Ремонт батареи шуруповерта своими руками замена элементов li ion

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 19.09.2024

Доброго времени суток, вы читаете канал Инженер на удаленке , подписывайтесь , чтобы увидеть новинки первыми.

Рано или поздно АКБ (аккумуляторная батарея) для шуруповерта (в моем случае это Makita) выходит из строя, точнее теряет свою емкость и пользоваться её практически не возможно. АКБ Макита состоит из аккумуляторов Ni-Cd (никель-кадмий) и эти элементы питания имеют эффект "памяти", если простым языком, то аккумулятор использует только ту емкость, которая была заряжена с последнего раза.

Например при зарядке севшего до 40% АКБ, после зарядки вы сможете воспользоваться только 60% его емкости. При этом, если часто заряжать не полностью севший АКБ, то это негативно сказывается на его емкости в целом. Именно поэтому в последнее время большинство аккумуляторного инструмента переходят на Li-Ion батареи, т.к. они не имеют эффекта памяти.

Итак, АКБ потерял емкось, что же делать?

Как вариант купить новый АКБ, но стоимость нового АКБ на ту же Макиту кусается.
Можно попробовать "раскачать" аккумулятор, для этого его необходимо полностью разрядить и зарядить 4-5 раз.
Есть еще один вариант если прошлый не помог - перепаковка АКБ на новые аккумуляторы, об этом и поговорим.

Что понадобится для перепаковки?

Для перепаковки понадобится сам АКБ, новые аккумуляторы (в моем случае это 3/4 SC Ni-Cd 1.2v 1.3 Ah) цена примерно 800-1000 руб. за 10 аккумуляторов, резиновая киянка (для разборки), струбцины (для сборки, но можно обойтись и без них, если у вас их нет), и самое главное - контактная сварка (некоторые перепаивают на провода, но я не поддерживаю такой метод).

Как разобрать АКБ Makita?

Для того, что бы разобрать АКБ понадобится резиновая киянка и около 5-10 минут времени. Необходимо взять АКБ в руки и по периметру стыка обстукивать киянкой до расслоения двух половин корпуса. После того как нижняя часть откроется нужно вытолкнуть контакты из клемника обычным нажатием на них отверткой (будьте аккуратны, не замкните контакты между собой). Лучше посмотрите видео, обратите внимание на участки куда бить.

Перепаковка аккумуляторов

У вас на руках остаются 10 аккумуляторов сваренных в единый блок, необходимо отсоединить верхние 2 и сварить новые акб по той же схеме, что и старые. По сути ничего сложного, просто повторите то, что у вас перед глазами.

Пропуская разговоры о пользе шуруповертов можно перейти прямо к теме. Батарея или аккумулятор у владельцев шуруповертов — самый большой предмет для беспокойства. Лучше обращаться с ними строго по инструкции. В случае поломки решение одно – покупать новую батарею. Но временно можно попытаться использовать проблемную батарею, для чего здесь предлагается ряд советов. Подчеркнем – ремонт аккумулятора это временное решение, но сначала нужно точно расследовать причины неисправности.

Виды батарей и их отличия

Источник питания для ручного инструмента должен обеспечить его энергией хотя бы на полчаса работы при умеренной нагрузке или 10 минут при полной. И при этом достаточно быстро восстанавливать свой заряд. Без выполнения этих условий инструмент теряет весь коммерческий смысл, его просто не будут покупать. Обычно мощность шуруповерта варьируется в пределах 80-160 Вт.

Из всех видов батарей, которые выпускает промышленность, по этим критериям подходит только три вида:

Ni-Cd – никель-кадмиевый;
Ni-MH – никель-металлгидридный;
Li-ion – литий-ионный.

Никель-кадмиевый появился раньше всех остальных и показал хорошие эксплуатационные свойства. Такой аккумулятор имеет напряжение 1.35 В … 1.0 В. Здесь и дальше мы обозначаем первым номинальное напряжение, а последним – напряжение в конце разрядного цикла. Ni-Cd имеют число циклов заряд/разряд, лежащее в пределах 100 – 900, это зависит от качества материалов и режима работы. Для Ni-Cd также характерно очень низкое внутреннее сопротивление, они почти не греются при зарядке, долго хранятся.

Еще один вид: никель-металлгидридный аккумулятор. Эти аккумуляторы были предложены в качестве замены Ni-Cd. Обоснованием служили недостатки традиционных аккумуляторов с кадмием. В теории Ni-MH хорош: имеет большую энергоемкость (до 300 Вт*ч/кг), не подвержен эффекту памяти. Напряжение 1.25 В … 1.1 В, число циклов заряда 300-800. Ni-MH старого типа за год хранения полностью саморазряжаются. Хранить их рекомендуется при небольшой температуре, от 0 до 20 градусов Цельсия. Аккумуляторы нового типа LSD Ni-MH (Low Self-Discharge), как показывает их название, имеют малый саморазряд и меньше греются при зарядке.

Недостатки: Ni-MH батарей является 10% разряд в течение первых суток, и значительное выделение тепла при зарядке.

Li-ion аккумуляторы имеют напряжение 3.7 В … 2.5 В, но в действительности с ним немного сложнее, все зависит от режима использования батареи. Число циклов заряда примерно 600, но это при условии, что от батареи забирают не более 20% емкости. Литий-ионные батареи очень не любят глубокого разряда. От этого они быстро выходят из строя. Внутреннее сопротивление Li-ion очень мало, 5 … 15 миллиОм. Саморазряд около 1,6% в месяц при полном заряде и отсутствии нагрузки.

Недостатки: высокая стоимость, ограниченный срок хранения, не зависящий от использования. Опасность взрыва и пожара при неправильном обращении.

Диагностика неисправностей АКБ

Подозревать неисправность батареи шуруповерта или проводить ее восстановление нужно не сразу, а сначала попробовать заменить ее на вторую из комплекта, прежде зарядив ее как следует. Если шуруповерт вращается плохо, то это может быть вызвано поломками в его механике (мотор или редуктор). В случае сомнений нужно заменить блок питания, если есть такая возможность. Если все указывает на аккумулятор, то тогда можно приступать к его диагностике и восстановлению.

Прежде всего нужно выяснить тип батареи. Это написано на ее корпусе и от этого зависит возможность восстановления. Также должно быть указано номинальное напряжение. Оно обычно лежит в пределах 14 … 19 В. Затем, не разбирая корпус блока аккумуляторов, проводят его проверку. Для этого можно использовать два метода:

Проверка мультиметром;
Проверка нагрузкой.

Метод мультиметра

Мультиметр может быть использован в двух режимах: измерения напряжения и измерения тока. Если есть два прибора, то это еще лучше, не потребуется делать лишних переключений.

Схема измерений показана ниже:

Один мультиметр переключается в режим измерения напряжения (вольтметр), другой – в режим измерения тока (амперметр). Если прибор только один, то вместо амперметра придется использовать просто провод. Провода от аккумулятора к вольтметру могут быть тонкими, а провода от источника питания к батарее – потолще, но не стоит слишком увлекаться, в конце-концов для всей цепи подойдут провода 0.5 сечением мм.кв.

Если напряжение на батарее в норме, но ток заряда мал, значительно меньше одного ампера, то для Ni-Cd аккумулятора это может означать неисправность одного из элементов батареи. Восстановление аккумулятора шуруповерта здесь отменяется, нужен ремонт. Для Li-ion это означает, что либо он в норме, либо также неисправность одного из элементов.

Пусть Ni-Cd аккумулятор имеет номинальное напряжение 18 Вольт. Тогда легко узнать, сколько внутри элементов, не открывая корпуса. Зная номинальное напряжение Ni-Cd 1.2 В, поделите: 18/1,2 = 15. Значит, в корпусе 15 элементов. Если вольтметр показывает холостое напряжение 16,8 В, то это может означать и замыкание одной из банок, и просто разряд нормальной батареи. Такая батарея в разряженном состоянии дает 15 В. Если заряженная показывает 16,8 В или около того, значит, один из элементов замкнут накоротко. Восстановить тоже не получится, придется заменить.

Если батарея при зарядке пропускает ток больше одного ампера, а напряжение постепенно растет, увеличиваясь на 0,1 В за каждые 5-10 минут, и в конце заряда напряжение чуть больше номинала, то аккумулятор в порядке, восстановления не требуется.

Метод нагрузки

Этот метод похож на предыдущий и он пожалуй, проще. Не нужно разбирать зарядное устройство, или использовать лабораторный источник питания. Понадобится только:

Автомобильные лампочки;
Мультиметр;
Куски провода;
Паяльник с припоем и флюсом.

Схема проверки:

Для такой проверки нужно сначала поставить аккумулятор на зарядку и зарядить обычным образом. Затем подается номинальная нагрузка. Узнать ток несложно, для этого поделите потребляемую мощность на номинальное напряжение. Например, если шуруповерт потребляет мощность 50 Вт (типичный случай), при напряжении 18 В, то ток должен быть 50/18 = 2,77 А. Добиться такого тока, или близкого к нему, можно набирая параллельно автомобильные лампочки от поворотов.

Поэлементная проверка

Этот способ требует разборки корпуса батарейного блока. Он применяется, когда аккумулятор или его элемент перестает отдавать хороший ток, а попытки восстановления оказываются неудачными. Здесь достаточно одного плохого звена, поскольку они соединены последовательно. Но чтобы найти такой элемент, нужно проверить внутреннее сопротивление каждого из них.

Разумеется, начинать надо с общего осмотра всех банок: нет ли трещин, подтекания и т.д. Неисправный элемент сразу выдаст себя внешним видом.

Проверку на токовую отдачу производят с использованием закона Ома для полной цепи (он же первый закон Кирхгофа). Для этого нужно взять сопротивление с номиналом 10 Ом, рассчитанное на 25 Вт, и амперметр. Проверяемый элемент закорачивают на сопротивление, включенное последовательно с амперметром.

Например, пусть для Ni-Cd аккумулятора с напряжением 1,2 В получен ток 100 мА. Запишем его и повторно сделаем измерение, но уже не тока, а напряжения на элементе. Сначала измерим холостое напряжение, без подключения резистора, а потом подключим резистор и посмотрим, насколько упало напряжение. Пусть первый раз было 1,2 В, а после подключения резистора стало 1,05 В. Тогда внутреннее сопротивление этого элемента:

Это не слишком мало, если все элементы такие, то батарея сможет обеспечить шуруповерт только половиной мощности. Чем меньше внутреннее сопротивление, тем качественнее элемент, но при непременном условии: он должен давать номинальное, или близкое к этому напряжение. Если напряжение слишком мало, или совсем близко к нулю, то элемент закоротило, он не годится и не может быть восстановлен. Если внутреннее сопротивление больше 3 Ом, то можно попробовать восстановить (см. далее) или заменить.

Как восстановить аккумулятор?

Есть несколько способов добиться нормальной работы аккумулятора и реанимировать его в домашних условиях. Во-первых, это восстановление нормального зарядно-разрядного цикла. Также можно, в случае неудачи, вскрыть в качестве крайней меры корпус батареи и исследовать индивидуальное состояние элементов. В некоторых случаях это позволяет полностью отремонтировать батарею (если есть аналогичные для замены).

Устраняем эффект памяти

Этот способ восстановления применим к никель-кадмиевым батареям. Выполнить его очень просто. Сначала батарея разряжается полностью шуруповертом или другой нагрузкой, например, лампами или сопротивлением. Затем производится ее полный заряд. И так нужно сделать несколько раз. Если других дефектов у аккумулятора нет, то он полностью восстановится. Восстанавливать таким образом литий-ионные батареи нет смысла.

Чтобы восстановить Ni-Cd аккумулятор, понадобится:

Зарядное устройство;
Несколько автомобильных лампочек;
Медный провод 0,5 … 0,75 мм.кв;
Мультиметр.

Лучше, конечно, иметь несложный специальный стенд для восстановления, но это больше подходит ремонтникам-профессионалам, чем обычным пользователям шуруповертов. Но как бы ни было, работать с двумя мультиметрами намного удобнее, чем с одним.

По шагам восстановление выглядит следующим образом:

Определить номинальный ток нагрузки.
Включить переключатель S1 в положение Р (разряд). Если ток мал, можно немного увеличить нагрузку, добавив несколько лампочек.
Дождаться, когда вольтметр покажет минимальное напряжение.
Включить переключатель S1 в положение З (заряд). Следить за током в процессе заряда.
Дождаться, когда вольтметр покажет максимальное напряжение.
Переключить S1 в положение 0.
Подождать 20-30 минут.
Переключить S1 в положение разряда.
Перейти к пункту 4.
Повторить шаги 4-10 до тех пор, пока ток разряда не станет меньше номинального тока нагрузки на протяжении нормального времени работы шуруповерта.

На практике сделайте от 3-4 до 7-8 циклов. Если достичь условия 11 в алгоритме восстановления не удается, то батарею необходимо ремонтировать.

Долив дистиллированной воды в Ni-Cd АКБ

Это делается при разборке корпуса и если внутреннее сопротивление возросло (существенно больше чем 0,3 … 0,6 Ом). Мелким сверлом (0,5 мм) осторожно сверлится корпус элемента и шприцем в него впускается несколько миллилитров чистой дистиллированной воды. Затем отверстие запаивается паяльником. Эти манипуляции требуют мастерства и новичку могут не поддаться.

Через некоторое время, порядка 12-24 часов, электролит придет в нормальное состояние и элемент восстановится на более или менее продолжительный срок.

Для выполнения работы понадобится:

Мини-дрель + сверло 0,3-0,5 мм (в крайнем случае, крепкое шило);
Шприц 1 мл с иглой и дистиллированная вода;
Паяльник 40-60 Вт, припой ПОС-61 и флюс.

Место, где нужно делать отверстие:

Последовательность действий такая:

Разрезать вдоль оси бумажный чехол с элемента и снять его;
Сверлить, как показано на рисунке выше, отверстие. Сверло должно заходить на 3-4 мм, не более;
В проделанное отверстие ввести 10-15 мл дистиллированной воды;
Подождать 12-24 ч до пропитывания всего объема;
Зарядить элемент до номинального напряжения;
Запаять отверстие хорошо прогретым паяльником;
Надеть бумажный чехол и заклеить его скотчем.

Восстановленные элементы можно собирать в батарею.

Пример того, как это сделать своими руками на видео:

Реанимация путем замены

Это наиболее грамотный в техническом отношении вид ремонта, так как химические источники тока считаются неразборными и не подлежащими ремонту, их можно только утилизировать в конце срока службы.

Для работы понадобятся:

Острые кусачки;
Паяльник 40-60 Вт, припой ПОС-61, флюс;
Многожильный монтажный медный провод сечением 0.75 мм.кв;
Скотч или изолента.

Здесь порядок работ такой:

Разобрать блок (и возможно еще один) аккумуляторов;
Проверить каждый из элементов (см. выше);
Отобрать наиболее качественные;
Удалить старую шинку;
Быстро и тщательно залудить места пайки;
Пропаять соединения отрезками провода;
Собрать элементы и обернуть один раз скотчем;
Собрать блок.

СОВЕТ: Чтобы не было проблем с залуживанием элементов, перегревать которые ни в коем случае нельзя, нужно хорошо прогреть паяльник и использовать эффективный флюс. Подходит таблетка аспирина. Делайте работу при вытяжке воздуха, так как в результате разложения аспирина образуются вредные и раздражающие вещества. Остатки флюса промойте ацетоном или спиртом.

Выпуск газа из Li-ion аккумуляторов

В результате неправильной эксплуатации Li-ion элементов (злоупотребление переразрядом) возможно вздутие. В результате разложения солей выделяется кислород и создает высокое давление в корпусе герметизированного элемента. Эти газы выпускаются с помощью специальных клапанов, но в небольших элементах их может не быть.

ВНИМАНИЕ! Принудительно выпускать газ из вздувшихся Li-ion аккумуляторов, путем разрушения их корпуса, категорически запрещается любой инструкцией по их эксплуатации, это грубое нарушение пожарной безопасности!

Последствия такого вскрытия можно посмотреть на этом видео:

Заключение

Аккумуляторы для шуруповертов лучше эксплуатировать, соблюдая инструкцию. Ni-Cd аккумуляторы разряжайте до 0 перед следующим зарядом, а Li-ion подзаряжайте, по возможности, чаще. Частичному восстановлению подлежат только сухие никель-кадмиевые элементы, литий-ионные восстановлению не подлежат. При обращении с аккумуляторами соблюдайте осторожность!

Приведенные ниже рекомендации помогут избежать ошибок при ремонте элементов питания для шуруповерта:

приобретать аккумуляторы следует по номиналу напряжения и емкости, а также размерам;
соединение батареек на заводе выполнено с помощью точечной сварки. Замена батарейки, производится путем пайки. При выполнении пайки, потребуется выполнять ее быстро, чтобы не испортить батарейку перегревом;
Соединение сделать с помощью заводских пластин либо с помощью медных такого же размера, так как при зарядке (работе) проходит большой ток. Соблюдать полярность.

После перепаковки аккумуляторов шуруповерта, нужно выровнять их потенциалы путем зарядки банок в течение 8—10 часов. После остывания производится замер напряжения на элементах. Если все сделано правильно, напряжение будет в пределах 1,3—1,4 В. Затем производится разрядка банок до конца, путем использования шуруповерта (необходимо провести заряд-разряд 3 раза). Данную процедуру рекомендуется проводить один раз в 3 месяца, для исключения эффекта памяти.

Замена

Если починить составные компоненты питания в АКБ не представляется возможным, то их надо заменить. Сделать это тоже можно своими руками. В этом нет ничего сложного

Главное – действовать аккуратно, осторожно и по инструкции. Старайтесь ничего не повредить в процессе

Конечно, можно купить новую батарейку и установить ее в шуруповерт (их характеризует взаимозаменяемость). Можно провести замену поврежденной банки в самом АКБ.

Сперва уберите из цепочки устройства элемент питания, который перестал правильно функционировать. Если учесть тот факт, что они соединяются друг с другом специальными пластинками, встроенными при помощи точечной сварки, то лучше для этого пускать в ход бокорезы. Не забывайте оставлять в процессе хвостовик нормальной длины (не слишком короткий) на нормально функционирующей баночке, чтобы возможно было прикрепить его к новой детали питания.
Новенькую деталь прикрепить при помощи паяльника на тот участок, где была старая дефектная баночка. Не забывайте следить за полярностью элементов. Положительный (+) вывод надо припаять к отрицательному (-) выводу и наоборот. Для этого нужно будет использовать паяльник, мощность которого составляет не меньше 40 Вт, а также кислоту для него. Если у вас не получилось оставить нужной длины пластинки, то допустимо соединить все баночки при помощи медного проводника.
Теперь надо вернуть батарейку обратно в корпусную часть по такому же плану, по которому она находилась там еще до ремонтных работ.
Далее надо сделать выравнивание заряда на всех баночках по отдельности. Делать это надо путем нескольких циклов разрядки и повторной зарядки устройства. Далее надо проверить потенциалы напряжения на каждом из имеющихся элементов, используя мультиметр. Они все должны держаться на едином уровне в 1,3В.

Если речь идет о ремонте блоков аккумуляторов с банками литий-ионного вида, то здесь действовать следует по аналогичной схеме. Однако есть один нюанс, который может немного затруднить задачу, – это отсоединение батарейки от платы. Тут поможет только один способ – замена пострадавшей банки.

Как определить, возможен ли ремонт?

Если вы заметили, что ваш шуруповерт перестал работать исправно и выяснили, что корень проблемы кроется в его аккумуляторе, то следующим шагом вам понадобится определить, есть ли возможность его отремонтировать. Для этого надо перейти к разборке корпуса инструмента. Состоит он из двух основных частей, которые соединены между собой при помощи винтиков или клеевого состава (смотря какая у вас модель).

В случае если две половины корпуса скреплены винтиками, то проблем в его разборке у вас возникнуть не должно. Просто открутите шурупы и разделите корпусную конструкцию. Но если эти составляющие склеены, то на стыке между ними вам будет нужно аккуратно вставить нож с острым лезвием и вкрутить в этот участок саморез

Очень осторожно, чтобы не нанести повреждений важным элементам, проводите ножиком вдоль стыка, разъединяя тем самым половинки корпуса

Разобрав корпусную основу, вы увидите банки, соединенные между собой последовательно. Такое строение говорит о том, что, даже если пострадала только одна из них, то аккумулятор будет плохо работать в целом. Вам понадобится отыскать слабое звено в открывшейся перед вами цепочке. Достаньте из корпуса ячейки и аккуратно разложите их на столе, чтобы у вас появился беспрепятственный доступ абсолютно ко всем необходимым контактам. Теперь мультиметром проведите необходимые измерения напряжения каждого отдельного элемента. Чтобы проверка проходила проще и удобнее, записывайте все полученные показатели на отдельном листочке бумаги. Некоторые люди сразу записывают их на корпусе – делайте так, как вам будет удобнее.

Если у вас в арсенале имеется 12-вольтный инструмент, то для розыска неисправностей можно прибегнуть и к более простому методу – исключите двойную разборку-сборку. Первым делом тоже надо провести измерения величины напряжения всех полноценно заряженных деталей. Запишите выявленные показатели. К разложенным на столе баночкам подсоедините нагрузку в виде 12-вольтовой лампочки. Она будет разряжать АКБ. После этого снова определите напряжение. Тот участок, где присутствует максимально сильное падение, и есть слабый.

Определение неисправности

Наиболее частая причина выхода из строя – поломка только одного элемента. Они соединяются последовательно, а значит, даже падение емкости на одной батарее приведет к полной неисправности всего АКБ. В этом случае нам понадобится:

Далее нужно действовать по инструкции:

Батарея отключается от винтоверта. Она должна быть полностью заряжена.
Разбирается корпус.
Теперь нужно извлечь все банки. В Ни-Кд их больше, так как номинальное напряжение одной секции меньше.
На каждой банке замеряется напряжение. Для никель-кадмиевый — номинальным является 1,2 вольта. У литиевых — нормальное напряжение находится в пределе 3,6-3,8 вольт.
После замера, нужно посмотреть, на каких банках напряжение снижено. К примеру, если на двух литиевых батареях вольтаж 3,8, а на одной 3,5 – значит дефективная именно она.
Аккумулятор собирается и устанавливается в инструмент. Теперь ее нужно посадить в ноль.
АКБ разбирается и вольтаж замеряется еще раз. Если на предполагаемом элементе напряжение значительно ниже, чем на остальных – значит она идет под замену или ремонт.

Проверка аккумулятора шуруповерта

Для определения реальных основных параметров аккумулятора проводится проверка.

элементы аккумулятора могут изменить свою емкость

Проверку аккумулятора шуруповерта осуществляют при полной зарядке. Полная проверка проходит в несколько этапов.

Инструменты для проверки

Проверку электрического накопителя можно произвести при помощи:

вольтметра постоянного напряжения на 15 В;
амперметра и вольтметра постоянного тока;
тестера;
мультиметра.

Из инструментов следует обзавестись:

плоскогубцами;
отверткой;
ножом;
паяльником.

Первый этап проверки

Показания снимаются периодически

Так, спустя полчаса после начала зарядки значение напряжения будет 13 В. Если измерить еще через полчаса, то напряжение будет равно 13.5 В. Через 2 часа после начала зарядки напряжение уже будет около 14 В. Это говорит о том, что достигнут максимум. У полностью заряженного аккумулятора напряжение имеет значение равное 17 В.

Оценить качество накопителя можно, измерив ток во время процесса зарядки. Если аккумулятор в хорошем состоянии, то для него характерен устойчивый рост тока в 1 час в течение процесса зарядки. Прохождение значения тока отметки в 1 А говорит о нормальном функционировании накопителя.

некоторые элементы в аккумуляторе являются нерабочими

По результатам первой проверки можно составить начальное впечатление о работоспособности аккумуляторных элементов. Это поможет установить необходимость в разборке аккумулятора.

Проверка под нагрузкой

Для ответа на вопрос в течение какого времени разрядится аккумулятор следует произвести проверку накопителя под нагрузкой. Нагрузку нужно выбирать исходя из мощности накопителя. Если она неизвестна, то считается что мощность нагрузки равна половине произведения силы тока, который отдается аккумулятора при работе, на напряжение накопителя. Как правило, это значение принимается равным 35–40 Вт. Таким образом, в качестве нагрузки можно применить автомобильную фару (35 Вт) или воспользоваться спот-лампой на 12 В с такой же мощностью.

в аккумуляторе имеется поврежденный элемент

Проверка элементов питания накопителя

Проверка по величине сопротивления

В качестве нагрузки следует взять резистор сопротивлением в 10 Ом

Проверка остальных параметров

Каждый вид аккумулятора обладает определенной величиной саморазряда.

Так, в течение месяца хранения:

никель-кадмиевый аккумулятор может разрядиться на 20%;
никель-металлогидридные — 30 %;
литий-ионный накопитель — до 8 %.

Методика определения неисправности батареи

Метод 1. Используем мультиметр

Учитывая идентичный уровень напряжения всех составляющих цепи, определить неисправный элемент можно при помощи мультиметра (переключив его в режим замера напряжения DCV). При этом следует помнить, что номинальные напряжения для различных типов АКБ имеют отличные значения:

Ni-Cd и Ni-MH (напряжение 1,2В);
Li-Ion (напряжение 3,6В).

Сама же методика определения вышедшего из строя элемента питания производится по следующему алгоритму:

Аккумулятор устанавливается на полную подзарядку;
Корпус устройства разбирается, и производятся поочередные замеры напряжения (при помощи прибора) на каждой из банок;
Маркируются элементы, напряжение на которых ниже установленной нормы (для Ni-Cd и Ni-MH батарей напряжение должно варьироваться в диапазоне 1,2 – 1,4 В; для Li-Ion – в пределах 3,6 – 3,8 В).
Батарея собирается и устанавливается в шуруповерт, после чего ее следует разрядить до заметного снижения мощности, для чего при помощи электроинструмента можно выполнить ряд силовых операций.
После разрядки, корпус АКБ разбирается повторно, и вновь выполняются замеры напряжения на всех участках цепи (особенное внимание следует уделить маркированным элементам)
В случае падения напряжения на элементе 0,5 – 0,7 В такая батарея считается непригодной.

Метод 2. Используем нагрузку

Технология выявления слабых батарей в таком случае аналогична вышеописанной, с тем лишь отличием, что для разряда аккумулятора здесь применяется 12 вольтовая лампочка (к примеру, на 40 Вт), которая и будет выступать в качестве нагрузки. А для того, чтобы решить поставленную задачу не потребуется несколько раз производить сборку/разборку аккумуляторного блока.

Выполнив все вышеописанные манипуляции, определяются все ненадежные элементы аккумуляторной цепи, а уже после этого принимается решение об их замене или восстановлении.

Виды АКБ, используемых в шуруповертах и их отличия

В аккумуляторном инструменте используются источники питания на никелевой или литиевой основе. Банка оснащена влагозащищенным корпусом из ударопрочного пластика, внутри располагаются элементы питания, соединенные в общую цепь.

Никель-металлогидридные

Отличаются повышенной плотностью запасаемой энергии, но по значению максимального тока в цепи уступают кадмиевым аккумуляторам. Изделия имеют пониженную скорость саморазряда, в процессе нормальной работы наблюдается небольшое уменьшение напряжения. Примененные в конструкции материалы являются экологически безопасными, для восстановления батареи требуется сила тока не выше 30% от номинальной емкости.

Никель-кадмиевые

Аккумулятор у шуруповёрта на основе Ni-Cd батарей.

Эти элементы наиболее часто используются для привода электродвигателей инструмента. Каждая секция имеет рабочее напряжение 1,2 В, детали собираются в общие банки.

Преимуществом батарей является способность отдачи повышенного номинального тока, но при частичной разрядке наблюдается падение емкости.

Этот процесс обратимый, для восстановления выполняются последовательные периоды разрядки и зарядки. Ресурс источника питания кадмиевого типа составляет до 1000 циклов.

Литий-ионные

Отличаются пониженным саморазрядом и увеличенной емкостью (без нарастания габаритов). Обслуживания в процессе эксплуатации не требуется. Для зарядки применяются специальные устройства, поскольку при нарушении процедуры возможно воспламенение или взрыв элемента. Механические дефекты негативно влияют на стабильность аккумулятора, который разрушается или загорается при попытке зарядки.

Литий-ионные батареи оснащаются защитными механизмами, срабатывающими в момент разряда повышенным током. Для снижения вероятности взрыва в конструкцию ввели анод, изготовленный из графита.

Но тенденция к самовоспламенению при нарушении условий хранения и эксплуатации сохранилась. Источники питания не переносят глубокого разряда, повышения напряжения в зарядной цепи приводит к необратимому падению емкости.

Литий-полимерные

Источник питания литий-полимерного типа отличается сниженным падением напряжения по мере уменьшения напряжения на клеммах. Допускается эксплуатация при температуре воздуха от -20°С. Полимерный материал позволяет делать тонкие и гибкие аккумуляторы (толщина от 1 мм).

Li-Po аккумуляторы в отличии от других типов более компактные, что несколько затрудняет их ремонт.

Но батареи сохранили высокую пожароопасность при нарушении условий эксплуатации. В конструкции банки есть электронная защитная плата, ограничивающая максимальный ток в цепи. Для восстановления емкости нужно использовать специальное зарядное устройство, источник питания выдерживает до 900 рабочих циклов.

Нельзя допускать глубокой разрядки, при длительном хранении изделие выходит из строя. Для снижения естественного износа в состав электролита вводятся специальные ингибиторы.

Работы по ремонту аккумулятора шуруповерта

причина выхода их из строя кроется в разложении лития

Однако, эти методы не могут полностью решить проблему выхода из строя батарей. Они лишь отсрочат неизбежное. Рано или поздно, но менять банки придется все равно.

параметры емкости и габаритов совпадали с заменяемыми элементами

Сама задача проста. Хорошо если имеется опыт в пайке. В соединении элементов обрезается неисправная батарея, на ее место ставится исправная, затем производится пайка. Как видно, ничего сложного.

Однако, при этом следует учесть несколько важных нюансов:

Диагностика неисправностей АКБ

Проверка мультиметром;
Проверка нагрузкой.

Метод мультиметра

Схема измерений показана ниже: Один мультиметр переключается в режим измерения напряжения (вольтметр), другой – в режим измерения тока (амперметр). Если прибор только один, то вместо амперметра придется использовать просто провод. Провода от аккумулятора к вольтметру могут быть тонкими, а провода от источника питания к батарее – потолще, но не стоит слишком увлекаться, в конце-концов для всей цепи подойдут провода 0.5 сечением мм.кв.

Метод нагрузки

Автомобильные лампочки;
Мультиметр;
Куски провода;
Паяльник с припоем и флюсом.

Поэлементная проверка

Основной элемент практически всех категорий переносного электроинструмента – аккумуляторная батарея. Одновременно это и самая дорогая часть. Например, аккумулятор среднего по характеристикам шуруповёрта стоит 60-70% от общей суммы. Поэтому каждый домашний умелец или профессиональный мастер должны знать, как самостоятельно произвести ремонт аккумуляторов для шуруповерта. И деньги сэкономите и инструменту вторую жизнь дадите.

Разновидности аккумуляторов для шуруповёрта

Прежде чем приступать к ремонту, необходимо произвести диагностику, а для этого, узнать какие виды аккумуляторных батарей используются в шуруповёртах. Такие знания помогут быстро определить тип источника питания, соответственно, выбрать правильный подход.

Никель-кадмиевые батареи

Никель-кадмиевый аккумулятор – популярный источник питания для шуруповёртов различной мощности. Основное его преимущество – низкая цена, поэтому такие АКБ получили широкое применение: от ручного инструмента до электрокаров, перевозящих большие грузы. Интересный факт, что даже в троллейбусах установлены никель-кадмиевые источники питания.

При правильной эксплуатации обладают продолжительным сроком эксплуатации и большим количеством циклов заряд/разряд.
Могут длительное время находиться в режиме хранения. Важно знать, что никель-кадмиевые батареи можно хранить только разряженными.
Низкая температура окружающей среды не влияет на долговечность.
Доступны по своей ценовой политике.

При неправильной эксплуатации повышается ток саморазряда.
Не рекомендуется вскрывать батареи – никель и кадмий являются токсичными и очень вредными для человеческого организма элементами.

Но потребуется специализированное оборудование и некоторый багаж знаний. Следует сразу уточнить, что для единоразового ремонта приобретать специальный инструмент и измерительные приборы нецелесообразно.

Никель-металлогидридные батареи

Это факт. Но такие батареи можно очень быстро заменить самостоятельно, но по стоимости они в несколько раз превосходят никель-кадмиевые источники питания.

Большая ёмкость. Такие источники питания способны на 20% дольше проработать за один цикл, чем никель-кадмиевые аккумуляторы.
Длительный эксплуатационный срок. При правильном обращении – не менее 300 циклов заряд/разряд.
Не требуют полной разрядки.

Восстановление никель-металлогидридных источников питания невозможно, только замена.
Высокая ценовая политика.
Невосприимчивость к низкой температуре окружающей среды.

Никель-металлогидридный элемент, что может быть очень важным для некоторых пользователей, является экологически чистым. Но всё равно не следует забывать про правильную утилизацию отработавших источников питания.

Литий-ионные батареи

Замена аккумуляторов в шуруповёрте, если они литий-ионного типа, происходит в течение нескольких минут. Но ремонту такие источники питания, как и никель-металлогидридные АКБ, не поддаются.

Самое большее количество циклов заряд/разряд среди остальных аккумуляторных батарей.
Высокая ёмкость.
Меньший вес, соответственно, большее удобство при обращении с электроинструментом.

Высокая ценовая политика. Не всегда актуально покупать новую литий-ионную батарею – выгоднее приобрести электроинструмент в сборе.
При неправильном хранении и без дозаряда быстро приходят в негодность.

Современные электромобили на батареях данного типа в несколько раз по мощности превышают бензиновые и дизельные двигатели.

Перечень необходимых инструментов

Ремонт или диагностика АКБ шуруповёрта невозможны без определённого инструмента и измерительных приборов. Для восстановления аккумуляторной батареи не обязательно покупать дорогие инструменты, вполне подойдут бюджетные производители.

Перечень инструмента, необходимого для ремонта АКБ шуруповёрта:

Мультиметр. Измерительный прибор, который позволяет определить постоянное и переменное напряжение, сопротивление, силу тока или прозвонить цепь на предмет обрыва. Более дорогие модели способны измерять ёмкость элементов, но они не пригодятся домашнему мастеру.
Плоская и фигурная отвёртки. Незаменимый инструмент, который не раз выручит в дальнейшем.
Монтёрский нож со сменными лезвиями.
Паяльник. Мощности в 40 Вт будет вполне достаточно. Более мощные модели стоят дороже, и при неправильном обращении с ними можно повредить элемент.
Олово и припой. Недорогие расходные материалы.

Пригодятся и расходные материалы, например, изолента или термоусадочная трубка, бытовой клей, небольшие отрезки проводов.

Диагностика неисправного аккумулятора

Перед тем как отремонтировать аккумулятор шуруповерта в домашних условиях, необходимо узнать причину его поломки. Правильная диагностика – это 80% выполненной работы. И не всегда этот процесс прост и понятен.

Диагностика неисправностей аккумуляторных батарей заключается в определении одной или нескольких банок, которые вышли из строя. Одновременная поломка всех элементов питания – это нонсенс, возникающий один раз в столетие.

Последовательность определения неисправности:

Полностью зарядить аккумуляторный блок шуруповёрта. В комплекте к переносному электроинструменту обязательно идёт специальное гнездо-зарядка. В которое необходимо установить снятую батарею и дать несколько часов для полного заряда. Окончание цикла заряда – это загоревшийся зелёный индикатор на корпусе.

Важно! Перед тем как заряжать никель-кадмиевый или никель-металлогидридный источник питания, их следует полностью разрядить. Литий-ионные батареи можно ставить на зарядку вне зависимости от процента их ёмкости.

Ремонт или диагностика аккумуляторов для шуруповерта может без особых трудностей проводиться своими руками. Это хорошо видно из вышеперечисленной последовательности. Необходимо только иметь инструмента, минимальный багаж знаний, свободное время и желание что-то сделать своими руками.

Восстановление никель-кадмиевых батарей

Ремонт АКБ шуруповёрта можно считать бюджетным только тогда, когда элементы питания не выбрасывают, а восстанавливают. Чтобы восстановить аккумуляторные батареи никель-кадмиевого типа, следует знать особенности их эксплуатации. Например, при пересыхании электролита, единственный путь таких батарей – в пункт утилизации.

Как самостоятельно восстановить никель-кадмиевый аккумулятор:

Если после нескольких циклов никель-кадмиевая батарея не хочет заряжаться, то единственный выход заменить её. Это всё равно будет дешевле, чем покупка нового аккумулятора.

Восстановление дистиллированной водой – правда или вымысел?

Последовательность восстановления аккумуляторов дистиллированной водой:

С помощью тонкого сверла и дрели сделать маленькое отверстие в верхней части аккумуляторной банки. Если сверлить середину элементу или нижнюю часть, то можно повредить источник питания. Восстановить его потом будет невозможно.
С помощью шприца залить в батарею дистиллированную воду до максимума.
На 1-2 дня оставить батарею в чистом и тёплом месте, отверстие не закрывать.
Элементы с залитой дистиллированной водой соединить в одну батарею.
Поставить батарею на зарядку до полного восстановления ёмкости. После заряда проверить напряжение на каждой банке и при необходимости долить дистиллированной воды.
После проверки закрыть отверстия с помощью клеевого пистолета. Запаивать отверстия категорически запрещается – так можно повредить аккумуляторный элемент.
Установить батарею обратно в корпус, закрыть крышкой и дозарядить.

Домашний способ с электролитом действует, но не всегда. Иногда внутренняя конструкция батареи настолько повреждена, что даже дистиллированная вода не даёт положительного результата.

Простое восстановление: замена нескольких элементов

Перед заменой необходимо провести диагностику АКБ и как это сделать правильно описано выше. Батарея состоит из отдельных элементов, которые надо выпаять. Для пайки используют маломощные паяльники, иначе высокой температурой можно повредить источники питания. Элементы с низким напряжением следует отложить в сторону или пометить.

Совет! Если есть возможность, то лучше воспользоваться паяльной станцией с регулировкой мощности или точечной сваркой.

После определения неисправных источников питания их надо просто заменить новыми, которые впаивают заново в общую батарею. Стоимость отдельных банок намного ниже, чем всей конструкции в сборе, поэтому экономия будет налицо. После того, как все элементы будут собраны в батарею, необходимо провести несколько циклов заряд/разряд аккумулятора.

В редких случаях, например, если АКБ слишком старый, то из строя выходят все элементы. Покупка нового аккумулятора будет всё равно дороже, чем замена всех банок. Поэтому имеет смысл заказать через интернет отдельные источники питания, спаять их в батарею, после чего поместить в старый корпус.

Есть маленький секрет продления срока службы новых источников питания. Для этого надо снять заводские настройки с банок, которые устанавливаются несколькими циклами заряд/разряд. Проводить операцию по продлению долговечности следует только на новых элементах, а в дальнейшем их правильно заряжать.

Новую аккумуляторную банку разряжают до напряжения в 1 В. Важно следить за данным параметром, так как ниже одного вольта батарейка может прийти в негодность, после чего её восстановление будет невозможным. Для разряда лучше всего воспользоваться регулируемой нагрузкой, на которой выставить ток 1 А.

После полной разрядки все элементы необходимо заново зарядить, используя для этого номинальные показатели тока и напряжения. После полного заряда можно спаивать источники питания в батарею и устанавливать на шуруповёрт.

Самостоятельная переделка аккумулятора под литий-ионные банки

Литиевый источник питания имеет массу преимуществ:

Поэтому некоторые умельцы стараются приобрести недорогой шуруповёрт с никель-кадмиевым аккумулятором и переделать его под литиевые батареи. Сразу надо уточнить, что литий-ионные батареи стоят намного дороже, чем все остальные источники питания и их минусами.

Рассчитать необходимое количество литиевых банок для аккумуляторной батареи. Можно подобрать большую мощность и таким образом уменьшить количество элементов.
С помощью перемычек соединить все элементы питания в единую батарею.
Батарею припаять к плате контроллера, рассчитанной на рабочий ток шуруповёрта.
Разобрать аккумулятор шуруповёрта и удалить все никель-кадмиевые батарейки.
Спаять вместе выходные контакты платы контроллера и выводы аккумуляторного корпуса. Полностью собрать корпус.

Следует помнить, что после замены источников питания может понадобится новый блок заряда. Иначе мощности старого просто не будет хватать для восстановления полной ёмкости аккумуляторной батареи.

Заключение

Из статьи вы узнали, как отремонтировать аккумулятор для шуруповерта с небольшим количеством инструментов и измерительных приборов.

Основное правило – не спешить и выполнять все действия последовательно, а если не получается, то пробовать снова.

Такой полезный опыт поможет не только сократить траты, но и раскрыть в себе массу новых талантов, например, ремонт бытовых электроприборов.

Читайте также: