Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы: пошаговая замена батарей 18650 и переработка зарядного устройства 12В

Преимущества литий-ионных аккумуляторов

Никель-кадмиевые аккумуляторы имеют невысокую цену, выдерживают множество циклов зарядки и не боятся низких температур. Но емкость аккумулятора уменьшится, если поставить его на зарядку, не дожидаясь полной разрядки (эффект памяти).

Никель-кадмиевые батареи

Литий-ионные аккумуляторы обладают следующими преимуществами:

• большая емкость, что обеспечит более продолжительное время работы шуруповерта;
• уменьшенный размер и вес;
• в нерабочем состоянии держит заряд хорошо.

Но литиевая батарея для шуруповерта не выдерживает полной разрядки, поэтому заводские инструменты на таких аккумуляторах снабжены дополнительными платами, защищающими аккумулятор от перегрева, короткого замыкания, перезарядки во избежание взрыва, полной разрядки. Размещение микросхемы непосредственно в батарее приведет к размыканию цепи, если неиспользуемая батарея будет отделена от счетчика.

Что необходимо знать перед переделкой

Прежде чем переоборудовать отвертку с никель-кадмиевых батарей на литий-ионные, необходимо знать ответы на несколько вопросов.

Например, чтобы точно знать напряжение, которое выдавала старая батарея. Обычно вы можете прочитать эту информацию, посмотрев на наклейку на аккумуляторе. Если эти данные отсутствуют или были удалены, необходимо будет разобрать аккумулятор и определить значение напряжения на основе количества элементов, установленных в отвертке.

Также нужно знать, что помимо положительных качеств, таких как высокая удельная емкость, низкий саморазряд, отсутствие эффекта памяти, есть еще ряд особенностей. Боятся перегрузок, глубокого разряда, перепадов температур — выше 45 градусов нагревать нельзя. Опасны и низкие температуры, с холодом мощность устройств снижается.

После замены Ni-Cd на литий-ионный аккумулятор можно заряжать в любой момент, не дожидаясь его полной разрядки.

Подготовительный этап

Спешка никогда не приведет к ожидаемому результату. Подробная инструкция по замене батарей начинается с подготовительного этапа.

Перед началом работ необходимо определить количество используемых в АКБ единиц, что существенно повлияет на конечный уровень напряжения. Не менее важно выбрать правильный литиевый компонент для использования. Особого внимания заслуживает индикатор разрядного тока и емкости. Не забудьте и о контроллере.

Характеристики изделия сравниваются с номинальным напряжением и разрядным током. Другими словами, для сборки блоков питания на 14 В нужен контроллер с таким же уровнем напряжения.

Батарейный отсек снят

Переделка шуруповерта «Хитачи» 12 В на литиевые аккумуляторы 18640

Особенности преобразования ударного гайковерта Hitachi на 12 В для литиевых батарей. Очень компактный батарейный отсек предназначен для пальчиковых ячеек. Поэтому следует подготовить место для 18650 ячеек. Необходимо обрезать одну сторону перегородки, чтобы плотно разместить 1 элемент.

Понадобится флюс, соединительная плоская металлическая лента, горячий клей. При переделке через контроллер защиты необходимо установить литиевые батареи в отвертку. Он должен обслуживать 3 ячейки 18650, 3,7 В и рассчитанный на 20-30 ампер.

Вытащите старую батарею из гнезда, аккуратно разъедините контакты в сборе с датчиком температуры и индикатором питания. Очистите и подпишите контакты. Их следует отвести в сторону, соединить припоем с кабелями толстыми проводами и залить горячим клеем на сборке.

Соберите источник питания с одним из трех контроллеров ячеек. Постройте 3-элементную литий-ионную последовательную цепь. Подключите контроллер. Преобразование 12-вольтовой литиевой батареи завершается, когда рама установлена ​​в устройстве, зафиксирована и загорается индикатор заряда. После полной зарядки замеры показывают 12,17 вольт во внешней сети. Но этого достаточно для длительной безотказной работы устройства.

Зарядное устройство

Подробно о способе зарядки литиевых аккумуляторов написано в этой статье. Зарядное устройство (зарядное устройство) можно приобрести готовым, можно поменять старое от никелевого аккумулятора. Адаптер / блок питания и зарядное устройство не одно и то же. Зарядное устройство должно работать в режиме CC / CV (постоянный ток / постоянное напряжение) и иметь максимальное напряжение, равное напряжению полностью заряженной батареи.

Готовые зарядные устройства:

12,6 В (3S) / 16,8 В (4S) / 21 В (5S), при 1 А и 2 А с разъемом 5,5 x 2,1 мм

Стандартное никелевое зарядное устройство может быть оснащено понижающим модулем DC-DC с поддержкой ограничения напряжения и тока (CC-CV). Но поскольку он предназначен для зарядки никелевых аккумуляторов, вы не сможете получить от него хороший ток. В основном это ток порядка 500 мА. Литиевый аккумулятор, очевидно, будет заряжаться, но это займет много времени. Батарея 2 А / ч заряжается этим током примерно 4 часа.

Модуль для переделки стандартного зарядного устройства шуруповерта:

Если вы все же решили изготовить запоминающее устройство самостоятельно, вот хороший недорогой модуль:

5-32В на 0,8-30В понижающий модуль DC-DC, выходной ток до 5А цена на момент публикации 120р. (Китайский 5 Ампер видимо только при хорошем охлаждении, без охлаждения нормально работает с током до 2А).

Ток и напряжение регулируются с помощью многооборотных резисторов, и вы можете довольно точно установить нужные значения. Левое сопротивление — это ток, правое сопротивление — это напряжение.

Для установки тока необходимо сначала открутить резистор против часовой стрелки, замкнуть выход амперметром и, ориентируясь на его показания, прибавить ток к нужному значению.

Первый модуль на 4А сгорел за две минуты, микросхема перегрелась и вышла из строя. После этого я не решился загрузить остальные модули более чем на 2А. Вообще в процессе работы больше всего нагреваются микросхема, диод и индуктивность.

Модификация в виде плетеного радиатора без медной проволоки облегчит жизнь самым горячим деталям. Провод просто припаян и распушен, чтобы он не соприкасался с другими частями. С такой доработкой я ради эксперимента увеличил ток заряда до 3А. Звучит ужасно, но эксперимент показал, что даже такой простой метод работает. Медь хорошо проводит тепло, а пайка обеспечивает ей хорошую теплоотдачу. С охлаждением дроссельной заслонки ничего не нашел и оставил как есть.

Получился вот такой зарядник. Светодиод индикации заряда вставили в отверстие на корпусе и залили горячим клеем.

Пайка

Литиевые батареи опасаются перегрева, поэтому для минимизации времени пайки требуется мощный паяльник на 100 Вт.

Перед пайкой места припоя необходимо залудить кислотой для припоя. После лужения все очищаем содовым раствором, чтобы кислота не обожгла металл. После этого можно приступать к сварке.

Процесс демонтажа корпуса аккумулятора

Корпус собирается с помощью шурупов, запорных механизмов и клея. В последнем случае переоборудование шуруповерта на литиевые батареи будет значительно затруднено. Склеенный кузов необходимо аккуратно разобрать по стыкам. Их нужно разбить молотком с мягкой пластиковой головкой. Не повредите детали ящика, иначе его повторная сборка будет крайне проблематичной, как и работа с инструментом. Саморезы и защелки открываются легко.

Все содержимое необходимо вынуть из разобранной коробки. Для последующей сборки потребуется контактная пластина (в некоторых моделях это полная торцевая сборка). Он подключится к зарядному устройству и т.д.

Методы соединения элементов батареи

Аккумулятор энергии собирается тремя способами:

• Точечная сварка. Если у вас дома нет сварочного аппарата, можно обратиться к специалисту. Этот прием соединения элементов в блок является наиболее предпочтительным.
• Сварка. Сварщик наверняка найдется в каждом доме. Но при сварке все манипуляции нужно проводить очень быстро, так как сварной шов остывает практически мгновенно. Избегайте длительного нагрева аккумуляторов. Высокие температуры повреждают элементы. При отсутствии сварочных навыков лучше всего доверить работу специалисту.
• Кассета. Альтернативный способ, но не самый надежный. Полученные в процессе контакты будут иметь значительное переходное сопротивление. Это значит, что нужно быть готовым к тому, что при больших токах он быстро разрушится. С помощью специальных кассет аккумуляторы быстро подключаются к агрегату.

Чтобы напряжения складывались и величина емкости не изменялась, необходимо соединить элементы последовательно.

Завершающий этап

Теперь нужно объединить все детали в один блок. Точнее припаяйте провода к собранному блоку и отметьте на плате защиты. Все действия необходимо согласовывать со схемой подключения. Совет по сборке:

• Сварочные провода сечением 1,5 мм2 производятся для аккумуляторов. Для других целей можно взять контакты более тонкие — сечение 0,75 мм2.
• можно использовать термоусадочную трубку, чтобы гарантировать, что никакая часть блока не соприкасается.
• Подключите группу к плюсовому и минусовым выходам».
• Попробуйте запаянную схему.

Если все заработает, корпус можно собирать.

Подготовка старого аккумулятора к переделке

При преобразовании отвертки на литий-ионные батареи требуются сильноточные элементы типа 18650. Батареи старых ноутбуков использовать нельзя, потому что они имеют выходной ток от 3 до 4 А, а аккумулятор отвертки должен обеспечивать питание при минимум 15 А. Кроме того, емкость и другие характеристики аккумуляторов должны быть практически такими же. Поэтому лучше всего покупать их вместе у продавца.

Аккумуляторы необходимо заряжать таким же образом, поэтому их следует заряжать отдельно. И только потом собирайте их вместе.

Те, кто не хочет сваривать, могут приобрести уже готовую сборку.

Посмотрите на Алиэкспресс

Какой литиевый аккумулятор выбрать?

В 7 из 10 случаев для отверток используются батарейки на 12 вольт.

Величина напряжения является определяющим фактором при выборе. Его можно уточнить в технической документации на устройство, в Интернете. Новые батареи подбираются с учетом:

• Значение тока разряда. Шуруповерты работают с аккумуляторами с большим током разряда. Уточнить необходимый параметр для конкретной модели можно в технической документации. Выбирать аккумулятор только по его емкости — ошибка, так как основным параметром является сила тока. Он может колебаться в пределах 15-30А, иногда до 40А.
• Характеристики литий-ионных аккумуляторов. Аккумуляторы 18650 должны иметь такую ​​же емкость.
• Количество новых батарей. Расчет выполнить несложно. Соотношение следующее: 3 Ni-CD равны 1 Li-ion. Старый блок на 12 В заменен литий-ионным блоком с 3 ячейками.

При расчете количества новых источников помните, что повышение напряжения (например, вместо 3 Li-ion вместо 10 Ni-CD взять 4 литиевые батареи) увеличит износ оборудования и сократит срок службы. Но мощность увеличится. Поэтому необходимо взвесить все за и против. Не торопитесь устанавливать исходники в инструмент. Первоначально они должны быть полностью загружены.

Меры безопасности при работе с АКБ

При сборке АКБ следует помнить, что токи при работе отвертки могут достигать 11-12 ампер, поэтому площадь пятна контакта соединительных шин между элементами должна быть максимальной. Поэтому часто предлагаемый в Интернете вариант точечной сварки не самый лучший. Лучше приварить планки по всей площади контакта аккумулятора. Следует понимать, что элементы очень чувствительны к перегреву, поэтому их нужно паять быстро и безопасно, используя кислотные флюсы — корпуса аккумуляторов не делают из меди или латуни. Рекомендуется использовать радиаторы, это могут быть плоскогубцы и т.д.

Необходимо следить за тем, чтобы брызги кислоты во время сварки не попадали на другие поверхности, так как впоследствии это приведет к коррозии в этих местах. Места с пайками необходимо тщательно промыть.

Высокотоковые литий ионные аккумуляторы подходящие для шуруповерта:

Я использовал батареи VC18650VTC4 3.7V 2100mAh.

• 
• 

После трех месяцев работы на винтовой ветке я повторно замерил их емкость, и она уменьшилась всего на 20 мА / ч.

• 
• 

Вы также можете использовать эти батареи:

GTF HG2 18650 3000 мАч номинальный ток 10 А, пик 25 А, ток заряда до 3 А

GBETA VTC6 18650 3000 мАч номинальный ток 10 А, пик 30 А, ток заряда до 3 А

INR30Q 18650 3000 мАч номинальный ток 15 А, пик 30 А, ток заряда до 3 А

BS217A INR 21700 4000 мАч номинальный ток 30 А, пик 30 А, ток заряда до 3 А

Высокотоковые литий железо фосфатные аккумуляторы:

Смысл и порядок переделки шуруповертов на литиевые аккумуляторы

Почему никель-кадмиевые батареи быстро выходят из строя? В гирлянде из последовательно соединенных банок каждая особенная. Химический процесс индивидуален, заряд в закрытых системах разный. В случае неисправности в банке конструкция не обеспечивает необходимое напряжение. В отдельных компонентах отсутствует система контроля заряда и балансировки.

1. Каждая батарея Ni-Cd обеспечивает 1,2 В, а Li-ion 18650 обеспечивает 3,6 В.
2. Емкость литиевой батареи в 2 раза больше, чем у никель-кадмиевой батареи аналогичного размера.
3. Перегретый литий-ионный аккумулятор грозит взрывом и возгоранием, поэтому установка контроля равномерности заряда в банках обязательна. BMS не устанавливается в никель-кадмиевые аккумуляторы — производителю это не интересно.
4. Литиевые элементы не обладают эффектом памяти, в отличие от Ni-Cd, их можно перезарядить в любое время и в течение часа.
5. Отвертка становится намного проще после преобразования литий-ионного аккумулятора с использованием ячеек 18650.

Перед переделкой отвертки для литиевых аккумуляторов есть всего два препятствия: без нее невозможно работать. Емкость банок уменьшается, начиная с уменьшения уже от +10 0 С. Литиевые батареи дороги.

Зная, какое входное напряжение необходимо для шуруповерта, проводится доработка зарядного устройства с учетом размещения элементов литиевой батареи и элементов управления в заводской таре. Также можно сделать это с фонариком, модернизировав розетку для блока 18650 ячеек.

Допустим, вам нужно преобразовать отвертку 12 В с использованием никель-кадмиевых банок в литий-ионные банки. Если вы используете 3 банки, выходного напряжения будет недостаточно: 3,6 x 3 = 10,8 В. При 4 компонентах мощность прибора будет больше: 3,6 x 4 = 14,4 В. Это сделает инструмент легче 182 г, Его мощность немного увеличится, емкость — солидные преимущества. Но при разборке необходимо оставить клеммы и родной термодатчик.

Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы 18650 14 В

При переводе отверток разной мощности и горелок с Ni-Cd на Li-ion чаще всего используются аккумуляторы форм-фактора 18650. Они легко помещаются в емкость или гнездо, так как вместо двух-трех родственников литиевый. Замену батарейки в шуруповерте нужно производить с учетом характеристик литиевых батарей 18650.

Этот вид источника энергии не терпит глубоких разрядов и чрезмерных зарядов. Поэтому необходимо использовать платы контроля напряжения. Поскольку каждая батарея имеет свой характер, их заряд корректируется балансиром. Смысл переделки отвертки с напряжением 14,4 В заключается в создании устройства с использованием литиевых батарей для облегчения работы ручного инструмента и повышения его производительности. Лучше всего для этих целей подходят литиевые аккумуляторы 18650.

При подборе комплектующих необходимо учитывать, что пусковой ток шуруповерта высокий, необходимо подобрать соответствующую БМС на необходимое количество банок и не менее 30 А.

• Литий-ионные банки в количестве 4 шт.
• Контроллер 4-элементной литий-ионной батареи CF-4S30A-A работает хорошо. Он имеет встроенный балансировщик, который контролирует заряд каждого элемента.
• Горячий клей, флюс для приварки меток, пайка.
• Термостойкая лента;
• Подключение перемычек или изолированного толстого провода сечением не менее 0,75 кв., Вырезанного для перемычек.

Порядок переделки отвертки на 18650:

• Разберите корпус и извлеките из контейнера связку из 12 никель-кадмиевых элементов.
• Снимите гирлянду, оставив разъем с контактами «+» и «-». Вместо датчика температуры будет установлена ​​термопара от контроллера.
• Припаяйте сборку, учитывая, что нельзя использовать кислоту, только нейтральный флюс и чистый припой. В период подключения не нагревайте крышки. Работаем вовремя.
• Подключите точки балансировки к контроллеру согласно схеме. На плате предусмотрены разъемы.
• Подключите группу к плюсовой и минусовой клеммам.
• Проверить работоспособность схемы. Если все работает, аккум собран, вставьте контроллер в розетку, зафиксируйте герметиком.

Если зарядное устройство не универсальное, потребуется доработка. Отвертки на 12 В с универсальным зарядным устройством собираются аналогично, но используется схема подключения защиты 3х18650 3,7 В для литиевых аккумуляторов. Аналогично переделывается отвертка с использованием набора аккумуляторов 18650 в количестве 2-х ячеек.

Разборка.

Откручиваем винты, расположенные в нижней части аккумуляторного отсека.
Затем осторожно откройте батарейный отсек. Он будет содержать аккумулятор, собранный из никель-кадмиевых аккумуляторов.
Верхние батареи приварены точечной сваркой к клеммной колодке аккумуляторного отсека для отвертки. Вы можете отсоединить аккумуляторы от клемм с помощью ножа, если это не сработает, прикусите контактную площадку, которая идет от клеммы к аккумулятору, над точкой пайки. Утилизируйте извлеченный аккумулятор в специально отведенном пункте сбора.

Пошаговая инструкция

Подготовив все строительные блоки и инструменты для замены батареек в шуруповерте, можно приступать к сбору. В качестве примера была разобрана переделка 12-вольтовой аппаратуры в Li-lon аккумулятор, внутри которого было 12 никель-кадмиевых аккумуляторных батарей по 1,2 В каждая.

1. В первую очередь нужно разобрать корпус и вынуть встроенный аккумулятор. Для этого потребуются кусачки, так как сам разъем должен оставаться на месте.
2. Берем контроллер и термопару. Эти элементы необходимо установить в том месте, где располагался датчик температуры. Кстати, если эта деталь еще не была снята, ее следует удалить. Также необходимо помнить, что необходимо подбирать все детали таким образом, чтобы они могли поместиться в корпус инструмента.

Так как аккумуляторы не по току, для облегчения их работы было решено поставить 2 аккумулятора параллельно

1. После этого в строгой последовательности сварите все подготовленные детали. Припаиваем контроллер к плате по выбранной схеме. Здесь главное не забыть подключить точки баланса. Для этого на схеме есть специальный разъем и проводка.
2. Завершающий этап — подключение вывода к полюсу и минимум.
3. Основная часть работы проделана, теперь осталось аккуратно собрать все в корпусе, ничего не повредив.

Если в комплект входит стандартное зарядное устройство, проблем с ними не возникнет. Такие устройства вполне подходят для литиевых аккумуляторных блоков. Весь заряд будет продолжать проходить через контроллер, что полностью исключает возможность перегрева аккумулятора от скачков напряжения.

Если изначально шуруповерт на 12 вольт, то лучше собрать по этой схеме

Многие задаются вопросом, можно ли сделать заряд, который будет заряжать два типа батарей? Схемы для таких устройств есть и они работают, но использовать такое зарядное устройство не рекомендуется из-за разницы напряжений аккумуляторных блоков.

Новые аккумуляторы на рынке продаются в среднем по цене около 2000-3000 рублей. А стоимость перевода никель-кадмиевого в литий-ионный не превышает 1000 рублей. Поэтому переделка полностью оправдана.

ВИДЕО: Как перенести отвертку на литиевые батарейки (припаять батарейки к батарее)

Информационный веб-сайт по хранению энергии

Каждый мастер сталкивается с проблемой снижения производительности инструмента или полного выхода из строя аккумуляторной батареи. Производители используют никель-кадмиевые батареи в отвертках на 12, 14, 18 В. Последовательная сборка нескольких элементов создает необходимое натяжение. Замена никель-кадмиевых батарей на литиевые увеличивает срок службы батарей за счет облегчения конструкции. Обязательная установка карты BMS добавляет надежности. Поэтому переделка шуруповерта на литиевые батареи, в основном, в форм-факторе 18650, оправдана.

Какая плата BMS нужна и как её подключить

Литиевые батареи 18650 опасаются перезарядки и глубокого разряда. При последовательном соединении элементов невозможно гарантировать синхронную работу элементов. Если один банк имеет меньшую емкость, он будет заряжаться энергией быстрее, чем другие при подзарядке, а при дальнейшей подзарядке произойдет перезарядка. Батарея меньшего размера разряжается быстрее, чем другие, во время использования, что может привести к глубокой разрядке.

Все эти проблемы решает сбалансированная карта защиты. Карты BMS:

• защитить от короткого замыкания;
• они восстанавливаются после вмешательства защиты;
• контролировать напряжение на каждой банке и отключать нагрузку при полном разряде хотя бы одной из ячеек (защита от глубоких разрядов);
• балансировка (защита от перегрузки).

Плата BMS для шуруповерта должна выдерживать максимальный пиковый ток не менее 30 А. Также при выборе нужно ориентироваться на количество последовательно соединенных банок. Отвертка 12 В требует 3 батареи, выберите плату 3S. Если нужен блок питания на 14В, покупаем 4S, а на 18В получаем 5S.

На рисунке показано, как последовательно подключить 2, 3 или 4 банка к плате BMS.

также возможно использование смешанного последовательно-параллельного соединения. В этом случае мы подключаем одинаковое количество батарей параллельно к последовательно соединенным банкам.

Сборка готового аккумулятора

Сборка будет разделена на несколько этапов:

• Очистите все части корпуса.
• Подумайте о том, чтобы положить новый зарядный блок в чехол. Батарея будет намного меньше по размеру, чем старая, поэтому ее необходимо надежно закрепить внутри коробки, иначе вибрации при работе отвертки быстро выведут блок из строя. Для фиксации блока можно использовать герметик или обычный клей Момент.
• Желательно попробовать аккуратно поставить клеммник с припаянными проводами на старое место. Его тоже нужно будет закрепить, если в корпусе для этого нет пазов.
• Установка платы защиты.
• Комбинация всех частей аккумуляторного блока. Проверка достоверности позиционирования. В некоторых моделях отверток они фиксируются клеем. Вы можете использовать момент.

Несколько слов о том, как выбрать защитную микросхему

выше было сказано, что без защитной карты прибор не сможет работать стабильно и долгое время.

Поэтому, прежде чем приступить к переделке литиевого аккумулятора для отвертки на 12 В или 18 В, необходимо купить хорошую плату BMS. На что обращать внимание при выборе?

• Остаток средств. Если это так, вы можете легко убедиться в равномерности заряда аккумулятора. Балансировка также предполагает выбор панели отображения на основе текущего значения.
• Текущая стоимость. Примерно параметр должен быть 20-30 А. Если оборудование маломощное, возьмите плату на 20 А. Для мощных инструментов 30-40 А.
• Настройки напряжения для отключения батарей при каждой зарядке. 3,4 В достаточно.
• Параметры напряжения для отключения оборудования. Карта выбирается исходя из технических характеристик агрегата. Минимальное значение — 2,6 В
• Текущее значение срабатывания защиты. Предотвращение перегрузки оборудования.
• Величина сопротивления транзисторов. Минимальная настройка будет работать.

Трудности при переделке

Аккумулятор для отвертки

У литий-ионных аккумуляторов есть объективные недостатки, такие как низкая производительность при низких температурах. Также при переделке шуруповерта на литиевые аккумуляторы 18650 можно столкнуться с рядом трудностей:

1. Стандарт 18650 означает, что одна ячейка имеет диаметр 18 мм и длину 65 мм. Эти размеры не соответствуют размерам никель-кадмиевых или никель-металлогидридных элементов, ранее установленных в отвертке. Замена аккумуляторов потребует помещения их в стандартный аккумуляторный отсек, а также установки защитной микросхемы и соединительных кабелей;
2. Напряжение на выходе литиевых элементов составляет 3,6 В, а на никель-кадмиевых элементах — 1,2 В. Допустим, номинальное напряжение старого аккумулятора составляет 12 В. Это напряжение не может быть гарантировано при использовании элементов литий-ионных аккумуляторов соединены последовательно. Также изменяется диапазон колебаний напряжения во время циклов заряда-разряда ионной батареи. В результате преобразованные батареи могут быть несовместимы с отверткой;
3. Ионные батареи различаются спецификой своей работы. Они не выдерживают напряжения перегрузки более 4,2 В и разряда менее 2,7 В до тех пор, пока не выйдут из строя. Поэтому при переделке АКБ необходимо в отвертку установить плату защиты;
4. Существующее зарядное устройство иногда нельзя использовать для отвертки с литий-ионным аккумулятором. Вам также нужно будет переделать его или купить еще один.

Литий-ионный аккумулятор

Важно! Если дрель или шуруповерт дешевая и не самого высокого качества, лучше не переделывать. Это может стоить дороже, чем стоимость самого инструмента.

Сколько и каких аккумуляторов приобретать

В большинстве случаев для преобразования любой отвертки на литиевые батареи используются элементы 18650. На этом рисунке указаны линейные размеры:

• длина 65 мм (на самом деле немного больше);
• диаметр 18мм.

Эти батареи относятся к категории пальчиковых батарей: они имеют цилиндрическую форму с положительными и отрицательными выводами на противоположных сторонах. Напряжение полностью заряженного элемента составляет 3,6 вольт. Для каждой отвертки нужно набрать необходимое напряжение. Его можно найти на корпусе старого аккумулятора.

Стандартное напряжение аккумулятора, В Количество литий-ионных элементов Конечное напряжение, В

10,8	3	10,8
12	3-4	10,8 или 14,4
14	4	14,4
18	5	18

Очевидно, что от ячеек 3,6 В не всегда можно получить напряжение, строго равное номиналу. Так что для 18 В все получается идеально, а для 12 В вам придется довольствоваться чуть меньшим или чуть большим напряжением. Следует понимать, что в первом варианте крутящий момент немного уменьшится, а во втором увеличится, но нужно быть готовым к уменьшению ресурса механической части. Также существует вероятность того, что перенапряжение может повредить электронную схему управления. Хотя отзывы в сети говорят, что в этом плане все работает хорошо.

Выбор типа химии литиевых аккумуляторов

В первую очередь нужно определиться с типом химии для литиевых батарей. Есть два варианта: фосфат лития-железа (LiFePO4) или ион лития (Li Ion). Но в любом случае при работе на столь мощную нагрузку необходимо учитывать, что аккумулятор должен обеспечивать необходимый ток без вреда для самочувствия! Кратко разберем характеристики этих типов аккумуляторов.

Рабочая температура

Если вы собираетесь использовать отвертку при отрицательных температурах, лучше всего выбрать литий-железо-фосфатные (LiFePO4) батареи. Диапазон температур, при котором они могут быть разряжены, составляет от -20 до 65 ° C. При использовании Li Ion емкость уменьшается быстрее на холоде. Если работа планируется в основном при отрицательных температурах, то подходят оба варианта. Однако оба типа батарей (за исключением некоторых моделей LiFePO4) нельзя заряжать при отрицательных температурах. А верхний предел температуры при зарядке у обоих составляет около 60 ° C.

Габариты и вес

При той же емкости LiFePO4 аккумуляторы почти в полтора раза тяжелее и больше по объему, чем литий-ионные аккумуляторы.

Долговечность

Количество полных циклов заряда / разряда для LiFePO4 аккумуляторов больше 1000, для Li-ion меньше 500. Но! Если он не разряжается до 0% и не заряжается до 100%, количество циклов значительно увеличивается. Хранение Любая литиевая батарея будет работать лучше всего, когда она наполовину заряжена при температуре 0 + 10 ° C. Подробнее о хранении можно прочитать в этой статье.

Рабочее напряжение

Ячейка полностью заряженной литий-ионной батареи имеет напряжение 4,2 В при полном разряде примерно 3 — 2,5 В. Среднее рабочее напряжение составляет 3,7 В.

100% заряженный аккумуляторный элемент LiFePO4 имеет напряжение 3,6 В при полном разряде примерно 2 В. Среднее рабочее напряжение составляет 3,2 В.

Исходя из этого, мы подсчитываем количество последовательно соединенных ячеек, чтобы получить необходимое напряжение на выходе батареи. Обычно это обозначается количеством последовательных ячеек + символом S (последовательный — последовательный). Суммируется напряжение для этого соединения.

• 
  

гирляндная цепь из 3 ячеек 1 полюс

Литий-ионный: 1S-4,2 В, 2S-8,4 В, 3S-12,6 В, 4S-16,8 В, 5S-21 В…

LiFePO4: 1S-3,6 В, 2S-7,2 В, 3S-10,8 В, 4S-14,4 В, 5S-18 В…

То есть, например, для отвертки на 12 В требуется аккумулятор Li Ion 3S или LiFePO4 4S.

Рабочий ток

В характеристиках батареи обычно указывается номинальный и максимальный (пиковый) ток разряда. При номинальном токе он способен работать длительное время, а при пиковом — несколько секунд. Поэтому для такой мощной нагрузки, как отвертка, нужно обращать внимание на этот показатель и выбирать модели сильноточных аккумуляторов.

На холостом ходу шуруповерт средней мощности на 12 В потребляет ток 1-2 А, а при максимальной нагрузке (особенно в заторможенном состоянии) ток может достигать 30 А. Поэтому, если предполагается использовать, например, аккумулятор GTF HG2 18650 емкостью 3000 мАч с номинальным и пиковым токами 10А и 25А соответственно, поэтому вам необходимо установить как минимум 3S2P, чтобы не перезарядить батареи. При параллельном подключении двух аккумуляторов допустимые токи удваиваются, при подключении трех — утраиваются и т.д.

• 
  

серия — параллель 3s 2p ячеек

Детали и инструменты для переделки

Чтобы переоборудовать имеющуюся отвертку на литиевую, необходимо приобрести:

• серия литий-ионных аккумуляторов;
• плата контроллера заряда (BMS):
• провода сечением не менее 2,5 мм2 (желательно в силиконовой изоляции).

Инструменты, которые вам понадобятся:

• паяльник мощностью не менее 40 Вт с комплектом расходных материалов, в том числе кислотный флюс;
• мелкие кузнечные инструменты (отвертки, скальпели и др.).

Сам процесс довольно креативный, зависит от имеющихся начальных условий и конструкции шуруповерта, поэтому в процессе переделки может потребоваться что-то еще. К этому нужно быть готовым.

Перед тем, как переоборудовать электроинструмент на использование литий-ионных батарей, необходимо учесть будущие условия эксплуатации. Литий-ионные элементы не подходят для низкотемпературных сред.

Выбор аккумуляторов

Для отверток часто используются батарейки на 12 В. Факторы, которые следует учитывать при выборе литий-ионного аккумулятора для отвертки:

1. В таких приборах используются элементы с высокими значениями разрядного тока;
2. Во многих случаях емкость элемента обратно пропорциональна току разряда, поэтому ее нельзя выбрать только на основе емкости. Главный показатель — ток. Значение рабочего тока шуруповерта можно посмотреть в паспорте инструмента. Обычно это от 15 до 30-40 А;
3. Не рекомендуется использовать элементы разной емкости при замене батареи шуруповерта на Li-Ion 18650;
4. Иногда встречаются советы по использованию литиевой батареи от старого ноутбука. Это совершенно недопустимо. Они рассчитаны на гораздо меньшие токи разряда и имеют неадекватные технические характеристики;
5. Количество элементов рассчитывается исходя из примерного соотношения — 1 Li-Ion на 3 Ni-Cd. Для 12-вольтовой батареи вам потребуется установить 3 новых, чтобы заменить 10 старых банок. Уровень напряжения будет немного снижен, но если установлены 4 ячейки, перенапряжение сократит срок службы двигателя.

Важно! Перед сборкой все элементы для выравнивания должны быть полностью загружены.

Точечная сварка

Самый безопасный способ соединения банок — точечная сварка. Суть его в следующем: электроды прижимаются к месту сварки. Через них на короткое время пропускается большой ток. За это время металл пластины успевает расплавиться и привариться к аккумулятору. В этом случае тепло не успевает проникнуть в аккумулятор и повредить его.

Это работает так:

• на ровную поверхность устанавливаем бидоны, которые нужно соединить; для удобства их можно обмотать изолентой или изолентой, чтобы они располагались так же, как и готовая сборка;
• накинуть на аккумулятор соединительную ленту;
• прижать электроды к ленте и включить питание.

Сварщик для точечной сварки можно купить или сделать своими руками.

Пайка блоков питания

Существует несколько способов сварки, самый распространенный — это сварка металлической полосой, которую можно вынуть из банки. Точки будущих контактов с двух сторон залуживаем нагретым паяльником с каплей припоя. Не приводя к сильному перегреву, накладывается лента.

Переделка шуруповерта 12 / 14 вольт на литиевые аккумуляторы

По истечении определенного периода эксплуатации аккумулятор шуруповерта устанет и его потребуется заменить. На этом этапе вам пригодятся инструкции о том, как преобразовать отвертку в литий-ионные батареи.

Замена батареек в литиевой отвертке 18650 не требует от пользователя особых знаний, достаточно разбираться в основах ремонта и приобретать необходимые комплектующие.

Важно! Литий-ионный блок имеет низкий уровень саморазряда, высокую удельную энергию на массу и при этом удовлетворяет своей ценой.

При подключении аккумуляторов к плате нужно соблюдать четкую последовательность: 0В затем 4,2В, 8,4В, 12,6В, 16,8В, иначе гаджет работать не будет. При этом важно обеспечить одинаковый уровень заряда.

Чтобы понять, как преобразовать 12-вольтовую отвертку на литий-ионные аккумуляторы, нужно определиться с типом пайки. Самый оптимальный вариант — точечная сварка, поскольку нежелателен перегрев. Впрочем, пайка тоже уместна. Чтобы избежать ненужных затрат в результате небрежной работы, рекомендуется потренироваться на ненужных батареях.

Чтобы рассчитать, сколько аккумуляторов 18650 нужно для шуруповерта на 12В, следует прибегнуть к следующей схеме расчета: 2-3 никелевых — 1 литиевая; 5-7 = 2; 8-10 = 3; 11-13 = 4.

Основания и сложности переделки

Преимущества и недостатки LI Ion

Прежде всего отметим, что старые никель-кадмиевые аккумуляторы достаточно надежны, дешевы и могут работать при низких температурах, выдерживая большое количество циклов заряда-разряда. Однако у них есть плохое свойство — постепенная потеря емкости, если вы ставите их на зарядку, не дожидаясь полной разрядки (так называемый «эффект памяти»).

Необходимость переделки шуруповерта в литиевые батареи 18650 объясняется рядом преимуществ последних, основными из которых являются:

• Большая емкость, позволяющая продлить время работы устройства;
• Размеры и вес значительно ниже, чем у других аккумуляторов (фото ниже);

18650 размер батареи

• Возможность хорошо «держать» заряд без нагрузки;
• Отсутствие эффекта памяти старых батарей.

Однако новые литиевые батареи также имеют недостаток, заключающийся в том, что параметры ухудшаются, когда они полностью разряжены. При напряжениях выше 4,2 и ниже 2,7 В они «чувствуют себя» не очень комфортно. Вот почему даже во время производства эти продукты имеют встроенные контроллеры, которые защищают их от коротких замыканий, скачков и глубоких разрядов.

Примечание! Встроенный электронный регулятор автоматически отключает их при размыкании цепи электропитания или при выходе батареи шуруповерта из отсека для рабочего инструмента. Еще одним недостатком переделки литиевой батареи для отвертки является неспособность новых батарей работать при низких температурах

Однако все эти недостатки более чем покрываются преимуществами, уже обсужденными выше

Еще один недостаток переделки литиевой батареи для отвертки — это неспособность новых батарей работать при низких температурах. Однако все эти недостатки более чем покрываются преимуществами, уже обсужденными выше.

Проблемные места

Для реализации вышеперечисленных преимуществ потребуется решить ряд проблем, возникающих при переделке литий-ионного аккумулятора шуруповерта, а именно:

• Рабочие размеры нового изделия, определяемые его обозначением (диаметр — 18 мм, длина — 65 мм), не совпадают с размерами заменяемых элементов;
• Полная замена батареи возможна только в том случае, если батарейный отсек модифицирован для размещения платы контроллера и проводки;
• На этапе доработки также необходимо учитывать разность напряжений каждого из элементов сборного источника, состоящего из нескольких батарей (1,2 В для никель-кадмиевых батарей против 3,7 В для ионно-ионных аккумуляторов).

Важно! Принимая во внимание это обстоятельство, необходимо заранее попытаться отрегулировать общее напряжение нескольких новых элементов до его старого значения (на рисунке ниже показаны никель-кадмиевые батареи). Элементы никель-кадмиевые

Элементы никель-кадмиевые

В некоторых случаях совсем не удается получить совпадение питающих напряжений, что заставляет отказаться от переделки или искать другие изделия, подходящие по этому параметру

В то же время важно наблюдать за измерениями и рассчитывать экономическую целесообразность перехода на литий-ионный 18650 (в противном случае обновление может быть дороже, чем сам прибор)