Аккумулятор – самый недолговечный элемент переносного электроинструмента. Его и без того относительно невысокий ресурс зачастую уменьшается неправильной эксплуатацией. Батарею на замену купить не всегда легко (иногда невозможно), да и стоит она недешево. Но во многих случаях АКБ можно починить своими руками и продлить период ее эксплуатации.
- Диагностика и виды неисправности
- Как разобрать аккумулятор
- Особенности ремонта разных типов аккумуляторов
- Способы восстановления батареек
- Дистиллированная вода
- Повышенный ток
- Заморозка
- Перепаковка аккумуляторов шуруповерта
- Полная или частичная замена элементов питания
- Переделка под литий-ионные источники питания
Диагностика и виды неисправности
Неисправности АКБ сводятся, в основном, к следующим случаям:
- потеря емкости;
- невозможность зарядки до номинального напряжения;
- сниженная токоотдача под нагрузкой.
Чтобы продиагностировать батарею в домашних условиях, можно приобрести специальное устройство, но в большинстве случаев достаточно мультиметра и нагрузки. В ее качестве могут выступать:
- сам шуруповерт;
- лампочки накаливания на 12 вольт;
- эквивалент нагрузки в виде резистора или батареи резисторов.
Первый случай неудобен, так как заставить работать шуруповерт длительное время под постоянной нагрузкой сложно. Да и замеры тока и напряжения делать непросто. Удобно использовать лампочки накаливания потребной мощности, но они пригодны не для всех случаев – сопротивление нити зависит от нагрева, то есть, от тока. Лучше всего применить набор сопротивлений (из таблицы см. ниже), имитирующий различные режимы работы электроинструмента.
| Режим работы | Ток, А | Сопротивление эквивалента для напряжения питания | ||
| 12 В | 14 В | 18 В | ||
| Холостой ход | 1..2 | 6..12 Ом | 7..14 Ом | 9..18 Ом |
| Средняя нагрузка | 4..6 | 2..3 Ом | 2,3..3,5 Ом | 3..4,5 Ом |
| Полная нагрузка | 10..12 | 1..1,2 Ом | 1,15..1,4 Ом | 1,5..1,8 Ом |
Нужное сопротивление можно получить параллельным соединением резисторов так, чтобы суммарная мощность была не менее вычисленной для конкретного режима по формуле P=U*I. Так, для режима холостого хода 12-вольтового инструмента потребуется эквивалент мощностью 12 ватт. Такой резистор можно составить из двух параллельных десятиваттных резисторов сопротивлением 12..15 Ом каждый. Для эквивалента, имитирующего полную нагрузку шуруповерта на 18 вольт, потребуется батарея мощностью 18*10=180 Ватт. Для этого потребуется 18 десятиваттников по 27 Ом.
В первую очередь батарею надо попытаться зарядить от штатной зарядки. Если за разумное время напряжение не достигло номинала, значит в этой АКБ есть одна или несколько неисправных ячеек.
Если получить номинал удалось, можно перейти к проверке на фактическую емкость. Для этого надо нагрузить полностью заряженную АКБ на известное сопротивление (лампочки использовать нежелательно, результат будет недостоверным) и контролировать напряжение и время разряда. Как только напряжение достигло нижнего предела, процедуру следует прекратить и остановить таймер.
| Тип аккумулятора | Номинальное напряжение, В | Нижний предел, В |
|---|---|---|
| Никель-кадмиевый | 1,2 | 1,0 |
| Никель-металлогидратный | 1,2 | 1,1 |
| Литий-ионный | 3,7 | 2,7 |
Фактическая емкость рассчитывается исходя из тока разряда по формуле С=I*t, где:
- I – ток разряда, в миллиамперах;
- t – время в часах.
Если ток не контролировался амперметром, надо его вычислить, разделив среднее напряжение (между номиналом и нижним уровнем) на нагрузочное сопротивление.
На токоотдачу АКБ проверяется при самом большом токе нагрузки. Элемент должен выдавать этот ток, а напряжение не должно проседать до низких значений.
Как разобрать аккумулятор
Если выявлена неисправность АКБ, надо перейти к обнаружению неисправных банок – все ячейки редко выходят из строя одновременно, а для создания проблем достаточно одной или нескольких отстающих банок. Поэтому ремонт аккумуляторов для шуруповерта надо начать с разбора АКБ и извлечения ячеек. Рассоединять их пока не надо.
Порядок разборки зависит от конструкции корпуса. Где-то надо будет отжать защелки, где-то вывинтить саморезы или винты. После снятия крышки надо вытащить элементы батареи.
Перед тем, как перебрать батарею, надо провести визуальный контроль каждой ячейки. Если среди них есть вздувшиеся, механически поврежденные, со следами потеков электролита или коррозии, такие банки без раздумий надо помечать, как неисправные. Восстанавливать их не стоит.
На остальных элементах надо замерить напряжение. Если оно не соответствует номиналу (или даже ниже нижнего предела), банку надо попробовать зарядить. Рассоединять батарею и в этом случае не обязательно.
Для этого нужен будет источник напряжения с регулируемым выходом. Если зарядить не удалось, банка отбраковывается. Элементы, которые получилось довести до номинала, надо раздельно проверить на емкость и токоотдачу по методике, указанной выше. Если банка не держит зарядку или не выдает достаточный ток, она бракуется.
Подтягивать заряд литий-ионных банок надо при отключенной плате балансировки. Она может интерпретировать глубокий разряд, как неисправность, и блокировать элемент.
Особенности ремонта разных типов аккумуляторов
Неисправные никель-кадмиевые и никель-металлогидритные элементы можно попытаться восстановить. Литий-ионные АКБ следует только менять – полностью или поэлементно. Попытки восстановления могут привести к возгоранию, которое будет трудно потушить, или взрыву.
Способы восстановления батареек
В интернете можно обнаружить советы по различным способам восстановления элементов разной степени эффективности и сомнительности. Сразу отметая такие антинаучные способы, как кратковременное замыкание выводов аккумулятора, можно рассмотреть несколько методов, дающих возможность хотя бы ненадолго продлить жизнь дорогостоящих источников питания.
Дистиллированная вода
Если среди NiCd или NiMH элементов АКБ обнаружены банки с нулевым напряжением, можно предположить, что у них высох электролит. Такой элемент можно попробовать отремонтировать введением дистиллированной воды. Для этого надо просверлить отверстие в корпусе и шприцом залить около 1 мл жидкости. Вода должна впитаться. Если этого не происходит, элемент восстановлению не подлежит. Если первая порция впиталась, надо вводить следующие дозы воды до полного насыщения, потом отверстие в корпусе надо запаять.
Потом надо зарядить элемент импульсным током (импульсами амплитудой 10С длительностью 2-4 секунды). Если все пройдет успешно, надо дать банке полежать несколько часов и установить ее обратно в батарею.
Повышенный ток
В сети можно найти советы реанимировать истощенный аккумулятор шуруповерта путем зарядки большими токами. Эффективность метода сомнительна – шансы на окончательную потерю элемента выше, чем на его реанимацию. А вот восстановление емкости NiMH или глубоко разряженных Li-Ion аккумуляторов тренировкой может дать положительный (но не очень продолжительный) эффект. Для этого надо разрядить АКБ током примерно равным С, потом произвести зарядку. После повторения этого цикла несколько раз, нередко получается восстановить работоспособность банки на некоторое время. В этом случае можно разряжать элементы на лампочку.
Заморозка
Также является весьма спорным и сомнительным способ восстановления емкости глубоким замораживанием. Аккумулятор на несколько часов помещается в морозильный шкаф с температурой ниже минус 10 град.С. Большинство специалистов считают этот метод диким. Еще никто из советчиков не дал внятного объяснения, какие процессы протекают в батарее при заморозке. Но если другие возможности исчерпаны, почему бы для очистки совести и не попробовать переохладить аккумулятор, перед тем, как выбросить.
Перепаковка аккумуляторов шуруповерта
Если один или несколько (или все) элементов восстановить не удастся, придется прибегнуть к перепаковке АКБ. Эта процедура представляет собой замену неисправных банок. В некоторых случаях рационально полностью собрать батарею из элементов другого типа.
При частичной замене все виды аккумуляторов боятся перегрева, который может возникнуть во время пайки (особенно, неумелой). Но для Li-Ion элементов перегрев может оказаться критичным – внутри корпусов, кроме химических реагентов, находятся предохранительные устройства (клапан для стравливания излишнего давления и т.д.), выполненные большей частью, из пластика. Если под действием повышенной температуры произойдет их повреждение, дальнейшая эксплуатация будет опасной. Поэтому для замены надо брать аккумуляторы с уже установленными соединительными шинками.
Еще лучше приобрести готовые сборки АКБ. В этом случае процесс пайки полностью исключен.
Полная или частичная замена элементов питания
Отбракованные элементы надо удалить из батареи, перерезав соединительные шинки. Вместо них надо приобрести новые банки. Если замена частичная, то покупаются элементы того же типа и той же емкости, в противном случае возникнут проблемы с зарядкой – вновь установленные элементы всегда будут либо недозаряженными, либо перезаряженными по сравнению с остальными банками.
В случае полной замены можно модернизировать АКБ – установить элементы другого типа или повышенной емкости (из-за совершенствования технологий может оказаться так, что это не приведет к увеличению габаритов). Если принято решение об установке банок другого типа, рациональнее применить литий-ионные аккумуляторы.
Переделка под литий-ионные источники питания
Если принято решение о полной замене АКБ, рационально рассмотреть вариант применения литий-ионных аккумуляторов вместо устаревших NiCd или NiMH. Батарею можно составить из широко распространенных Li-Ion элементов типоразмера 18650. Они выполняются в виде цилиндров высотой 65 мм и диаметром 18 мм (банки, оснащенные платой защиты, имеют несколько большую длину). Это решение оптимально для шуруповертов, которые часто используются и работают в условиях положительных температур.
Номинальное напряжение одного литиевого элемента – 3,7 вольт. Количество банок в батарее определяется рабочим напряжением шуруповерта. Так, для 12-вольтового инструмента потребуется 3 литий-ионных аккумулятора. Если взять большее количество банок, то увеличится напряжение. Это приведет к повышению крутящего момента и к снижению ресурса электромеханической части.
Можно попробовать установить элементы в штатный корпус АКБ, предварительно удалив старые аккумуляторы и лишние элементы крепления.
Если это невозможно – можно сделать новый корпус. Обязательна установка платы балансира – она не даст отдельным ячейкам перезарядиться. При подборе корпуса надо предусмотреть место для этого устройства.
Чтобы полностью использовать возможности электроинструмента, надо составить батарею из высокотоковых литий-ионных аккумуляторов, способных отдавать ток не менее 10 А. У обычных ячеек защита от сверхтока срабатывает уже при 5..6 А. Это позволяет эксплуатировать шуруповерт лишь при средних нагрузках.
Пошаговая инструкция по переделке в отдельной статье: Как перевести шуруповерт на литиевые аккумуляторы
Для закрепления информации рекомендуем ознакомится с методами из видео.
Следует понимать, что даже если батарею удалось оживить, ее ресурс будет ограниченным и проработает она недолго. Поэтому восстановление неисправных аккумуляторов шуруповерта надо считать временной мерой (кроме случая полной замены банок АКБ), и после даже удачной процедуры лучше приобрести новую батарею.
