Как заменить нерабочие аккумуляторы в шуруповерте

Срок жизни аккумуляторной батареи намного ниже ресурса шуруповерта и зарядного устройства. Приобретение новых батарей недешево, а иногда невозможно. Но АКБ состоит из нескольких элементов, и они одновременно из строя не выходят. Обычно с шуруповертом становится невозможно работать, когда неисправными становятся несколько банок. АКБ перестает заряжаться до номинального напряжения, не держит нагрузку, резко падает токоотдача и т.д. Вышедшие из строя ячейки можно поменять, а корпус и исправные элементы эксплуатировать дальше. Продлить жизнь шуруповерта можно, самостоятельно заменив аккумуляторы.

Разборка аккумулятора

Перед разборкой аккумулятор надо зарядить, насколько это будет возможным. Это нужно для последующей диагностики. Если это сделать не получится, надо будет заряжать элементы по отдельности. Для этого понадобится регулируемый источник питания.

Дальше надо разобрать корпус блока батареи. Процесс зависит от конструкции – где то надо будет открутить винты, где-то отжать защелки. Если корпус соединен клеем, процесс будет более трудоемкий, но результат все равно достижим.

В итоге надо будет вынуть последовательно соединенные элементы АКБ. Разъединять их без необходимости не надо.

Вычисление «отслуживших» банок

Первое, что надо произвести после извлечения элементов – визуальный осмотр. Безжалостно выбраковываются и утилизируются банки, имеющие:

• вздутия на корпусе;
• следы глубокой коррозии;
• потеки электролита.

Эти элементы восстановлению не подлежат, а поврежденные банки литиевых аккумуляторов еще и потенциально пожароопасны. Остальные, исправные на вид, батарейки надо проверить мультиметром — измерить напряжение без нагрузки. Оно должно быть близким к номинальному.

Если напряжение банки ниже номинала, но в пределах нормы, возможно, элемент не зарядился из-за неисправных батареек. Например, если в банке обрыв, то цепь зарядки из последовательных элементов разорвется. Надо попытаться зарядить эти элементы от внешнего источника питания током 0,1..0,3 от емкости единичного аккумулятора. Разъединять элементы для этого не обязательно.

Важно! Измерение напряжения литий-ионных элементов надо производить при отключенной плате балансира. При наличии в контроллере неисправного ключа (или нескольких), он может шунтировать исправную банку. Также эти элементы крайне нежелательно заряжать бесконтрольно от случайных блоков питания, это может привести к возгоранию или взрыву.

Если напряжение восстановилось (без нагрузки оно должно быть близко к верхнему значению предела, а через некоторое время вернуться к номиналу), прошедшие этот этап батарейки переходят к следующему испытанию – на фактическую емкость. Для этого каждый элемент поочередно нагружается на резистор, сопротивление которого рассчитывается по формуле: R=Uбанки/С, где:

• R – искомое сопротивление;
• Uбанки – номинальное напряжение полностью заряженного элемента;
• С – емкость аккумулятора в ампер*часах.

Так, для никель-кадмиевого аккумулятора емкостью 1,2 А*ч сопротивление будет равно 1 Ому. Этим сопротивлением новый аккумулятор будет разряжен до минимального напряжения примерно за час. Если взять сопротивление в 2 Ома, то за 2 часа, 5 Ом – за 5 часов и т.д. Лампочки в качестве нагрузки использовать нежелательно, потому что их сопротивление зависит от тока. Надо помнить о том, что:

• емкость зависит от тока разряда, поэтому, строго говоря, указанной линейной зависимости времени разряда от нагрузочного сопротивления не будет, и расчетное время разрядки носит ориентировочный характер;
• заявленная емкость относится к новым элементам, поэтому у батарей, проработавших долгий срок, фактическая емкость будет заведомо ниже, чем та, что написана на корпусе.

Во время процесса надо следить за напряжением на элементе, чтобы не допустить глубокого разряда. После окончания процедуры надо записать получившееся время для каждой банки. Те элементы, чье время разряда меньше, чем у большинства банок, отбраковываются.

Неисправные ячейки надо удалить. Для этого надо отрезать соединительные шинки. Их надо укорачивать как можно меньше, чтобы облегчить процесс установки новых банок.

Параметры выбор новых ячеек

Выбирать новые элементы просто – по исполнению, габаритам и емкости надо выбирать точно такие же банки, как и старые. Тогда проблем с установкой, зарядкой и эксплуатацией возникнуть не должно. В связи с совершенствованием технологий, в продаже могут появиться элементы, имеющие аналогичные посадочные размеры, но большую емкость. Их применять нежелательно, так как они потребуют большего времени пополнения энергии при равном токе и будут работать в отличающихся условиях. В таком варианте можно заменить все банки на новые разом.

Читайте также: Как выбрать аккумуляторы 18650 для шуруповерта

Процесс замены

Замена элементов аккумулятора шуруповерта несложна. Вместо неисправной ячейки ставится новая с соблюдением полярности. Потом она подключается к батарее с помощью шинок.

Пайка либо точечная сварка

Соединять элементы надо надежно – пайкой или точечной сваркой. Достоинство сварки в том, что контакт получается прочным, а процесс соединения – быстрым, меньше риск перегреть элемент. Недостаток – в малой доступности оборудования для ее производства. Если паяльник есть почти у любого домашнего мастера, то аппарат для точечной сварки – достаточно редкое оборудование. Другая проблема – площадь пятна контакта может получиться недостаточной. Бытовой шуруповерт в тяжелом режиме может потреблять ток до 10 А, поэтому малая площадь контакта может ограничивать отдаваемый ток и перегреваться.

Этого недостатка лишена пайка – контактное пятно можно сделать максимальным. Но надо иметь навыки, чтобы припаять надежно и быстро, не перегревая элемент. Также надо позаботиться о флюсе, с которым материал, из которого изготовлен корпус батарейки, хорошо бы облуживался. Подобрать флюс можно, потренировавшись на вышедшем из строя элементе.

По всем этим причинам лучше приобретать аккумуляторные элементы с готовой контактной шинкой (полосой) – на одну пайку (сварку) надо будет делать меньше.

Готовые сборки 18650

Если неисправных ячеек больше половины, есть смысл утилизировать их все, и перейти на литий-ионные аккумуляторы и пользоваться всеми их достоинствами (впрочем, недостатки у них тоже присутствуют).

Для этого можно применить готовые сборки на базе элементов 18650. Их можно приобрести как в специализированных магазинах, так и через интернет. Преференция состоит в том, что не нужен этап пайки или сварки при сборке, поэтому риск перегреть ячейки минимален и площадь пятна контакта наибольшая. Надо подобрать комплект, подходящий по напряжению и установочным размерам. В противном случае придется переделать корпус АКБ или подобрать новый.

В случае перехода на литий-ионные аккумуляторы, потребуется применить специальное зарядное устройство, так как процесс зарядки у данного типа батарей отличается от NiCd или NiMH. Также обязательна установка контроллера зарядки (платы балансира) – одного на всю АКБ.

Сборка

Собирается аккумулятор в обратном порядке. Элементы устанавливаются на место, при необходимости восстанавливаются электрические соединения с внешними контактами. Дальше собирается корпус.

Собранную АКБ надо зарядить небольшим током (0,1..0,2 от емкости), потом дать вылежаться несколько часов для стабилизации саморазряда. Далее батарею надо разрядить на работающем шуруповерте. Процесс следует повторить 2-3 раза, чтобы выровнять заряд всех ячеек. После этого можно пользоваться электроинструментом в обычном порядке.

В завершении видео: Замена старых NI-CD аккумуляторов в шуруповёрте интерскол.

Не стоит воспринимать обзор, как буквальное руководство к действию. Ситуации в каждом случае индивидуальны – по конструкции АКБ и по степени выхода из строя ее составляющих. Пользуясь общими принципами, изложенными выше, можно самостоятельно выполнить замену элементов питания в любом шуруповерте, и инструмент прослужит еще долгое время.