительный процесс.

Существуют литиевые

батареи, заряжающиеся меньше часа. Второй этап у них не предусмотрен – ток сразу подается на 80% и после этого пускается в работу. Для аккумулятора литиевого типа это нормально.

Ответы на 5 часто задаваемых вопросов о выборе батареи для электронных сигарет

Батарея

Посмотрите на картинке аккумулятор 18650 на электронную сигарету. Довольно сложно подобрать правильный образец АКБ на электронную сигарету, поскольку есть много разновидностей с разной степенью мощности. К примеру, долгоработающие, но на полную мощность их включать нельзя. Другие же не нагреются даже при 40 амперах, но они требуют частой подзарядки. При подборе аккумулятора на электросигарету люди задаются вопросом о критериях.

Есть пять основных критериев: Большая

энергоемкость, показатель номинального тока, напряжение при использовании, температура при использовании, стоимость.  Нет смысла обращать внимание на остальные нюансы, наподобие цвета сигареты. Все это вторично. Чтобы подобрать хороший агрегат, следует подробно изучить все критерии. В результате покупатель получит всю необходимую информацию для хорошей покупки.

Энергоемкость

Электронная сигарета

Энергоемкость обозначается в миллиамперах в час. Соответственно, чем этот показатель выше, тем лучше будет модель. От показателя номинального тока зависит безопасность. Напрашивается вывод, что желательно покупать аккумуляторы с самым большим показателем подачи тока. К примеру, батарейка LG hb6 имеет 30 А, а значит она подойдет и для 40 А. Но совершив такую покупку, человек предпочтет большое напряжение и пожертвует энергоёмкостью. Энергоемкость вышеуказанной батареи всего 1500 мАч. Потому заряд она будет держать меньше, чем варианты с 3000 мАч.

Необходимо выбирать показатели номинального тока, которые не перегреют устройство, но не стоит жертвовать временем работы аккумулятора. Лучше приобрести модель LG HD2, имеющую показатель 25 А и микроампер в час. Это будет средний показатель. Что касается напряжения, то не следует ориентироваться при выборе на этот нюанс – если у сигареты два предыдущих показателя хорошие, то и напряжение будет достаточным.

Какой аккумулятор лучше для led фонаря.тесты зарядок фонарей.

Также нужно выбирать устройства, имеющие низкую степень нагрева. Перегрев электросигареты скоро повредит весь механизм. Именно поэтому аккумулятор нужно брать такой, который будет работать на самых низких температурах. Стоимость сигарет

примерно одинаковая и это не самый важный критерий. Желательно отталкиваться в первую очередь от показателей.

Топ 3 лучших зарядных устройств для аккумуляторов

Nightcore digicharger D4

Зарядное устройство может питать четыре аккумулятора. Это уже зарекомендовавший себя бренд, полюбившийся многим обладателям литиевых батарей .

Устройство оснащается удобным дисплеем — можно изучить различные данные, в том числе скорость и время зарядки, напряжение на каждом элементе. Состояние аккумулятора очень удобно наблюдать на таком дисплее.

Это универсальная зарядка, предназначена не только для модели 18650. D4 нужно использовать людям, имеющим большое количество мобильных устройств, в которые помещаются несколько разновидностей аккумуляторных батарей.

Новички быстро освоят работу, поскольку зарядка происходит в автоматическом режиме.

Efest luc Blu6 oled Bluetooth intelligent Charger

Это также очень хорошая модель зарядного устройства, рассчитанная на 6 аккумуляторов. Чтобы безопасно производить зарядку, в устройство устанавливается специальная защита от высокого тока, напряжения и так далее.

Пользователь получает возможность соединить свой мобильный телефон с зарядкой через Bluetooth — можно дистанционно наблюдать за уровнем заряда батареи. Единственный недостаток зарядки — высокая цена.

Nightcore i2 intellicharger

Зарядка поступила в продажу недавно. Это современный вид устройства, оснащённый интересными возможностями и улучшенным дизайном.

Пользователям не нужно беспокоиться о скорости и времени зарядки, поскольку устройство определяет всё в автоматическом режиме. От человека необходимо только установить батарею на положенное место.

На устройстве есть место только для двух аккумуляторов, но зарядка при этом очень компактная, и ее можно брать с собой в путешествие.

Литий-ионный аккумулятор 18650 для фонаря

1. Литий-ионные аккумуляторы работают в диапазоне 4,35 — 4,2 Вольт. Их часто используют для работоспособности светодиодных фонарей.
2. Нужно следить, чтобы аккумулятор не разряжался ниже установленного уровня — 2 вольта. Чтобы постоянно не следить за необходимым напряжением, нужно использовать аккумулятор для фонаря с защитой. Они хранят элементы от перезаряда или глубокого разрежения.

Компании Samsung, Panasonic, LG и Sony не выпускают такое оборудование. Для этой цели лучше приобрести китайский аппарат KEEPPOWER.

Лучшие аккумуляторные батареи 18650 на АлиЭкспресс по отзывам

1. Rechargeable Battery
2. Samsung icr18650
3. Rechargeable flat Top Battery

Идеальные условия для батареи – температура +10 — +25 градусов.

Переделка 12В шуруповерта с Ni-Cd на Li-ion аккумуляторы

Аккумуляторный инструмент мобильнее и удобнее в использовании по сравнению со своими сетевыми собратьями. Но не надо забывать и о существенном недостатке аккумуляторного инструмента, это как вы сами понимаете недолговечность батарей питания. Покупать отдельно новые аккумуляторы сопоставимо по цене с приобретением нового инструмента.

После четырех лет службы мой первый шуруповерт, а точнее батареи стали терять емкость. Для начала я из двух батарей собрал одну выбрав рабочие «банки», но и этой модернизации хватило ненадолго. Переделывал свой шуруповерт на сетевой — оказалось очень неудобно. Пришлось, купить такой же, но новый 12 вольтовый «Интерскол ДА-12ЭР». Батареи в новом шуруповерте прослужили еще меньше. В итоге два исправных шуруповерта и не одной рабочей батареи.

На просторах интернета много пишут, как решить данную проблему. Предлагается переделать отслужившие свой срок Ni-Cd батареи на Li-ion аккумуляторы типоразмера 18650. На первый взгляд ничего сложного в этом нет. Удаляешь из корпуса старые Ni-Cd батареи и устанавливаешь новые Li-ion. Но оказалось не все так просто. Ниже описано, на что следует обратить внимание при модернизации аккумуляторного инструмента.

Для переделки потребуется:

Начну с литий ионных аккумуляторов 18650. Приобретались на AliExpress.

Номинальное напряжение элементов 18650 — 3,7 В. По заявлению продавца емкость 2600мАч, маркировка ICR18650 26F, габариты 18 на 65 мм.

Преимущества Li-ion батарей перед Ni-Cd — меньшие габариты и вес, при большей емкости, а так же отсутствие так называемого «эффекта памяти». Но у литий ионных батарей есть серьезные недостатки, а именно:

1. Отрицательные температуры резко снижают емкость, что не скажешь про никель кадмиевые батареи. Отсюда вывод – если инструмент часто используется при отрицательных температурах, то замена на Li-ion не решит проблему.

2. Разряд ниже 2,9 — 2,5В и перезаряд выше 4,2В может быть критичным, возможен полный выход из строя. Следовательно, нужна BMS плата для контроля заряда и разряда, если ее не установить, то новые элементы питания быстро выйдут из строя.

В интернете в основном описывают, как переделать 14 вольтовый шуруповерт – он идеально подходит для модернизации. При последовательном соединении четырех элементов 18650 и номинальном напряжении 3,7В. получаем 14,8В. – как раз, что надо, даже при полной зарядке плюс еще 2В это не страшно для электродвигателя. А как быть с 12В инструментом. Возможны два варианта, установить 3 или 4 элемента 18650, если три то вроде бы маловато, особенно при частичном разряде, а если четыре – многовато. Я выбрал четыре и на мой взгляд сделал правильный выбор.

А сейчас про BMS плату, она тоже с AliExpress.

Это так называемая плата контроля заряда, разряда батареи, конкретно в моем случае CF-4S30A-A. Как видно из маркировки рассчитана она для батареи из четырех «банок» 18650 и ток разряда до 30А. Еще в нее встроен так называемый «балансир», который контролирует заряд каждого элемента отдельно и исключает неравномерную зарядку. Для правильной работы платы аккумуляторы для сборки берутся одной емкости и желательно из одной партии.

Вообще в продаже есть великое множество BMS плат с разными характеристиками. На ток ниже 30А брать не советую – плата постоянно будет уходить в защиту и для восстановления работы на некоторые платы нужно кратковременно подать зарядный ток, а для этого нужно вынуть аккумулятор и подключить к зарядному устройству. На плате, которую мы рассматриваем, такого недостатка нет, просто отпускаешь курок шуруповерта и при отсутствии токов короткого замыкания плата включится сама.

Для зарядки переделанного аккумулятора прекрасно подошло родное универсальное зарядное устройство. В последние годы «Интерскол» стал комплектовать свой инструмент универсальными ЗУ.

На фото видно, до какого напряжения BMS плата заряжает мою батарею совместно со штатным зарядным устройством. Напряжение на аккумуляторе после зарядки 14,95В немного выше нужного для 12 вольтового шуруповерта, но это скорее даже лучше. Мой старый шуруповерт стал резвее и мощнее, а опасения что он перегорит, после четырех месяцев использования постепенно развеялись. Вот вроде бы и все основные нюансы, можно приступать к переделке.

Разбираем старую батарею.

Выпаиваем старые банки и оставляем клеммы вместе с термодатчиком. Если удалить и датчик, то при использовании штатного ЗУ оно не включится.

Согласно схеме на фото, спаиваем 18650 элементы в одну батарею. Перемычки между «банками» должны быть выполнены толстым проводом минимум 2,5кв. мм, так как токи при работе шуруповерта большие, а при маленьком сечении резко упадет мощность инструмента. В сети пишут, что паять Li-ion аккумуляторы нельзя так как они боятся перегрева, и рекомендуют соединять при помощи точечной сварки. Паять можно только нужен паяльник по мощней не менее 60 ватт. Самое главное паять надо быстро, чтоб не перегреть сам элемент.

Должно получиться примерно так, чтобы вошло в корпус аккумулятора.

От платы до клеммы провода должны быть гибкие, как можно короче и сечение минимум 2,5 кв. мм.

Всю схему аккуратно помещаем в корпус и фиксируем любым уплотнителем, для предотвращения повреждения деталей.

Для фиксации клеммы просто поместил ее на место и расклинил деревянными клиньями. Осталось только собрать корпус.

Вес стандартного Ni-Cd аккумулятора как видно 558 грамм.

Вес переделанного аккумулятора 376 грамм, следовательно, инструмент стал легче на 182 грамма. В заключении хочу сказать, что данная переделка того стоит. Шуруповерт стал мощнее и заряда хватает намного дольше, чем с родным аккумулятором. Переделывайте, не пожалеете!

Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Очередная переделка шуруповерта на литий + решаем проблемы платы BMS

Давно не было обзора переделки шуруповерта на литий 🙂
Обзор посвящен в основном плате BMS, но будут ссылки и еще на некоторые мелочи, задействованные в переводе моего старого шуруповерта на литиевые батареи формата 18650.
Коротко — эту плату брать можно, после небольшого допиливания она вполне нормально работает в шуруповерте.
ЗЫ: много текста, картинки без спойлеров.

P.S. Обзор почти юбилейный на сайте — 58000-й, если верить адресной строке браузера 😉

Зачем все это

Трудится у меня уже несколько лет купленный в строймаге по дешевке безымянный двухскоростной шуруповерт на 14.4 вольта. Точнее, не прям совсем безымянный — на нем проставлена марка этого строймага, но и не какой-то именитый. На удивление живуч, до сих пор не сломался и выполняет все, что я от него требую — и сверление, и закручивание-раскручивание шурупов, и как намотчик трудится 🙂

Но вот его родные NiMH аккумуляторы так долго работать не захотели. Один из двух комплектных окончательно сдох год назад после 3 лет эксплуатации, второй в последнее время уже не жил, а существовал — полной зарядки хватало на 15-20 минут работы шуруповерта с перерывами.
Сначала я хотел обойтись малыми силами и просто заменить старые банки на такие же новые. Купил вот эти у вот этого продавца — aliexpress.com/item/Russian-seller-18-pcs-Sub-C-SC-battery-1-2V-1300mAh-Ni-Cd-NiCd-Rechargeable-Battery/32660234790.html
Они отлично работали (хотя и немного хуже родных) целых два или три месяца, после чего сдохли быстро и полностью — после полного заряда их не хватало даже на закрутить десяток шурупов. Не рекомендую брать у него аккумуляторы — хотя емкость изначально соответствовала обещанной, долго они не протянули.
И я понял, что придется все-таки заморочиться.

Ну и теперь о главном 🙂

Повыбирав на Али из предлагаемых плат BMS, остановился на обозреваемой, по ее размерам и параметрам:

• Модель: 548604
• Отключение по перезаряду при напряжении: 4.28+ 0.05 V (на ячейку)
• Восстановление после отключение по перезаряду при напряжении: 4.095-4.195V (на ячейку)
• Отключение по переразряду при напряжении: 2.55±0.08 (на ячейку)
• Задержка отключения по перезаряду: 0.1s
• Температурный диапазон: -30-80
• Задержка отключения по КЗ: 100ms
• Задержка отключения по превышению тока: 500 ms
• Ток балансировки ячеек: 60mA
• Рабочий ток: 30A
• Максимальный ток (срабатывание защиты): 60A
• Работа защиты по КЗ: самовосстановление после отключения нагрузки
• Размеры: 45x56mm
• Основные функции: защита от перезаряда, защита от переразряда, защита от КЗ, защита от перегрузки по току, балансировка.

Вроде все отлично подходит для задуманного, наивно думал я 🙂 Нет, чтобы почитать обзоры других BMS, а главное — комментарии к ним… Но мы же предпочитаем свои грабли, и только наступив на них, узнаем, что авторство на эти грабли уже давным давно и множество раз описано в инете 🙂

Все компоненты платы размещены на одной стороне:

Вторая сторона пустая и покрыта белой маской:

Часть, отвечающая за балансировку при заряде:

Эта часть отвечает за защиту ячеек от перезаряда/переразряда и она же отвечает за общую защиту от КЗ:

Мосфеты:

Собрано аккуратно, откровенных разводов флюса нет, вид вполне приличный. В комплекте шел хвост с разъемом, был сразу воткнут в плату. Длина проводов в этом разъеме — около 20-25 см. К сожалению, сразу его не сфотографировал.

Что еще заказал именно для этой переделки:
Аккумуляторы — aliexpress.com/item/6pcs-lot-LiitoKala-LG-HG2-18650-18650-3000mah-electronic-cigarette-Rechargeable-batteries-power-high-discharge-30A/32793701336.html
Никелевые полоски для спайки аккумуляторов: aliexpress.com/item/100pcs-lot-0-2mm-x-6mm-x-100mm-Quality-low-resistance-99-96-pure-nickel-Strip/32334231879.html (да, знаю, что можно спаять и проводами, но полосками будет занято меньше пространства и получится эстетичнее :)) Да и изначально я хотел даже собрать контактную сварку (не только для этой переделки, конечно), поэтому и заказал полоски, но лень победила и пришлось паять.

Выбрав свободный день (точнее, нагло послав все остальные дела подальше), я взялся за переделку. Для начала разобрал батарею со сдохшими китайскими аккумуляторами, выкинул аккумуляторы и тщательно замерил пространство внутри. После чего сел рисовать держатель батарей и платы в 3D-редакторе. Плату тоже пришлось нарисовать (без подробностей) чтобы примерить все в сборе. Получилось как-то так:

По задумке плата крепится сверху, одной стороной в пазы, вторая сторона зажимается накладкой, сама плата серединой лежит на выступающей плоскости, чтобы при ее прижатии она не прогибалась. Сам держатель сделан такого размера, чтобы плотно сидеть внутри корпуса батареи и не болтаться там.
Сначала подумывал сделать пружинные контакты для аккумуляторов, но отказался от этой мысли. Для больших токов это не лучший вариант, поэтому оставил в держателе вырезы для никелевых полосок, которыми аккумуляторы будут спаяны. Так же оставил вертикальные вырезы для проводов, которые должны выходить от межбаночных соединений за пределы крышки.
Поставил печататься на 3D-принтере из ABS и через несколько часов все было готово 🙂

Прикручивание всего навесного я решил не доверять шурупам и вплавил в корпус вот такие вставные гаечки М2.5:

Брал тут — aliexpress.com/item/200pcs-M2-5-x-4mm-x-OD-3-5mm-Injection-Molding-Brass-Knurled-Thread-Inserts-Nuts/32428033377.html
Отличная вещь для подобного применения! Вплавляется не спеша паяльником. Чтобы пластик не набился внутрь при вплавлении в глухие отверстия, я вкручивал в эту гайку болтик подходящей длины и грел его шляпку жалом паяльника с большой каплей олова для лучшей теплопередачи. Отверстия в пластике под эти гайки оставляются чуть меньше (на 0.1-0.2 мм) диаметра внешней гладкой (средней) части гайки. Держатся очень крепко, можно сколько угодно вкручивать-выкручивать болтики и не особо стесняться с усилием затяжки.

Для того чтобы иметь возможность побаночного контроля и, при необходимости, зарядки с внешней балансировкой, в задней стенке батареи будет торчать 5-контактный разъем, для которого я быстро накидал платку и изготовил ее на станке:


В держателе предусмотрена площадка для этой платки.

Как я уже писал, аккумуляторы я спаивал никелевыми полосками. Увы, этот метод не лишен недостатков и один из аккумуляторов возмутился таким обращением с ним настолько, что оставил на своих контактах только 0.2 вольта. Пришлось его выпаивать и паять другой, благо брал их с запасом. В остальном никаких трудностей не возникло. С помощью кислоты лудим контакты аккумулятора и нарезанные по нужной длине никелевые полоски, потом тщательно протираем ватой со спиртом (но можно и с водой) все залуженное и вокруг него, и паяем. Паяльник должен быть мощным и либо уметь очень резво реагировать на остывание жала, либо просто иметь массивное жало, которое не остынет мгновенно при контакте с массивной железкой.
Очень важно: во время пайки и при всех последующих операциях со спаянным блоком аккумуляторов нужно внимательнейшим образом следить за тем, чтобы не замкнуть какие-либо контакты аккумуляторов! Кроме того, как указал в комментариях ybxtuj, очень желательно паять их разряженными, и я абсолютно согласен с ним, так последствия будут легче если все-таки что-то замкнется. КЗ такой батареи, даже разряженной, может привести к большим неприятностям.
К трем промежуточным соединениям между аккумуляторами припаял провода — они пойдут на разъем платы BMS для контроля за банками и на внешний разъем. Забегая вперед, хочу сказать, что с этими проводами я проделал немного лишней работы — их можно не вести к разъему платы, а припаять к соответствующим контактам B1, B2 и B3. Эти контакты на самой плате соединены с контактами разъема.

Кстати, я везде использовал провода в силиконовой изоляции — совершенно не реагируют на нагрев и очень гибкие. Покупал на Ебее нескольких сечений, но точную ссылку уже не помню… Очень они мне нравятся, но есть и минус — силиконовая изоляция не слишком прочна механически и легко повреждается острыми предметами.

Примерил аккумуляторы и плату в держателе — все превосходно:

А вот для чего я оставлял запас по глубине пазов для аккумуляторов:

Это силиконовые самоклеящиеся ножки. Такие же наклеены и на дно пазов, глубина которых рассчитана так, что при закручивании крышки эти ножки прижимают с обеих сторон аккумуляторы, не давая им болтаться и при этом в силу своей упругости не оказывая существенного давления на них. Кстати, эти ножки очень хороши и в качестве именно ножек (как ни странно :)) — упругие и совершенно не скользят. Маст хейв в арсенале самодельщика 🙂
Брал эти ножки тут — aliexpress.com/item/500pcs-8-4mm-3M-self-adhesive-soft-clear-anti-slip-bumpers-silicone-rubber-feet-pads-high/32241890556.html

Примерил платку с разъемом, дремелем выпилил в корпусе батареи отверстие под разъем… и промахнулся по высоте, не от той плоскости взял размер. Получилась приличная такая щель:

Теперь остается спаять все в кучу.
На свою платку припаял идущий в комплекте хвост, обрезав его по нужной длине:

Туда же впаял провода от межбаночных соединений. Хотя, как я уже писал, можно было припаять их на соответствующие контакты платы BMS, но тут есть и неудобство — чтобы вытащить аккумуляторы нужно будет отпаивать от BMS не только плюс и минус, но и еще три провода, а сейчас можно просто выдернуть разъем.
Немного повозиться пришлось с контактами батареи: в родном исполнении пластиковая деталь (держащая контакты) внутри ножки батареи поджимается одним аккумулятором, стоящим прямо под ней, а сейчас пришлось думать чем эту деталь зафиксировать, да так чтобы не намертво. Вот эта деталь:

В конце концов взял кусок силикона (остался от заливки какой-то формы), отрезал от него примерно подходящий кусок и вставил в ножку, поджав ту деталь. Заодно этот же кусок силикона прижимает держатель с платой, ничего болтаться не будет.
На всякий случай проложил поверх контактов каптоновую изоленту, провода прихватил несколькими соплями каплями термоклея, чтобы они не попали между половинками корпуса при его сборке.

Зарядка и балансировка

Зарядку я оставил родную от шуруповерта, она как раз выдает на холостом ходу около 17 вольт. Правда, зарядка тупа и никакой стабилизации тока или напряжения в ней нет, есть только таймер, отключающий ее примерно через час после начала заряда. Ток выдает около 1.7А, что хоть и многовато, но допустимо для этих аккумуляторов. Но это пока я не доделаю ее до нормальной, со стабилизацией тока и напряжения. Потому что сейчас плата отказывается балансировать одну из ячеек, имевшую изначально заряд на 0.2 вольта больше. BMS отключает заряд когда напряжение на этой ячейке доходит до 4.3 вольта, соответственно на остальных оно остается в пределах 4.1 вольта.
Читал где-то утверждение, что эта BMS нормально балансирует только с зарядкой CV/CC, когда ток под конец заряда постепенно снижается. Возможно, это так и есть, так что впереди меня ждет модернизация зарядки 🙂
Разряжать до конца не пробовал, но уверен, что защита по разряду сработает. На Ютубе есть ролики с тестами этой платы, все работает как положено.

А теперь о граблях

Все банки заряжены до 3.6 вольт, все готово к запуску. Вставляю батарею в шуруповерт, нажимаю курок и… Уверен, что не один человек, знакомый с этими граблями, сейчас подумал «И хрен стартанул у тебя шуруповерт» 🙂 Абсолютно верно, шуруповерт слегка дернулся и все. Отпускаю курок, нажимаю снова — то же самое. Нажимаю плавно — стартует и разгоняется, но стоит стартануть его чуть порезче — отказ.
«Вот же …», подумал я. Китаец, наверное, указал в спецификации китайские амперы. Ну да ладно, у меня есть отличная толстая нихромовая проволока, сейчас я напаяю ее кусок поверх резисторов-шунтов (стоят два по 0.004 Ома в параллель) и настанет мне если и не счастье, то хотя бы какое-то улучшение ситуации. Улучшение не настало. Даже когда я вообще исключил из работы шунт, просто припаяв минус батареи после него. То есть не то что улучшений не настало, а не настало вообще никаких изменений.
И вот тогда я полез в инет и обнаружил, что копирайт на эти грабли мне не светит — они давно уже исхожены другими. Но вот решения как-то не было видно, кроме кардинального — покупать плату, подходящую именно для шуруповертов.

И решил я попробовать все же доковыряться до корня проблемы.

Предположения что срабатывает защита от перегрузки при пусковых токах я отмел, так как даже без шунта ничего не менялось.
Но все же посмотрел осциллографом на самодельном шунте 0.077 ома между аккумуляторами и платой — да, ШИМ видно, резкие пики потребления с частотой примерно 4 кГц, через 10-15 мс после начала пиков плата отрубает нагрузку. Но эти пики показывали меньше 15 ампер (исходя из сопротивления шунта), так что точно дело не в токовой перегрузке (как оказалось впоследствии, это не совсем верно). Да и керамическое сопротивление 1 Ом не вызывало отключения, а ведь ток тоже под 15 ампер.
Был еще вариант кратковременной просадки на банках при пуске, от чего срабатывает защита от переразряда и я полез смотреть что творится на банках. Ну да, там ужас творится — пиковая просадка до 2.3 вольта на всех банках, но она очень короткая — меньше миллисекунды, тогда как плата обещает ждать сотню миллисекунд перед тем как врубит защиту от переразряда. «Китайцы указали китайские миллисекунды», подумал я и полез смотреть схему контроля напряжения банок. Оказалось, что в ней стоят RC-фильтры, сглаживающие резкие изменения (R=100 Om, C=3.3 uF). После этих фильтров — уже на входе микросхем, контролирующих банки, просадка была поменьше — всего до 2.8 вольт. Кстати, вот даташит на микросхемы контроля банок на этой плате DW01B — www.zahranvane.com/Download?file=298&name=DW01B.pdf
По даташиту время реакции на переразряд тоже немалое — от 40 до 100 мс, что не вписывается в картину. Но ладно, предположить больше нечего, поэтому поменяю-ка я сопротивления в RC-фильтрах со 100 Ом на 1 кОм. Это кардинально улучшило картину на входе микросхем, просадок меньше 3.2 вольт там больше не было. Но ничуть не изменило поведение шуруповерта — чуть более резкий старт — и затык.
«Пойдем простым логическим ходом»©. Отрубать нагрузку могут только эти микросхемы DW01B, которые контролируют все параметры разряда. И я просмотрел осциллографом управляющие выходы всех четырех микросхем. Все четыре микросхемы никаких попыток отключить нагрузку при старте шуруповерта не делают. А с затворов мосфетов управляющее напряжение пропадает. Или мистика или китайцы что-то навертели в простой схеме, которая должна быть между микросхемами и мосфетами.
И начал я реверс-инжиниринг этой части платы. С матюками и бегая от микроскопа к компьютеру.

Вот что нарисовалось в итоге:

В зеленом прямоугольнике — это сами аккумуляторы. В синем — ключи с выходов микросхем защиты, тоже ничего интересного, в нормальной ситуации их выходы на R2,R10 просто «висят в воздухе». Самая интересная часть — в красном квадрате, вот тут-то, как оказалось, собака и порылась. Мосфеты я нарисовал по одному для упрощения, левый отвечает за разряд в нагрузку, правый за заряд.
Насколько я понял, причина отключения в резисторе R6. Через него организована «железная» защита от токовой перегрузки за счет падения напряжения на самом мосфете. Причем эта защита работает как триггер — стоит напряжению на базе VT1 начать повышаться, как он начинает снижать напряжение на затворе VT4, от чего тот начинает снижать проводимость, на нем повышается падение напряжения, что приводит к еще большему увеличению напряжения на базе VT1 и пошел лавинообразный процесс, приводящий к полному открытию VT1 и, соответственно, закрытию VT4. Почему это происходит при пуске шуруповерта, когда пики тока не достигают и 15А, тогда как постоянная нагрузка в 15А работает — я не знаю. Возможно тут играет роль емкость элементов схемы или индуктивность нагрузки.
Для проверки я сначала сделал симуляцию этой части схемы:

И вот что получил по результатам ее работы:

По оси X — время в миллисекундах, по Y — напряжение в вольтах.
На нижнем графике — включение нагрузки (на цифры по Y можно не смотреть, они условны, просто вверх — нагрузка включена, вниз — выключена). Нагрузкой является сопротивление 1 Ом.
На верхнем графике красным — ток нагрузки, синим — напряжение на затворе мосфета. Как видно, напряжение на затворе (синим) снижается с каждым импульсом тока нагрузки и в конце концов падает до нуля, а значит нагрузка отключается. И не восстанавливается даже когда нагрузка перестает пытаться что-то потреблять (после 2 миллисекунд). И хотя здесь применены другие мосфеты с другими параметрами, картина один в один как в плате BMS — попытка старта и отключение через считанные миллисекунды.
Ну что ж, примем это за рабочую гипотезу и вооружившись новыми знаниями попробуем разгрызть этот кусок науки китайца 🙂
Тут есть два варианта:
1. Поставить небольшой конденсатор параллельно резистору R1, это:

Конденсатор 0.1 мкф, по симуляции можно и меньше, до 1 нф.
Результат симуляции в таком варианте:

2. Убрать вообще резистор R6:

Результат симуляции этого варианта:

Я попробовал оба варианта — оба работают. Во втором варианте шуруповерт не отключается ни при каких обстоятельствах — старт, блокировка вращения — крутит (или изо всех сил пытается). Но как-то не совсем спокойно жить с отключенной защитой, хотя еще и остается защита от КЗ на микросхемах.
При первом варианте шуруповерт уверенно стартует при любом нажатии. Добиться отключения я смог только когда стартовал его на второй скорости (повышенная для сверления) с заблокированным патроном. Но и то он довольно сильно дергает перед отключением. На первой скорости я не смог добиться его отключения. Этот вариант я и оставил себе, меня он полностью устраивает.

На плате даже есть пустые места для компонентов и одно из них как будто специально предназначено для этого конденсатора. Рассчитано оно под размер SMD 0603, сюда я и впаял 0.1 мкф (обвел его красным):

ИТОГ

Плата вполне оправдала ожидания, хотя и преподнесла сюрприз 🙂
Плюсы и минусы расписывать не вижу смысла, все это в ее параметрах, укажу только одно достоинство: совершенно незначительная доработка превращает эту плату в полноценно работающую с шуруповертами 🙂

ЗЫ: блин, я шуруповерт переделывал меньше времени, чем писал этот обзор 🙂
ЗЗЫ: возможно меня поправят в чем-то более опытные в силовой и аналоговой схемотехнике товарищи, сам-то я цифровик и аналог воспринимаю через пень колоду 🙂

Переделка шуруповертов на литиевые аккумуляторы 18650 — схемы и инструкции

Каждый мастер встречается с проблемой снижения работоспособности инструмента, или полного отказа из-за аккумулятора. Производители используют в 12-ти, 14-ти, 18-ти вольтовых шуруповертах аккумуляторы из никель-кадмиевых батареек. Схема последовательной сборки нескольких элементов создает нужное напряжение. Замена никель-кадмиевых батареек  на литийевые увеличивает срок службы аккумулятора, облегчая конструкцию. Обязательная установка платы BMS добавляет надежность. Поэтому переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы, в основном, на форм-фактор 18650, оправдана.

Смысл и порядок переделки шуруповертов на литиевые аккумуляторы

Почему никель-кадмиевые аккумуляторы быстро выходят из строя? В гирлянде последовательно соединенных банок каждая особенна. Химический процесс индивидуален, заряд в закрытых системах различный. При неисправности в одной банке, конструкция не дает нужное напряжение. Система контроля и балансировка заряда в отдельных компонентах не предусмотрена.

1. Каждая Ni-Cd банка дает 1,2 В, а li-ion 18650 – 3,6 В.
2. Емкость литиевой батарейки в 2 раза больше никель-кадмиевой, близкого размера.
3. Перегретая батарейка li-ion грозит взрывом и возгоранием, поэтому установка контроля равномерности заряда в банках обязательна. В никель-кадмиевых батарейках BMS не ставят – производитель не заинтересован.
4. У литиевых элементов нет эффекта памяти, в отличие от Ni-Cd, заряжать их можно в любое время и в течение часа.
5. Шуруповерт становиться значительно легче после переделки аккумулятора на li-ion, с использованием банок 18650.

Есть только два препятствия для переделки шуруповерта под литиевые аккумуляторы – с ним невозможно работать при минусе. Емкость банок падает, начиная с понижения уже от +10 ⁰ С. Литиевые аккумуляторы дороги.

Зная, какое требуется входное напряжение на шуруповерт, переделка зарядного устройства производится, с учетом размещения банок литиевого аккумулятора и управляющих элементов в заводском контейнере. Также можно поступить с фонариком, модернизировав гнездо под блок из элементов 18650.

Допустим необходима переделка 12 В шуруповерта, использующего Ni-Cd банки на li-ion. Если использовать 3 банки, напряжения на выходе недостаточно: 3,6 х 3 = 10, 8 В. С 4-мя компонентами мощность аппарата будет выше: 3,6 х 4 = 14,4 В. При этом инструмент станет легче на 182 г, несколько увеличится его мощность, емкость – сплошные плюсы. Но при демонтаже необходимо оставить клеммы и родной термодатчик.

Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы 18650 14 В

При переделке шуруповертов разной мощности и фонариков с Ni-Cd на Li-ion, чаще используют аккумуляторы форм фактор 18650. Они легко встают в контейнер или гнездо, так как вместо двух-трех родных устанавливают один литиевый. Переделка АКБ шуруповерта должна вестись с учетом особенностей литиевых аккумуляторов на 18650.

Этот вид источников энергии не переносит глубокий разряд и излишний заряд. Значит, необходимо использовать платы управления величиной напряжения. Так как каждая батарея имеет свой характер, их заряд корректируется балансиром. Смысл переделки шуруповерта с напряжением на 14,4 В заключен в создании прибора с использованием литиевых аккумуляторов для облегчения ручного инструмента и повышения его работоспособности. Больше всего для этих целей подходят литиевые аккумуляторы 18650.

При подборе комплектующих, следует учесть, пусковой ток шуруповерта высок, необходимо выбрать соответствующий BMS на нужное количество банок и не менее чем на 30 А. Для переделки зарядки шуруповерта на литиевый аккумулятор необходимо запастись хорошим паяльником, не кислотным флюсом и толстыми проводами для выполнения перемычек.

Комплектация:

• Литий-ионные банки в количестве 4 шт.
• Контроллер li-ion аккумулятора на 4 банки, хорошо подходит CF-4S30A-A. В нее встроен балансир, контролирующий заряд каждого элемента.
• Термоклей, флюс для паяния ТАГС, припой.
• Термостойкий скотч;
• Соединительные перемычки или толстый провод в изоляции сечением не менее 0,75 квадрата, порезанный для мостиков.

Порядок работы по переделке шуруповерта под 18650:

• Разобрать корпус и извлечь из контейнера связку из 12 Ni-Cd элементов.
• Убрать гирлянду, оставив разъем с выводами «+» и «-» . Вместо термодатчика установится термопара от контроллера.
• Спаять сборку, учитывая, что нельзя использовать кислоту, только нейтральный флюс и чистый припой. В период соединения нельзя разогревать крышки. Работать точечно.
• Подключить балансировочные точки к контроллеру, согласно схеме. На плате разъемы предусмотрены.
• Соединить сборку с выводами плюса и минуса.
• Проверить работоспособность схемы. Если все работает, собранную АКБ, контроллер разместить в гнезде, закрепить с помощью герметика.

Если ЗУ не универсальное, потребуется дополнительная переделка. Шуруповерты на 12 V с универсальным зарядным устройством собирают так же, но используется защитная схема подключения 3х18650 3,7 В на литиевые аккумуляторы. Точно так же переделывается отвертка с использованием комплекта АКБ 18650 в количестве 2 элементов.

Переделка шуруповерта «Макита» на литиевый аккумулятор

Есть «Макита» шуруповерт с аккумулятором емкостью 1,3 А/ч и напряжением 9,6 В. Чтобы сменить на нем источник питания  на литий-ионный, потребуется 3 компонента 18650. Переделка предоставит старому инструменту новые возможности: увеличит продолжительность работы на одном заряде, добавит мощность, так как рабочее напряжение поднимется до 10,8 В.

Для конструкции потребуется использовать BMS, управляющий контроллер, поддерживающий режим работы литиевых элементов в рабочих пределах. С этим прерывателем зарядка каждой банки будет равномерной без превышения 4,2 В, нижнее напряжение 2,7 В. Здесь применяется встроенный балансир.

Параметры контроллера должны сопровождать работу инструмента при повышении рабочего тока до 10-20 А. Обеспечить работу без отключения сможет плата на 30 А Sony VTC4, рассчитанная на емкость 2100 А/ч. Из 20 амперных подойдет Sanyo UR18650NSX принимающие энергии 2600А/ч. Плата нужна для 3 элементов, что маркируется в классификации 3S. При этом в плате должно быть 2 контакта, плюс и минус. Если выводы имеют обозначения с буквами «Р-«, «Р+», «С-», они предназначены для более поздних моделей шуруповертов.

Пошаговая инструкция переделки шуруповерта Макита на литиевые аккумуляторы выглядит так.

1. Разобрать аккумулятор на клею можно, если на весу обстукивать место соединения молотком с мягкой головкой. Направление удара вниз, в стык по нижней части корпуса.
2. Взять от старой сборки только контактные пластины, аккуратно отсоединив их от батареи. Датчик и размыкатель нужно оставить.
3. Спаять 3 элемента последовательно, пользуясь флюсом ТАГС и перемычками с изоляцией. Сечение провода должно быть больше 0,75 мм2.
4. Собрать схему с контроллером, и соединить блок питания с контактными разъемами проводами 1,5 квадрата.
5. Проверить работоспособность схемы и собрать корпус, снова посадив его на клей.

В шуруповерте со старым зарядным устройством DC9710 после окончания зарядки литиевого аккумулятора 18650 красный светодиод на панели выключится. За уровнем заряда следит встроенный контроллер.

ЗУ Макита DC1414 Т используют для зарядки источников питания на 7.2-14,4 В. Пока идет зарядка, горит красный свет. Но при зарядке литиевого аккумулятора, его напряжение не укладывается в стандарты солевых изделий, и после 12 В зарядное начнет мигать красным и зеленым. Но нужная зарядка уже есть. Шуруповерт готов к работе.

Переделка шуруповерта «Хитачи» 12 В на литиевые аккумуляторы 18640

Особенности переделки шуруповерта «Хитачи» 12 В на литиевые аккумуляторы. Очень компактное гнездо под аккумуляторные элементы предназначено для пальчиковых элементов. Поэтому следует подготовить место под 18650 элементы. Необходимо вырезать у перегородки одну сторону, чтобы плотно разместить 1 элемент.

Нужно обзавестись флюсом, плоской металлической соединительной лентой, термоклеем. Устанавливать литиевые аккумуляторы в шуруповерт при переделке необходимо через защитный контроллер. Он должен обслуживать 3 элемента 18650, напряжением 3,7 В и рассчитан на 20-30 ампер.

Извлечь старую батарею из гнезда, аккуратно отсоединить контакты в сборке с датчиком температуры и индикатором включения. Зачистить и подписать контакты. Их следует вывести в одну сторону, соединить припоем с выводами из толстых проводов и залить сборку термоклеем.

Собрать источник энергии с одним из контроллеров, рассчитанных на 3 элемента. Собрать последовательную схему из 3-х Li-ion элементов. Подключить контроллер. Переделка литиевого 12-вольтового аккумулятора завершается, когда конструкция будет установлена в блоке, закреплена, и индикатор зарядки загорится. После полной зарядки замеры показывают 12,17 вольт в наружной сети. Но этого достаточно для безотказной длительной работы прибора.

Переделка шуруповерта «Интерскол» на литиевые аккумуляторы 18650

Рано или поздно никель-кадмиевая сборка из 15 банок отказывает. Один- два элемента заленились, и получить напряжение на выходе уже невозможно. Современные ДШ «Интерскол» на литиевых аккумуляторах служат гораздо лучше. Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы 18 вольт мастерами освоена.

Необходимо приобрести плату защиты на 5S, 3,7 В и 40-50 А. Потребуется балансировочная плата и сами источники энергии – 5 аккумуляторов литиевых 18650, можно оставить с заводскими терморезисторами, удлинив провода. При монтаже создать контактную площадку, вставить сборку, проверить работоспособность, закрепить. Особенности сборки советы мастера подробно даны в видео. Здесь полная информация о переделке 18-вольтного литиевого шуруповерта