Раскачка никель кадмиевых аккумуляторов. Держатели элементов АА

Главная

Водоподготовка

В арсенале любого хорошего хозяина наверняка найдётся распространённый сегодня в быту электроинструмент - шуруповёрт. Главным его достоинством является мобильность. Ведь это устройство работает от съёмных аккумуляторов, что делает его использование максимально удобным, поскольку не требуется подключаться к розетке электросети. Но как быть, если аккумуляторная батарея (АКБ) шуруповёрта вышла из строя? Покупать новую будет довольно затратно, потому что её стоимость в некоторых моделях доходит до 50–70% цены самого шуруповёрта. Намного практичнее будет сразу приобрести новый инструмент, в комплект которого входят целых два аккумулятора. Но продлить срок службы старого шуруповёрта всё же можно, отремонтировав вышедшую из строя АКБ.

Что собой представляет аккумулятор шуруповёрта

В любых моделях электрошуруповёртов такой важный элемент, как аккумулятор, выглядит примерно одинаково. Он представляет собой пластиковую коробку, внутри которой размещены до десятка (а иногда и больше) элементов питания. Они соединены между собой в последовательную цепочку и располагаются таким образом, что выводы первой и последней банки в цепи замыкаются на контакты, обеспечивающие питание инструмента и подключение к зарядному устройству.

Аккумулятор шуруповерта представляет собой цепочку заряжаемых элементов питания, соединённых последовательно

АКБ шуруповёрта любого типа имеют довольно простую конструкцию, в которой легко может разобраться любой человек, хоть немного знакомый с основами электротехники. Помимо элементов питания в корпусе аккумуляторного блока может располагаться:

В зависимости от вида применяемых элементов питания аккумуляторы шуруповёрта бывают следующих типов:

никель-кадмиевые, обозначаемые символами NiCd и рассчитанные на номинальное напряжение 12 В;
никель-металлгидридные (NiMh) с тем же номинальным напряжением, что и элементы первого типа (12 В);
литийионные (Li-Ion), напряжение которых в зависимости от количества используемых элементов может составлять от 14,4 до 36 В.

Разные типы аккумуляторов обеспечивают разное номинальное напряжение и мощность шуруповёрта

Аккумуляторные батарейки первого типа (NiCd) наиболее распространены в современных инструментах, прежде всего, благодаря самой низкой их стоимости. Особенно часто аккумуляторы на основе никель-кадмиевого сплава можно встретить в бюджетных моделях шуруповёртов. Они не боятся низких температур и могут храниться в разряженном состоянии, не теряя своих характеристик. Из недостатков таких элементов питания можно отметить:

ярко выраженный эффект памяти, когда при неполной выработке заряда батарея словно запоминает, до какой величины использовали её ёмкость, и в дальнейшем уже не заряжается выше этих параметров;
небольшая ёмкость и малое число циклов зарядки и разрядки;
подверженность саморазряду, когда неиспользуемая заряженная АКБ постепенно теряет заряд;
высокая токсичность при вскрытии банки из-за входящего в состав батареи кадмия.

Для того чтобы новый аккумулятор для шуруповёрта не потерял ёмкость, первые несколько раз его нужно подвергнуть зарядке в течение 10–12 часов, даже если появится индикация, что он зарядился намного раньше. В процессе работы аккумулятором лучше пользоваться до полного разряда, после чего сразу же подключить к зарядному устройству до достижения полной зарядки.

Никель-металлгидридные элементы в современных шуруповёртах тоже встречаются часто. Они состоят из экологически чистых элементов, но стоят дороже никель-кадмиевых батареек. У них более низкий саморазряд и эффект памяти и большее число циклов зарядки, чем у элементов типа NiCd. Но они боятся низких температур и в разряженном состоянии также теряют свои характеристики.

Самыми дорогими являются литийионные батареи, которые, по сравнению с первыми двумя типами, обладают заметными преимуществами:

Из недостатков аккумуляторов этого типа следует отметить их небольшой срок службы. Через три года литий начинает разлагаться, батарея теряет свою ёмкость без возможности восстановления.

Характерные неисправности АКБ шуруповёрта

Несмотря на то что шуруповёрты комплектуются разными типами аккумуляторных батарей, все они имеют одинаковую конструкцию и аналогичные неисправности. Наиболее часто встречаются следующие поломки этого устройства:

потеря ёмкости одним или несколькими элементами питания;
механическое повреждение цепи аккумуляторного блока (отрыв пластин, соединяющих банки между собой или с клеммами);
высыхание электролита;
разложение лития в элементах типа Li-Ion.

Потеря ёмкости элементов питания - это самый распространённый дефект аккумуляторов шуруповёрта. Суть его состоит в том, что утрата ёмкости заряда хотя бы одного элемента питания не даёт возможности полностью зарядить остальные банки. Получая некачественный заряд, АКБ быстро разряжается.

Такая неисправность может являться следствием эффекта памяти либо высыхания электролита в банках из-за их нагрева при зарядке или под нагрузкой. Этот дефект в аккумуляторах любого типа можно устранить самостоятельно, без обращения в сервисный центр. При этом можно попытаться восстановить неисправные элементы или заменить их. Не получится восстановить только литийионные аккумуляторные элементы питания, которые потеряли ёмкость в результате разложения лития. Такие банки можно лишь заменить новыми, снятыми с неработающего аккумуляторного блока.

Неисправность АКБ шуруповёрта может быть вызвана потерей ёмкости одного или нескольких элементов питания, поэтому её легко устранить, заменив их на новые или заведомо рабочие

Ремонт аккумулятора шуруповёрта своими руками

Большинство дефектов аккумуляторного блока шуруповёрта можно устранить самостоятельно, если знать причину возникновения неисправности и методы борьбы с ней.

Диагностика неисправностей АКБ шуруповёрта

Прежде чем приступать к ремонту аккумулятора, нужно провести его диагностику и выявить причину неисправности. Для этого необходимо:

Полностью зарядить аккумуляторный блок. Предварительно никель-кадмиевую или никель-металлгидридную батарею нужно разрядить до нуля, чтобы избежать проявления эффекта памяти.
Разобрать корпус аккумулятора, сняв его крышку. Она может быть прикручена винтами или посажена на клей, что несколько затруднит разборку. Во втором случае для снятия крышки необходимо острым скальпелем или ножом пройтись по клеевому соединению, а затем, аккуратно поддевая тонкой отвёрткой, отсоединить крышку.
Крышка аккумуляторного блока может крепиться к его корпусу винтами или клеем
Визуальным осмотром определить наличие механических повреждений, разрывов цепи, а также вздутых или потёкших банок аккумулятора.
После разборки аккумуляторного блока производят визуальный осмотр содержимого на предмет наличия явных дефектов
Замерить мультиметром напряжение на каждой из батарей. Для элементов питания типа NiCd или NiMh оно должно быть в пределах 1,2–1,4 В, а для литийионных банок - 3,6–3,8 В. На каждой банке измеренное значение лучше написать карандашом, чтобы избежать путаницы.
Замерив напряжение на каждой банке, можно найти все неисправные элементы
Нагрузить АКБ, присоединив к выходным контактам обычную автомобильную лампочку или сопротивление.
Подсоединив лампу, даём возможность батареям поработать, чтобы показать просадку напряжения под нагрузкой
Подержав аккумулятор под нагрузкой, снова замерить напряжение на каждой банке и найти элементы питания, на которых произошла максимальная просадка. Это и есть дефектные элементы.

Видео: как полностью разрядить аккумулятор шуруповёрта

Отыскав неисправные элементы питания, необходимо определиться со способом их ремонта. Здесь возможны два варианта действий. Первый - это реанимировать дефектные батарейки, прошив их током с более высоким напряжением или добавить в банки дистиллированной воды в случае пересыхания электролита. Но эти меры являются временными, в дальнейшем неисправность может проявиться снова. Более эффективным является другой способ ремонта, который состоит в замене дефектных элементов питания новыми или бывшими в употреблении, но заведомо исправными.

Видео: поиск дефектных элементов питания в АКБ шуруповёрта

Восстановление аккумуляторных элементов питания

Восстановление утраченной ёмкости элемента питания возможно лишь для аккумуляторов, имеющих эффект памяти. Это никель-кадмиевые и никель-металлгидридные батарейки. Для этого понадобится более мощное зарядное устройство с регулируемыми параметрами напряжения и силы тока. Установив напряжение около 4 В и силу тока 200 мА, воздействуем этим током на элементы питания, в которых обнаружена максимальная просадка напряжения.

Можно попробовать восстановить дефектные батареи путём сжатия или уплотнения. Эта процедура представляет собой разбавление электролита, объём которого в банке АКБ уменьшился. Для этого необходимо:

Процедура, описанная в пункте 5, может в определённых условиях восстановить работоспособность батареи, если причиной её неисправности стал эффект памяти.

Видео: процесс восстановления ёмкости аккумуляторов шуруповёрта

Замена элементов питания

Самым действенным способом ремонта аккумулятора шуруповёрта является замена дефектной банки. Для этого можно использовать новую батарейку, которую сегодня легко можно найти в продаже, или снять исправную банку с неработающего аккумуляторного блока. Работы по замене нужно выполнять в следующей последовательности:

Удалить из цепи АКБ неисправный элемент питания. Учитывая, что все они соединены между собой пластинами, посаженными на точечную сварку, лучше всего для этой цели воспользоваться бокорезами. При этом нужно оставить достаточной длины хвостовик на исправной банке, чтобы иметь возможность припаять его к новому элементу питания.
На исправных банках нужно оставить хвостовики, чтобы их можно было спаять, на неисправной банке это делать необязательно
Новый аккумулятор припаять на место удалённой дефектной банки, соблюдая необходимую полярность. Плюсовой вывод припаивается к минусовому выводу «соседа», а минусовой - соответственно, к плюсовому. Для этого понадобится паяльник мощностью не менее 40 Вт и паяльная кислота. Если не удалось сохранить достаточную длину пластины, можно соединить банки медным проводником.
Для пайки применяется паяльник мощностью не менее 40 Вт и паяльная кислота
Собрать батарейки в корпус по той же схеме, по которой они были уложены до ремонта.
После монтажа исправной банки всю цепочку нужно снова уложить в коробку АКБ
Произвести выравнивание заряда на каждой банке путём повторения несколько раз цикла зарядки-разрядки. После чего проверить потенциалы напряжения на каждой банке мультиметром. Они должны быть на одном уровне - 1,3 В.

Важно не перегреть банку при выполнении паяльных работ. Поэтому слишком долго задерживать жало паяльника на батарее нельзя.

Ремонт аккумуляторных блоков с банками литийионного типа производится аналогично. Единственное, что усложняет задачу при ремонте, это отсоединение батарей от управляющей платы. При этом применим лишь один метод ремонта - замена дефектной банки.

Видео: как нужно правильно паять банки АКБ шуруповёрта

Как переделать АКБ шуруповёрта под литийионные элементы питания

Часто владельцы шуруповёртов на никель-кадмиевых аккумуляторах хотят переделать свои АКБ под литийионные батареи. Их привлекают преимущества, которые можно приобрести такой переделкой аккумуляторного блока:

облегчить вес шуруповёрта, для работы которого потребуется меньшее количество элементов питания при тех же значениях ёмкости батареи и напряжения;
избавиться от эффекта памяти, которого нет в элементах питания литийионного типа;
сократить время зарядки батарей.

Кроме того, при определённой схеме сборки можно в два раза увеличить ёмкость заряда, а значит, и время работы шуруповёрта от одной зарядки. Преимущества, конечно, очевидные, но у такого решения есть и свои недостатки, которые тоже нужно знать, чтобы взвесить все за и против. Из отрицательных моментов адаптирования АКБ шуруповёрта под литийионные банки следует отметить:

более высокую стоимость элементов питания литийионного типа;
необходимость поддерживать уровень заряда элемента строго в пределах от 2,7 до 4,2 В, для чего потребуется дополнительно установить в коробку АКБ плату контроллера заряда-разряда;
большие размеры элементов питания типа Li-Ion, которые потребуют проявить смекалку и фантазию, чтобы разместить их в корпусе аккумулятора шуруповёрта;
невозможность применять инструмент с такими аккумуляторами в условиях низких температур.

Но если решение о замене никель-кадмиевых батарей всё же принято, то действовать дальше нужно в следующей последовательности:

Определиться с количеством литийионных элементов питания и их электрическими характеристиками. Например, для наиболее распространённого шуруповёрта, работающего от батареи с номинальным напряжением 14,4 В лучше взять 4 литийионных элемента, суммарное максимальное напряжение которых будет равно 4,2х4=16,8 В. Здесь необходимо учитывать что сразу же после начала работы на новых аккумуляторах напряжение на них просядет и будет равно 14,4–14,8 В. Если позволяет ёмкость коробки аккумуляторного блока, можно взять 8 таких банок, образовав из них 4 пары с параллельно соединёнными элементами питания. Это позволит увеличить ёмкость АКБ в 2 раза.
Подобрать плату контроллера на 4 аккумулятора. Её параметры должны соответствовать току разряда и номинальному напряжению выбранных элементов питания. При этом рабочий ток разряда должен быть в 2 раза меньше предельно допустимого значения тока разряда батарей, который обычно равен 25–30 А. Значит, плата должна быть рассчитана на ток 12–15 А.
Плата контроллера должна быть предназначена для работы с нужным числом элементов питания и рассчитана на их рабочий ток разряда
Разобрать коробку аккумулятора шуруповёрта и вынуть из него все никель-кадмиевые банки. Разрезать всю цепь кусачками или бокорезами, оставив лишь верхний элемент с контактами для подключения к инструменту. Термистор можно тоже удалить, поскольку за перегревом батарей теперь будет следить плата контроллера.
При соединении платы контроллера управления с цепочкой литийионных батарей нужно соблюдать полярность Литийионные элементы питания лучше размещать в корпусе АКБ шуруповёрта горизонтально
Закрыть АКБ крышкой, установив на уложенные горизонтально батарейки элемент питания с контактами на батарейке старого типа.

Может оказаться, что собранную конструкцию не получится заряжать от старого зарядного устройства. Тогда необходимо установить дополнительно разъём для новой зарядки.

Видео: замена никель-кадмиевых батарей на литийионные

Как правильно хранить аккумуляторы шуруповёрта

Чтобы аккумулятор шуруповёрта прослужил как можно дольше, его нужно правильно хранить, особенно когда он используется не очень часто и с длительными перерывами. При этом нужно соблюдать некоторые правила.

Аккумуляторные блоки на основе кадмия обладают эффектом памяти, уменьшающим ёмкость батарей при неполной выработке заряда. Поэтому АКБ с элементами питания типа NiCd и NiMh следует хранить в разряженном состоянии, а устройства батареями литийионного типа - зарядив их на половину ёмкости банок . Достичь такого уровня можно за время, равное примерно 65–70% от обычного срока полной зарядки.

Если аккумуляторный блок вашего шуруповёрта стал быстро разряжаться и совсем не держит заряд, не спешите выбрасывать его и покупать новый. Срок его службы легко можно продлить, воспользовавшись изложенными выше рекомендациями. Этим вы избавите себя от лишних затрат, ведь АКБ шуруповёрта стоит больше половины стоимости всего инструмента.

В цене нового автономного шуруповерта значительную часть занимает стоимость блока питания. Это связано с особенностями производства питающих элементов. Подобная ситуация вынуждает пользователей проводить ремонт аккумулятора шуруповерта собственными силами. Важно понимать, с какими трудностями при этом придется столкнуться. Однако, в результате удастся оказаться в выигрыше.

Экспресс-методы ремонта аккумулятора шуруповерта

Прежде чем браться за ремонт батареи, стоит определить, какой тип питания установлен в электроинструменте. Современные производители постоянно совершенствуют свои технологии, поэтому у оборудования, выпущенного в разные годы, может встречаться разнообразный тип батарей.

Аккумуляторы для электроинструмента

Наиболее популярными являются следующие варианты:

никель-металлгидридный тип;
никель-кадмиевый тип;
литий-ионный тип.

Каждый из блоков элементов обладает своими особенностями и рассчитан на определенный режим работы.

Имеют эксплуатационный недостаток, при котором после окончания срока годности происходит их пересыхание. Собственники NI-CD блоков смогут оживить свою аппаратуру при простых условиях - достаточно их перезалить. Однако, не все владельцы решаются починить аккумулятор шуруповерта своими руками с помощью такой кардинальной методики.

Аккумуляторные элементы 34х22 мм NI-CD 1,2в 2000mAh, банки для ремонта АКБ

Наиболее частым способом отремонтировать батарею с подобным строением считается вариант, в котором пробуют заменить устаревшие банки на новые. Для аккумулятора данного типа характерен также эффект памяти, что считается одним из главных минусов этого типа. Зачастую приходится перепрошивать самому батарею, чтобы реанимировать работоспособность.

Литиевые аккумуляторы

Ремонт литиевых аккумуляторов шуруповерта зачастую требуется после эксплуатации при отрицательных температурах, что является нежелательным по мнению производителей. Такие элементы питания в современных условиях считаются наиболее приемлемыми для строительного и иного инструмента, так как в них отсутствует негативный эффект памяти.

Литий-ионные аккумуляторы

Li-Ion питание для последних поколений электроприборов являются наиболее распространенным вариантом использования. Выход из строя происходит лишь при разложении лития внутри либо после механического повреждения.

Никель-металлогидридные аккумуляторы

Этот вариант можно отнести к проблемным элементам для восстановления в АКБ. Чаще всего приходится удалить старые и спаять аккумуляторы новые в имеющийся корпус с контактами.

Многие интернет магазины предлагают не только блоки из элементов, но и отдельные составные части. Складывая их и спаивая вместе, можно собрать новую батарею.

ВИДЕО: Как перебрать аккумулятор шуруповерта

Способ восстановления емкости никель-кадмиевых батарей

Подобное восстановление аккумулятора шуруповерта своими руками уместно в ситуации, когда не было допущено пересыхание. Если же нежелательный процесс пошел, то такое питание подлежит утилизации. Для определения текущего состояния проводим тестирование: просто ставим на зарядку в течение 1-2 часов. Если результат окажется нулевым, то отправляем их все в урну.

На аккумуляторы для шуруповерта придется воздействовать при помощи большой силы тока и высокого напряжения. Пошаговый алгоритм состоит из таких пунктов:

Полностью разбираем батарею шуруповерта по линии стыка корпуса. Далее вынимаем имеющиеся элементы.
Готовим зарядное устройство. Желательно выбирать для этого эксперимента оборудование с возможностью регулировки выходных параметров (тока и напряжения). Нередко пользуются автомобильным заряднопусковым оборудованием.
Проводится первичная настройка. Важно учитывать, что у аккумулятора в строительном электроинструменте используются элементы, рассчитанные на напряжение в 1,2 В и небольшой ток. Устанавливается напряжение на подающем приборе таким образом, чтобы оно превышало номинал потребителей троекратно.
Запускаем процесс быстрой зарядки, который должен длиться не более 2-3 секунд.
На следующем этапе тестируем мультиметром в стадии вольтметра уровень изменений. На каждом отдельном элементе ожидаемым является напряжение 1,4 В или близкое к этому значение. При достижении такого результата в батареи шуруповерта будет набираться заряд.

В качестве нагрузки может выступать лампочка на 12 В и 40 Вт.

Определение и замена отработанных емкостей

На первоначальных стадиях ремонта для малоопытных мастеров является проблемой то, как разобрать аккумулятор шуруповерта. Производители наглухо запечатывают блок. Это в большей степени является маркетинговым ходом, чтобы показать неразборность конструкции и необходимость приобретения нового блока. Важно определить плоской отверткой, где располагается шов. Перед разборкой рекомендуется установить слабый АКБ на зарядку в течение 2-3 часов. Далее действуем по плану:

Вскрываем аккуратно корпус для извлечения составных частей

Корпус любого аккумулятора разборный. Состоит из двух частей, которые соединены мелкими винтами или клеем

Проводим тестирование для каждого элемента, заранее наметив их маркерами по порядку, на степень заряда, а результат записываем

Банки соединяются последовательно, то есть достаточно одной неисправной, чтобы не работала вся цепь. Ваша задача - найти это слабое звено

Подключаем нагрузку на всем аккумуляторе, соединив его с потребителем на некоторое время.
Откидываем потребителя и тестируем повторно каждый элемент в отдельности, определяя наиболее разрядившиеся.
Избавляемся от «слабого звена», заменив его новыми банками. Приобретаем такие же отдельные аккумуляторы, почитав маркировку на старых

Спаиваем всю систему последовательно (плюс к плюсу минус к минусу).

При пайке работайте очень быстро, чтобы не перегреть аккумулятор. В противном случае он восстановлению подлежать не будет

Для новой или обновленной АКБ рекомендуется проводить разгонку. В этом случае нужно до максимального значения зарядить элетроинструмент, а затем провести его полную разрядку. Повторить все 2-3 раза. Данная операция является стандартной для всех никель-кадмиевых изделий. Ее рекомендуется проводить примерно раз в полгода, чтобы поддерживать в тонусе оборудование.

Негативный эффект NI-CD заключается в так называемом «эффекте памяти». Не стоит ставить на заряд не до конца разряженную батарею, так как она «принимает» эту точку за нулевое значение заряда и в следующий раз не будет принимать питание от источника тока во время зарядки при достижении данного уровня.

Мастера для лучшей последующей эксплуатации рекомендуют делать корпус разборным. Это позволит неограниченное количество раз проводить ремонт аккумулятора шуруповерта своими руками.

Долив выкипевшего электролита

Некоторые мастера используют форсированный заряд АКБ, что приводит к негативным последствиям. Внутри банок вскипает имеющийся электролит. Часть его может испариться, что приводит к оголению имеющихся в конструкции соединительных пластин.

Определяем мультиметром проблемные составные части блок, распаяв его на части. Демонтируем выделенные банки и используем пробойчик с заостренным концом. С его помощью проделываем небольшое отверстие со стороны «минуса». Желательно, чтобы оно было не посредине и имело диаметр для проникновения медицинской иглы.

Внутрь доливаем 0,5-1 мм дистиллированной воды, небольшим шприцем. Важно на следующей стадии загерметизировать отверстие. Для этого используют эпоксидный состав. Возвращаем реанимированную часть в состав блока.

С помощью лампочки на 1,5 В разряжаем все банки до одного уровня. На следующем этапе проводим пять-шесть циклов заряд/разряд по максимуму. После этого можно снова пользоваться оборудованием в течение длительного срока.

ВИДЕО: Реальный способ восстановить на 100% аккумулятор шуруповерта

Купил на Али кучку держателей для аккумуляторов (или просто батареек) формата АА… Вещь бывает нужна в хозяйстве, тем более, если собираешь или ремонтируешь какие-либо электронные приборы или гаджеты. Собственно больше то и писать о них было бы нечего (ну только оценить сопротивление контактов, померить длину проводков и оценить на зуб и глаз пластмассу - что будет в обзоре), но наткнулся на одну статью в интернете и родилась идея проверить, можно ли восстановить емкость отработавших свой срок NiCd и NiMh аккумуляторов, которых накопилось в хозяйстве, и выбросить их просто на свалку рука не поднимается, т.к такие элементы нужно сдавать на утилизацию… Что из этого получилось, и вообще получилось ли… Можно узнать прочитав обзор…
Внимание - много фото, трафик!!!

Вот собственно, сама статья, которую я упоминал в оглавлении обзора…

Начал искать еще информацию про восстановление утративших емкость NiCd и NiMh АКБ и поиск привел меня на занимательную статью на английском, которую вы сможете прочитать пройдя по ссылке: Не знающие английский могут воспользоваться возможностями автоматического перевода на русский системой Google. Из статьи я вынес главное, что элементы NiCd и NiMh имеют память (у NiCd это очень выражено, у NiMh менее выражено, но все же эффект имеет место), и что бы продлить жизнь им, необходимо разряжать, до определенного напряжения перед зарядкой.

Наверное многие знают об этом, что производитель рекомендует разряжать аккумуляторы до остаточного напряжения 0.9-1В, а только потом ставить на зарядку. Но часто это игнорируется и со временем элементы теряют емкость, в них образуются кристаллы солей кадмия и никеля. И что бы их, хотя бы частично, разбить, нужно разряжать аккумуляторы небольшим током до остаточного напряжения 0.4-0.5В…

Кстати, немного о том, как устроен аккумулятор: Основу любого аккумулятора составляют положительный и отрицательный электроды. Разберем на основе NiCd аккумулятора. Положительный электрод (катод) содержит гидрооксид никеля NiOOH с графитовым порошком (5-8%), а отрицательный (анод) - металлический кадмий Cd в виде порошка.

Аккумуляторы этого типа часто называют рулонными, так как электроды скатаны в цилиндр (рулон) вместе с разделяющим слоем, помещены в металлический корпус и залиты электролитом. Разделитель (сепаратор), увлажненный электролитом, изолирует пластины друг от друга. Он изготавливается из нетканого материала, который должен быть устойчив к воздействию щелочи. Электролитом чаще всего выступает гидрооксид калия KOH с добавкой гидроксида лития LiOH, способствующего образованию никелатов лития и увеличения емкости на 20%.

Никель-металлогидридные аккумуляторы по своей конструкции являются аналогами никель-кадмиевых аккумуляторов, а по электрохимическим процессам - никель-водородных аккумуляторов. Удельная энергия Ni-MH-аккумулятора значительно выше удельной энергии Ni-Cd- и Ni-Н2-аккумуляторов
Аккумулятор NiMh (Никель-металлогидридный), устроен почти так же как NiCd:

Положительный и отрицательный электроды, разделенные сепаратором, свернуты в виде рулона, который вставлен в корпус и закрыт герметизирующей крышкой с прокладкой. Крышка имеет предохранительный клапан, срабатывающий при давлении 2-4 МПа в случае сбоя при эксплуатации аккумулятора.

Вооружившись знаниями, я решил попробовать собрать нечто подобное как в статье «Автоматическая разряжалка», и на практике проверить поможет это или нет, восстановить, хотя бы частично, утратившие емкость аккумуляторы… Собрал такое тестовое устройство по схеме приведенной в статье. В статье в качестве индикации была применена лампочка на 1В 75мА, уж не знаю где автор нашел такую. Так же в статье было предложено использовать светодиод, но эта идея не пройдет, поскольку все светодиоды при 1-1.5В не светят… Потому в качестве индикатора был применен амперметр…

Начальный ток разрядки свежезаряженной АКБ составляет 250мА, и постепенно падает. При остаточном напряжении в 1В, ток разряда снижается до 30-40мА, как раз примерно такой ток и нужен, что бы попытаться разбить кристаллы «шлака» в аккумуляторе…
Провел небольшое тестирования «убитого» радиотелефоном Ni-Mh аккумулятора формата ААА, всего было проведено 4 цикла заряда-разряда. Тестирование проводилось таким образом: Аккумулятор был разряжен до рекомендуемого производителем напряжения в 1В и был полностью заряжен при помощи автоматического Зарядного устройства Soshine (спасибо китайцам)

Зарядное устройство считает количество «закаченного» в АКБ заряда, конечно это неправильный способ оценки емкости, т.к нужно измерять емкость АКБ при разряде, а не заряде (в дальнейшем будем измерять емкость правильно), но косвенно можно судить, изменяется или нет емкость «убитого» аккумулятора…

Лирическое отступление

Кстати, на Муське, многие авторы этим «грешат», измеряя емкость аккумуляторов при помощи всеми любимого, «белого доктора»… Измерив «вдуваемый» в аккумулятор заряд, с важным видом рассуждают о емкости батареи, не учитывая, что не всё «вдутое» можно «выдуть» назад, а так же многочисленные потери энергии на саморазряд, нагрев батареи и т.п. Любой обзор девайса имеющего USB порт, считается не полным, если в нем нет фотографии «белого доктора». Китайцы вероятно обогатились на продажах этих супер-устройств для тестирования...))))

Полностью заряженный аккумулятор взял 480мА/ч «заряда» и был поставлен на разрядку в изготовленное разрядное устройство… Отсечка разрядки произошла при остаточном напряжении АКБ при 0.5В… Это значение зависит от параметров транзисторов, использованных в разрядном устройстве… Цикл Заряда-Разряда повторяли 4 раза… Результаты предварительного тестирования привожу ниже:

1- заряд - 680мА/ч

2- заряд - 726мА/ч

3- заряд - 737мА/ч

4- заряд - 814мА/ч

Что ж мы видим положительную динамику… По крайней мере, в аккумулятор входит все больше «заряда», но к сожалению это только косвенная оценка емкости, а что бы оценить точно, нужно разряжать аккумулятор измеряя емкость…
Чем мы и займемся далее))))
Для правильной оценки емкости аккумуляторов было заказано новое Зарядно-разрядное устройство ВМ200 в у китайцев… Оно способно разряжать АКБ и измерять емкость, это будет намного точнее…

Поскольку можно сразу же тестировать 4 АКБ, было решено переделать разряжалку, и сделать её тоже 4-х канальной. Зарядно-разрядное устройство ВМ200 конечно способно самостоятельно разряжать АКБ, но делает она это до остаточного напряжения 0.9В, а это мало, мне необходимо разрядить каждый элемент до 0.4В, потому была найдена схема другого разряжающего устройства в интернете

Я перевел эту схему на современные элементы и размножил до 4-х каналов…
Получилось вот такое разрядное устройство:

Поскольку во всех 4-х каналах, я выставляю одинаковое напряжение отсечки компараторов, то обошелся одним стабилитроном и одним построечным резистором на все четыре канала…
Для желающих повторить, даю ссылку на печатную плату, на ней все элементы подписаны

Вот тут-то мы и дошли до наших держателей для АКБ или батареек… Мне нужно было 4 шт, остальные уйдут «про запас»… Как обычно ссылка уже идет в «никуда», потому я поставил в заголовке аналогичный товар у другого продавца. Под спойлером прикладываю скриншот заказа, а то не поверят, что я заказываю запчасти у китайцев…))))

Скрин заказа

Пока ко мне на всех парáх, на рикшах китайцы, в поте лица, везут мои 2 посылки, позволю себе короткое лирическое отступление… Обязательно найдутся пару читателей «муськи», которые скажут, что я занимаюсь фигней, тем более изготавливая печатные платы, и вообще надо не париться, а просто выкидывать отслужившие аккумуляторы… Возможно, это и правильно, но у каждого свой путь, кто-то водку пьет, кто-то в баню ходит, ну а мне нравится что-то созидать, пусть даже это кажется кому-то бессмысленным… Главное, что мне это нравится, ну а вам я желаю просто хорошо отдохнуть, читая мой обзор, может быть узнать что-то новое и обсудить это в комментариях, только не доводите споры до «холивара»…)))
Пока ждал посылку, сделал модуль индикации, вместо вольтметра для первого варианта платы, что на двух транзисторах…

развлекаюсь под спойлером

Это все сделано на микросхеме LM3914, практически по типовой схеме с даташита. Питание 5В от какой-то зарядки сотового телефона… На плате есть перемычка, которой можно переключать микросхему из режима «Точка», в режим «Столбик» и обратно…

обратная сторона

Когда горит один красный светодиод, напряжение на АКБ, равно 0.2В, когда горит весь столбик - значит на АКБ 1.2В. Каждый потухший светодиод сообщает, что напряжение на АКБ упало еще на 0.1В… Удобно использовать эту плату в виде вольтметра индикатора с довольно высокой точностью...

Наконец то обе посылки пришли, я не буду описывать распаковку, взвешивание, измерение размеров, ибо и так понятно, что держатели батареек формата АА, чуть больше самих батареек… Вот общий вид держателя.

Пластмасса упругая, держит аккумулятор хорошо, более того, довольно сложно пальцами вытащить батарейку, приходится поддевать каким-либо тонким предметом, отверткой, например.
Проверим сопротивление пружинного контакта. 2 миллиОма…

Длина проводов (красного и черного) около 15 см.

Настроим теперь напряжение отсечки компараторов, это можно сделать на любом канале из четырех. И проверим ток которым будут разряжаться наши аккумуляторы… Подаем на разрядное устройство 5В с какого то источника питания от сотового телефона. Видим что все светодиоды горят. Зеленый сигнализирует, что подключено питание, а красные 4 светодиода нам сообщают, что все компараторы находятся в закрытом состоянии, и разряд не происходит.

Описание процесса настройки и фотографии под спойлером

Присоединяем к первому каналу лабораторный блок питания и даем 1.2В - это напряжение полностью заряженного аккумулятора… Видим, что началась разрядка током 70мА (справа точный амперметр имеющий 4 разряда после запятой)

Обратите внимание, что светодиод первого канала потух, сигнализируя, что началась разрядка в этом канале…

При напряжении на аккумуляторе в 0.5В ток разряда составляет 40мА, в принципе как раз примерно такой ток нам и нужен для успешного разбиения образовавшихся кристаллов…

При напряжении 0.4В компаратор закрывается и разрядка на этом окончена. Обратите внимание, что ток на амперметре стал нулевой

При помощи кримпера (не дешевый, профессиональный, куплен на Али), обжимаем провода в специальные наконечники для разъемов

Получается вот такой обжатый наконечник… Приятно работать профессиональным инструментом, хотя он и не дешев, но удобство и результат стоят того.

Ну что же… все готово, отбираем кандидатов на восстановление емкости. Под номерами 1 и 2 идут NiMh аккумуляторы от электробритвы «Panasonic» изначальная емкость не известна. После 3 лет работы в электробритве полностью заряженных аккумуляторов не стало хватать на один сеанс бритья. Под номерами 3 и 4 NiCd аккумуляторы, изначальная емкость 600мА, отработали свое в электрокардиографе…
Поскольку аккумуляторы долго лежали без использования, сначало необходимо их «взбодрить», это можно сделать на Зарядном устройстве ВМ200 выбрав режим Gharge-Refresh - зарядное устройство проведет 3 цикла разрядки до 0.9В, а затем полная зарядка и так 3 раза. При этом емкость незначительно повышается. Таким образом мы исключим погрешность, незначительного повышения емкости, которая добавится после нескольких циклов «тренировки» долго лежащих без работы аккумуляторов. Тренировка была проведена, по времени заняло примерно 36 часов

Теперь можно приступить к процессу восстановления…

Вставляем все аккумуляторы в зарядное устройство, выбираем режим «Зарядка-Тест»… и ждем… После полной зарядки током 200мА, ЗУ разрядит аккумуляторы до 0.9В током 100мА и посчитает отданную емкость. Будем оперировать ей, как начальной емкостью до восстановления.

Вот под утро зарядное устройство выдало посчитанную емкость аккумуляторов, её будем использовать как начальные значения, Никель-Кадмиевые аккумуляторы потеряли половину своей начальной емкости, Никель-металлогидридные, не известно сколько имели емкости изначально, подозреваю, где-то 1200мАч, но это не важно, нам главное динамика и восстановление емкости.

Ставим все аккумуляторы в разрядное устройство, видим, что все красные светодиоды потухли, во всех четырех каналах началась разрядка аккумуляторов. При постижении остаточного напряжения 0.4В на каждом аккумуляторе, компараторы закроются, и красные светодиоды зажгутся, сигнализируя об окончании разрядки. Это может занять много времени…

Пришел с работы, на разрядном устройстве горят все 4 красных светодиода. На всякий случай замерил вольтметром остаточное напряжение на всех аккумуляторах. Примерно 0.4В на каждом…

Ну что же, начинаем повторять цикл разрядки-зарядки. Долго-нудно, день-ночь. Все тестирование заняло 4 суток. На дисплее ЗУ ВМ200 видна положительная динамика, все больше и больше заряда «входит» в аккумуляторы… Видно что метод работает...)))))

Но точки над i расставит заключительное тестирование емкости аккумуляторов при разряде.
5 циклов зарядки-разрядки прошли… Ставим аккумуляторы на определение емкости, это режим «Gharge-Test»… Ну и вот окончательный результат - вердикт…

Как мы видим, емкость какой была, такой и осталась… Чуда не произошло, хотя все говорило, что аккумуляторы восстанавливаются, т.к. растет «закачиваемая» емкость… Но увы…
На этом месте Муськовчане, имеющие гуманитарное образование, опечалено закрыли обзор и поставили мне жирный минус… Муськовчане, имеющие инженерное образование, похихикали и подумали, что законы физики, химии, старость и старуху с косой никто еще не обманул… И они об этом заранее знали… Но… Есть одно небольшое НО…
Как вы помните, я ранее писал про восстановление аккумуляторов формата ААА от радио телефона, в начале статьи… Аккумуляторы отработали 2 года, и перестали держать заряд. Если снять телефон с зарядки, через 10-15 минут на экране мигал значок разряженной батарейки, и требовал поставить телефон на зарядку. Если его требование игнорировалось, то телефон просто отключался. Это было примерно год назад. После 4-х циклов разряда-заряда, я опять поставил аккумуляторы в телефон, и они уже год как работают в нем, пусть ставить на зарядку телефон приходится немного чаще, чем с новыми аккумуляторами, НО!!! Телефон нормально работает год с восстановленными аккумуляторами!!! Почему и как, я не знаю… Но факт остается фактом…
Теперь вернем заряженные аккумуляторы в бритву «Panasonic»… До восстановления аккумуляторов хватало примерно на 4-5 минут после полной зарядки… Потом бритва неизбежно «умирала»… Ну что же, проверим, поставил аккумуляторы на место… Я побрился… потом еще 25 минут держал бритву включенной… Жужжит, как имеющая новые аккумуляторы… Дальше не стал мучить двигатель… выключил… Чувствую, что мне еще хватит этих аккумуляторов на некоторое время…
Выводы я делать не буду, каждый может сделать их самостоятельно… Спасибо всем, кто дочитал мой обзор до конца…
В завершение обзора, по традиции животное… Животному понравилась пластмасса и сопротивление пружинного контакта, но крайне не понравилась длина проводков… Длинее надо… и шуршун должен быть на конце проводков…

Срок эксплуатации аккумуляторной батареи сравнительно небольшой, в среднем 5 лет. По истечении установленного периода батарея резко прекращает свою работу. В подобной ситуации не всегда получается быстро приобрести новый источник питания, поэтому домашнему мастеру приходится решать задачу, как восстановить аккумулятор шуруповерта, хотя-бы на короткое время. В некоторых случаях после удачного восстановления, батареи нормально работают в течение довольно продолжительного времени.

Конструктивные элементы шуруповерта

Шуруповерт по праву считается незаменимым универсальным инструментом. Современный рынок шуруповертов представлен большим количеством моделей, оборудованных АКБ. Несмотря на разнообразие марок и модификаций, все батареи имеют одинаковую структуру и лишь незначительно отличаются друг от друга.

В состав каждой из них входят отдельные элементы, соединенные последовательно между собой. Все они изготовлены по стандартным размерам и обладают одинаковым уровнем напряжения. Отдельные виды элементов отличаются лишь емкостью, измеряемой в А/ч и указываемой в маркировке.

В корпусе инструмента расположено 4 контакта, выполняющие различные функции. В том числе, два являются силовыми, предназначенными для зарядки и разрядки. Кроме того, в верхней части имеется управляющий контакт, включенный в цепь вместе со специальным термодатчиком. Он защищает батарею, выполняет отключение зарядного тока и ограничивает его до установленного значения за счет изменения температурного режима.

Отдельно расположен четвертый контакт, соединенный вместе с сопротивлением. Он необходим при использовании зарядных станций повышенной сложности, способных выравнивать заряды всех элементов батареи. Подобные станции редко используются в быту из-за их высокой стоимости. Обычный 12- вольтовый шуруповерт не требует таких станций.

Одной из причин выхода из строя шуруповерта является неисправность аккумулятора, то есть его отдельного элемента. В таких случаях при последовательном соединении вся цепь выходит из строя. Поэтому очень важно точно определить неисправное место. Как правило, это случается по истечении установленного срока эксплуатации. Данная проблема может быть разрешена двумя способами: приобретение нового аккумулятора или ремонт и восстановление старой батареи.

Какие батареи применяются в шуруповертах

Правильная диагностика предполагает знание основных типов аккумуляторов, используемых в шуруповертах, и конструктивных особенностей каждого из них. Каждая батарея состоит из мини-батареек, соединенных последовательно в единую цепочку. В зависимости от материала изготовления, они бывают никель-кадмиевыми (Ni-Cd), никель-металлгидридными (Ni-MH) и литиевыми.

Первый вариант - Ni-Cd получил наиболее широкое распространение. В этих батареях каждый элемент имеет напряжение 1,2 вольта, а в общей сложности получается 12 вольт с емкостью 12000 мАч. От литиевых они отличаются возможностью восстановления, поскольку у них присутствует известный эффект памяти, представляющий собой обратимую потерю емкости.

В связи с конструктивными особенностями батарей, не все способы подходят для их восстановления. Например, литиевые элементы не могут быть восстановлены с помощью зарядки Imax В6, поскольку литий постепенно разлагается, теряет свои качества и не держит 18 вольт. Этот же способ не всегда годится и для аккумуляторов Ni-Cd, так как в некоторых случаях в них может полностью выкипеть электролит. Тем не менее, вариантов для восстановления достаточно много.

Различные типы аккумуляторов отличаются и собственным рабочим напряжением элементов. Подобное различие связано с материалами, использованными для изготовления конкретной батареи. Этот фактор влияет и на емкость, обеспечивающую продолжительную работу инструмента без дополнительной зарядки. Поэтому, при первоначальном вскрытии корпуса, прежде всего определяется тип размещенных внутри элементов. Дело в том, что не допускается замена литиевых мини-батареек никель-кадмиевыми, поскольку их рабочие напряжения существенно отличаются. Соответственно будут отличаться методы ремонта и восстановления.

Для ремонта аккумуляторной батареи потребуются измерительные приборы - на 2 А, на 2 и 15 В, тестер, и миллиамперметр. Манипуляции с корпусом выполняются с помощью отвертки, ножниц и плоскогубцев. Для обнаружения дефектов может понадобиться лупа.

Во время решения задачи можно ли отремонтировать батарейку, выполняется поиск неисправного элемента и его дальнейшая замена. Для проверки используется стандартная схема, а на основании полученных данных анализируется состояние отдельных деталей. Следует помнить, что неисправными могут оказаться не только мини-батарейки, но и клеммы самого шуруповерта.

Определение причин начинается с измерений напряжения при помощи тестера на каждой отдельной батарейке. Все нерабочие элементы маркируются и отделяются от исправных. Если у аккумулятора наступает быстрая разрядка, не стоит сразу же производить его разборку. Вначале можно попробовать восстановить емкость аккумулятора шуруповерта. С этой целью проводится полная зарядка и глубокая разрядка батареи в течение нескольких циклов. В большинстве случаев емкость восстанавливается почти полностью.

Нередко шуруповерт перестает работать из-за выхода из строя клемм. В процессе эксплуатации они постепенно разгибаются, в результате контакт нарушается и зарядка аккумулятора осуществляется не полностью. Чтобы отремонтировать зарядное устройство, его нужно вначале разобрать, а затем аккуратно подогнуть каждую клемму. После этого необходимо проверить качество зарядки с помощью измерительных приборов.

Если принятые меры не помогли, необходимо просто заменить неисправную деталь. В случае обнаружения конкретной причины неисправности, рекомендуется использовать методы восстановления, приведенные ниже.

Как устранить эффект памяти

Когда аккумуляторная батарея очень часто испытывает недостаточную зарядку и последующую разрядку, у нее возникает так называемый эффект памяти. То есть, аккумулятор постепенно как бы запоминает минимальную границу зарядки и разрядки, в результате его емкость используется не полностью и постепенно снижается еще и еще.

Данная проблема характерна в основном для никель-кадмиевых батарей и в меньшей степени затрагивает никель-металлгидридные. В любом случае требуется восстановить емкость аккумулятора. Эффект памяти совершенно не касается литий-ионных батарей.

Для того чтобы решить проблему можно ли отремонтировать элемент, рекомендуется выполнить полную разрядку и зарядку батареи при помощи лампочки на 12 вольт. К ней припаиваются плюсовой и минусовой провода, которые соединяются с контактами аккумулятора. Данная процедура повторяется пять раз и более.

Как правильно доливать дистиллированную воду

Дистиллированная вода испаряется только из никель-кадмиевых аккумуляторов, когда они перегреваются во время работы. Поэтому для устранения проблемы и восстановления их функций воду необходимо долить.

Эта процедура выполняется в следующей последовательности:

После разборки аккумулятора внутри обнаружатся мини-батарейки. Их количество может быть разным, в зависимости от марки инструмента. Неисправный элемент определяется мультиметром. В исправной батарейке напряжение составляет 1-1,3 В. Если этот показатель ниже, значит элемент неисправен и подлежит ремонту.
Далее производится аккуратное извлечение неисправных деталей, не разрушая соединительных пластинок. Они потребуются позднее для обратной сборки.
В боковой части сверлится отверстие не более 1 мм. Оно располагается не посередине, а ближе к низу или верху батареи. Сверлить нужно только стенку, не углубляясь внутрь элемента.
В шприц нужно набрать дистиллированную воду. Игла вставляется в отверстие и через нее батарею полностью заполняют водой. После этого она должна простоять в такой положении не менее суток.
Через сутки специальным прибором батарейка заряжается, а затем оставляется в заряженном состоянии еще на 7 дней.
Через неделю ёмкость и напряжение проверяется вновь, и если оно не упало, то отверстие в корпусе запаивается или заделывается силиконом.

После всех манипуляций батареи собираются в одно целое и вставляются внутрь корпуса аккумулятора. Соединительные пластины припаиваются или соединяются точечной сваркой. Затем еще раз проверяется работоспособность всей батареи, после чего она полностью разряжается с помощью небольших нагрузок. Процесс зарядки и разрядки выполняется как минимум 3 раза.

Замена старых элементов питания

Данным способом можно отремонтировать аккумулятор любого шуруповёрта. Сама процедура ремонта не представляет особой сложности и начинается с разборки батареи. С помощью мультиметра определяются неисправные элементы, у которых напряжение будет ниже нормы. Затем они аккуратно извлекаются и вместо них приобретаются точно такие же мини-батарейки.

Новые детали устанавливаются на свои места и соединяются имеющимися пластинами. Для соединения используется пайка или точечная сварка. При этом нужно следить, чтобы элемент питания не перегревался. Поэтому работа должна быть выполнена аккуратно и быстро с использованием флюса или канифоли.

Выпуск газа из батареи

Данный способ ремонта касается элементов литий-ионных аккумуляторов. В течение периода эксплуатации они перегреваются, в результате из некоторых батареек испаряется электролит. Из-за этого внутри батарейки скапливаются газы, вызывая вздутие, сопровождаемое изгибом пластины. После этого приходится восстановливать аккумулятор шуруповерта.

Решение данной проблемы осуществляется в следующем порядке:

Разборка аккумулятора и поиск неисправной батарейки с помощью мультиметра. Обычно в таких элементах полностью отсутствует напряжение.
После этого батарейка извлекается наружу и из нее выпускается газ. В первом случае понадобится какой-то плоский инструмент, изогнутый на конце. Он подводится под плюсовой контакт и вздутая пластина аккуратно вдавливается вниз. Газ самостоятельно находит себе дорогу, проделывая отверстие и выходя наружу. В этом случае работоспособность вы восстанавливаете лишь на короткое время, поскольку через отверстие электролит испарится полностью и батарея вновь перестанет работать.
Во втором случае плюсовой контакт отсоединяется с помощью кусачек, после чего он слегка отгибается, но не отрезается полностью. После этого под изогнутую пластину вставляется шило и постепенно проталкивается внутрь. То есть, пластина разъединяется с краем батарейки и газ выходит наружу. После этого она вставляется на свое место, а отверстие заделывается наиболее удобным способом. Остается лишь припаять контакт, отсоединенный в самом начале.

Во второй половине двадцатого века одними из лучших перезаряжаемых химических источников тока были аккумуляторные батареи, изготовленные по никель-кадмиевой технологии. Они до сих пор широко применяются в различных сферах благодаря своей надежности и непритязательности.

Содрежание

Что такое никель кадмиевый аккумулятор

Никель-кадмиевые батареи являются гальваническими перезаряжаемыми источниками тока, которые были изобретены в 1899 году в Швеции Вальдмаром Юнгнером. До 1932 года их практическое использование было очень ограниченным из-за дороговизны используемых металлов в сравнении со свинцово-кислотными АКБ.

Усовершенствование технологии их производства привело к значительному улучшению их эксплуатационных характеристик и позволило в 1947 году создать герметичный необслуживаемый АКБ с отличными параметрами.

Принцип работы и устройство Ni-Cd аккумулятора

Электрическую энергию эти АКБ производят благодаря обратимому процессу взаимодействия кадмия (Cd) с оксидом-гидроксидом никеля (NiOOH) и водой, в результате которого образуется гидроксид никеля Ni(OH)2 и гидроксид кадмия Cd(OH)2, обуславливающий появление электродвижущей силы.

Ni-Cd АКБ выпускаются в герметичных корпусах, в которых размещены электроды, разделенные нейтральным сепаратором, содержащие никель и кадмий, находящиеся в растворе желеобразного щелочного электролита (как правило, гидроксид калия, KOH).

Положительный электрод представляет собой стальную сетку или фольгу, покрытую пастой оксид-гидроксида никеля, смешанную с проводящим материалом

Отрицательный электрод - это стальная сетка (фольга) с впрессованным пористым кадмием.

Один никель кадмиевый элемент способен выдавать напряжение около 1,2 вольта, поэтому для увеличения напряжения и мощности батарей в их конструкции применяется множество параллельно соединенных электродов, разделенных сепараторами.

Технические характеристики и какие бывают Ni-Cd АКБ

Ni-Cd батареи имеют следующие технические характеристики:

напряжение разряда одного элемента – около 0,9-1 вольт;
номинальное напряжение элемента – 1,2 v, для получения напряжений 12v и 24v применяют последовательное соединение нескольких элементов;
напряжение полного заряда – 1,5-1,8 вольт;
рабочая температура: от -50 до +40 градусов;
количество циклов заряда-разряда: от 100 до 1000 (в самых современных батареях – до 2000), в зависимости от используемой технологии;
уровень саморазряда: от 8 до 30% в первый месяц после полного заряда;
удельная энергоемкость – до 65 Вт*час/килограмм;
срок эксплуатации – около 10 лет.

Ni-Cd АКБ выпускают в различных корпусах стандартных типоразмеров и в нестандартном исполнении, в том числе в дисковом, герметическом виде.

Где используются никель кадмиевые АКБ

Эти батареи применяются в устройствах, которые потребляют большой ток, а также испытывают высокие нагрузки при эксплуатации в следующих случаях:

на троллейбусах и трамваях;
на электрокарах;
на морском и речном транспорте;
в вертолетах и самолетах;
в электроинструментах (шуруповерты, дрели, электроотвертки и прочие);
электробритвы;
в военной технике;
переносных радиостанциях;
в игрушках на радиоуправлении;
в фонарях для дайвинга.

В настоящее время из-за ужесточения экологических требований большинство аккумуляторов популярных типоразмеров ( , и другие) выпускается по никель-металлогидридной и литий-ионной технологиям. Вместе с тем, в эксплуатации еще находится множество Ni Cd АКБ различных типоразмеров, выпущенных несколько лет назад.

Ni-Cd элементы имеют продолжительный срок эксплуатации, который порой превышает 10 лет и поэтому еще можно встретить этот вид батарей во множестве электронных устройств, кроме тех, которые перечислены выше.

Плюсы и минусы Ni-Cd аккумулятора

Этот вид элементов питания имеет следующие положительные характеристики:

большой срок эксплуатации и число циклов заряда-разряда;
продолжительный срок службы и хранения;
возможность быстрой зарядки;
способность выдерживать большие нагрузки и низкие температуры;
сохранение работоспособности в самых неблагоприятных условиях эксплуатации;
невысокая стоимость;
возможность хранить эти батареи в разряженном состоянии до 5 лет;
средняя устойчивость к перезаряду.

В то же время, никель кадмиевые источники питания имеют ряд недостатков:

наличие эффекта памяти, проявляющийся в потере емкости при зарядке АКБ, не дожидаясь полного разряда;
необходимость профилактических работ (несколько циклов заряда-разряда) по набору полной емкости;
полное восстановление АКБ после долговременного хранения требует трех-четырех циклов полного заряда-разряда;
большой саморазряд (около 10% в первый месяц хранения), приводящий к практически полному разряду батареи за год хранения;
невысокая энергетическая плотность по сравнению с другими элементами питания;
высокая токсичность кадмия, из-за которой они запрещены в ряде стран, в том числе в ЕС, необходимость проводить утилизацию таких АКБ на специальном оборудовании;
больший вес по сравнению с современными батареями.

Отличие Ni-Cd от Li-Ion или Ni-Mh источников

Батареи с активными компонентами, включающими никель и кадмий, имеют ряд отличий от более современных литий-ионных и никель-металлогидридных источников электроэнергии:

Ni-Cd элементы, в отличие от и вариантов, имеют эффект памяти, обладают меньшей удельной емкостью при одинаковых размерах;
NiCd источники более неприхотливы, сохраняют работоспособность при очень низких температурах, во много раз более устойчивы к перезаряду и сильному разряду;
Li-Ion и Ni-Mh аккумуляторы стоят дороже, бояться перезаряда и сильного разряда, но имеют меньший саморазряд;
срок эксплуатации и хранения Li-Ion аккумуляторов (2-3 года) в разы меньше, чем Ni Cd изделий (8-10 лет);
никель-кадмиевые источники быстро теряют емкость при использовании в буферном режиме (например, в UPS). Хотя их можно после этого полностью восстановить путем глубокого разряда и заряда, лучше не использовать Ni Cd изделия в устройствах, где осуществляется их постоянная подзарядка;
одинаковость режима заряда Ni-Cd и Ni-Mh батарей позволяет использовать одни и те же зарядные устройства, но при этом нужно учитывать тот факт, что у никель-кадмиевых АКБ более выражен эффект памяти.

Исходя из имеющихся отличий, нельзя сделать однозначный вывод о том, какие АКБ лучше, поскольку у всех элементов есть и сильные и слабые стороны.

Правила эксплуатации

В ходе эксплуатации в Ni Cd источниках питания происходит ряд изменений, которые приводят к постепенному ухудшению характеристик и, в конечном итоге, к утрате работоспособности:

уменьшается полезная площадь и масса электродов;
изменяется состав и объем электролита;
происходит распад сепаратора и органических примесей;
утрачивается вода и кислород;
появляются утечки тока, связанные с ростом дендритов кадмия на пластинах.

Для того, чтобы максимально уменьшить повреждения батареи, возникающие при ее эксплуатации и хранении, необходимо избегать неблагоприятных воздействий на АКБ, которые связаны со следующими факторами:

заряд не полностью заряженной батареи приводит к обратимой утрате ее емкости из-за уменьшения общей площади активного вещества в результате кристаллообразования;
регулярный сильный перезаряд, который приводит к перегреву, увеличенному газообразованию, утрате воды в электролите и разрушает электроды (особенно анод) и сепаратор;
недозаряд, приводящий к преждевременному истощению батареи;
долговременная эксплуатация при очень низких температурах приводит к изменению состава и объема электролита, увеличивается внутреннее сопротивление АКБ и ухудшаются ее эксплуатационные характеристики, в частности падает емкость.

При сильном увеличении давления внутри батареи в результате быстрого заряда большим током и сильной деградации кадмиевого катода в АКБ может выделяться избыточный водород, что приводит к резкому увеличению давления, которое может деформировать корпус, нарушает плотность сборки, увеличивает внутреннее сопротивление и уменьшает рабочее напряжение.

В АКБ, оборудованных аварийным клапаном сброса давления, опасность деформации можно предотвратить, но необратимых изменений химического состава батареи избежать невозможно.

Зарядку Ni Cd аккумуляторов нужно производить током 10% (при необходимости быстрого заряда в специальных АКБ – током до 100% за 1 час) величины их емкости (например, 100 мА при емкости 1000 mAh) в течение 14-16 часов. Самый лучший режим их разряда – током, равным 20% от емкости батареи.

Как восстановить Ni Cd аккумулятор

Никель кадмиевые источники питания в случае потери емкости можно практически полностью восстановить с помощью полного разряда (до 1 вольта на элемент) и последующего заряда в стандартном режиме. Такую тренировку аккумуляторов можно повторить несколько раз для наиболее полного восстановления их емкости.

В случае невозможности произвести восстановление АКБ путем разряда и заряда, можно попробовать их восстановить с помощью воздействия короткими токовыми импульсами (величиной в десятки раз больше емкости восстанавливаемого элемента) на протяжении нескольких секунд. Это воздействие устраняет внутреннее замыкание в элементах батареи, возникающее из-за нарастания дендритов путем их выжигания сильным током. Существуют специальные промышленные активаторы, которые осуществляют такое воздействие.

Полное восстановление первоначальной емкости таких батарей невозможно из-за необратимого изменения состава и свойств электролита, а также деградации пластин, но дает возможность продлить срок эксплуатации.

Методика восстановления в домашних условиях заключается в проведении следующих действий:

проводом сечением не менее 1,5 квадратных миллиметров соединяют минус восстанавливаемого элемента с катодом мощной батареи, например автомобильной или из UPS;
к аноду (плюсу) одной из батарей надежно прикрепляется второй провод;
на протяжении 3-4 секунд свободным концом второго провода быстро касаются свободной плюсовой клеммы (с частотой 2-3 касания в секунду). При этом необходимо не допускать приваривания проводов в месте соединения;
вольтметром производится проверка напряжения на восстанавливаемом источнике, при его отсутствии делается еще один восстановительный цикл;;
при появлении электродвижущей силы на АКБ, она ставиться на зарядку;

Кроме того, можно попытаться разрушить дендриты в АКБ путем их заморозки на 2-3 часа с последующим их резким отстукиванием. При замораживании дендриты становятся хрупкими и разрушаются от ударного воздействия, что теоретически может помочь избавиться от них.

Существуют и более экстремальные способы восстановления, связанные с добавлением дистиллированной воды в старые элементы путем высверливания их корпуса. Но полноценное обеспечение герметичности таких элементов в последующем очень проблематично. Поэтому не стоит экономить и подвергать здоровье риску отравления соединениями кадмия из-за выигрыша нескольких циклов работы.

Хранение и утилизация

Хранить никель кадмиевые батареи лучше в разряженном состоянии при низкой температуре в сухом месте. Чем меньше температура хранения таких АКБ, тем меньше у них саморазряд. Качественные модели могут храниться до 5 лет без существенного ущерба техническим характеристикам. Для ввода их в эксплуатацию достаточно провести их зарядку.

Вредные вещества, содержащиеся в одной батарее АА, способны загрязнить около 20 квадратных метров территории. Для безопасной утилизации Ni Cd аккумуляторов, их нужно сдавать в пункты переработки, откуда их переправляют на заводы, где их должны разрушать в специальных герметизированных печах, оборудованных фильтрами, улавливающими токсичные вещества.

Вам так же может быть интересно

Слуховой аппарат является миниатюрным устройством, в котором звуковые колебания усиливаются с помощью электрических преобразователей.

В процессе эксплуатации автомобиля аккумуляторная батарея заряжается от генератора машины. Ток заряда зависит от:

Когда возникает необходимость заменить дисковые элементы питания, обязательно следует точно определить тип батареи. В

Батарейка типа CR1220 относится к классу миниатюрных, в форме таблетки. Используются источники питания для

Разделы