0
0
0

Нюансы выбора аккумулятора для шуруповерта



Статья обновлена: 2022-02-21


Для автономного питания портативных шуруповертов используются аккумуляторы, способные выдавать необходимую мощность и подолгу снабжать инструмент накопленной энергией. Они бывают с разным химическим составом – Ni-Cd, Ni-MH, Li-ion, LiFePO4.

От выбора АКБ зависит комфорт, безопасность и эффективность использования электроинструментов. Сегодня мы подробно расскажем о том, как выбрать хороший аккумулятор для шуруповерта.

Критерии выбора

Важными параметрами при выборе АКБ для портативных инструментов являются:

  • масса батареи – источник питания не должен сильно утяжелять инструмент, особенно если он предназначен для профессионального использования в течение всего рабочего дня;
  • емкость – она должна обеспечивать автономную работу устройства в течение нужного времени;
  • напряжение – его значение должно соответствовать номинальному вольтажу инструмента;
  • высокая и стабильная токоотдача – от нее зависит, сможет ли батарея обеспечивать ток, достаточный для эффективной работы прибора;
  • ресурс – он определяется количеством циклов заряд-разряд до момента, когда запасаемая емкость снизится на 20%.

Типы АКБ для портативных инструментов



Аккумуляторы для шуруповертов, как и источники автономного питания в целом, прошли путь эволюции от никель-кадмиевых моделей к никель-металлогидридным АКБ, а с развитием литиевой технологии – к современным аккумуляторам Li-ion и LiFePO4. Рассмотрим особенности каждого вида.

Никель-кадмиевые АКБ

В 1950-х годах создание Ni-Cd аккумуляторов стало технологическим прорывом. Кадмиевые АКБ отличались от щелочных и свинцово-кислотных моделей большей удельной емкостью. При этом они были доступными, имели высокую токоотдачу и выдерживали около 1000 циклов заряд-разряд. Дополнительными преимуществами Ni-Cd моделей стали:

  • длительность зарядки 6–8 часов – на то время такая подзарядка считалась быстрой;
  • морозоустойчивость – сохранение работоспособность при температуре до -20 °С;
  • устойчивость к глубоким разрядам;
  • срок хранения до 7–8 лет.

Но были у Ni-Cd аккумуляторов и значимые недостатки. Уровень их саморазряда достигал 10% в месяц, а выраженный эффект памяти не допускал частичных подзарядок батареи. Ее нужно было полностью разряжать, а затем – полностью заряжать. Иначе аккумуляторы «запоминали» уровень остаточной емкости и в дальнейшем отдавали энергию не полностью, а только до этой границы. Но главным минусом Ni-Cd элементов питания был их токсичный состав, влекущий за собой проблемы с утилизацией.

Никель-металлогидридные батареи

В 1990-х годах на смену Ni-Cd элементам пришли модели Ni-MH. Они выигрывали у предшественников, т.к. имели слабовыраженный эффект памяти и экологически безопасный состав без токсичного кадмия. Были у них и схожие характеристики:

  • хорошее соотношение размеров и емкости;
  • способность работать на морозе;
  • устойчивость к глубоким разрядам;
  • саморазряд на уровне 7–10% в месяц;
  • высокие значения токоотдачи;
  • время заряда около 8 часов;
  • срок хранения 6–7 лет.

Минусами Ni-MH аккумуляторов стали: более высокая цена по сравнению с Ni-Cd моделями и меньшее количество циклов – от 300 до 500.

Литий-ионные аккумуляторы

Такие элементы питания появились в 1991 году и вначале активно использовались при изготовлении радиотехники. Со временем производители нарастили их мощность, и сфера применения Li-ion аккумуляторов значительно расширилась. В частности, ими стали оснащать аккумуляторные электроинструменты, смартфоны, ноутбуки, электромобили.

Батареи Li-ion типа для шуруповертов, дрелей и других инструментов имеют немало преимуществ:

  • высокие значения удельной емкости;
  • масса и размеры – на 40% меньше по сравнению с Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторами;
  • отсутствие выраженного эффекта памяти;
  • возможность частичной зарядки – при любом уровне остаточного заряда и до любого значения;
  • возможность быстрой зарядки повышенным током – за 1–2 часа;
  • незначительный саморазряд – 2–3% в месяц;
  • ресурс – до 1000 циклов заряд-разряд.

Литий-ионные АКБ чувствительны к глубоким разрядам и перезарядам. Поэтому для безопасной эксплуатации они оснащаются BMS платами контроля и защиты. Такие модули отслеживают рабочие параметры батареи, не допускают ее перегрева, отключают от нагрузки при низком уровне остаточного заряда и прекращают подзарядку при полном заряде.

При прокалывании или другом механическом повреждении с разгерметизацией Li-ion аккумуляторы могут возгораться. Но при корректной эксплуатации они абсолютно безопасны. К недостаткам литий-ионных АКБ относят их подверженность «старению» (естественной химической деградации) и временное снижение емкости на морозе.

Литий-железо-фосфатные батареи

В категории литий-ионных АКБ есть подвид с выдающимися характеристиками – аккумуляторы на основе литий-железо-фосфата (LiFePO4). Их главные плюсы:

  • способность эффективно работать на морозе;
  • 99,9% полезной емкости;
  • стабильная токоотдача без просадок напряжения;
  • химическая стабильность;
  • быстрая подзарядка – за 1,5–2 часа до 80–100%;
  • устойчивость к глубоким разрядам;
  • расширенный диапазон рабочих температур – от -30 до +55 °С;
  • ресурс более 2000 циклов;
  • безопасность использования – несклонность к возгораниям и взрывам даже при разгерметизации.

Номинальное напряжение LFP аккумуляторов составляет 3,2 В на элемент. По удельной емкости они немного уступают большинству Li-ion элементов, но весомые преимущества делают этот недостаток несущественным.

Сравнительная таблица батарей для шуруповертов

Рассмотрим виды аккумуляторных батарей для шуруповертов, их особенности и отличия.

Параметр для сравнения

Ni-Cd

Ni-MH

Li-ion (для питания электроинструментов чаще всего используются модели LiMn2O4)

LiFePO4

Когда появились?

1950 г.

1990 г.

1996 г.

1999 г.

Эффект памяти

Выражен. Каждые 3 месяца нужно производить полную разрядку и зарядку АКБ.

Менее выражен.

Практически отсутствует.

Условия зарядки

После полного разряда.

В любое время, независимо от процента остаточного заряда.

Циклический ресурс

≈1000 циклов

300–500 циклов

700–1000 циклов

˃2000 циклов

Номинальное напряжение, В

1,2

1,2

3,7

3,2–3,3

Удельная энергоемкость, Вт·ч/кг

45–80

60–120

100–150

90–120

Внутреннее сопротивление

Самое незначительное

Низкое

Низкое

Очень низкое

Уровень саморазряда за месяц

10%

7–10%

<5%,

БМС плата потребляет 3%.

Токи нагрузки

1С, пиковые – до 20С.

0,5С, пиковые – до 5С.

До 10С, пиковые – более 30С.

Длительность зарядки

6–8 ч

≈8ч

Возможна быстрая подзарядка за 1–2 ч

Степень токсичности

Высокая

Низкая

Нетоксичны

Диапазон рабочих температур

-20 – +65 °С

-20 – +60 °С

-30 – +55 °С

Эффективность работы на морозе

Эффективны

Быстро теряют запас емкости

Эффективны

 

Аккумуляторы какого типа лучше?

Сегодня лучшими АКБ для шуруповертов и других аккумуляторных инструментов считаются высокотоковые литий-ионные элементы и модели подвида LiFePO4. Это объясняется их технологическими преимуществами: большим запасом емкости при тех же размерах и весе, минимальным саморазрядом и удобством эксплуатации.

Какой должна быть емкость?

От емкости АКБ зависит количество энергии, которую она может накопить и отдать для работы прибора. Если шуруповерт используется дома, для него подойдет батарея, обеспечивающая 2–3 часа работы. Для профессиональных приборов нужен увеличенный запас емкости – на 4–5 часов непрерывной работы.

Соответственно, для домашнего применения можно выбрать аккумулятор для шуруповерта емкостью до 2 Ач, а для профессиональных моделей – от 2 до 6 Ач. Чтобы повысить время автономной работы, рекомендуется иметь несколько батарей и использовать их поочередно.

[products ids='2281,2282,2278']

О значении вольтажа

На величину запасаемой мощности аккумуляторной батареи, кроме емкости, влияет и ее напряжение. В быту обычно используются шуруповерты на 12 или 18 В, в профессиональной сфере – на 24 или 36 В. Фактически от напряжения зависит крутящий момент и количество оборотов в минуту:

  1. Самые мощные портативные шуруповерты – с номинальным напряжением 36 В. Способны работать с твердыми породами дерева и металлом, в т. ч. для сверления крупных отверстий.
  2. Инструменты вольтажом 12–18 В – универсальные модели, позволяющие работать с материалами средней плотности и выполнять большинство операций по ремонту и монтажу. У таких моделей оптимально сочетаются цена, производительность и время автономной работы.
  3. Маломощные модели на 3–10 В – применяются для работы с мягкими материалами и мелким крепежом.

Напряжение АКБ должно в точности соответствовать вольтажу, указанному на шуруповерте. Если установить на прибор более мощную батарею, инструмент быстрее выйдет из строя из-за работы на износ. Если же батарея будет иметь вольтаж меньше рекомендуемого значения, она будет ограничивать мощь инструмента.

Выводы

В вопросе, как выбрать аккумулятор для шуруповерта, основное значение имеет тип химии, емкость и напряжение. Лучший набор рабочих характеристик имеют литий-ионные АКБ в целом и их подвид LiFePO4. Пока именно они лидируют во всех обзорах и рейтингах аккумуляторных батарей.

Для ежедневного профессионального использования отлично подходят инструменты напряжением 18–36 В. Для них нужны АКБ того же вольтажа с запасом емкости 2–6 Ач. Для домашнего применения актуальны инструменты напряжением до 12 вольт. Их питание способны обеспечить батареи того же вольтажа с запасом емкости около 2 Ач.

Ранее в блоге VirtusTec была опубликована статья о способах подключения на электровелосипед 2-х аккумуляторных батарей.


Комментарии