Ремонт аккумулятора шуруповерта своими руками

На сегодняшний день практически каждый хороший хозяин имеет на своем «вооружении» в кладовой или в гараже универсальный инструмент для сборки мебели, ремонта автомобиля и прочей техники – шуруповерт. В отличие от электроинструмента с традиционным шнуром питания, он оснащен мощным аккумулятором и не требует подключения к электросети. Зачастую стоимость новой АКБ может составлять до 70% всего прибора и, порой, многие задумываются о целесообразности приобретения нового элемента питания. Отличным выходом из подобной ситуации станет ремонт аккумулятора шуруповерта своими руками, что поможет существенно сократить затраты.

Типовая конструкция АКБ

Вне зависимости от производителя и модели батарея шуруповерта представляет собой пластиковый корпус, в который помещено несколько элементов питания.

Количество банок в оболочке может варьироваться от нескольких и до десятка штук. Соединенные последовательно, выводы первого и последнего аккумулятора замыкаются, обеспечивая при этом подключение к ЗУ. Питающее напряжение в бытовых устройствах составляет от 9 до 18В. В некоторых профессиональных приборах значение ЭДС может доходить до 36В, что непременно сказывается на длительности автономной работы.

Кроме банок в корпусе АКБ может находиться датчик температуры и термопрерыватель, служащие для размыкания цепи при возможном перегреве прибора. Любая аккумуляторная литий-ионная (Li-Ion) батарея шуруповерта оснащена специальным контроллером, который обеспечивает оптимальный разряд и работу элементов питания под нагрузкой.

Виды батарей шуруповерта

В настоящее время наиболее популярными и востребованными производителями шуруповертов являются следующие типы:

Никель-кадмиевые батареи (NiCd).

Катодом данного элемента является гидрат никеля с графитовым порошком и электролитом. В качестве анода выступает гидрат закиси кадмия Cd (OH)₂. Электродвижущая сила (ЭДС) АКБ составляет порядка 1.37В. В зависимости от качества применяемых материалов и технологии производства срок эксплуатации никель-кадмиевого аккумулятора шуруповерта составляет около 15-25 лет при среднем количестве циклов заряда-разряда 600 раз.

К преимуществам NiCd – батарей можно отнести:

— долговечность. При грамотной эксплуатации период нормальной работы АКБ может составить 25 лет;

— эксплуатация при невысоких температурах. Благодаря своим химическим свойствам заряд элемента питания этого рода практически не меняется с понижением температуры, что дает возможность его использования в условиях сурового климата нашей страны;

— неприхотливость в работе;

— возможность хранения в состоянии разрядки. В отличие от батарей другого вида, никель-кадмиевые АКБ шуруповерта могут длительное время храниться в разряженном состоянии без снижения своих свойств;

— большое количество циклов зарядки-разрядки.

Недостатками никель-кадмиевых АКБ считаются:

— эффект памяти. При неполной разрядке элемент батареи может «запомнить» минимальный уровень заряда и при последующем подключении к ЗУ наполнится энергией только до этого уровня;

— высокий удельный вес. При одинаковых габаритах масса аккумулятора на основе гидрата никеля и закиси кадмия будет существенно больше;

— проблемы с утилизацией. Высокая токсичность наполнения зачастую вызывает проблемы с утилизацией.

Никель-металлогидридные АКБ (NiMH).

Являются яркими представителями щелочных батарей, входят в группу источников питания химического типа. Катодом выступает оксид никеля (NiO), а в качестве анода – водородный металлогидридный электрод. Начальная ЭДС аккумулятора этого рода составляет 8.4В, но со временем оно понижается до 7.2В. По сравнению с никель-кадмиевыми NiMH-батареи имеются на 20% больше емкости при среднем количестве циклов разряда-заряда 250 раз.

Преимущества NiMH источников питания:

— высокая емкость при сравнительно небольшом весе и габаритах;

— отсутствие эффекта памяти. Можно не до конца заряжать батарею и при последующих подключениях к ЗУ в элементе питания будет восстанавливаться максимальная емкость с полной разрядкой при эксплуатации;

— экологическая безопасность. Наполнители никель металлогидридных батарей шуруповерта не опасны для окружающей среды и человека, а потому не требуют специальной утилизации;

— устойчивостью к повреждениям. При сильных ударах банки NiMH-батареи не разрушаются и способны работать в прежнем режиме.

Недостатки никель-металлогидридных аккумуляторов:

— высокий уровень саморазряда. При длительном хранении батарея сильно разряжается и требует подключения к ЗУ. Для продления срока эксплуатации элемента питания необходима его полная разрядка и повторная зарядка;

— малое количество циклов заряда. В отличие от никель-кадмиевых аккумуляторов, количество циклов разряда-заряда у никель-металлогидридных АКБ составляет всего 250-500 раз;

— «непереносимость» высоких температур. При повышении столбика термометра до 25 градусов Цельсия со временем элемент питания теряет свойства.

Литий-ионные аккумуляторы (Li-ion).

Батареи этого типа широко распространены в бытовой электронике и накопительных энергетических системах и представляют собой разделенные пористым сепаратором катод на алюминиевой и анод на медной фольге. Носителем заряда в подобном АКБ является заряженный ион лития, способный внедряться в кристаллическую решетку иных материалов (окислы, графит и т.д.). Номинальное напряжение составляет 3.7В, а максимальное порядка 4.3В. При постепенном разряжении ЭДС падает до 2.5-3.0 Вольта в зависимости от емкости конкретной модели АКБ шуруповерта.

Преимущества литий-ионных батарей шуруповерта:

— возможность подзарядки практически на любой стадии разряжения без негативных последствий в дальнейшем;

— полное отсутствие присущего никель-кадмиевым АКБ «эффекта памяти»;

— отсутствие небезопасных химических элементов;

— длительный срок эксплуатации (6-8 лет);

— большая мощность заряда при сравнительно небольших габаритах;

— высокая скорость полной зарядки.

Недостатки литий-ионных АКБ (Li- ion):

— дороговизна;

— саморазряд при низких температурах;

— чувствительность к механическим повреждениям (ударам);

— непереносимость перезаряда при полном заряде.

Ремонт АКБ шуруповерта своими руками

При возникновении неполадок системы питания в первую очередь необходимо определить причину их возникновение. Практически все неисправности, связанные с ремонтом батареи шуруповерта можно устранить самостоятельно. Для этого не потребуется использования специализированного инструмента и достаточно набора слесарных отверток и паяльника.

Диагностика неисправностей аккумулятора

1. Перед тем, как проводить ремонт АКБ шуруповерта литий-ионного типа необходимо полностью его зарядить, а элементы на основе NiCd или NiMH наоборот требуется разрядить до нуля, дабы не спровоцировать появления «эффекта памяти».
   
   

   Универсальный мультиметр

2. Далее производим непосредственный процесс разборки корпуса АКБ, который может быть смонтирован посредством клеев или винтового соединения. В случае с клеевой фиксацией понадобиться острый канцелярский нож, которым легкими движениями проводим по шву корпусу и крышки.
3. После вскрытия элементного отсека аккумулятора шуруповерта визуальным осмотром выявляем неполадки на предмет механических повреждений блоков, разрывов электрических проводов (паек), подтеков реагентов или вздутия.
   
   

   Диагностика банки с помощью лампочки

4. Последовательно с помощью универсального мультиметра производим замеры напряжения на каждой из банок. Для литий-ионных элементов на экране тестера должны появиться цифры в диапазоне от 3.6 до 3.8 Вольт. Для АКБ никель-кадмиевого или никель-металлгидридного типа это значение должно варьироваться в пределах от 1.2 до 1.5 В. Значения напряжения при замерах должно быть идентичным на каждом из элементов.
5. С целью определения «просаженной» банки подключаем к ее контактам обычную автомобильную лампочку и даем поработать несколько минут. После повторения этой операции с каждым элементов АКБ шуруповерта вновь замеряем начальное напряжение. Выявленные банки с более низким напряжением и будут считаться дефектными.

Определив неисправные источники питания АКБ требуется выбрать один из путей восстановления ее работоспособности. В первом случае достаточно добавить дистиллированной воды в дефектные банки в случае испарения электролита и зарядить их током с более высоким напряжением, отличным от номинального. Второй способ заключается в полной замене отдельных элементов новыми. Многие специалисты рекомендуют применять именно второй путь решения проблемы, так как нет гарантии, что восстановление свойств банки даст желаемые результаты.

Восстановление батареи шуруповерта

На практике доказано, что восстановить дефектную банку АКБ можно только в источниках питания с «эффектом памяти», каковыми и являются никель-металлогидридные и никель-кадмиевые элементы. Для этих целей потребуется профессиональное зарядное устройство с возможностью настройки параметров силы тока и напряжения. Устанавливаем на панели ЗУ напряжение порядка 4 Вольт с силой тока 200мА и воздействуем исключительно на дефектные банки, выявленные при диагностике АКБ.

Восстановить аккумулятор шуруповерта можно путем проделывания небольшого отверстия в оболочке и доливании дистиллированной воды в электролит. Для этого берем тонкое сверло до 1,5 мм и откачиваем медицинским шприцем 1 кубический сантиметр электролита. В освободившееся пространство доливаем такое же количество воды и герметизируем отверстие посредством герметика или эпоксидной смолы. После подключения банок в одну цепь и сборки корпуса производим 5-6 раз процедуру зарядки и разрядки, чтобы сформировать так называемую «память» в источнике питания.

Замена дефектных банок АКБ шуруповерта

Рекомендованный специалистами способ заключается в замене неисправного элемента питания новым.

Для этого необходимо посредством обычных бокорезов отсоединить от общей пластины дефектную банку и на его место припаять новую батарею. Стоит отметить, при отрезки старой банки необходимо оставить достаточный конец контакта для возможности припайки нового элемента. После сборки всех банок необходимо несколько раз повторить цикл заряда/разряда, чтобы выровнять напряжение в каждом элементе (порядка 1.3В). При выполнении процедуры пайки важно не перегреть элемент, так как это может сказаться на его дальнейшей работоспособности.

Ремонт литий-ионной АКБ шуруповерта производится аналогично, за исключением отключения/подключения управляющей платы.