Об аккумуляторах

Немного об аккумуляторах

 

Немного об аккумуляторах 

Посмотрим, какие батареи  подходят для электроинструмента:

 

  • NICKEL-CADMIUM BATTERY - (или сокращенно NiCd) никель-кадмиевые
  • LITHIUM ION BATTERY - (или сокращенно Li-ion) литий-ионные аккумуляторы.

 

ИСТОРИЯ

Технология изготовления щелочных никелевых аккумуляторов была предложена в 1899, однако первый NiCd аккумулятор появился в 1947 году. Для NiCd аккумуляторов вредно нахождение в зарядном устройстве в течение нескольких дней. Фактически, NiCd аккумуляторы – это единственный тип аккумуляторов, который выполняет свои функции лучше всего, если периодически подвергается полному разряду. Все остальные разновидности аккумуляторов по электрохимической системе предпочитают неглубокий разряд. Итак, для NiCd аккумуляторы важен периодический полный разряд, и если он не производится, NiCd аккумуляторы постепенно теряют эффективность из-за формирования больших кристаллов на пластинах элемента, явления, называемого эффектом памяти. 
В 1970 году появились первые коммерческие экземпляры первичных литиевых источников тока. Попытки разработать перезаряжаемые литиевые источники тока предпринимались еще в 80-е годы, но были неудачными из-за невозможности обеспечения приемлемого уровня безопасности при обращении с ними. В результате исследований, проведенных в 80-х годах, было установлено, что в ходе заряда и разряда первых литиевых батарей на поверхности лития формируются дендриты. Прорастание дендрита до положительного электрода и возникновение короткого замыкания внутри литиевого источника тока является причиной выхода элемента из строя. При этом температура внутри аккумулятора может достигать температуры плавления лития. В результате бурного химического взаимодействия лития с электролитом происходит взрыв. Так, большое количество литиевых аккумуляторов поставленных в Японию в 1991году, было возвращено производителям после того, как в результате взрывов элементов питания сотовых телефонов, от ожогов пострадали несколько человек. 

Конструкция Li-ion батарей  электроинструмента:

Безопасность эксплуатации батарей  обеспечивается системой внешней электронной защиты от перезаряда и переразряда отдельных аккумуляторов. Она включает контроллеры, измеряющие напряжение каждого аккумулятора или блока из параллельно соединенных аккумуляторов, и ключ для размыкания электрической цепи при достижении предельных величин напряжения. Для контроля температуры батареи используются термисторы. 
DSCN6328-small
Питается вышеупомянутая схема защиты непосредственно от аккумуляторов и поэтому если элементы полностью разряжены, схема перестает работать и заряд элементов не происходит, кроме того глубокий разряд отрицательно сказывается и на внутренней структуре самих элементов. Считается, что оптимальным диапазоном для работы li-ion элементов является 20-100% заряда, выход ниже 20% приводит к более быстрому старению элементов. 

Плюсы и недостатки Li-ion аккумулятора:

     К плюсам Li-ion аккумулятора можно отнести, отсутствие эффекта памяти. После достижения полного заряда не требуется тонкоструйный заряд, и Li-ion аккумулятор может оставаться в зарядном устройстве пока не используется; 
Недостаток Li-ion аккумулятора в том, что он подвержен старению, даже если не эксплуатируется. Ухудшение емкости наблюдается примерно после одного года, и аккумулятор часто отказывает на втором и третьем году. Поэтому не рекомендуется хранить Li-ion аккумуляторы в течение длительного времени.         Максимальный срок службы, заявляемый производителями элементов - составляет 5 лет. Став непригодным к эксплуатации, Li-ion аккумулятор не может быть восстановлен с использованием циклов заряда – разряда, как в случае с другими типами аккумуляторов. 

 

Правила использования Li-ion аккумулятора:

Литий-ионные  аккумуляторы реализуются в виде последовательной цепочки элементов, а увеличение емкости достигается параллельным соединением цепочек. Все элементы  должны иметь одинаковые параметры, поэтому частичная замена испорченных элементов новыми, не приведет к ожидаемому результату. Элементы должны быть еще и из одной партии, элементы из разных партий имеют разные параметры.          
Срок службы Li-ion элементов исчисляется не только в годах службы, но и в циклах заряда разряда, как правило, до снижения емкости на 20% они обеспечивают 500 - 1000 циклов. Дальнейшее поведение элементов предсказать достаточно сложно из-за большое кол-ва элементов в батарее, чаще всего происходит плавное понижение емкости, иногда скачкообразное, поэтому системой защиты ведется учет количества циклов. На более старых моделях батарей при достижении определенного значения циклов, система защиты закрывала аккумулятор, и пользоваться им не представлялось возможным. Возможность закрытия батареи при достижении определенного кол-ва циклов остается и сегодня, просто кол-во циклов прописанных в батарее достаточно велико, и старение элементов, а значит и падение емкости происходит раньше.
Что касается условий хранений, то хранить надо при заряде в 40% периодически (раз в два-три месяца) дозаряжая до этого значения. 
В основном Li-ion аккумуляторы лучше всего функционируют при комнатной температуре. Работа при повышенной температуре драматично сокращает срок их службы. При низких температурах, эффективность аккумуляторов понижается. Температура в минус 20°C является пределом, при котором Li-ion аккумуляторы прекращают функционировать 

Единственно возможный ремонт это замена элементов батареи.

P.S. Li-ion с ноутбучных батарей не подходят для электроинструмента. Нужны специальные, с максимальным током нагрузки 15-25 A.