Выбираем правильные аккумуляторы для электроинструмента

Индустрия электроинструмента не стоит на месте и новые технологии позволили сделать инструмент легче и компактнее, а главное значительно увеличилось время автономной работы от одного заряда. Это произошло благодаря применению новых электродвигателей и легких Li-Ion (литий-ионных) аккумуляторов вместо классических Ni-Cd (никель-кадмиевых) и Ni-MH (никель-металлгидридных).

В большинстве случаев главной проблемой старого электроинструмента является аккумуляторная батарея, где, как правило, используются Ni-Cd или Ni-MH элементы. Эти аккумуляторы стареют буквально по годам и теряет свою ёмкость уже через 3-5 лет. Конечно, можно продлить срок их службы, соблюдая условия хранения и периодически устраивая им циклы заряда и разряда. Но согласитесь, проводить регулярные процедуры инструменту, которым пользуешься несколько раз в год весьма проблематично. Особенно если он лежит в кладовке на даче. Для уже изрядно подсевших аккумуляторов есть еще варианты замены вышедших из строя ячеек вплоть до хирургического вмешательства с восстановлением уровня электролита. Но все это очень хлопотно и требует специальных знаний и оборудования. А главное, не приводит хоть к сколь-нибудь значимым результатам. Может только немного оттянуть неизбежное. И тогда мы сталкиваемся с вопросом покупки нового аккумулятора для шуруповерта.

Первое, что приходит в голову, это покупка оригинального аккумулятора. Но цена обычно соизмерима с покупкой нового электроинструмента на AliExpress. Естественно этот вариант не целесообразен и начинается поиск альтернативной замены. А здесь, к счастью, выбор очень большой. Количество предложений и вариантов совместимых аккумуляторов настолько велико, а цены демократичны, что порождают за собой новые вопросы. Какого производителя выбрать? А не взять ли бОльшую ёмкость? Или перейти с Ni-Cd на «современные» Ni-Mh аккумуляторы?

Ni-Cd

На сегодняшний день самым популярным и долгоживущим являются никель-кадмиевые (Ni-Cd) аккумуляторы. Они были изобретены еще в конце 20 века, но в виду дорогостоящих и энергоемких технологий широкого распространения не получили. И только почти век спустя, к 1950 году была создана революционная технология, которая позволила снизить себестоимость и наладить массовое производство Ni-Cd аккумуляторов. Тогда их успешно начали применять в авиастроении и военной технике. Постепенно, уменьшаясь в размерах, Ni-Cd аккумуляторы добрались до бытовой электроники и портативной техники.

Никель-кадмиевые аккумуляторы чаще всего поставляются почти полностью разряженными из-за высокой степени саморазряда – 15-20% в месяц. Нахождение в зарядном устройстве длительное время нежелательно, так как сильно ухудшаются характеристики. У никель-кадмиевых аккумуляторов есть эффект «памяти» и что бы избежать проявления этого эффекта требуется регулярно (где-то раз в неделю) полностью разряжать аккумулятор перед зарядкой. Практически нет потери емкости при температуре до -20°C, а рабочий диапазон температур варьируется от -50°C до +70°C. Номинальное количество циклов заряда/разряда более 1000, максимальное – более 2500 циклов. Восстановление данных аккумуляторов возможно с вероятностью 60%.

Ni-MH

Логическим продолжением стали аккумуляторы сделанные по технологии Ni-MH которые частично решили проблемы Ni-Cd, но только частично. Никель-металлогидридные аккумуляторы должны храниться полностью заряженными. Степень саморазряда у них крайне высока и достигает 30% в месяц. Нахождение в зарядном устройстве длительное время нежелательно, так как сильно ухудшаются характеристики. У никель-металлогидридныx аккумуляторов слабо выражен эффект «памяти» и рекомендуется регулярно (примерно каждые два месяца) полностью разряжать аккумулятор перед зарядкой. По сравнению с никель-кадмиевыми аккумуляторами (Ni-Cd) имеют большую энергетическую плотность (емкость), но требовательны к зарядным устройствам и условиям зарядки. Проявляют хорошую работоспособность при низких температурах, но диапазон рабочих температур не высок – от -10°C до +40°C. Номинальное количество циклов заряда/разряда от 500 до 1000 циклов. Восстановление данных аккумуляторов возможно с вероятностью 15%.

А теперь, когда мы разобрались с типами АКБ и знаем все плюсы и минусы каждой технологии, осталось определится только с ёмкостью, т.к. по вольтам «перескакивать» никак нельзя. Надо понимать, что если ваш старый АКБ был ёмкостью 1500mAh, то при переходе на 2000mAh вы получите увеличенное время работы. Но, также надо понимать, что излишняя мощность может повредить электродвигатель инструмента или его редуктор. А время зарядки аккумулятора увеличится пропорционально. И вместо «стандартных» 5-7 часов на заряд 1500mAh, то же зарядное устройство будет «закачивать» 2000mAh уже 8-12 часов. Что не всегда удобно. А как мы с вами уже знаем, эти аккумуляторы имеют эффект «памяти» и прерывать зарядку категорически нельзя. Еще надо учесть, что вес более ёмкостного аккумулятора будет больше. Это конечно не означает, что нельзя использовать повышенную ёмкость, но о минусах такого «тюнинга» лучше думать заранее.

Li-ion

В качестве набирающей популярность альтернативы, на рынке все чаще встречаются Li-Ion (литий-ионные) аккумуляторные батареи для электроинструмента. Отсутствие эффекта «памяти» в литиевых аккумуляторах позволяет заряжать и подзаряжать аккумуляторы по мере необходимости, а так же находиться в зарядном устройстве длительное время.

Li-Ion аккумуляторы неприхотливы к зарядным устройствам, так как в них встроены BMS платы с контроллерами защиты и управления. Это позволяет допустить их зарядку даже от штатных зарядных устройств, предназначенных для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов. Правда придется смириться с мигающей «ошибкой» – при достижении 100% заряда встроенный BMS контроллер разрывает цепь, из-за чего некоторые зарядные устройства воспринимают это как ошибку и сигнализируют о неисправности батареи. А еще при очень высокой нагрузке может сработать защита от перегрева, перегрузки или КЗ (например, резкая остановка электромотора или нагрузка более 40-45А). Это дополнительное преимущество, благодаря которому исключается повреждение электродвигателя или редуктора. Что бы продолжить работу аккумулятор придется поставить на зарядку на несколько секунд, или подождать 10-15 секунд.

Степень саморазряда литиевого аккумулятора рекордно мала – 3-5% в месяц. При длительном хранении необходима подзарядка не реже, чем раз в 3 месяца. Срок службы литиевых аккумуляторов составляет от 4 до 6 лет, по прошествии которых ёмкость аккумулятора снизится и он может стать непригоден, не зависимо от интенсивности использования. Номинальное количество циклов заряда/разряда более 1000, максимальное – более 2000 циклов. Восстановлению данные аккумуляторы не подлежат.

Вес литиевых аккумуляторов существенно отличается от никелевых аккумуляторов – он легче на 30-50% в зависимости от емкости. Аккумуляторы на основе литий-ионных ячеек эффективны при интенсивном использовании и частых циклах заряда/разряда. В отличие от никилевых аккумуляторов, у которых мощность пропорционально снижается по мере разряда, отдача мощности в литиевых аккумуляторах не снижается вплоть до 10-15% остатка заряда. В период срока службы такие аккумуляторы будут оптимальны для техники, которая часто и регулярно используется, в сравнении с батареями на основе никеля.

Выводы

Ni-MH и Ni-Cd – очень живучие и недорогие аккумуляторы, которые хороши для нечастых работ. При правильном хранении и соблюдении рекомендаций по эксплуатации могут служить десятки лет. Но достаточно тяжелые и громоздкие, имеют высокую степень саморазряда, ограничены количеством циклов зарядка/разряда.

Li-Ion аккумуляторы подойдут для регулярного и постоянного использования. Они неприхотливы к зарядке и по мере разряда не теряют мощности. Не имеют эффекта «памяти», легкие и обладают большой энергоемкостью. Встроенная плата управления и защиты предотвратит повреждение инструмента и самой батареи. Но литий чувствителен к низким температурам, поэтому при температуре ниже 0°C время работы будет уменьшаться.

Результаты тестирования

Для тестирования было взято 4 аккумулятора для шуруповерта Makita 14.4V, сосновые брусы и 90 мм саморезы. Первый аккумулятор был той же емкости, что и «родной» - Ni-Cd на 1.3Ah. Второй Ni-Cd повышенной емкости на 2.0Ah и такой же емкости Li-Ion. Ni-MH нашелся только на 3.3Ah.

В ходе тестирования Ni-Cd и Ni-MH показали себя достаточно хорошо, но полностью заряд не отдали, т.к. потеряли мощность и уже не доворачивали саморезы даже наполовину. Что бы поставить их на зарядку и продолжить работу, сперва придется полностью разрядить, иначе такая зарядка негативно скажется на емкости и сроке службы из-за эффекта «памяти».

Li-Ion аккумулятор оказался эффективнее при такой нагрузке и проработал практически до полной разрядки не теряя мощность. Пару раз срабатывала защита из-за увеличения нагрузки (сучки, плотность древесины). Малый вес позитивно отразился в работе – рука не так уставала, да и управлять было удобнее легким инструментом.

Тип	Емкость	Вес	Количество саморезов
Ni-Cd	1.3Ah	545 г	142 шт
Ni-Cd	2.0Ah	632 г	161 шт
Li-Ion	2.0Ah	302 г	238 шт
Ni-MH	3.3Ah	780 г	352 шт

Мы можем предложить вам комплектующие для портативной цифровой техники и электрооборудования. Ознакомиться с каталогом и ценами можно в удобном разделе B2B ALAS. 

Получить доступ в B2B ALAS Перейти в B2B ALAS