0
0
0

Какой аккумулятор лучше для шуруповерта: Li-ion или Ni-Cd



Статья обновлена: 2022-07-01


https://virtustec.ru/image/cache/webp/catalog/9192e91607da11eb813e001dd8b71c88_d6e5db2525b211ec8151001dd8b71c88-1000x1000.webpДля оснащения аккумуляторных шуруповертов и других видов портативного электроинструмента сейчас преимущественно используются литиевые аккумуляторы. Сегодня они вне конкуренции и массово применяются во всех сферах. Но иногда встречаются аккумуляторные инструменты старого образца, укомплектованные никель-кадмиевыми АКБ. Эти элементы питания технологически устарели и уступают высокотоковым Li-ion аккумуляторам по всем критериям, кроме цены.

Поэтому при выборе между литиевыми и кадмиевыми АКБ выбирайте Li-ion. И даже если ваш инструмент изначально работал от Ni-Cd элементов, при замене аккумуляторного блока в большинстве случаев стоит перейти на литий.

В продаже есть батареи для шуруповертов в разной комплектации: и ремкомплекты для замены старых Li-ion блоков, и наборы для перехода с никель-кадмиевых АКБ на литиевые. В состав таких наборов кроме батареи входит зарядное устройство и разъем для его подключения.

Подробнее о Ni-Cd элементах

Массовое производство никель-кадмиевых АКБ стартовало в 1950-х годах. Они были достаточно емкими и легкими для своего времени (по сравнению со свинцово-кислотными моделями) и заряжались за 6–8 часов, что считалось большим достижением. Основные плюсы и минусы NiCd аккумуляторов приведены в таблице:

Преимущества

Недостатки

Высокая и стабильная токоотдача. Способность выдерживать большие токи нагрузки без перегрева.

Токсичность кадмия. Проблематичность утилизации.

Морозостойкость – способность стабильно работать на холоде, вплоть до -20 °С.

Значительный саморазряд – до 10% в месяц.

Широкий диапазон рабочих температур – от -20 до +65 °С.

Эффект памяти, не допускающий дробного заряда батареи и требующий начинать зарядку только после полного разряда.

Долговечность – при правильной эксплуатации ресурс достигал 600–1000 циклов.

Склонность к снижению емкости из-за «запоминания» ненулевого уровня остаточного заряда.

Срок хранения (без заметного снижения характеристик) – до 8 лет.

Необходимость раз в сезон делать полный цикл заряд-разряд.

Стойкость к глубоким разрядам.

 

Цена.

 

Параметры Li-ion аккумуляторов

Для установки в шуруповерт используются высокотоковые Li-ion аккумуляторы. По сравнению с другими видами литиевых АКБ они имеют меньшую емкость, которая компенсируется большими значениями токоотдачи – до 15–20 А в непрерывном режиме и до 30–100 А в импульсном (при пусковых и пиковых нагрузках). Но по сравнению с Ni-Cd аналогами Li-ion ячейки имеют большую емкость.

Им присущи:https://virtustec.ru/image/cache/webp/catalog/cebab7cd21c711ec8151001dd8b71c88_035a5fad25d711ec8151001dd8b71c88-1000x1000.webp

  • емкость ≈2500 мА·ч при стандартном размере ячейки 18650;
  • номинальное напряжение 3,7 В (в то время как у NiCd «банок» его значение составляет 1,2 В);
  • границы рабочих напряжений – от 2,55 до 4,2 В;
  • ресурс – от 600–1000 циклов;
  • нетоксичный состав;
  • в 1,5–2 раза большая удельная емкость (количество запасаемой энергии на единицу массы);
  • меньший уровень саморазряда;
  • возможность частичной, дробной и быстрой подзарядки – за 1–2 часа;
  • схожий диапазон рабочих температур – от -20 до +60 °С, но на морозе запас емкости у большинства моделей временно снижается (исключение – элементы с типом химии LiFePO4).

Преимущества литиевых АКБ на практике

Использование Li-ion батарей делает эксплуатацию электроинструмента более удобной и эффективной. Прежде всего, вы получаете те же рабочие характеристики при меньшем весе и объеме батареи. Например, сборка из 5 последовательно соединенных «банок» Li-ion при напряжении 18 В, емкости 2500 мА·ч и токе разряда 20 А весит всего 350 г и имеет размеры 60х50х70 мм.

При одинаковых параметрах аккумуляторного блока литиевые АКБ для шуруповертов имеют более высокий запас емкости, чем NiCd, накапливают и отдают больше энергии. Поэтому при переходе на литий вы получаете еще и увеличенное время работы инструмента на 1 заряде батареи. Это особенно важно при профессиональном использовании портативного электроинструмента.

https://virtustec.ru/image/catalog/novaya/shurupovert.pngДополнительный комфорт при эксплуатации литиевых АКБ заключается в широких возможностях подзарядки. Вам не нужно по максимуму разряжать батарею, перед тем как ставить ее на зарядку. Причем восполнить заряд можно за пару часов. После этого высокотоковые Li-ion аккумуляторы готовы к эффективной работе. Они стабильно выдерживают токи нагрузки до 10 С (при емкости 2500 мА·ч – 25 А) и пиковые нагрузки свыше 30 С(˃75 А).

Мелкие недостатки или продолжение достоинств

Слабыми сторонами Li-ion аккумуляторов считаются:

1.      Низкая морозоустойчивость. Если вы будете использовать шуруповерт при температуре ниже -10 °С, запас емкости литий-ионной АКБ сократится. Но для таких условий использования в линейке литиевых батарей есть особый подвид – LiFePO4. Это литий-железо-фосфатные аккумы. Номинальное напряжение у них чуть ниже – 3,2–3,3 В, и удельная энергоемкость меньше на 10%. Зато морозоустойчивость – на высоте, ощутимого снижения запаса емкости не наблюдается вплоть до -30 °С, а ресурс превышает 2 тысячи циклов.

2.      Чувствительность к глубоким разрядам и перезарядам. Эту проблему эффективно решает BMS плата защиты и мониторинга. Она контролирует параметры аккумов, не позволяет напряжению выходить за границы рабочего диапазона, отключает АКБ в случае перегрева или токовой перегрузки. В результате элементы питания работают в безопасных условиях, без критических состояний и быстрого износа.

3.      Естественное старение. Да, во внутренней структуре литиевых аккумуляторов постепенно происходит химическая деградация. Она проявляется как медленное снижение объема запасаемой энергии. И хотя этот процесс медленный, покупать аккумы впрок не стоит. Купили – используйте, потому что через 5–10 лет батарея утратит свои характеристики, даже если ее циклический ресурс останется невыработанным.

Поэтому по максимуму оценить потенциал литиевых АКБ для шуруповертов удается мастерам, которые регулярно используют свой инструмент и за несколько лет вырабатывают ресурс батареи, так что она не успевает «постареть».

Выводы

При выборе литиевых или кадмиевых аккумуляторов для шуруповерта нужно учитывать их сильные и слабые качества. По большинству критериев бесспорно выигрывают Li-ion батареи. Они легкие, компактные, накапливают и отдают больше электроэнергии (в расчете на единицу массы), удобны в применении и не содержат в составе трудно утилизируемого кадмия.

Но сторонники есть и у Ni-Cd батарей. Их козыри – способность работать на морозе без быстрой потери емкости и храниться до 8 лет с сохранением рабочих характеристик. Но заряжать их нужно полными циклами – от разряженного состояния до 100%. И запас емкости при идентичных размерах и массе у кадмиевых АКБ будет ниже, чем у литиевых аналогов.

В целом же оба варианта хороши и с высокой отдачей работают в комфортном для них режиме. Поэтому конечный выбор зависит от предпочтений владельца и условий использования инструмента. Литиевые АКБ считаются лучшими для систематически используемых приборов. А для домашнего шуруповерта, работающего пару раз в год, подойдут и кадмиевые аккумы.

В предыдущей статье блога VirtusTec описаны принципы и алгоритмы самостоятельной сборки аккумуляторной батареи типа Li-ion.

Комментарии