Как переделать шуруповерт на литий ионные аккумуляторы 12в макита

Переделка 12в шуруповерта на li-ion

RUS1980 Блог Перевод шуруповерта Makita 6271D (12В) с Ni-Cd на Li-Ion аккумуляторы

В этой записи расскажу как я перевел свой шуруповерт Makita 6271D с Ni-Cd на Li-Ion аккумуляторы.

Своих знаний для этого было не достаточно, поэтому руководствовался данным (на мой взгляд хорошим) отчетом — «ссылка».

Мои причины перевода шуруповерта на литий:

Штатные аккумуляторы перестали держать заряд. Хватало на 10 мин. не интенсивной работы.2. Стоимость новых «фирменных» аккумуляторов мягко сказать не гуманна.3. Низкая нагрузка на шуруповерт. Пользуюсь по необходимости 1-2 раза в месяц. А такой режим никель-кадмиевые аккумуляторы не любят.4. Нет необходимости работать с шуриком в условии низких температур. Что убивает литиевые аккумуляторы.5. Наличие блока питания от ноутбука (19 В, 1,5 А).

Зарядное устройство от ноутбука 19В, 1,5А. Бесплатно досталось.

Теперь о том, что я сделал, с точки зрения практики.

1.1 Разобрал корпус аккумулятора, резиновой киянкой простучал по периметру шва.1.2 Далее аккуратно отсоединил (отломал) от старой аккумуляторной сборки контактную часть.1.3 Новые аккумуляторы зарядил до напряжения 4,22В.1.4 Собрал аккумуляторы в новый блок из 3 штук с помощью скотча.1.5 По заводской схеме спаял аккумуляторы между собой и подключил к плате зарядки.1.6 К плате зарядки припаял толстыми проводами контактную часть соблюдая полярность.

1.7 Собрал корпус аккумулятора. Аккумуляторы плотно вошли в стакан корпуса, при этом пришлось выломать две направляющих. Контактный блок у меня держится в корпусе достаточно прочно и дополнительно его никак не крепил.

1.8 Чтоб половинки не расходились в двух местах нанес клей «Момент»

2.1 Начал с того, что попытался подключиться к старому блоку питания, но ничего из этого не вышло. Я не стал усердствовать и вытащил старую плату.2.2 Достал ноутбучное зарядное устройство, разобрал его, вытащил плату. Данная плата удачно вписалась в новый (для нее) корпус.

2.3 Далее, учитывая опыт описанный в вышеуказанной статье, взял алюминиевый швеллер 40х25мм и длиной 60 мм и к нему через термопрокладку (1,5мм) двумя винтами закрепил плату преобразователя DC-DC. Предварительно сточив дремелем выступающие части пайки с нижней стороны платы. Т.е. алюминиевый швеллер выступает в качестве радиатора. Крепил плату винтами с изолирующими шайбами. Забегая вперед, температура платы при зарядном токе 1,2 А у меня составила 50 градусов. Плату на швеллере расположил таким образом, чтоб светодиоды на плате находились над световодом, что позволяет оперативно оценить текущее состояние. Крепил швеллер к корпусу с помощью термоклея.

2.4 Доработал USB тестер. Разробрал корпус. Из платы выпаял USB разъемы, а вместо них просто припаял провода.2.5 Тестер закрепил на корпусе зарядного с помощью двухстороннего скотча.2.6 Последовательно соединил все платы с помощью проводов, соблюдая полярность.

3.1 Первое включение прошло нормально, все заработало. Напряжение выставил 13,3 Вольта.3.2 Вставил аккумулятор и отрегулировал ток в 1,2 А.3.3 Для проверки температуры нагрева платы зарядки, сначала с помощью лампочки два часа разряжал аккумулятор, а потом поставил на зарядку. Через полчаса замерил температуру на плате, она составила 50 град. при температуре в комнате 24 град.3.4 На этом закончил и собрал корпус зарядного.

В итоге могу сказать, что не зря брался за переделку, всё работает как хотел.

Из плюсов:— Существенное снижение веса.— Увеличение ёмкости с 1250 mAh до 3500 mAh.— Контроль заряда с подсчётом ёмкости.

На этом заканчиваю, думаю что данная информация будет полезной.

Как разобрать аккумулятор шуруповёрта

Как разобрать старый аккумулятор? Есть аккумуляторы, где половинки корпуса крепятся винтами, но есть и на клею. Мои аккумуляторы как раз из последних, и я вообще долгое время считал, что их невозможно разобрать. Оказалось, что возможно, если у тебя есть молоток.

В общем, с помощью интенсивных ударов в периметр кромки нижней части корпуса (молоток с нейлоновой головкой, аккумулятор нужно держать в руке на весу) место склейки успешно разъединяется. Корпус при этом никак не повреждается, я уже 4 штуки так разобрал.

От старой схемы нужны только контактные пластины. Они прочно приварены к верхним двум элементам точечной сваркой. Отковырять сварку можно отвёрткой или плоскогубцами, но ковырять надо максимально аккуратно, чтобы не сломать пластик.

Всё почти готово для дальнейшей работы. Кстати, штатные термодатчик и размыкатель я оставил, хотя они уже не особо актуальны.

Но очень даже вероятно, что наличие этих элементов необходимо для нормальной работы штатного зарядного устройства. Поэтому настоятельно рекомендую их сохранить.

Зарядное устройство Makita DC9710 и литий-ионная батарея

Раньше заряд аккумулятора контролировало само устройство. При достижении полного уровня оно останавливало процесс и сигнализировало о завершении зарядки зелёным индикатором. Но сейчас контролем уровня и отключением питания занимается установленная нами схема BMS. Поэтому по завершении зарядки красный светодиод на зарядном устройстве просто выключится.

Если у вас именно такое старое устройство – вам повезло. Потому что с ним всё просто. Горит диод – идёт зарядка. Погас – зарядка завершена, аккумулятор полностью заряжен.

Переделка аккумулятора шуруповёрта на Li-Ion

Ничего нового я в этой статье не скажу, но просто хочется поделиться опытом апгрейда аккумуляторов моего старого шуруповёрта Makita. Изначально данный инструмент был рассчитан на никель-кадмиевые аккумуляторы (которые давно уже умерли, как умерли и купленные на смену такие же). Недостатки Ni-Cd известны: низкая ёмкость, небольшой срок жизни, высокая цена. Поэтому уже давно производители аккумуляторного инструмента перешли на литий-ионные батареи.

Ну, а что делать тем, у кого инструмент старый? Да всё очень просто: выбросить Ni-Cd банки и заменить их на Li-Ion популярного формата 18650 (маркировка обозначает диаметр 18 мм и длину 65 мм).

Какая нужна плата и какие нужны элементы для переделки шуруповёрта на литий-ион

Итак, вот мой аккумулятор на 9,6 В и ёмкостью 1,3 А·ч. При максимальном уровне заряда он имеет напряжение 10,8 вольт. Литий-ионные элементы имеют номинальное напряжение 3,6 вольта, максимальное – 4,2. Следовательно, для замены старых никель-кадмиевых элементов на литий-ионные мне потребуются 3 элемента, их рабочее напряжение будет 10,8 вольт, максимальное – 12,6 вольт. Превышение номинального напряжения никак не повредит мотору, он не сгорит и при большей разнице, беспокоиться не надо.

Литий-ионные элементы, как это всем давно известно, категорически не любят перезаряд (напряжение выше 4,2 В) и чрезмерный разряд (ниже 2,5 В). При таких превышениях рабочего диапазона элемент очень быстро деградирует. Поэтому литий-ионные элементы всегда работают в паре с электронной платой (BMS – Battery Management System), управляющей элементом и контролирующей как верхнюю, так и нижнюю границу напряжения. Это плата защиты, просто отсоединяющая банку от электрической цепи при выходе напряжения за границы рабочего диапазона. Поэтому помимо самих элементов, потребуется такая плата BMS.

Теперь два важных момента, с которыми я несколько раз неудачно экспериментировал, пока не пришёл к правильному выбору. Это – максимально допустимый рабочий ток самих Li-Ion элементов и максимальный рабочий ток BMS-платы.

ПЕРЕВОД ЛЮБОГО 12в ШУРУПОВЁРТА НА ЛИТИЕВЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ, подробно

В шуруповёрте рабочие токи при высокой нагрузке достигают 10-20 А. Поэтому и элементы нужно покупать такие, которые способны отдавать высокие токи. Лично я успешно пользуюсь 30-амперными элементами 18650 производства Sony VTC4 (ёмкостью 2100 мАч) и и 20-амперными Sanyo UR18650NSX (ёмкостью 2600 мАч). Они нормально работают в моих шуруповёртах. А вот, например, китайские TrustFire 2500 мАч и японские светло-зелёные Panasonic NCR18650B на 3400 мАч не годятся, они на такие токи не рассчитаны. Поэтому не надо гнаться за ёмкостью элементов – даже 2100 мАч более чем достаточно; главное при выборе – не просчитаться с максимально допустимым током разряда.

И точно так же, BMS-плата должна быть рассчитана на высокие рабочие токи. Я видел в YouTube, как народ собирает аккумуляторы на 5-ти или 10-амперных платах – не знаю, лично у меня такие платы при включении шуруповёрта сразу уходили в защиту. По-моему, это выброс денег. Скажу так, что сама фирма Makita ставит в свои аккумуляторы 30-амперные платы. Поэтому я пользуюсь 25-амперными BMS, купленными на Алиэкспрессе. Они стоят около 6-7 долларов и ищутся по запросу «BMS 25A». Поскольку нужна плата на сборку из 3-х элементов, то надо искать такую плату, в названии которой будет «3S».

Ещё один важный момент: у некоторых плат на зарядку (обозначение «С») и нагрузку (обозначение «P») могут идти разные контакты. Например, плата может иметь три контакта: «P-», «P» и «C-», как на родной макитовской литий-ионной плате. Такая плата нам не подойдёт. Зарядка и разрядка (charge/discharge) должны осуществляться через один контакт! То есть, на плате должно быть 2 рабочих контакта: просто «плюс» и просто «минус». Потому что наше старое зарядное устройство также имеет только два контакта.

В общем, как уже можно было догадаться, я со своими экспериментами выбросил массу денег как на неправильные элементы, так и на неправильные платы, совершив все ошибки, которые можно было совершить. Зато получил бесценный опыт.

ПЕРЕВОД ЛЮБОГО 12в ШУРУПОВЁРТА НА ЛИТИЕВЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ, подробно

Собираем литиево-ионный акумулятор

Вот новые элементы Sanyo UR18650NSX (по этому артикулу их можно найти на Алиэкспрессе) ёмкостью 2600 мАч. Для сравнения, старый аккумулятор имел ёмкость всего 1300 мАч, в два раза меньше.

Самая дешевая переделка шуруповерта с Ni Cd на Li-ion аккумуляторы

Надо припаять провода к элементам. Провода нужно брать сечением не менее 0,75 кв.мм, ведь токи у нас будут немалые. Провод с таким сечением нормально работает с токами более 20 А при напряжении 12 В. Паять литий-ионные банки можно, кратковременный перегрев им никак не повредит, это проверено. Но нужен хороший быстродействующий флюс. Я пользуюсь глицериновым флюсом ТАГС. Полсекунды – и всё готово.

Припаиваем другие концы проводов к плате согласно схеме.

На контактные разъёмы батареи я всегда пускаю ещё более толстые провода по 1,5 кв.мм – потому что место позволяет. Прежде чем их припаивать к ответным контактам, на плату надеваю отрезок термоусадочной трубки. Она необходима для дополнительной изоляции платы от аккумуляторных элементов. В противном случае острые края пайки легко могут протереть или проткнуть тонкую плёнку литий-ионного элемента и вызывать замыкание. Можно и не применять термоусадку, но хотя бы что-то изолирующее проложить между платой и элементами совершенно необходимо.

Контактную часть можно укрепить в корпусе аккумулятора парой капелек супер-клея.

Хорошо, когда корпус на винтах, но это не мой случай, поэтому я просто снова склеиваю половинки «Моментом».

Зарядка батареи производится штатным зарядным устройством. Правда, алгоритм работы меняется.

У меня есть два зарядных устройства: DC9710 и DC1414 T. И работают они теперь по-другому, поэтому я расскажу, как именно.

Зарядное устройство Makita DC1414 T и литий-ионная батарея

Здесь есть небольшой нюанс, который нужно знать. Это ЗУ поновее и предназначено оно для зарядки более широкого диапазона аккумуляторов от 7,2 до 14,4 В. Процесс зарядки на нём идёт как обычно, горит красный светодиод:

А вот когда аккумулятор (которому в случае NiMH-элементов положено иметь максимальное напряжение 10,8 В) достигнет 12 вольт (у нас же Li-Ion элементы, у которых максимальное суммарное напряжение может составлять 12,6 В), заряднику снесёт крышу. Потому что он не поймёт, какой именно аккумулятор он заряжает: то ли 9,6-вольтовый, то ли 14,4-вольтовый. И в этот момент Makita DC1414 войдёт в режим ошибки, попеременно мигая красным и зелёным светодиодом.

Это нормально! Ваша новая батарея всё равно зарядится – правда, не до конца. Напряжение будет составлять примерно 12 вольт.

То есть какую-то часть ёмкости с этим зарядным устройством вы упустите, но мне кажется, это можно пережить.

Итого модернизация аккумулятора обошлась примерно в 1000 рублей. Новый макитовский Makita PA09 стоит в два раза дороже. Причём мы в итоге получили вдвое большую ёмкость, а дальнейший ремонт (в случае нескорого выхода из строя) будет заключаться только в замене литий-ионных элементов.

Внимание: данная статья и изображения в ней являются объектами авторского права. Частичное или полное воспроизведение на других ресурсах без согласования запрещено.

Переделка родного зарядного устройства (жуткий колхоз):

Переделывать будем с расчетом возможности заряжать старый тип аккумуляторов.

Берем нашу китайскую плату, подключаем ее к лабораторному БП выставляем 19в, либо разбираем зарядку и цепляемся на выходы диодов.

Самая дешевая переделка шуруповерта с Ni Cd на Li-ion аккумуляторы

Крутим подстроечный резистор напряжения и выставляем напряжение на выходе 15В т.к. родные Ni-Cd батареи имеют напряжение полного заряда 1,4в-1.5в, а их у нас 10. Для новой сборки батарей этот параметр безразличен, главное больше 12.6в.

UPD: Плата защиты с балансиром сама отключает батареи при превышении напряжения на аккумуляторах 12.6В, поэтому напряжение 15В нам не важно. Оно нам важно при зарядке старых аккумуляторов т.к. там нет платы защиты.

Переключаем мультиметр в режим измерения тока. Выкручиваем подстроечный резистор тока против часовой стрелки (вроде в эту сторону) до конца т.е. выставляем минимальный выходной ток. Подключаем концы мультиметра к выходу, замыкаем цепь, выставляем ток в 1А. Чем больше ток, тем быстрее будет заряжаться наша батарея, но и греться все будет больше. Не выставляете больше 1.5А от греха подальше. Настройка платы на этом закончена.

Разбираем наше ЗУ. Для внедрения новой платы нам надо будет распаять родную плату ЗУ, убрать все кроме двух светодиодов, диодного моста, и сглаживающего конденсатора, а так же самого разъёма для батарей. Это делается потому, что новую плату мы не сможем воткнуть т.к. мешает обвес платы. Я решил оставить в целости оригинальную плату и сделать колхоз.

Берм макетную плату, диодный мост, конденсатор, два светодиода либо выпаиваем все это с родной платы. Так же выпаиваем контактные разъёмы.

Далее нам надо на макетке собрать см. рис. (как смог) то, что обведено черной линией.

И запаять наши светодиоды как на рисунке. Коричневый это у нас минус, а оранжевый это плюс (провода какие были). Чтоб у нас не отламывалось провода в месте пайки, мы их зальем термоклеем. Все запаиваем по схеме. Не перепутайте полярность конденсатора и всех подключений. Светодиоды в корпусе крепим на термоклей.

В результате имеем вот такой колхоз.

Теперь все проверяем, собираем и пользуемся. У меня защита с данной платой не срабатывает от нажатия, но рукой, возможно, заставить ее сработать. Лампа заряда выключиться когда ток заряда будет меньше 10% от установленного т.е. менее 0.1А

Сборка:

Батареи мы используем с уже приваренными хвостиками. Первым делом снимаем защиту с хвостиков, дальше нам надо залудить концы. Залудить без использования кислоты (осторожно) вам не получиться так, что берем кислоту, паяльник и припой и лудим. Лудим с двух концов. Кислоту наносим тонким слоем, этого вполне достаточно в противном случае вы получите брызги в разные стороны.

Как перевести шуруповёрт на литиевые аккумуляторы, подробный гайд

Если вы купили кислоту без кисточки, то можно перелить ее в тюбик от лака для ногтей или же можно использовать, одноразовый шприц, где вы выдавливаете каплю и тут же ее назад втягиваете, оставляю тонкую пленку. Так же нам надо залудить плюсы первых двух батарей, в данных местах у нас будет производиться соединение батарей между собой.

После как вы все залудили, спаиваем последовательно батареи см.рис. На одной из батарей язычок повернут в обратную сторону. Спайку также производим мощным паяльником, просто приложив язычок и прижав жалом паяльника. Вот что должно у нас получиться.

Теперь фиксируем все изолентой или это можно сделать заранее перед пайкой. Клеем двухсторонний скотч для фиксации платы.

��Как перевести шуруповёрт на литиевые аккумуляторы, подробный гайд

Разбираем родную батарею. Вытаскиваем старые батареи (Осторожно).

Откусываем черную штуку и припаиваемся. Провода нам нужны толстые т.к. токи у нас будут до 25А периодами и более. что при тонких проводах может привести к их возгоранию, а так же мы будем иметь потерю в мощности. Батареи аккуратно уберем в сторону.

Теперь нам нужно найти толстую, широкую относительно мягкую прокладку 1.5- 2см. Я ее оторвал от упаковки некого гаджета. Вырезам по размерам корпуса и кладем ее на дно, клеем двусторонний скотч и приклеиваем батарейки. Фиксируем ту чёрную штуку, торчащий конец должен быть такой длины, чтоб упирался в наши батарейки и давал закрыть корпус с неким натягом. Не перепутайте полярность!

В данном случае, коричневый провод у меня минус, а черный плюс. Коричневый на порядок толще, черного.

Обрезаем провода делая их как можно короче, дабы не терять ток на потерях, но надо учитывать, что нам надо еще припаяется к плате. Припаиваемся и собираем корпус, батарея готова.

В данной статье рассматривается:

Что мы имеем: старый шуруповерт Interskol Да-12ЭР-02 вполне бодро работающий, но с умершими аккумуляторами.

Наша цель: заменить старые аккумуляторы Ni-Cd на новые li-ion

Меры предосторожности:

• — при работе с аккумуляторами надо быть предельно осторожными не допуская замыкания их, в момент замыкания в месте контакта возникаю огромные токи, что могут привести к ожогам, повреждению глаз, взрывам и пожарам. А так же выхода из стоя всех комплектующих.
• — при работе с кислотой необходимо быть предельно осторожными т.к. она может попасть в глаза на кожу и т.д. последствия могут быть очень печальными.
• — производить работы только на отключенном оборудовании от сети питания 220в. Необходимо так же учитывать, что в схемах питания используются конденсаторы, что накапливают заряд и когда вы отключили прибор от сети, это не означает, что плата обесточена…

Поехали:

Если у вас что-то нет из перечисленного списка выше, то лучше не приступать к работам т.к. гемора вы себе создадите больше, чем сделаете работ.

Переработать шуруповерт Makita 12в на литий ионный

Первое, на что надо смотреть при выборе АКБ на замену – рабочее напряжение батареи. Оно выбирается при первичной покупке шуруповерта, и от него зависит крутящий момент электроинструмента. Хотя и не только от него, а еще от конструкции механической части (редуктора) и электродвигателя. Поэтому два шуруповерта на напряжение, например, 12 вольт, могут иметь разницу в мощности (эта величина связана с крутящим моментом жесткой зависимостью).

Также два инструмента (один на условные 12 вольт, другой на 14) могут быть с одинаковым крутящим моментом. Но в целом мощность зависит от напряжения – чем больше один параметр, тем больше другой. По этой характеристике выбрать аккумулятор на замену для шуруповерта просто. Напряжение нового аккумулятора должно быть равно напряжению старого. Если оно будет меньше, то уменьшится и крутящий момент. Если больше, то момент увеличится, но уменьшится ресурс механической части и электродвигателя. Как на повышение напряжения отреагирует схема управления шуруповерта, известно только разработчикам. Не исключено, что она выйдет из строя.

Рекомендации по выбору можно подсмотреть в следующем видеоролике.

Емкость аккумуляторной батареи определяет, сколько она будет работать от зарядки до разряда. Чем больше значение параметра, тем дольше проработает шуруповерт. Небольшую емкость можно компенсировать приобретением двух АКБ – пока одна работает, другая заряжается.

Токоотдача характеризует возможность работы под нагрузкой без потери крутящего момента. У литиевых батарей она ниже, чем у NiMH (никель-кадмиевые аккумуляторы купить сложно, их выпуск сведен к минимуму, поэтому их при выборе рассматривать не имеет смысла).

Вес аккумуляторов определяется удельной энергоемкостью и фактической емкостью. Чем выше удельная энергоемкость, тем ниже вес при той же электрической емкости. Но надо учитывать, что конструкция шуруповерта сбалансирована с учетом веса штатных батарей, и если поставить задачу уменьшить массогабаритные показатели, то это может привести к разбалансировке. В результате с инструментом будет менее удобно работать и рука будет быстрее уставать.

Также надо учитывать условия, в которых будет эксплуатироваться инструмент. Для наружных работ в условиях низких температур надо будет где-то найти никель-кадмиевые батареи. Никель-металлогидратные могут работать в менее жестких условиях. Литий-ионные для эксплуатации при температурах ниже нуля не предназначены.

Видео: Рейтинг 5 лучших шуруповертов.

Шуруповерта для домашних работ

При выборе аккумулятора надо учитывать режим эксплуатации. Профессиональное использование отличается от домашнего большей интенсивностью работы, меньшей терпимостью к вынужденным перерывам, а в некоторых случаях от шуруповерта требуется повышенная отдача мощности. Отсюда определенная разница к подходу к выбору АКБ.

В большинстве случаев домашние работы сводятся к закручиванию саморезов (до 10-12 штук) или сверлению нескольких отверстий периодичностью 1-2 раза в месяц. Для таких работ достаточно АКБ напряжением 12-14 вольт емкостью 1000-1500 мА*ч. Выбирать литий-ионные элементы большого смысла нет – их емкость уменьшается при хранении, независимо от интенсивности эксплуатации. Поэтому есть вероятность, что их ресурс при редком использовании выработан не будет. А стоят они недешево.

Недорогой Шуруповерт DEKO с литиевым аккумулятором, идеальный вариант для домашних работ.

Никто не запрещает выбирать для дома электроинструмент с повышенными характеристиками. Но стоит помнить, что все надо оплачивать.

Шуруповерта для профессиональной деятельности

Для профессионального применения надо выбирать АКБ на напряжение 18+ вольт (еще на этапе покупки нового шуруповерта).

Профессиональный 18 вольтовый набор от Bosch, модель GSR 18 V-60.

На замену надо приобретать две батареи емкостью от 2 А*ч. Если работать предстоит в мастерской или в другом помещении, можно выбрать литий-ионные аккумуляторы. При интенсивном использовании раскроются все ее преимущества. Но если надо вворачивать длинные метизы в тяжелые материалы, предпочтение придется отдать никель-металлогидритным АКБ, способным отдать повышенный ток. Их же надо выбрать при эксплуатации вне помещений.

Ni-MH батарея повышенной емкости.

Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы 18650 14 В

При переделке шуруповертов разной мощности и фонариков с Ni-Cd на Li-ion, чаще используют аккумуляторы форм фактор 18650. Они легко встают в контейнер или гнездо, так как вместо двух-трех родных устанавливают один литиевый. Переделка АКБ шуруповерта должна вестись с учетом особенностей литиевых аккумуляторов на 18650.

Этот вид источников энергии не переносит глубокий разряд и излишний заряд. Значит, необходимо использовать платы управления величиной напряжения. Так как каждая батарея имеет свой характер, их заряд корректируется балансиром. Смысл переделки шуруповерта с напряжением на 14,4 В заключен в создании прибора с использованием литиевых аккумуляторов для облегчения ручного инструмента и повышения его работоспособности. Больше всего для этих целей подходят литиевые аккумуляторы 18650.

При подборе комплектующих, следует учесть, пусковой ток шуруповерта высок, необходимо выбрать соответствующий BMS на нужное количество банок и не менее чем на 30 А. Для переделки зарядки шуруповерта на литиевый аккумулятор необходимо запастись хорошим паяльником, не кислотным флюсом и толстыми проводами для выполнения перемычек.

• Литий-ионные банки в количестве 4 шт.
• Контроллер li-ion аккумулятора на 4 банки, хорошо подходит CF-4S30A-A. В нее встроен балансир, контролирующий заряд каждого элемента.
• Термоклей, флюс для паяния ТАГС, припой.
• Термостойкий скотч;
• Соединительные перемычки или толстый провод в изоляции сечением не менее 0,75 квадрата, порезанный для мостиков.

Порядок работы по переделке шуруповерта под 18650:

• Разобрать корпус и извлечь из контейнера связку из 12 Ni-Cd элементов.
• Убрать гирлянду, оставив разъем с выводами «+» и «-» . Вместо термодатчика установится термопара от контроллера.
• Спаять сборку, учитывая, что нельзя использовать кислоту, только нейтральный флюс и чистый припой. В период соединения нельзя разогревать крышки. Работать точечно.
• Подключить балансировочные точки к контроллеру, согласно схеме. На плате разъемы предусмотрены.
• Соединить сборку с выводами плюса и минуса.
• Проверить работоспособность схемы. Если все работает, собранную АКБ, контроллер разместить в гнезде, закрепить с помощью герметика.

Если ЗУ не универсальное, потребуется дополнительная переделка. Шуруповерты на 12 V с универсальным зарядным устройством собирают так же, но используется защитная схема подключения 3х18650 3,7 В на литиевые аккумуляторы. Точно так же переделывается отвертка с использованием комплекта АКБ 18650 в количестве 2 элементов.

Переделка шуруповерта «Макита» на литиевый аккумулятор

Есть «Макита» шуруповерт с аккумулятором емкостью 1,3 А/ч и напряжением 9,6 В. Чтобы сменить на нем источник питания на литий-ионный, потребуется 3 компонента 18650. Переделка предоставит старому инструменту новые возможности: увеличит продолжительность работы на одном заряде, добавит мощность, так как рабочее напряжение поднимется до 10,8 В.

Для конструкции потребуется использовать BMS, управляющий контроллер, поддерживающий режим работы литиевых элементов в рабочих пределах. С этим прерывателем зарядка каждой банки будет равномерной без превышения 4,2 В, нижнее напряжение 2,7 В. Здесь применяется встроенный балансир.

Параметры контроллера должны сопровождать работу инструмента при повышении рабочего тока до 10-20 А. Обеспечить работу без отключения сможет плата на 30 А Sony VTC4, рассчитанная на емкость 2100 А/ч. Из 20 амперных подойдет Sanyo UR18650NSX принимающие энергии 2600А/ч. Плата нужна для 3 элементов, что маркируется в классификации 3S. При этом в плате должно быть 2 контакта, плюс и минус. Если выводы имеют обозначения с буквами «Р-«, «Р+», «С-», они предназначены для более поздних моделей шуруповертов.

Пошаговая инструкция переделки шуруповерта Макита на литиевые аккумуляторы выглядит так.

1. Разобрать аккумулятор на клею можно, если на весу обстукивать место соединения молотком с мягкой головкой. Направление удара вниз, в стык по нижней части корпуса.
2. Взять от старой сборки только контактные пластины, аккуратно отсоединив их от батареи. Датчик и размыкатель нужно оставить.
3. Спаять 3 элемента последовательно, пользуясь флюсом ТАГС и перемычками с изоляцией. Сечение провода должно быть больше 0,75 мм2.
4. Собрать схему с контроллером, и соединить блок питания с контактными разъемами проводами 1,5 квадрата.
5. Проверить работоспособность схемы и собрать корпус, снова посадив его на клей.

В шуруповерте со старым зарядным устройством DC9710 после окончания зарядки литиевого аккумулятора 18650 красный светодиод на панели выключится. За уровнем заряда следит встроенный контроллер.

ЗУ Макита DC1414 Т используют для зарядки источников питания на 7.2-14,4 В. Пока идет зарядка, горит красный свет. Но при зарядке литиевого аккумулятора, его напряжение не укладывается в стандарты солевых изделий, и после 12 В зарядное начнет мигать красным и зеленым. Но нужная зарядка уже есть. Шуруповерт готов к работе.

Как восстановить аккумулятор шуруповерта в домашних условиях

Можно ли реанимировать все виды батарей? Лучше ремонту поддаются никель-кадмиевые блоки, которые имеются почти во всех современных шуруповертах.

Для процесса восстановления необходимо понимать основы электричества. То есть, иметь школьные знания о работе аккумуляторных батарей.

Для работы понадобятся инструменты и материалы:

• отвертка;
• тестер;
• паяльник;
• олово (с малокоррозийным флюсом).

Для реанимации аккумулятора потребуется донор. В комплектации шуруповерта он может быть в наличии, или нужно найти его самостоятельно, например, вынув из другого старого устройства.

Для начала проведения операции необходимо произвести полную зарядку (около 6 часов) обеих батарей, раскачать её. После этого снять с восстановляемой части пластмассовую крышку при помощи отвертки. Производить эту процедуру нужно аккуратно, чтобы не повредить фиксаторы. В противном случае для последующей сборки потребуется клей, наподобие «Момента».

Восстановление никель-кадмиевых аккумуляторов для шуруповертов

Устройство ni cd аккумуляторов изготавливается по одной технологии, поэтому любую батарею можно сделать донором этого типа.

Такие устройства представляют собой отдельные компоненты – блоки, с номинальным напряжением 1,2 В и энергоемкостью 1200–1500 МА/ч. Они встречаются в шуруповертах фирмы Интерскол. Каждый блок влияет на мощность, то есть при ее значении в 12 В, количество блоков составляет 10 штук, 14,4 В – 12 и т. п. После смены акб мощность может упасть на первое время работы, но затем все восстановится.

Восстановление аккумулятора шуруповерта 18 вольт

18 В – часто встречающаяся мощность, которая соответствует наличию 15 блоков. В качестве донора нужно выбрать электроприбор с напряжением 14,5 В, то есть автомобильная батарея 12 В не подойдет.

Как восстановить и запустить литий-ионный аккумулятор

Для данных видов батарей потребуется запомнить, где расположены контакты плюсов, минусов и зарядки. Плата контроля напряжения, находящаяся на элементах питания, чаще всего выходит из строя, а точнее, их стабилизаторы и защитные диоды.

Производится проверка напряжения на выходе аккумулятора, если значение значительно меньше от нормального, производится реанимация.

Вторая жизнь аккумуляторов в шуруповертах Bosch, «Хитачи», «Макита»

Представленные бренды поставляются с литий-ионной батареей. Чтобы их оживить, потребуется паяльник и ловкость рук, ведь если делать все медленно – срок службы может уменьшиться, или аккумулятор вовсе взорвется.

Все надломленные или затертые проводки внутри батареи необходимо изолировать, например, при помощи изоленты или заранее заменить на новые.

Для восстановления припаиваются оторванные металлические элементы – ленты, которые можно взять в старых блоках.

Для сборки необходимо вернуть картонную прокладку между блоками и платой на место. Это потребуется для предотвращения замыкания. Затем изолируются контакты.

Если аккумуляторная батарея Li-Ion не заряжается, необходимо определить, в чем причина возникшей проблемы. Это может быть:

1. Нарушение правил хранения АКБ – в результате, одна из параллелей опускается ниже порога напряжения, контролируемого платой управления BMS, и эта плата ограничивает заряд.
2. Выход из строя одного из элементов батареи из-за естественного износа и потери качества.
3. Нарушение соединения элементов.
4. Повреждение балансирного провода, идущего от BMS к параллелям АКБ.
5. Поломка штатного зарядного устройства.

Чтобы понять, почему литиевый аккумулятор не заряжается, желательно обратиться к специалистам, чтобы они протестировали устройство.

Строение аккумулятора шуруповерта

Шуруповерт — универсальный прибор для сбора мебели, бытовых нужд, ремонта и для работы. Автономный прибор не требует соединительного кабеля с розеткой. Современные модели оснащены внушительным аккумулятором, замена которого, обойдется пользователю по стоимости почти как новый инструмент.

Конструкция акб имеет универсальный вид, а именно пластиковую оболочку, заключающую в себе ряд компонентов питания. В зависимости от особенности модели насчитывается от нескольких штук до нескольких десятков соединенных аккумуляторных банок. При этом соединение происходит последовательно, первый и последнее звено образуют замыкание, что обеспечивает подключение к ЗУ.

Уровень напряжения колеблется в пределах от 9-18 В до 18-36В на профессиональных устройствах. Данный показатель имеет прямое отношение к продолжительности работы батарейки.

Интересно. В ряде случаев в строение блока входит датчик температуры и термопрерыватель, которые защищают инструмент от последствий перегрева путем замыкания цепи.

Что необходимо прикинуть до работ?

Необходимо обусловиться с количеством частей в батарее, что в результате решает величину напряжения. Для трёх частей потолок будет 12,6, для четырёх ─ 16,8 вольта. Речь идёт о переделке обширно распространённых аккумов с номиналом 14,4 вольта. Лучшим вариантом будет выбрать 4 элемента, так как во время работы напряжение достаточно стремительно просядет до 14,8. Различие в несколько вольт не отразится на рабочем месте шуруповёрта.

Уже сегодня, больше литиевых частей даст огромную ёмкость. А это означает, большее рабочее время шуруповёрта.

Литиевые аккумуляторные элементы

Номинальное напряжение литиевых частей 3,6─3,7 вольта, а ёмкость почти всегда составляет 2000─3000 мАч. Если позволяет корпус аккума, сможете взять не 4, а 8 частей. По два соединить их в 4 параллельные сборки, и после уже их подключить поочередно. По причине вы можете с легкость нарастить ёмкость АКБ. Однако далековато не в кто корпус получится упаковать 8 банок 18650.

И последний предварительный шаг – это выбор контроллера. По своим чертам он должен соответствовать по номинальному напряжению и току разряда. Другими словами, если вы решили собирать батарею 14,4 вольта, то выбираете контроллер с этим напряжением. Рабочий ток разряда обычно выбирается вдвое меньше, чем максимально допустимый ток.

Плата контроллера заряда-разряда

Основания и сложности переделки

Преимущества и недостатки LI Ion

Прежде всего, отметим, что старые никель-кадмиевые батареи вполне надёжны, недороги и могут работать в условиях низких температур, выдерживая большое количество циклов заряда-разряда. Однако они имеют одно нехорошее свойство, состоящее в постепенной потере ёмкости, если ставить их на зарядку, не дождавшись полного разряда (так называемый «эффект памяти»).

Необходимость в переделке шуруповерта на литиевые аккумуляторы 18650 объясняется рядом преимуществ последних, основными из которых являются:

• Большая емкость, позволяющая продлить время эксплуатации прибора;
• Заметно меньшие, чем у других батарей габариты и вес (фото ниже);

• Способность хорошо «держать» заряд, находясь не под нагрузкой;
• Отсутствие эффекта памяти, характерного для старых батарей.

Однако и у новых литиевых аккумуляторов имеется недостаток, заключающийся в ухудшении параметров при полном их разряде. При напряжениях более 4,2 и менее 2,7 Вольт они «чувствуют» себя не очень комфортно. Именно поэтому ещё при производстве эти изделия оснащаются встроенными контроллерами, защищающими их от КЗ, перенапряжений и глубокого разряда.

Обратите внимание! Встроенный электронный регулятор автоматически отключает их при размыкании питающей цепи, или когда аккумулятор шуруповерта находится вне отсека рабочего инструмента. Ещё одним минусом переделки аккумулятора шуруповерта на литий является неприспособленность новых батарей для функционирования при низких температурах

Однако все эти недостатки с лихвой перекрываются уже рассмотренными ранее достоинствами

Однако все эти недостатки с лихвой перекрываются уже рассмотренными ранее достоинствами

Ещё одним минусом переделки аккумулятора шуруповерта на литий является неприспособленность новых батарей для функционирования при низких температурах. Однако все эти недостатки с лихвой перекрываются уже рассмотренными ранее достоинствами.

Проблемные места

Для реализации обозначенных выше преимуществ потребуется решить ряд вопросов, возникающих при переделке аккумулятора шуруповерта на li-ion, а именно:

• Рабочие габариты нового изделия, определяемые из его обозначения (диаметр – 18 мм, длина – 65 мм) не совпадают с размерами заменяемых элементов;
• Полноценная замена аккумуляторов возможна лишь при условии доработки батарейного отсека, позволяющей поместить плату контроллера и жгут соединительных проводов;
• При переделке также должна учитываться разность напряжений каждого из элементов сборного источника, состоящего из нескольких акб (1,2 Вольта у никель-кадмиевых против 3,7 Вольт у LI Ion).

Важно! С учётом данного обстоятельства необходимо заранее попытаться подогнать суммарное напряжение нескольких новых элементов под старое его значение (на рисунке ниже приведены никель-кадмиевые батареи). Никель-кадмиевые элементы. В отдельных случаях добиться совпадения питающих напряжений не удаётся совсем, что заставляет отказаться от переделки или искать другие, подходящие по этому параметру изделия

В отдельных случаях добиться совпадения питающих напряжений не удаётся совсем, что заставляет отказаться от переделки или искать другие, подходящие по этому параметру изделия

При этом важно соблюдать меру и просчитать экономическую целесообразность перехода на li ion 18650 (иначе модернизация может оказаться дороже самого инструмента)

Как выглядят литиевые аккумуляторы?

Большая часть устройств из лития заключено в призматический корпус, но некие модели владеют цилиндрической формой. В таких батареях используются рулонные электроды не сепараторы. Корпус делается из алюминия по другому стали. Положительный полюс выходит на корпусную крышку.

В призматических конфигурациях электроды имеют вид прямоугольных пластинок. Прочитал часть текста. У меня тоже была проблема с аку от 18 шуруповерта. Наткнулся на схему в журнале радио номер 3 2006 года. Для обеспечения безопасности в батарее предвидено устройство, выступающее регулятором всех процессов не размыкающее электронную цепь при критичных ситуациях. Завышенная герметизация корпуса не дает вытекать наружу электролиту не просачиваться вовнутрь кислороду не влаге.

Не заряжается аккумулятор

Шуруповерт после продолжительного пользования, бывает, выходит из строя. Его рабочий элемент может перестать заряжаться, что приведет к невозможности выполнения функциональных способностей инструмента, инструмент, грубо говоря, «умрет».

Для того чтобы продлить жизнь инструменту, чтобы не пришлось убрать его из зоны видимости, можно попробовать поочередно три метода. Каждый последующий считается более сложным и затратным. Они заключаются в:

• восстановлении и увеличении емкости после обратимой ее потери (эффект памяти);
• добавлении дистиллированной воды в электролит;
• замене некоторых или всех блоков батареи.

RUS1980 Блог Перевод шуруповерта Makita 6271D (12В) с Ni-Cd на Li-Ion аккумуляторы

В этой записи расскажу как я перевел свой шуруповерт Makita 6271D с Ni-Cd на Li-Ion аккумуляторы.

Своих знаний для этого было не достаточно, поэтому руководствовался данным (на мой взгляд хорошим) отчетом — «ссылка».

Мои причины перевода шуруповерта на литий:

Штатные аккумуляторы перестали держать заряд. Хватало на 10 мин. не интенсивной работы.2. Стоимость новых «фирменных» аккумуляторов мягко сказать не гуманна.3. Низкая нагрузка на шуруповерт. Пользуюсь по необходимости 1-2 раза в месяц. А такой режим никель-кадмиевые аккумуляторы не любят.4. Нет необходимости работать с шуриком в условии низких температур. Что убивает литиевые аккумуляторы.5. Наличие блока питания от ноутбука (19 В, 1,5 А).

Зарядное устройство от ноутбука 19В, 1,5А. Бесплатно досталось.

Теперь о том, что я сделал, с точки зрения практики.

1.1 Разобрал корпус аккумулятора, резиновой киянкой простучал по периметру шва.1.2 Далее аккуратно отсоединил (отломал) от старой аккумуляторной сборки контактную часть.1.3 Новые аккумуляторы зарядил до напряжения 4,22В.1.4 Собрал аккумуляторы в новый блок из 3 штук с помощью скотча.1.5 По заводской схеме спаял аккумуляторы между собой и подключил к плате зарядки.1.6 К плате зарядки припаял толстыми проводами контактную часть соблюдая полярность.

1.7 Собрал корпус аккумулятора. Аккумуляторы плотно вошли в стакан корпуса, при этом пришлось выломать две направляющих. Контактный блок у меня держится в корпусе достаточно прочно и дополнительно его никак не крепил.

1.8 Чтоб половинки не расходились в двух местах нанес клей «Момент»

2.1 Начал с того, что попытался подключиться к старому блоку питания, но ничего из этого не вышло. Я не стал усердствовать и вытащил старую плату.2.2 Достал ноутбучное зарядное устройство, разобрал его, вытащил плату. Данная плата удачно вписалась в новый (для нее) корпус.

2.3 Далее, учитывая опыт описанный в вышеуказанной статье, взял алюминиевый швеллер 40х25мм и длиной 60 мм и к нему через термопрокладку (1,5мм) двумя винтами закрепил плату преобразователя DC-DC. Предварительно сточив дремелем выступающие части пайки с нижней стороны платы. Т.е. алюминиевый швеллер выступает в качестве радиатора. Крепил плату винтами с изолирующими шайбами. Забегая вперед, температура платы при зарядном токе 1,2 А у меня составила 50 градусов. Плату на швеллере расположил таким образом, чтоб светодиоды на плате находились над световодом, что позволяет оперативно оценить текущее состояние. Крепил швеллер к корпусу с помощью термоклея.

2.4 Доработал USB тестер. Разробрал корпус. Из платы выпаял USB разъемы, а вместо них просто припаял провода.2.5 Тестер закрепил на корпусе зарядного с помощью двухстороннего скотча.2.6 Последовательно соединил все платы с помощью проводов, соблюдая полярность.

3.1 Первое включение прошло нормально, все заработало. Напряжение выставил 13,3 Вольта.3.2 Вставил аккумулятор и отрегулировал ток в 1,2 А.3.3 Для проверки температуры нагрева платы зарядки, сначала с помощью лампочки два часа разряжал аккумулятор, а потом поставил на зарядку. Через полчаса замерил температуру на плате, она составила 50 град. при температуре в комнате 24 град.3.4 На этом закончил и собрал корпус зарядного.

В итоге могу сказать, что не зря брался за переделку, всё работает как хотел.

Из плюсов:— Существенное снижение веса.— Увеличение ёмкости с 1250 mAh до 3500 mAh.— Контроль заряда с подсчётом ёмкости.

Простая переделка шуруповёрта на Li-on аккумуляторы ⁠ ⁠

Есть у меня старенький и дешевый шурик, китайский Kolner. Аккумуляторная батарея у него одна, и та практически мертвая. Решил я дать ему вторую жизнь, переделать аккумы на li-on, посмотрел пару роликов на ютубе, почитал несколько статей и понял, что можно сделать все проще и легче. Не стал заморачиваться балансировками, индикаторами, блоками питания и прочей электроникой. Купил держатель, кейс или как там его правильно на 3 аккумулятора 18650

Там были какие-то тоненькие провода, их отрезал и припаял толстые провода 1.0 мм.

Разобрал батарею, она на винтиках. Вынул потроха и припаялся к контактам на корпусе аккумулятора. Протестировал, все работает.

Вставил в корпус, удачно, плотно все зашло. Прихватил клеем и посадил все на холодную сварку, если будет мало еще прикручу.

Собрал все, винты обратно не стал закручивать, нижняя часть корпуса батареи крепится к самому шурику на защелки, так что все держится надежно.

Крутит, вертит все работает. Поработал им, пока все хорошо. Аккумуляторы легко меняются. У меня есть отличная зарядка для этих аккумов и самих аккумов в достатке.

Бюджет: 190р. за кейс для аккумуляторов + 44 рубля метр провода = 234р.

Времени заняло час + сутки ждал пока холодая сварка затвердеет.

P.S. Тут правильно подсказали в комментариях, нужно будет следить за разрядом аккумуляторов. Потому что шурик может высосать их в нуль.

так делать нельзя!А вот так можно===>

просто банки сдохнут намного быстрее. если автору интереснее их покупать, нежели эксплуатировать в нормальных диапазонах напряжений — на здоровье, никто не запрещает.

Ток больше десятка ампер будет если какой покрупне саморез крутить. От нескольких таких начнут краснеть пружины в держателе. Прям рекомендую померить падение напряжения в этих местах под нагрузкой.

Вместо дыма автономность — док-станция на максималках⁠ ⁠

TLDR:
Расскажу как встроить аккумулятор от вейпа в зарядный кредл от рации и получить помимо удовольствия реальную пользу. Аж сам не ожидал.

Уже несколько лет живут у меня в хозяйстве пара обычных китайских Баофенгов UV-5r.
Доволен ими со страшной силой, окупились уже многократно в поездках с семьёй и с друзьями по просторам страны.

Один минус у тех, что я купил — не заряжаются они от USB. Да, сейчас на али полно предложений с любыми станциями и аккумулятормми, которые можно заряжать напрямую от Type-C. Вот, наример. Но беда в том, что меня мои станции вполне устраивают и повода обновить не дают. Единственное — это не удобно таскать всюду розеточный блок питания от зарядной док-станции.

Кстати, недавно нашел и даже заказал вот такой шнурок для этой док-станции. Теперь можно не возить розеточный блок, но я всё равно умудрялся его забывать и терять.

Тогда в один прекрасный день я решил проверить очередной раз степень своего рукожопства и совершить DIY. Уж очень руки чесались, а кроме них чесались горы накупленных на али всяких модулей и плат, которые давно лежат по коробочкам и пылятся.

Изначально задумка была в том, чтобы встроить в док-станцию помимо штатного круглого разъёма обычный Type-C.
На донышке станции красуется надпись «DC 8.4V 400mA», а штатный БП выдавал 10 вольт на круглый штекер. Это значит, что помимо разъёма нужен еще повышающий DC-DC преобразователь, коих у меня имелось в избытке. В частности вот этот (за 20 ₽, гуглится так: «MT3608«, если ссылка протухнет):

Конечно для первоначальной концепции подошел бы лучше вот такой вот модуль (за полтос, гуглить тоже по «MT3608 USB«):

На нём сразу и разъём есть и повышайка до требуемого напряжения. Но в наличии тогда такого не было, как не было и отдельного Type-C разъёмчика (и хорошо, что не было).

Надвигалась дальняя и долгая поездка, нужны были рации, хотелось всё сделать сразу и быстро.

В общем, я решил приколхозить в качестве разъёма имевшийся в наличии вот такой вот модулёчек (гуглить по «TP4056«, стоит тоже рублей 20-25, продаётся пачками):

Это драйвер защиты и заряда одной банки литиевого аккумулятора.

Повторюсь, в первоначальной концепции и мысли не было в док-стануию вставлять аккумулятор, просто нужен был разъём. Но когда я всё собрал в кучу, то меня осенило!

В пластиковом корпусе док-станции полно свободного места для небольшого аккумулятора. Зачем пропадать месту и функциональности? Тем более у меня валялся найденный в походе прямо на тропинке выбошенный кем-то вейп. Сам я этой ерундой не балусь, как-то не удалось за 40 лет приобрести эту замечательную привычку. Три или четыре попытки — коту под хвост. И ведь вейпы хотя бы технически прикольная штука и пахнут забавно, а вонючие папиросы, айкосы и кальяны всякие — вообще мимо.

Внутри одноразового вейпа я с удивлением обнаружил интересный датчик потока воздуха, а также довольно мощный и ёмкий литий-ионный аккумулятор. Не знаю зачем мне датчик потока понадобится, а вот аккумулятор пригодился.

В общем, припаял я его на штатные площадки зарядного модуля, потом подумал-подумал и под укоризненным взглядом жабы, что тыкала лапкой в еще оставшееся пустое место внутри док-станции, припаял еще один параллельно. Вот что получилось:

Колхоз и термосопли, конечно, но всё работает!

Настроил напряжение преобразователя многооборотным резистором (выставил на 10 вольт). Припаял выход преобразователя параллельно штатному разъёму через диод. Вон там диод прячется под зеленой теормоусадкой. Нужен он чтобы при подключении штатного розеточного блока питания ток не пошел на выход DC-DC конвертера.

Аккумуляторы припаяны к контактам B+, B- на контроллере заряда.

У этой схемы один серьёзный минус. Когда док-станция отключена от питания и в нее ничего не вставлено, DC-DC конвертер находится под напряжением и потребляет некоторый небольшой ток. А ещё светится и моргает светодиод штатной платы заряда, она (зеленая длиннненькая) тоже получается постоянно запитана от аккумулятора.

Планирую устранить этот недостаток добавив в разрыв цепи питания платы DC-DC преобразователя обычный геркон. Прилеплю суперклеем к аккумуляторам раций тоненькие плоские неодимовые магнитики с того же алиэкспресса, а геркон внутри корпуса док-станции. Таким образом саморазряд в бездействии сойдёт на «нет», хотя, надо сказать, и сейчас аккумулятор не успевает сесть за несколько дней.

За сущие копейки отпала необходимость покупки новых аккумов с type-c для моих раций. Рации мы частенько забываем включенными в машине, и они садились в ноль.

Энергии в док-станции хватает, чтобы частично зарядить рацию в беспроводном режиме и не возиться с проводами в салоне автомобиля.

Модифицированная док-станция поддерживает проточную зарядку и питание вставленной радиостанции.

Подключенная в почти любой USB док-станция заряжается одновременно с рацией.

Сохранена функциональность штатного круглого разъёма питания от розеточного блока, но смысла в нем не осталось никакого, да и заряжаться от этого разъёма внутренний аккумулятор док-станции при такой схеме не станет. А ещё у штатного блока не хватит тока питать рацию и заряжать аккумуляторы док-станции и рации.

По-хорошему следовало бы встроить драйвер заряда и type-c в сами аккумуляторы, но я уже рассказывал про свою рукожопость. Получилось бы гарантированная порнография и членовредительство, ведь аккумуляторы баофенга не выглядят разборными или пустотелыми.

Если есть возможность, то лучше сразу покупать ралиостанции с type-c, ведь телефоны мы и так везде заряжаем, а зоопарк дополнительных спец-кабелей — зло.

Я бы поостерегся подключать два разных по емкости аккумулятора параллельно. Может статься, что один будет разряжаться через другой. Разумно было бы соединить аккумуляторы последовательно и использовать BMS, тогда можно обойтись без повышающего преобразователя. Вот интересный модуль нашел на странице @AlexGyver ‘а. Моё почтение, маэстро. Модуль, как я понял, еще новинка, и цена на него еще какая-то неадекватная (под 300 ₽ с доставкой), но думаю это временно. Кстати, такой модуль, думаю, позволит полностью выкинуть штатную схему док-станции и будет сам заряжать двухбаночную батарею баофенга.

В сегодняшнем виде прибор хоть и работает с пользой, но нуждается в доработке путем встраивания геркона.

Ну и напоследок поделюсь маленьким лайфхаком для баофенгов. Чтоб два раза не вставать. Постоянно приходится таскать рации в выключенном виде в рюкзаке, а там есть риск нечаянно включить рацию и не заметить этого. Поворотный регулятор с выключателем очень легко включается от трения о разные предметы. Проблема усугубляется тем, что частенько требуется таскать рации с открученной антенной для компактности. Дело в том, что если рация без антенны включится и, плюс ко всему, нажмется кнопка передачи, то рация начнет излучать немаленькую мощность без антенны. Это чревато выходом прибора из строя. Отстёгивать помимо антенны еще и аккумулятор не хочется, чтобы все не растерять. Можно приклеить к аккумулятору с внутренней стороны кусочек скотча вот таким вот образом:

При присоединении аккумулятора к рации этот кусок скотча можно отогнуть в сторону контактов, и он надежно изолирует их от клемм рации, а можно отогнуть в другую сторону, и скотч ничему мешать не будет. Эдакий многоразовый предохранитель получается.

Кстати. Нужно быть осторожным. На спинке аккумулятора есть контакты, которые под напряжением. Если они перемкнутся фольгой или ключами в кармане, то будет горячо и запахнет жареным! Мне так однажды литий-металлгидридным аккумулятором от mp-3 плеера и фольгой от жвачки прожгло насквозь боковой карман джинсов. Запахло палёной шерстью, а могло и яичницей!

P.S.
Если кому интересно как мы настраиваем и используем рации в поездках и путешествиях толпой — могу рассказать. Я перепробовал много всякого, и есть много соображений и нюансов.

Также могу поделиться идеями и планами перехода на DMR, а также идеями будущих самоделок для расширенной телеметрии между машинами в условиях отсутствия интернетов в пути.

Как сделать крутой 120 ваттный повербанк на 20Ah⁠ ⁠

Последнее время загорелся идеей создания своеобразного такого (G.E.C.K.) универсального чемоданчика, чтобы и павербанком был, и инет раздавал, и чтоб запитать его можно было почти от чего угодно от картошки до розетки. В общем, чтоб максимально был функциональным и насыщеным всякими полезняшками как любят разные выживальщики.

О самом проекте и его фич-листах я еще не писал, но ютуб уже исправно подстраивает выдачу показывая классные самоделки на эту тему. Буду делиться материалами пока готовлю статеечку про комплект кибервыживальщика.

Хочется таких банок несколько, чтоб как ячейки вставлялись в чемодан и служили ему батареей, заряжались и разряжались в порядке очереди, чтоб совокупную энерговооруженность показывали на дисплее чемодана, ну и торчали своими портами наружу тоже.

Кто в теме — прошу помозгоштурмить со мной в этом направлении.

Два листа алюминия 25*8 (см?)

Металлические спейсеры (эдакие длинные гайки)

Вльтамперметр 100В 10А

Кусок клянцевого ПВХ (чтобы эпоксидка не липла)

Battery monitor Display 12-24-36-48Vdc — LY6

Micro switch 6X6X9MM

DC-DC Booster Converter Module 10-50V 10A 250W

Li-Ion Battery 3.7V формата 18650 3350mAh (6 шт)

Lithium Battery Charger Protection Board Module 3S 10A (2 шт)

Прозрачный лак для ногтей

QC4.0-QC3.0 fast charging module 60W USB-C PD Fast Charger (2 шт)

P.S.
Видос свежий, вроде на пикабу не было, искал тщательно, но если кто уде постил — не бейте. Пусть это будет затравочкой для серии статей про G.E.C.K.

Аккумуляторы в телефонах и с чем их едят⁠ ⁠

Сегодня будет взрывоопасный пост. Тк аккумулятор самая опасная деталь любого телефона, не считая голых фоток и видео, которые снимают на пьяную голову.

Мне нравятся уверенные в себе люди, которые до сих пор думают, что акб это батарейка. «Главное плюс с минусом не перепутать». А потом остаются без бровей, потому что ковырнули не там, где надо.

Аккумуляторы развиваются не первый год и давно уже не представляют из себя примитивную батарейку. Производители стараются продлить службу аккумуляторам и не дать быстро их убить. Но даже несмотря на все их попытки, акб в среднем хватает на года 2-3 или на 500 циклов заряда. А все потому что физику обманывать ещё не научились.

Но для начала разберемся что за аккумуляторы ставят в телефоны.

Литий-ионных аккумуляторов много. Нас интересуют именно Литий-Кобальтовые или LCO (LiCoO2). Именно этот тип аккумуляторов ставят в телефоны. В своем классе эти аккумуляторы имеют самую высокую емкость.

Но у таких акб есть минусы: они взрывоопасны и могут воспламеняться при перегреве или вследствие глубокого разряда. Плюс они токсичны если нарушить их герметичность. Требовательны к условиям работы и имеют весьма ограниченный ресурс службы максимум 3-5 лет. Дохнут на морозе и деградируют даже если вы просто закинете телефон в тумбочку и достанете через год. Поэтому ваш аккумулятор умирает, даже когда вы просто смотрите на свой телефон, смиритесь с этим)

Но давайте разберемся сначала в режиме душнилы — почему они умирают и от чего?

Взглянем схематично на состав акб.

— Катод, положительный электрод. Состоит из медной подложки, на которую нанесен LiCoO2

— Анод, отрицательный электрод. Состоит из алюминиевой фольги, на которую нанесен мелкодисперсный графит.

— Сепаратор, препятствует электрической проводимости между катодом и анодом в пределах тока, который должен проходить через сепаратор в процессе движения ионов от катода к аноду (во время заряда) и обратно (во время разряда). Может быть однослойным или трехслойным.

Ячеистый состав пропитан неводным раствором соли лития.

Если короче, то анод и катод плавают в литии, разделяет их сепаратор. Подаешь ток в одном направлении и акб заряжается, пускаешь обратно и акб разряжается.

Вот вам гифка что бы не скучали)

Электроды не способны хранить много энергии в ограниченной зоне. Поэтому нужно до одурения длинный лист способный копить заряд, свернутый гармошкой и уложенный в маленький корпус.

Умирает через 500 циклов ваш акб, потому что ионы лития застревают в электроде(на схеме это сепаратор) и образуют пленку, которая останавливает химическую реакцию в аккумуляторе. По сути переход между ионами засоряется другими застрявшими ионами и образуют свалку через которую другим ионам уже не пробраться.

А вздуваются акб, потому что из оксида кобальта отделяются атомы кислорода и из за окисления в герметичной среде акб надувает как шар. Происходит это из за нагрева либо изгиба аккумулятора. Копии акб вздуваются сами по себе из за криворукого нанесения слоев и нарушения герметичности. Гарантировать нормальное протекание химической реакции на таких акб невозможно, поэтому я не ставлю копии акб ни в каком виде.

Самое идеальное использование — это держать заряд от 30% до 80%. Соответственно все приколы с тем, что бы разряжать акб до нуля и заряжать до 100 добьют ваш акб и быстро превратят его в труху.

Многие бомбят на тему того, что акб раньше можно было заменить самому, а теперь все закатали в герметичные корпуса с влагозащитой и теперь до акб не добраться.

Во первых — старые телефоны внутри похожи на грязную песочницу из за того как раз, что нельзя обеспечить герметичность. Эксплуатация акб в таких условиях приведет ещё быстрее к его смерти.

Во вторых — акб тупо стали больше по емкости, потому что при одном и том же размере больше не нужно делать такие толстые стенки для защиты от внешних воздействий как на старых телефонах.

Что выбрать, более долгую работу от одного заряда на протяжении нескольких лет или возможность поменять владельцу его аккумулятор один раз за всё время работы? Мне кажется ответ очевиден)

Для впечатлительных людей на рынке появились акб с увеличенной емкостью. Которые обещают чуть ли не на 20% увеличение емкости. При этом по размерам почти ничем не отличаются от стандартных акб.

Нормальный человек спросит: » А что Китайцы что научились физику обманывать? Почему емкость выше при тех же размерах?» Нет не научились, потому что китайцы научились обманывать потребителя, а не физику и никаким увеличением емкости на таких акб и не пахнет, потому что для того, что бы сделать акб большей емкости нужно сделать его тупо больше по физическим размерам. Физика не дура, ее так просто не обманешь)

Но и производители телефонов не дураки, и не просто так делают акб чуть меньшим размером чем место под них в корпусе. На этом погорела Samsung с их galaxy note 7. Причем в прямом смысле. Они сделали до одурения большой акб от края до края. Что приводило к перегреву акб и нарушении химической реакции ,быстрой деградации акб и даже к взрыву.

Просто посмотрите какие зазоры между рамой и акб.

Аккумулятор в процессе эксплуатации немного надувается от нагрева и если нет места по бокам телефона, то аккумулятор начинает сильно вздуваться и может взорваться от любого чиха. Достаточно чуть сильнее надавить на заднюю крышку. Что собственно и происходило)

Свою тупость корейцы поняли когда потратили миллионы на отзывную компанию, но обычному человеку кажется такое решение удачным, до момента пока телефон не превратится в печку вместо звонилки)

Но это мы разобрали только то что внутри банки акб, а есть ещё и плата управления, которая называется BMS (Battery Management System), в переводе с эльфийского — Система управления батареей. Она управляет акб, при этом собирает и передает кучу информации о его состоянии.

А управлять этой дурой ещё как надо, потому что она может взорваться если просто начнет бесконтрольно жрать заряд.

Для начала рассмотрим как происходит заряд акб:

При зарядке с 0% контроллер на материнской плате включает режим предварительной зарядки до примерно 10%. Затем увеличивает скорость заполнения ёмкости аккумулятора и постоянным током заряжает до 70-85%. Далее снижает напряжение для завершающего этапа в режиме дозарядки до 100% и процесс замедляется для меньшей нагрузки на банку. Поэтому последние 20% заряжаются нереально медленно по сравнению с другими.

От чего защищает плата управления? От глубокого разряда, после которого акб может заснуть мертвым сном и не проснуться, а если и проснется, то точно потеряет свою емкость на несколько процентов. А так же от перезаряда, который может как раз и привести к вздутию или даже к взрыву.

И да, плата управления считает циклы весьма своеобразно. Если вы оставили телефон на ночь на зарядке, то акб сначала зарядится до 100%, затем опустится до 99%, а потом снова начнет заряжаться до 100% и это будет считаться таким же циклом, как и зарядка от 0% до 100%. Но это не касается новых трубок. Тк они уже считают циклы от 0% до 100%. И если заряд держать от 30 до 80% циклы не будут считаться пока не разрядите в 0 и не зарядите до 100%

Так же на плате управления стоит терморезистор, который отключает акб если сильно его нагреть. Иначе акб взорвется. По факту такую функцию я видел только на google pixel. Все остальные производители, в том числе и яблочники просто выводят уведомление о перегреве устройства и не выключают аппарат полностью, поэтому пикселей со вздутыми акб я никогда не видел. А айфонов и самсунгов приличное количество.

Так вот, на копиях аккумуляторов всего того что я перечислил в качестве защиты от взрыва нет. Поэтому получить фейрверк от плохого аккумулятора достаточно просто. Поэтому либо ставьте ориг акб, либо меняйте телефон. Жить как на пороховой бочке и ждать пока ваш телефон в руке бахнет такое себе развлечение.

Видите сколько поводов аккумулятору взорваться? И это ещё не все ведь на первый план выходят люди, которые банально из за криворукости могут этот акб проткнуть при демонтаже, тогда мы получаем великолепную нарезку от индусов и китайцев с их сервисами на коленке.

Копию акб можно ставить на свой страх и риск, если готовы к последствиям. Правила безопасности написаны кровью, а в данном случае копчеными пальцами и сожженными ушами.

Подводя итог возникнет резонный вопрос: «Ну ок, ты конечно тут на простыню накатал, а что делать конкретно мне как пользователю?» И мой ответ будет — ничего. Пользуйтесь телефоном как и раньше. За вас все делает контроллер на батарее.

От вас требуется только не ставить плохие акб при замене. Если вы берете телефон новым, то он делает все за вас. Можно конечно держать заряд строго от 30 до 80%. Но сильно срок службы вашему аккумулятору это не добавит.

Те же яблочники сделали следующую систему. Телефон запоминает когда вы засыпаете и просыпаетесь и подстраивает зарядку от 80% до 100% как раз когда вы проснетесь. Вы в зарядке телефона совершаете только одно действие — втыкаете кабель в телефон. Все остальное делают за вас. Поэтому трястись за зарядку не нужно. Вы же не можете забыть вдруг как дышать? Вы делаете это на автомате. Вот и за зарядку не беспокойтесь. Она сделает все сама. Главное дешевые зарядки у бабки в переходе не берите.

И не использовать акб как Джейсон Стетхем в Адреналине)

Иначе будет вот так)

Всем добра. Немного напугал вас, но акб штука серьезная и лучше отнестись к этой теме повнимательней)

Кто переживает за жизнь Стетхема, то у него все хорошо, есть даже личный паровоз)

В России создали морозостойкие батареи для электропитания роботов и военной техники⁠ ⁠

МОСКВА, 21 декабря. /ТАСС/. Морозостойкие литий-ионные аккумуляторы для роботов и военной техники разработали в холдинге «Росэлектроника» госкорпорации «Ростех». Об этом во сообщили в пресс-службе госкорпорации.

«Холдинг «Росэлектроника» госкорпорации «Ростех» разработал литий-ионные аккумуляторы, обеспечивающие автономную работу устройств при температурах от минус 50 до плюс 50 градусов Цельсия», — говорится в сообщении.

По информации Ростеха, изделия предназначены для телекоммуникаций, медицины, робототехники, нефтегазового сектора, авиации, различного вооружения и войсковой техники. «Изделия отличаются уникальной электрохимической рецептурой, гарантирующей работу даже в условиях экстремально низких температур», — сообщили в госкорпорации.

Как отметили в Ростехе, химический источник тока весом не более 150 грамм имеет длительный срок службы — до 2,7 тыс. и более циклов заряд-разряд в зависимости от условий эксплуатации.

«Аккумуляторы также могут выпускаться в радиационно стойком варианте для эксплуатации в космосе», — отметили в пресс-службе.

Тысяча электротакси со сменными аккумуляторами будут курсировать в Санье⁠ ⁠

Власти курортного города Санья (провинция Хайнань, Южный Китай) внедрят в местные таксопарки одну тысячу электромобилей со сменным аккумулятором. Об этом сегодня, 29 сентября, сообщает ТАСС со ссылкой на газету «Санья жибао».

По ее данным, первая партия из 400 электромобилей уже запущена в эксплуатацию. Остальные 600 будут постепенно введены в работу. Как пишет газета, использование электромобилей со сменным аккумулятором позволяет значительно увеличить время работы автомобиля, улучшить технические характеристики, а также повысить безопасность.

Для использования электромобилей власти города Санья уже построили пять электростанций для смены аккумуляторов. К концу года их количество возрастет до 10. Сообщается, что на замену батареи потребуется не более 30 секунд.

В целях борьбы с загрязнением окружающей среды и защиты экологии власти Хайнаня намерены к 2030 году полностью прекратить продажу на острове автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями. Для этих целей правительство будет поощрять покупку населением электромобилей и машин с гибридной силовой установкой, а также развивать необходимую для них инфраструктуру.

Осторожно! Коллекции умеют гореть⁠ ⁠

Всем привет. Принес вам пачку страшных фотокарточек. Я коллекционирую Sony Ericsson с 2013 года. Есть как лимитированные издания, так и прототипы, в том числе и не релизнувшихся моделей. И все это в разных цветах и расцветках. И практически все пропало в одно мгновение. Причина в возгорании аккумуляторов, которые я хранил. Сразу скажу — батареи не заряжались. Точно так же аккумуляторы не хранились в самих телефонах и не были на зарядках. Проводка и электроприборы включенные в сеть причиной пожара не были причиной пожара. Очаг возгорания — место где они все хранились. Так же там хранились батареи типа 18650 изъятые из ноутбуков, повербанков и тд. Скорее всего причиной возгорания — неисправность в батареях 18650. Там же хранились аккумуляторные батареи телефона. Пожар случился днем, когда я был на работе. Если бы я был дома, возможно, я бы спас ситуацию. К счастью, всего этого не случилось ночью — тогда я бы не написал этот текст. На данный момент предварительный урон коллекции составляет 70%. Открытого пламени не было, так как были закрыты окна, и неисправна система вытяжки в здании и не было притока кислорода. Было тление. Никто не пострадал. Было слишком жарко, как в аду — плавились металлические предметы. При разборе последствий пожара были выброшены все коробки от телефонов, а также документация — бумага была повреждена и пропиталась запахами гари. Некоторые телефоны закоптились, некоторые плавились в легкой форме. Основная масса получила серьезные повреждения. Многие телефоны были выброшены, так как почти полностью сгорели. От некоторых устройств остались буквально фрагменты. Скорее всего, когда я разберу уцелевшие, некоторые телефоны тоже пойдут в утилизацию, из-за нецелесообразности их ремонта.

Отдельное Спасибо русскоязычному сообществу коллекционеров за помощь.

Я пришел сюда не за помощью.

. Я пришел предупредить вас. Друзья, проверьте запасы аккумуляторов. Избавьтесь от подозрительных. .

P.S. Я не перестану коллекционировать телефоны. Постараюсь воскресить свою коллекцию. И сделать ее еще лучше. А пока пойду работать. Да и квартиру бы привести в порядок.

Не многочисленные кадры коллекции. Точнее ее части.

Выравнивание емкостей банок Li-Ion аккумуляторов⁠ ⁠

Есть 91 аккумулятор, емкость каждого определяется числом от 2400 до 2900(мАч). Соединяются они по 7шт в параллель и 13 групп последовательно. Необходимо сгруппировать аккумуляторы так, чтобы получились одинаковые или максимально близкие емкости параллельно соединенных групп.

Если еще у кого-то есть подобная задача, то вот вам немного питона, который делает почти то, что нужно — https://github.com/NikasAl/BattaryTools/blob/main/battary_co.

Очень полезная штука, когда собираю батарею из кучи б.у. элементов 18650 разной емкости и внутреннего сопротивления. (Да! знаю что есть https://www.repackr.com , он вроде как удобнее — веб интерфейс НО! он не показывает номера батареек в паках, внутреннее сопротивление и вообще.. не так хорошо балансирует)

Изъятие моего мобильника на месяц для замены аккумулятора⁠ ⁠

Решил после трёх лет заменить аккумулятор в телефоне.

Дозвонился до одного из авторизованных сервисных центров Xiaomi(во втором просто не отвечают), где мне заявили, что таких аккумуляторов у них нет, и нужно заказывать из Китая. Ну, ок, надо так надо.

Но потом эти. товарищи заявили мне, что аккумулятор будет идти месяц, и что они должны изъять мой телефон на весь срок доставки.

Причём, насколько я понимаю, технической необходимости в этом нет никакой. Ну, разве что где-нибудь в китайских мануалах написано, что телефон перед заменой аккумулятора нужно месяц мариновать в кисло-сладком соусе.

Лига юристов. какое мнение? Такое изъятие вообще законно? Стоит идти с этим в суд?

Потому что есть подозрение, что такими методами просто пытаются заставить клиента отказаться от неудобной для них процедуры заказа/доставки.

Предложил им заранее оплатить и доставку, и процедуру замены. Послали лесом, сказав, что всё равно нужно на месяц отдать им мобильный.

Революция закончилась. Есть ли альтернатива литий-ионному аккумулятору?⁠ ⁠

Каждый год технологические СМИ сообщают нам о готовящейся энергетической революции — ещё чуть-чуть, еще год-другой, и мир увидит аккумуляторы с фантастическими характеристиками. Время идет, а революции не видно, в наших телефонах, ноутбуках, квадрокоптерах, электромобилях и смарт-часах по-прежнему установлены разные модификации литий-ионных батарей. Так куда делись все инновационные аккумуляторы и есть ли вообще какая-то альтернатива Li-Ion?

Когда ждать аккумуляторную революцию?

Жаль вас расстраивать, но она уже прошла. Просто растянулась на пару десятилетий и потому осталась почти незамеченной. Дело в том, что изобретение литий-ионных батарей стало апогеем эволюции химических аккумуляторов.

Химические источники тока основаны на окислительно-восстановительной реакции между элементами. В периодической таблице существует всего 90 природных элементов, которые могут участвовать в такой реакции. Так вот, литий оказался металлом с предельными характеристиками: самой низкой массой, самым низким электродным потенциалом (–3,05 В) и самой высокой токовой нагрузкой (3,83 А·ч/г).

Литий является лучшим активным веществом для катода из существующих на Земле. Использование других элементов может улучшить одну характеристику и неизбежно ухудшит другую. Именно поэтому уже 30 лет продолжаются эксперименты именно с литиевыми батареями — комбинируя материалы, среди которых бессменно есть литий, исследователи создают типы аккумуляторов с нужными характеристиками, которые находят очень узкое применение. Старый-добрый аккумулятор с катодом из оксида литий-кобальта, который пришел к нам аж из 80-х годов прошлого века, до сих пор можно считать самым распространенным и универсальным благодаря отличному сочетанию напряжения, токонагрузки и энергетической плотности.

Поэтому, когда очередной стартап устами СМИ громко обещает миру энергетическую революцию со дня на день, ученые скромно умалчивают о том, что у новых батарей есть некоторые проблемы и ограничения, которые только предстоит решить. Решить их обычно не получается.

Главная проблема «революционных» батарей

Сегодня существует множество типов аккумуляторов с разным химических составом, в том числе и без использования лития. Каждый из типов со своими характеристиками нашел свое применение в определенном виде техники. Легкие, тонкие и с высоким напряжением литий-кобальтовые аккумуляторы давно прописались в компактных смартфонах. Выносливые, мощные, но очень габаритные литий-титанатные батареи уместились в общественном транспорте. А малоемкие пожаробезопасные литий-фосфатные ячейки используются в виде больших массивов на электростанциях.

Но всё же самыми востребованными являются именно литий-кобальтовые батареи для потребительской мобильной техники. Главные критерии, которым они отвечают, — высокое напряжение 3,6 В при сохранении высокой энергоемкости на единицу объема. К сожалению, многие альтернативные виды литиевых батарей имеют гораздо меньшее напряжение — ниже 3,0 В и даже ниже 2,0 В — запитать от которых современный смартфон невозможно.

Компенсировать проседание любой из характеристик можно объединением батарей в ячейки, но тогда растут габариты. Так что если очередная перспективная батарея с чудо-характеристиками оказывается непригодной для применения в мобильной технике или электромобилях, ее будущее почти гарантированно предрешено. Зачем нужен аккумулятор со сроком жизни в 100 тысяч циклов и быстрой зарядкой, от которого можно запитать разве что наручные часы со стрелками?

Не все из описанных далее аккумуляторов можно считать неудачными — некоторые требуют очень долгой доработки, некоторые могут найти свое применение не в смартфонах, а специализированной технике. Тем не менее, все эти разработки позиционировали как замену литий-ионных батарей в смартфонах.

В 2007 году американский стартап Leyden Energy получил $4,5 млн инвестиций от нескольких венчурных фондов на создание, как они сами заявляли, литий-ионных батарей нового поколения. Компания использовала новый электролит (Solvent-in-Salt) и кремниевый катод, которые позволили значительно увеличить энергоемкость и стойкость к высоким температурам вплоть до 300 °C. Попытки сделать на основе разработок аккумуляторы для ноутбуков закончились неудачно, поэтому Leyden Energy переориентировался на рынок электромобилей.

Несмотря на постоянные вливания десятков миллионов долларов, компания так и не смогла наладить производство аккумуляторов со стабильными характеристиками — показатели плавали от экземпляра к экземпляру. Будь у компании больше времени и финансирования, возможно, ей и не пришлось бы в 2012 году распродавать оборудование, патенты и уходить под крыло другой энергетической компании, A123 Systems.

Литий-металлические батареи — не новость: к их числу относится любая неперезаряжаемая литиевая батарейка. SolidEnergy занялась созданием перезаряжаемых литий-металлических ячеек. Новый продукт обладал удвоенной энергоемкостью по сравнению с литий-кобальтовыми батареями. То есть в прежний объем можно было уместить вдвое больше энергии. Вместо традиционного графита на катоде в них использовалась литий-металлическая фольга. До недавних пор литий-металлические аккумуляторы были крайне взрывоопасны из-за роста дендритов (вырастающих на аноде и катоде деревообразных металлических образований), приводивших к короткому замыканию, но добавление в электролит серы и фосфора помогло избавиться от дендритов (правда, SolidEnergy пока не обладает технологией). Помимо очень высокой цены среди известных проблем аккумуляторов SolidEnergy значится долгая зарядка — 20% от емкости в час.

Сравнение размеров литий-металлической и литий-ионной батарей равной емкости. Источник: SolidEnergy Systems

Активные работы над серно-магниевыми элементами начали в 2010-х годах, когда Toyota объявила об исследованиях в этой области. Анодом в таких батареях является магний (хороший, но не равноценный аналог лития), катод состоит из серы и графита, а электролит представляет собой обычный соляной раствор NaCl. Проблема электролита в том, что он разрушает серу и делает аккумулятор неработоспособным, поэтому заливать электролит приходилось непосредственно перед использованием.

Инженеры Toyota создали электролит из ненуклеофильных частиц, неагрессивный к сере. Как оказалось, стабилизированный аккумулятор все равно невозможно использовать на протяжении долгого времени, так как спустя 50 циклов его емкость падает вдвое. В 2015 году в состав батареи интегрировали литий-ионную добавку, а спустя еще два года обновили электролит, доведя срок службы аккумулятора до 110 циклов. Единственная причина, по которой продолжаются работы над столь капризной батареей, это высокая теоретическая энергоемкость (1722 Вт·ч/кг). Но может оказаться, что к моменту появления удачных прототипов серно-магниевые элементы уже будут не нужны.

Выработка вместо накопления энергии

Некоторые исследователи предлагают пойти от обратного: не запасать, а вырабатывать энергию прямо в устройстве. Можно ли превратить смартфон в маленькую электростанцию? За последнее десятилетие было несколько попыток избавить гаджеты от необходимости в подзарядке через электросеть. Судя по тому, как мы сейчас заряжаем смартфоны, попытки оказались неудачными — напомним о самых «удачных» изобретениях.

Топливная ячейка с прямым распадом метанола (DFMC). Попытки внедрить топливные элементы на метаноле в мобильную технику начались в середине 2000-х. В это время как раз происходил переход от долгоживущих кнопочных телефонов к требовательным смартфонам с большим экраном — литий-ионных аккумуляторов в них хватало максимум на два дня работы, поэтому идея мгновенной перезарядки казалась очень привлекательной.

В топливной ячейке метанол на полимерной мембране, выступающей в роли электролита, окисляется в диоксид углерода. Протон водорода переходит к катоду, соединяется с кислородом и образует воду. Нюанс: для эффективного протекания реакции нужна температура около 120 °C, но ее можно заменить платиновым катализатором, что закономерно влияет на стоимость элемента.

Уместить топливный элемент в корпус телефона оказалось невозможно: слишком уж габаритным получался топливный отсек. Поэтому к концу 2000-х идея DFMC оформилась в виде портативных аккумуляторов (пауэр-банков). В 2009 году Toshiba выпустила в продажу серийный пауэр-банк на метаноле под названием Dynario. Он весил 280 г и размерами напоминал современные портативные аккумуляторы на 30000 мА·ч, то есть был размером с ладонь. Цена на Dynario в Японии составляла впечатляющие $328 и еще $36 за комплект из пяти пузырьков по 50 мл метанола. Одна «заправка» требует 14 мл, ее объема хватало на две зарядки кнопочного телефона через USB током 500 мА.

Дальше выпуска экспериментальной партии в 3000 экземпляров дело не пошло, потому что топливный пауэр-банк оказался слишком противоречивым: сам по себе дорог, с дорогими расходниками и высокой стоимостью одной зарядки телефона (около $1 для кнопочного). Кроме того, метанол ядовит и в некоторых странах требует лицензии на его продажу и даже покупку.

Прозрачные солнечные панели. Солнечные батареи — это отличное решение для добычи нескончаемой (на нашем веку) энергии Солнца. У таких панелей невысокий КПД при высокой стоимости и слишком малая мощность, при этом они являются самым простым способом выработки электричества. Но настоящей мечтой человечества являются прозрачные солнечные панели, которые можно было бы устанавливать вместо стекол в окна домов, автомобилей и теплиц. Так сказать, сочетать приятное с полезным — генерирование электроэнергии и естественное освещение пространства. Хорошая новость заключается в том, что прозрачные солнечные панели существуют. Плохая — в том, что они практически бесполезны.

Разработчик и Университете Мичигана демонстрирует прозрачную панель без рамки. Источник: YouTube / Michigan State University

Чтобы «поймать» фотоны света и превратить их в электричество, солнечная панель в принципе не может быть прозрачной, но новый прозрачный материал может поглощать УФ- и ИК-излучение, переводя всё в ИК-диапазон и отводя на грани панели. По краям прозрачной панели в качестве рамки установлены обычные кремниевые фотовольтаические панели, которые улавливают отведенный свет в ИК-диапазоне и вырабатывают электричество. Система работает, только с КПД 1-3%… Средний КПД современных солнечных батарей составляет 20%.

Несмотря на более чем сомнительную эффективность решения, известный производитель часов TAG Heuer в 2014 году анонсировал премиальный кнопочный телефон Tag Heuer Meridiist Infinite, в котором поверх экрана была установлена прозрачная солнечная панель производства Wysis. Еще во время анонса решения для смартфонов Wysis обещала мощность такой солнечной зарядки порядка 5 мВт с 1 см2 экрана, что крайне мало. Например, это всего 0,4 Вт для экрана iPhone X. Учитывая, что комплектный адаптер смартфона Apple ругают за неприлично низкую мощность 5 Вт, понятно, что с мощностью 0,4 Вт его не зарядишь.

Кстати, пускай с метанолом не получилось, но топливные ячейки на водороде получили билет в жизнь, став основой электромобиля Toyota Mirai и мобильных электростанций Toshiba.

А что получилось: удачные эксперименты с Li-Ion

Успеха достигли те, кто не рвался во что бы то ни стало перевернуть мир, а просто работал над совершенствованием отдельных характеристик аккумуляторов. Смена материала катода сильно влияет на напряжение, энергоемкость и жизненный цикл батарей. Далее мы расскажем о прижившихся разработках, которые лишний раз подтверждают универсальность литий-ионной технологии — на каждую «революционную» разработку находится более эффективный и дешевый существующий аналог.

Литий-кобальтовые (LiCoO2, или LCO). Рабочее напряжение: 3,6 В, энергоемкость до 200 Вт·ч/кг, срок жизни до 1000 циклов. Графитовый анод, катод из оксида литий-кобальта, классический аккумулятор, описанный выше. Это сочетание чаще всего используется в батареях для мобильной техники, где требуется высокая энергоемкость на единицу объема.

Литий-марганцевый (LiMn2O4, или LMO). Рабочее напряжение: 3,7 В, энергоемкость до 150 Вт·ч/кг, срок жизни до 700 циклов. Первый эффективный альтернативный состав был разработан еще до начала продаж литий-ионных аккумуляторов как таковых. На катоде использовалась литий-марганцевая шпинель, позволившая уменьшить внутреннее сопротивление и значительно повысить отдаваемый ток. Литий-марганцевые аккумуляторы применяются в требовательном к силе тока оборудовании, например, электроинструменте.

Литий-никель-марганец-кобальтовые (LiNiMnCoO2, или NMC). Рабочее напряжение: 3,7 В, энергоемкость до 220 Вт·ч/кг, срок жизни до 2000 циклов. Сочетание никеля, марганца и кобальта оказалось очень удачным, аккумуляторы нарастили и энергоемкость, и силу отдаваемого тока. В тех же «банках» 18650 емкость поднялась до 2800 мА·ч, а максимальный отдаваемый ток — до 20 А. NMC-аккумуляторы устанавливают в большинство электромобилей, иногда разбавляя их литий-марганцевыми ячейками, так как у таких аккумуляторов большой срок жизни.

Новая NMC-батарея электрокара Nissan Leaf по расчетам производителя проживет 22 года. Прошлый LMO-аккумулятор имел меньшую емкость и изнашивался гораздо быстрее. Источник: Nissan

Литий-железо-фосфатный (LiFePO4, или LFP). Рабочее напряжение: 3,3 В, энергоемкость до 120 Вт·ч/кг, срок жизни до 2000 циклов. Открытый в 1996 году состав помог увеличить силу тока и повысить жизненный цикл литий-ионных аккумуляторов до 2000 зарядок. Литий-фосфатные батареи безопаснее предшественников, лучше выдерживают перезаряд. Вот только энергоемкость у них неподходящая для мобильной техники — при поднятии напряжения до 3,2 В энергоемкость снижается минимум вдвое относительно литий-кобальтового состава. Но зато у LFP меньше проявляется саморазряд и наблюдается особая выносливость к низким температурам.

Массив литий-фосфатных ячеек с общей емкостью 145,6 кВт⋅ч. Такие массивы используют для безопасного накопления энергии с солнечных батарей. Источник: Yo-Co-Man / Wikimedia

Литий-никель-кобальт-алюминий-оксидный (LiNiCoAlO2, или NCA). Рабочее напряжение: 3,6 В, энергоемкость до 260 Вт·ч/кг, срок жизни до 500 циклов. Очень похож на NMC-аккумулятор, обладает отличной энергоемкостью, подходящим для большинства техники номинальным напряжением 3,6 В, но высокая стоимость и скромный срок жизни (порядка 500 циклов зарядки) не дают NCA-батареям победить конкурентов. Пока что их используют лишь в некоторых электромобилях.

Литий-титанатный (Li4Ti5O12, или SCiB/LTO). Рабочее напряжение: 2,4 В, энергоемкость до 80 Вт·ч/кг, срок жизни до 7000 циклов (SCiB: до 15 000 циклов). Один из самых интересных типов литий-ионных аккумуляторов, в которых анод состоит из нанокристаллов титаната лития. Кристаллы помогли увеличить площадь поверхности анода с 3 м2/г в графите до 100 м2/г, то есть более чем в 30 раз! Литий-титанатный аккумулятор заряжается до полной емкости в пять раз быстрее и отдает в десять раз более высокий ток, чем другие батареи. Однако у литий-титанатных аккумуляторов есть свои нюансы, ограничивающие сферу применения батарей. А именно, низкое напряжение (2,4 В) и энергоемкость в 2-3 раза ниже, чем у других литий-ионных аккумуляторов. Это значит, что для достижения аналогичной емкости литий-титанатную батарейку надо увеличить в объеме в несколько раз, из-за чего в тот же смартфон ее уже не вставишь.

SCiB-модуль производства Toshiba с емкостью 45 А·ч, номинальным напряжением 27,6 В и током разрядки 160 А (импульсно до 350 А). Весит 15 кг, а размером с коробку для обуви: 19х36х12 см. Источник: Toshiba

Зато литий-титанатные батареи сразу же прописались в транспорт, где важна быстрая зарядка, высокие токи при разгоне и устойчивость к холодам. Например, электромобилях Honda Fit-EV, Mitsubishi i-MiEV и в московских электробусах! На старте проекта московские автобусы использовали другой тип батарей, из-за чего возникали неполадки еще на середине первого проезда по маршруту, но после установки литий-титанатных батарей производства Toshiba сообщений о разрядившихся электробусах больше не поступало. SCiB-аккумуляторы Toshiba благодаря использованию в аноде титана-ниобия восстанавливают до 90% емкости всего за 5 минут — допустимое время для стоянки автобуса на конечной остановке, где есть зарядная станция. Число циклов зарядки, которое

выдерживает SCiB-батарея, превосходит 15 000.

Больше полувека человечество мечтает уместить в батарейки энергию атома, которая обеспечивала бы электричество многие годы. На самом деле еще в 1953 году был изобретен бетавольтаический элемент, в котором в результате бета-распада радиоактивного изотопа электроны превращали атомы полупроводника в ионы, создавая электрический ток. Такие батареи используются, например, в кардиостимуляторах.

А что насчет смартфонов? Да пока ничего, мощность атомных элементов ничтожна, она измеряется в милливаттах и даже микроваттах. Купить такой элемент питания можно даже в интернет-магазине, правда, запитать от него не выйдет даже пресловутые наручные часы.

Долго ли ждать атомных батареек? Пожалуйста, City Labs P200 — 2,4 В, 20 лет службы, правда, мощность до 0,0001 Вт и цена около $8000. Источник: City Labs

С момента изобретения стабильных литий-ионных аккумуляторов до начала их серийного производства прошло более 10 лет. Возможно, одна из очередных новостей о прорывном источнике питания станет пророческой, и к 2030-м годам мы попрощаемся с литием и необходимостью ежедневной зарядки телефонов. Но пока именно литий-ионные батареи определяют прогресс в области носимой электроники и электромобилей.

Как перевести шуруповерт на литиевые аккумуляторы

Известно, что ресурс механической части электроинструмента в большинстве случаев намного выше ресурса аккумуляторов. Срок службы батарей заканчивается, а шуруповерт вполне может продолжать работать. Надо только решить вопрос питания. В некоторых случаях приобрести новые батареи того же типа трудно, дорого или даже невозможно. Поэтому придется принять решение – переделывать электроинструмент для работы от сети , потеряв при этом мобильность, или приспособить для работы АКБ другого типа.

Если выбран второй вариант, то рациональнее всего применять литий-ионные аккумуляторы – они обладают повышенной электрической емкостью на единицу геометрического объема, у них практически отсутствует эффект памяти (хотя этому типу батарей присущи и определенные недостатки).

Детали и инструменты для переделки

Для перевода имеющегося шуруповерта на литий надо приобрести:

• комплект Li-Ion аккумуляторов;
• плату контроллера заряда (BMS):
• провода сечением не менее 2,5 кв.мм (лучше в силиконовой изоляции).

Из инструментов понадобятся:

• паяльник мощностью не менее 40 ватт с комплектом расходников, включая кислотный флюс;
• мелкий слесарный инструмент (отвертки, скальпель и т.п.).

Сам процесс достаточно творческий, зависит от имеющихся исходных условий и конструкции шуруповерта, поэтому по ходу переделки, возможно, потребуется еще что-то. К этому надо быть готовым.

Перед переделкой электроинструмента для работы на батареях Li-Ion надо учесть будущие условия эксплуатации. Литий-ионные элементы непригодны для работы в условиях низких температур.

Сколько и каких аккумуляторов приобретать

В большинстве случаев для переделки любого шуруповерта на литиевые аккумуляторы используют элементы типоразмера 18650. Эта цифра означает линейные размеры:

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

Эти батареи относятся к категории пальчиковых — имеют цилиндрическую форму с выводами положительного и отрицательного полюсов с противоположных сторон. Напряжение одного элемента в полностью заряженном состоянии составляет 3,6 вольт. Для каждого шуруповерта надо набрать необходимое напряжение. Его можно найти на корпусе старого аккумулятора.

Напряжение штатной батареи, В	Количество литий-ионных элементов	Итоговое напряжение, В
10,8	3	10,8
12	3-4	10,8 или 14,4
14	4	14,4
18	5	18

Очевидно, что из 3,6-вольтовых элементов не всегда удается набрать напряжение, строго равное номиналу. Так, для 18 в все получается идеально, а для 12 в придется довольствоваться или чуть меньшим, или чуть большим напряжением. Надо понимать, что в первом варианте немного упадет крутящий момент, а во втором он увеличится, но надо быть готовым к снижению ресурса механической части. К тому же есть вероятность, что повышенное напряжение может вывести из строя электронную схему управления. Хотя отзывы в сети говорят, что в этом плане все работает нормально.

Выбор контроллера

При всех своих достоинствах, литий-ионные элементы чувствительны к:

• глубокому разряду;
• перезаряду;
• излишнему зарядному току;
• перегреву.

Контролировать самостоятельно эти параметры в течение нескольких часов, которые потребуются для пополнения энергии АКБ, сложно. Поэтому эти функции возлагаются на систему PCB (Power Control Board) или СОФ (система обеспечения функционирования). Она представляет собой плату небольшого размера, которую часто встраивают в корпус аккумулятора (из-за этого длина элемента типоразмера 18650 несколько выше обещанных 65 мм). Эта система прекращает заряд при достижении нужного напряжения и отключает АКБ при разряде до установленного уровня. Такие элементы имеют на корпусе маркировку Protected. Если маркировка отсутствует или прямо указано Unprotected, значит батарея такой системой не оснащена и контролировать параметры заряда придется вручную или возложить эту функцию на внешнее устройство.

Не надо путать PCB (СОФ) с системой BMS — Battery Management System или PCM – Power Charge Module. Эта система предназначена для поэлементного контроля заряда аккумуляторов, включенных в батарею по последовательной схеме. Элементы, из которых составлена АКБ, имеют определенный разброс параметров, поэтому возможна ситуация, когда часть элементов уже заряжена, а другую часть еще надо заряжать. Очевидно, что этот режим неблагоприятен для аккумуляторов. Эту проблему призвана решать BMS («балансир»). И в рассматриваемом случае без данной системы не обойтись.

Типовая схема включения BMS показана на рисунке. При достижении номинальных параметров, элемент шунтируется внутренним ключом, остальные аккумуляторы продолжают заряжаться.

У плат разных производителей маркировка может несколько отличаться (вместо «B-» встречается обозначение «0V», вместо порядкового номера батареи — суммарное напряжение в точке подключения). Приобрести готовое устройство можно в интернете на известных торговых площадках. Выбирать надо по следующим параметрам:

• рабочий ток – не менее 30 А;
• количество подключаемых элементов должно соответствовать количеству аккумуляторов в батарее.

И, конечно, надо соизмерять габариты платы с имеющимся установочным местом.

Меры безопасности при работе с АКБ

При сборке батареи следует помнить, что токи при работе шуруповерта могут достигать 11-12 ампер, поэтому площадь пятна контакта соединительных шинок между элементами должна быть максимальной. Поэтому вариант соединения точечной сваркой, часто предлагаемый в интернете, не самый лучший. Лучше припаять шинки по всей площади контакта аккумулятора. При этом надо понимать, что элементы очень чувствительны к перегреву, поэтому паять надо быстро и уверенно, применяя кислотные флюсы – корпуса аккумуляторов делают не из меди или латуни. Желательно применять теплоотводы, в роли которых могут выступать пассатижи и т.п.

Надо следить, чтобы брызги кислоты во время пайки не попадали на другие поверхности, потому что это впоследствии приведет к коррозии в этих местах. Места паек надо тщательно промыть.

Процесс сборки батареи

Первым шагом надо определить, уместятся ли новые элементы в старый корпус. Надо учитывать, что помимо аккумуляторов придется размещать также плату BMS (о ней ниже). В большинстве случаев места в старом кейсе не хватит, и сначала надо попытаться удалить оттуда все лишнее (перегородки, излишние крепления и т.д.)

Альтернативный вариант – «напечатать» новый корпус на 3D-принтере. Не у всех есть такая возможность, но если получится – элементы можно разместить оптимальным образом.

Далее надо соединить элементы последовательно. Наилучший вариант – приобрести аккумуляторы с уже припаянными шинками. Такие элементы доступны в продаже в интернет-магазинах, стоят немного дороже, но соединять их проще и риск перегреть аккумуляторы минимален.

Из какого материала сделаны полоски – неизвестно (производители уверяют, что из никеля), но паяются они легко. Это значит, что можно исключить кислотный флюс и пользоваться обычным составом на основе канифоли. Исключается дополнительный фактор коррозии.

Если есть желание, можно вклеить в корпус миниатюрный цифровой вольтметр или индикатор напряжения в виде световой полосы. Удобство использования немного повысится. Подключается такое устройство параллельно цепочке аккумуляторов через кнопку – чтобы не увеличивать разряд батарей в паузах работы.

Следующим шагом надо установить в корпус плату BMS и подключить ее согласно схеме.

К контактной группе плата подключается проводниками сечением не менее 2,5 кв.мм. Для этого удобно использовать провода в мягкой силиконовой изоляции – она не боится перегрева (он может возникнуть при пайке или во время работы).

На этом замена аккумулятора закончена, можно окончательно собирать блок аккумуляторов, заряжать батарею и пробовать шуруповерт в работе.

Сборка зарядного устройства

Зарядка литий-ионных аккумуляторов имеет свои особенности. Она производится в два этапа:

• на первой стадии пополнение энергии происходит постоянным током (напряжение для этого должно плавно возрастать), этот этап позволяет зарядить аккумулятор примерно до 80% номинальной емкости;
• на втором этапе АКБ заряжается постоянным напряжением (ток при этом падает).

Также на графике показан предварительный этап зарядки малым током. Он нужен для глубоко разряженных элементов. Очевидно, что для выполнения такого алгоритма и полного использования ресурса АКБ надо применить специфическое зарядное устройство. Несоблюдение алгоритма приводит к неполному использованию емкости батареи и снижению ее ресурса. Устройство с такими функциями надо приобрести готовым или собрать самостоятельно, если позволяет квалификация. Подобные ЗУ выполняются на основе специализированных микросхем. Переделка готового зарядного устройства от других аккумуляторов сложна и нецелесообразна.

Не все недорогие зарядные устройства обеспечивают необходимый алгоритм заряда Li-Ion элементов. Многие производители из Юго-Восточной Азии выпускают ЗУ, заряжающие элементы лишь стабилизированным током.

Второй этап заряжания постоянным напряжением не предусматривается. Контроль уровня зарядки сводится к измерению времени – через заданный период источник тока отключается, а функции предохранения от излишнего заряда возлагаются на внутреннюю схему защиты аккумулятора (если она отсутствует, то на владельца АКБ).

Рекомендуем серию видеороликов «Вторая жизнь шуруповерта»

Поменять отслужившие свой срок аккумуляторы шуруповерта на литиевые – разумный шаг. Выполнить его можно самостоятельно, но надо учесть особенности эксплуатации АКБ такого типа. После ознакомления с материалами данного обзора принципиальных вопросов у пользователя не останется.

Инженер-электроник. Работаю в мастерской по ремонту бытовых приборов. Увлекаюсь схемотехникой.