г. Москва, Выборгская улица д. 20, корп. 2

Нюансы выбора аккумулятора для шуруповерта

Содержание статьи

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.

    • 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.

    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.

    • Статья обновлена: 21 февраля 2022 г.
    • 21 февраля 2022 г.
    • 7790 просмотров
    • 0 комментариев
    Заряжаем аккумулятор шуруповерта правильно
    Предыдущая
    Заряжаем аккумулятор шуруповерта правильно
    Следующая
    Как подключить два аккумулятора на электровелосипед?
    Как подключить два аккумулятора на электровелосипед?
    RU Москва