Виды аккумуляторов для шуруповертов

  • 09.10.2023 г.
  • 3603 просмотра.

Шуруповерт TeWalt 26vАккумуляторные шуруповерты свободны от проводов и работают без привязки к электросети. Они выручают в разных ситуациях и позволяют работать вдали от розеток, на высоте, в труднодоступных местах. Но производительность портативного электроинструмента зависит от параметров его аккумуляторного блока. Также от типа и характеристик используемых аккумуляторов зависит вес аккумуляторного блока, время работы инструмента на 1 заряде и удобство его применения.

Повысить автономность беспроводного электроинструмента позволяет использование сменных АКБ. Но если использовать аккумуляторные блоки с оптимальными рабочими параметрами, их эффективность и время автономной работы будут выше. И наоборот, если АКБ не будет справляться со своими задачами, она окажется слабым звеном инструмента и не даст ему продемонстрировать свои возможности на деле. Рассмотрим, какие есть типы аккумуляторов для шуруповертов, и сравним их характеристики, чтобы определить лучший вариант.

Как устроены АКБ для шуруповертов?

Аккумуляторный блок шуруповерта или другого портативного электроинструмента состоит из нескольких элементов питания, соединенных последовательно для получения нужного напряжения. Обычно беспроводные шуруповерты имеют вольтаж 12 или 18 В, но есть и более мощные модели – например, на 21, 24, 26 или 36 В.

Сколько элементов питания нужно последовательно соединить для получения необходимого вольтажа – зависит от их химического состава. Ячейки с типом химии Ni-Cd и Ni-MH имеют номинальное напряжение 1,2 В, а Li-ion – 3,6 В. Соответственно, для сборки аккумуляторной батареи на 18 В нужно 15 элементов с типом химии Ni-Cd или Ni-MH, а литий-ионных ячеек достаточно в 3 раза меньше – 5 штук.

Собранная АКБ помещается в защитный корпус с разъемами для подключения нагрузки и зарядного устройства. При зарядке она накапливает энергию, а при работе – отдает ее для питания электродвигателя. Это происходит благодаря обратимым химическим реакциям, которые протекают между катодом и анодом в каждой ячейке. Выделяемая энергия преобразуется в электрическую и обеспечивает автономное питание инструмента.

От материалов катода, анода и находящегося между ними электролита зависит не только номинальное напряжение элементов. Тип химии влияет и на другие характеристики: удельную емкость, допустимые токи заряда и разряда, чувствительность к глубоким разрядам, диапазон рабочих температур, циклический ресурс. Каждый вид аккумуляторных батарей для шуруповертов имеет свои плюсы и минусы, которые важно учитывать при выборе.

Типы АКБ для шуруповертов

Аккумулятор NiCd 1.2 вольт, SC, 1,5 Ач, 10C

Аккумулятор NiMh 1.2 вольт, SC, 1,5 Ач

Аккумулятор Zhihang 18650 Li-ion 3,7 Вольт 2600 мА*ч

В портативном электроинструменте используют аккумуляторные блоки 3 типов:

  • никель-кадмиевые – старожилы, появившиеся еще в 1950 г., они не спешат уходить на заслуженный отдых и все еще есть в продаже;
  • никель-металлгидридные – экологичная замена Ni-Cd аккумуляторов, появившаяся в 1990 г. и уступающая им по ряду параметров;
  • литий-ионные – лидеры рынка, самые современные аккумуляторы с оптимальным сочетанием технических характеристик, появились в 1996 г. и используются практически во всех новых моделях портативных шуруповертов.

Никель-кадмиевые

Главный плюс Ni-Cd аккумуляторов – сохранение работоспособности на морозе, способность работать при температуре от -40 до +60 °С. К тому же, они доступны, надежны, обеспечивают стабильную токоотдачу, могут долго храниться в разряженном состоянии и отрабатывают 500–1000 циклов. Именно такие АКБ использовали в беспроводных электроинструментах прошлых десятилетий.

Сегодня им сложно выдерживать конкуренцию с Li-ion аккумуляторами, особенно если учесть токсичность кадмия, низкие удельные характеристики, солидный вес, значительный саморазряд и эффект памяти (снижение емкости при неполном использовании накопленной энергии) Ni-Cd ячеек. Такие АКБ обычно используют при замене старых аккумуляторных блоков на бытовом инструменте, изначально оснащенном никель-кадмиевыми элементами, если не планируется переход на литий. Служат они в среднем 6–7 лет.

Никель-металлгидридные

Ремкомплект 14,4В 2,0Ач Ni-Mh (SC) для Bosch 2607335263 (D-70745)

В числе их преимуществ:

  • безопасный состав;
  • увеличенная удельная емкость – на 30% по сравнению с Ni-Cd ячейками;
  • меньшие размеры и масса;
  • слабо выраженный эффект памяти, возможность зарядки в не полностью разряженном состоянии.

Но по некоторым параметрам Ni-MH аккумуляторы уступают своим предшественникам. Прежде всего, по устойчивости к глубоким разрядам и способности работать на морозе (при температуре ниже -10 °С рабочие параметры падают). Цена у них выше, а ресурс – около 500 циклов.

Литий-ионные

Это лучший тип аккумуляторов для шуруповерта и остальных видов портативного электроинструмента. Особенно для профессиональных моделей, рассчитанных на интенсивную эксплуатацию. В таком случае нивелируется главный минус Li-ion аккумов – подверженность естественному старению (химической деградации) с течением времени. Зато их плюсами выступают:

  • большая удельная емкость;
  • Ремкомплект 12,6В 2,5Ач (Li-ion)уменьшенные размеры и масса – на 40% по сравнению с Ni-Cd и Ni-MH банками – важное преимущество для аккумуляторных блоков инструментов, которые приходится подолгу удерживать в руках;
  • отсутствие эффекта памяти;
  • гибкие условия зарядки – независимо от уровня остаточной емкости, полностью или частично;
  • возможность быстрой зарядки;
  • малый саморазряд.

К недостаткам Li-ion ячеек относят непереносимость полного разряда и перезаряда. Но аккумуляторная батарея обязательно имеет BMS плату, которая следит за уровнем заряда и отключает АКБ от нагрузки или зарядного устройства, если напряжение выходит за допустимые границы.

Еще один минус: литий-ионные аккумуляторы временно теряют емкость на морозе ниже -10 °С, как и никель-металлгидридные. Это может иметь значение, если вы намерены использовать шуруповерт на улице в морозную погоду. Тогда выбирайте Ni-Cd или морозоустойчивые литиевые элементы – подвида LiFePO4.

В остальных случаях для оснащения беспроводного электроинструмента оптимально подходят высокотоковые Li-ion ячейки, например, с материалом катода LiMn2O4. Их ресурс достигает 1000 циклов. Ячейки подвида LiFePO4 служат ˃2000 циклов, но имеют номинальный вольтаж 3,2 В и при равных характеристиках немного тяжелее большинства литий-ионных аккумов.

Сравнительная таблица

Критерий сравнения АКБ для шуруповерта

Ni-Cd

Ni-Mh

Li-ion

Удельная энергоемкость, Вт·ч/кг

45–75

60–110

100–230

Номинальное напряжение, В

1,2

1,2

3,6

Внутреннее сопротивление

Минимальное

Малое

Малое

Допустимые токи нагрузки

1С–10С, в зависимости от модели, пиковые – до 20С

0,5С–10С, пиковые – до 5С–20С, в зависимости от модели

До 10С, пиковые – свыше 30С

Скорость зарядки

Полное восполнение запасаемой энергии за 6–8 часов

≈ 8 часов

≈ 8 часов, но допустима быстрая зарядка за 1–2 часа

Размеры и масса (при равных характеристиках)

Самые большие

Меньше

Еще меньше, примерно на 40%

Эффект памяти

Ощутимый

Слабо ощутимый

Незаметен

Процент саморазряда за месяц

10

7–10

Менее 5

Химический состав

Токсичный

Без токсичных компонентов

Нетоксичный

Допустимый температурный диапазон (в режиме разрядки)

-20 – +65 °С, с сохранением рабочих характеристик

-20 – +65 °С, на морозе эффективность использования снижается

-20 – +55 °С, на морозе происходит быстрое снижение емкости и просадка напряжения

Ресурс, количество циклов заряд-разряд

500–1000

Около 500

Около 1000

Условия хранения

В полностью разряженном состоянии

С частичным зарядом

С уровнем заряда 40–60%

Необходимость полной разрядки перед зарядкой

Да

Желательно

Нет

Какой тип аккумулятора лучше для шуруповерта?

Для портативного инструмента подходят АКБ разных типов: Ni-Cd, Ni-MH, Li-ion, LiFePO4. Лучшими обоснованно считаются высокотоковые литий-ионные модели. При одинаковых значениях емкости и напряжения они гораздо легче и компактнее никелевых аналогов, обеспечивают стабильную токоотдачу и отрабатывают ≈1000 циклов. Не зря сейчас практически все шуруповерты и дрели аккумуляторного типа комплектуют именно Li-ion батареями.

Ремкомплект 18 В (21 В) 2,5Ач (Li-ion) (переход на литий-ион)Никелевые АКБ обычно покупают для замены аналогичного аккумуляторного блока в инструментах старого поколения. Но и здесь возможна альтернатива: можно купить Ni-Cd или Ni-MH батарею, идентичную старой АКБ, или перейти на литий. Для этого в продаже есть аккумуляторные батареи Li-ion в комплекте с зарядным разъемом, зарядным устройством и инструкцией.

Для литиевых батарей главное – не лежать без дела, т.к. они очень медленно, но неизбежно и необратимо теряют свои характеристики. Если вы редко пользуетесь шуруповертом, покупка Ni-Cd батареи может оказаться более выгодной. Такие АКБ могут долго храниться с сохранением технических характеристик, даже если разрядятся в ноль и будут забыты на долгие месяцы. Другое дело, если инструмент нужен для регулярного применения. В таком случае выбирайте Li-ion блок и оцените его преимущества на практике. В интернет-магазине Shura-Master.ru есть аккумуляторы разных типов и готовые ремкомплекты, чтобы вы могли выбрать предпочитаемый вариант.

Что учесть при замене АКБ?

Напряжение аккумуляторной батареи должно примерно равняться вольтажу прибора. Емкость должна быть достаточной для нескольких часов непрерывной работы. Для бытового инструмента достаточно 2–3 часов, для профессиональных моделей – 4–5. Мощность батареи (произведение емкости и напряжения) должна соответствовать мощности электродвигателя. Размеры аккумуляторной сборки не должны превышать параметры корпуса.

Ранее в блоге Shura-Master.ru вышла статья о классификации измерительных приборов.

Какие детали необходимы для ремонта аккумуляторов?
Предыдущая
Какие детали необходимы для ремонта аккумуляторов?
Следующая
Какие бывают аккумуляторные батареи: виды и устройства
Какие бывают аккумуляторные батареи: виды и устройства

Еще может быть интересно...