Виды аккумуляторных батарей по типу применяемых материалов
Какие батареи лучше для шуруповерта, как правило, указано в инструкции к этому инструменту. Тип аккумулятора обозначают латинскими буквами. Чаще всего для шуруповертов применяют высокотоковые аккумуляторы 18650. Однако бывают и другие варианты.
Такие устройства выпускают самые разные бренды. К наиболее известным относятся Bosch (Бош), Hitachi, Зубр, Интерскол, Метабо. Также допустимо заказать АКБ на Алиэкспрессе в Китае. Однако лучше отдавать предпочтение проверенным производителям.
Никель-кадмиевый
Эта разновидность аккумуляторов появилась в середине прошлого века. В роли катода в них используется гидрат закиси никеля, который дополняет графитовый порошок. Для движения ионов используется электролит. В его роли применяют гидроксид калия. Также в состав входит анод, сделанный из гидрата закиси кадмия.
Никель-металлгидридный
Этот материал чаще всего используется в пальчиковых аккумуляторах. Его придумали в семидесятых годах прошлого века. В качестве главных элементов для накапливания и передачи заряда используют оксид никеля и никель-лантан. Первый компонент представляет собой катод, второй — анод. За перемещение ионов отвечает гидроксид калия.
Литий-ионные батареи
Это сравнительно новые аккумуляторы, которые придумали лишь в 1991 году. Их часто применяют японские компании. Катод и анод делают из фольги. Между этими элементами устанавливают сепаратор, который имеет отверстия. Чтобы сбрасывать внутреннее давление, используется клапан.
Литий-полимерный аккумулятор
Это современный материал, который базируется на применении литий-ионных технологий. Потому он почти не используется для производства электрического оборудования. Вместо стандартного электролита в таких устройствах применяется гелевый полимер. Благодаря этому производителям удалось значительно увеличить емкость. К тому же они могут придавать батарее любую форму.
Обратите внимание! Если нужно купить доступную и долговечную батарею, подойдет никель-кадмиевая модель. При потребности в высоком объеме емкостного заряда стоит использовать изделия на литиевой основе.
Существуют разные виды материалов батарей
Ni-Cd (никель-кадмиевые)
Аккумуляторы этого типа настоящие долгожители, причём во всех смыслах. Несмотря на то, что они были изобретены ещё в 1899 году, с точки зрения своих эксплуатационных характеристик они оставляют далеко позади все новейшие разработки в этой области. Единственное, в чём они не могут «спорить», — большой вес и габариты, наличие сильного эффекта памяти, хотя он практически исчезает при последующих регулярных полных разрядах.
Фото: www.toool.ru Аккумуляторная батарея Makita 193981-6 Ni-Cd
Явление при котором аккумуляторная батарея теряет доступную для заряда ёмкость из-за того, что в процессе эксплуатации она не полностью разряжалась называется эффектом памяти. Физика процесса аналогична наполнению стакана водой. В чистом пустом стакане помещается определённое количество жидкости. Этот объём всегда больше того, который поместится в той же ёмкости, но, к примеру, засыпанной камешками. Так при недостаточно разряженном аккумуляторе активное вещество в процессе заряда меняет свою структуру, его частицы укрупняются и уже не могут выполнять свои функции.
Но основной проблемой, которая по большому счёту и стала причиной активного внедрения со стороны производителей электрооборудования литий-ионной технологии, стала токсичность кадмия и необходимость его правильной утилизации, которая достаточно дорого им обходится. Но по всем остальным параметрам Ni-Cd вне конкуренции, ведь только он способен эффективно работать если
- нужна неприхотливость и надёжность,
- хочется купить батарею, которая будет служить минимум 6-7 лет, выдержит 1000-1500 циклов заряда-разряда с вероятностью восстановления ёмкости 70-80%,
- важно, чтобы батарея могла храниться длительное время,
- в работе требуются большие зарядные токи,
- предполагается работа в сложных для эксплуатации электрооборудования условиях,
- нужно работать при минусовых температурах (допустимы температуры от -40 до +60 ˚С),
- важна способность держать стабильное напряжение на протяжении всего рабочего цикла,
- в работе требуется максимальная скорость полного заряда (в среднем 1 ч).
Всё это делает Ni-Cd незаменимым при комплектации ручного электроинструмента большой мощности.
Типы батарей
Сегодня существует довольно много эффективных аккумуляторов, которые могут использоваться в шуруповертах. При этом все они обладают определенными плюсами и минусами. Итак, как подобрать аккумулятор для шуруповерта?
Никель-кадмиевые и никель-металлгидридные АКБ
Многих людей интересует, какой же аккумулятор лучше li-ion или ni-cd для шуруповерта. Для выбора необходимо разобраться в их плюсах и минусах.
Никель-кадмиевые изделия принадлежат к категории щелочных. Они обеспечивают стабильную мощность и не греются.
Основным минусом изделий считается высокая токсичность кадмия. К тому же они обладают явно выраженным эффектом памяти. Потому изделия приходится заряжать после полной разрядки. К преимуществам моделей относят стабильное функционирование даже в мороз, быструю зарядку, небольшой вес.
Никель-металлогидридные (Ni-MH) изделия появились чуть позже. Они не подразумевают применения токсичного кадмия. При этом к основным минусам изделий относят нагревание составляющих, небольшой диапазон температур, потери емкости при полной разрядке.
Литий-ионные батареи и их преимущества
Эти батареи считаются новой разработкой. Они не относятся к щелочным элементам и стремительно вытесняют с рынка Ni-Cd и Ni-MH.
К преимуществам таких изделий относят следующее:
- отсутствие эффекта памяти;
- высокая емкость;
- невысокие параметры саморазряда;
- быстрая зарядка;
- высокие показатели пожарной безопасности;
- высокая энергоемкость.
При этом к недостаткам таких изделий относятся высокая цена, потребность в обеспечении определенных условий хранения, ограниченный срок эксплуатации. Также приходится иметь специальные зарядные устройства в зависимости от вида аккумулятора.
Литий-ионные батареи имеют много плюсов
Различие батарей по основным техническим характеристикам
Аккумуляторные батареи, как и любой электрический элемент имеют основные технические показатели, согласно которым можно оценить достоинства того или иного вида. Рассмотрим некоторые характеристики
Напряжение работы и разряда
Значение рабочего напряжения для элементов питания является постоянным показателем и может лишь незначительно меняться в процессе снижения заряда в ходе работы. Nicd или nimh батареи имеют одинаковый номинальный вольтаж равный 1,2 В, а также показание при разряде 0,9 В. У литиевых такие показания значительно отличаются в результате применения активных элементов в своем составе. Рабочее напряжение составляет 3,6 В, при разряде 3 В.
Диапазон рабочих температур
Рабочая температура является важным показателем в ходе эксплуатации элементов питания. Не всегда есть возможность применения электрического оборудования в помещении и в летний период. Для никелевых батарей температурный диапазон довольно широкий, связано это с тем, что в качестве электролита применяется щелочной состав пониженным значением замерзания от -50°С. У литиевого аккумулятора этот показатель несколько выше от -20°С.
Значение высокого предела температур у всех видов практически одинаков и составляет +50°С, +60°С.
Средства защиты и контроля
Ni mh и li ion аккумуляторные батареи имеют в своей конструкции специальные защитные составляющие. В процессе производства устанавливаются датчики температуры и давления, а также предохранительные клапаны.
Внимание! В процессе заряда необходимо правильно устанавливать параметры, а также контролировать их.
Хранение
Условия хранения для различных элементов питания:
- никель кадмиевые аккумуляторы могут храниться при полном разряде, и сразу восстанавливают свои характеристики при восполнении заряда;
- никель металлгидридные батареи полностью не рекомендуют разряжать;
- литиевые имеют ограниченный срок службы, в связи с этим производителями рекомендуется активное применение, если же требуется хранение элемент питания разряжают наполовину.
Сравнение аккумуляторных батарей, используемых для шуруповертов
Как же выбрать аккумулятор для шуруповерта? Для этого нужно учитывать целый ряд важных параметров.
Количество циклов заряда и разряда
В устройствах с Ni-Cd батареями этот параметр достигает 1000 циклов. Потому они занимают лидирующие позиции по этому показателю. При этом батареи Li-Ion допустимо заряжать и разряжать 600 раз, после чего требуется их замена.
Способность быстро заряжаться
При объемных работах мастера нередко пользуются 2 батареями. В такой ситуации имеет значение скорость зарядки. У никель-кадмиевых и никель-металлогидридных батарей этот параметр составляет 4-8 часов. При этом литий-ионные аккумуляторы могут заряжаться от получаса до 2 часов.
Для справки! Популярные европейские и японские производители добавляют в комплект с устройством вторую АКБ. В этом случае пользователь может работать практически без перерыва.
Стоимость
Самую доступную цену имеют никель-кадмиевые аккумуляторы. На втором месте находятся никель-металлогидридные батареи. Изделия Li-Ion считаются самыми дорогостоящими. Иногда их цена составляет половину стоимости самого шуруповерта.
Реакция на работу инструмента на полной мощности
При необходимости сделать отверстие в твердой поверхности требуется полная мощность шуруповерта. В такой ситуации он начинает активно потреблять заряд. Самыми мощными считаются Ni-Cd и Ni-Mh. При потребности в максимальной отдаче энергии стоит отдавать предпочтение именно им.
Эффект запоминания уровня заряда
Если аккумулятор разрядился не полностью и был поставлена на зарядку, остаточные показатели воспринимаются им как 0. Это состояние называют эффектом памяти. Он характерен для всех батарей, которые содержат никель. При этом литий-ионные модели лишены этого недостатка.
Саморазрядка
Иногда встречается ситуация, при которой шуруповерт не применялся, а затем внезапно потребовался. В таком случае может оказаться, что батарея саморазрядилась и нуждается в зарядке. Этот вариант считается не слишком удобным. Такая ситуация характерна для никель-кадмиевых и никель-металлогидридных батарей. В первом случае показатель саморазрядки составляет 10 %, во втором — 7-10 % за месяц. У литий-ионных аккумуляторов он не превышает 3-5 %.
Аккумуляторы нужно вовремя заряжать
Размеры
Аккумуляторы крепятся к ручке шуруповерта. Их размерами определяется масса электроинструмента и комфортность его применения. Это актуально при длительной работе. Аккумуляторы на основе никеля считаются самыми тяжелыми.
Обратите внимание! Литий-ионные устройства отличаются меньшими размерами. Их делают в виде обоймы, которая занимает место в ручке инструмента и не имеет расширения.
Работа на морозе
Чаще всего этот электроинструмент применяют внутри зданий. Но периодически его приходится использовать на свежем воздухе или в помещениях без отопления. В этом случае нужно знать, что литий-ионные модели плохо выдерживают отрицательные температуры. Они быстро разряжаются или полностью отказывают.
Потому в таких условиях рекомендуется отдавать предпочтение аккумуляторам с никелем. Они отлично держат заряд и могут функционировать даже при температуре -20 градусов.
Отношение к полному разряду
Этот параметр сказывается на длительности применения устройства. Литий-ионные аккумуляторы запрещено до конца разряжать. Идеальным вариантом для хранения считается 40 % заряда. Аккумуляторы с никелем можно применять, пока электроинструмент полностью не прекратит вращение.
Предполагаемый срок службы
На длительность использования влияет частота и правильность эксплуатации. Самый длительный период служат литий-ионные батареи.
Лучшие АКБ для шуруповёрта
Рейтинг лучших высокотоковых аккумуляторов 18650 для шуруповёрта поможет выбрать батарею, подходящую к вашему инструменту, среди многообразия моделей.
Аккумулятор Li-Ion 2500 мА·ч SAMSUNG INR18650-25R 1 шт
Данная модель — первая среди лучших 18650 для шуруповёрта. Батарея без защиты, обеспечивает стабильное функционирование и высокий ток разряда при малых габаритах. Универсальный литий-ионный аккумулятор для всех устройств. Деталь чувствительна к перегреву (использование паяльника запрещено, вместо него желательно применять привариваемые контактные площадки). Поставляется в картонной упаковке.
сила тока — до 20 ампер;
напряжение — 3,7 вольта;
количество циклов заряда — 600;
ёмкость — 2,5 А*ч.
Цены в интернет-магазинах
Аккумулятор 18650 Samsung INR18650-25S, 2500мАч 35А
Высокотоковый литий-ионный аккумулятор для использования в профессиональных шуруповёртах и иной электронике. Батарея без защиты. Рекомендуется применение контактных площадок для монтажа вместо паяльника. Аккумулятор выдерживает от -20 до 80 градусов при эксплуатации и до 50 градусов при зарядке.
сила тока — до 35 ампер;
напряжение — 3,6 вольт;
количество циклов заряда — 250;
ёмкость — 2,5 А*ч;
вес — 47 г.
Цены в интернет-магазинах
Аккумулятор Li-ion SONY US 18650 VTC5 2600 mAh 30 A 3.7В
Литий-ионный аккумулятор Sony последнего поколения для бытовых шуруповёртов. Батарея универсальная, без защиты. Возможно функционирование с высокой силой тока при малых габаритах. Допустимая температура при эксплуатации — от -20 до 60 градусов; при зарядке — до 40 градусов. После 500 подзарядок возможно снижение ёмкости до 80% от номинальной.
сила тока — до 30 ампер;
напряжение — 3,7 вольта;
количество циклов заряда — 500;
ёмкость — 2,6 А*ч;
вес — 53 г.
Цены в интернет-магазинах
Аккумулятор Li-ion SONY US 18650 VTC5A 2600 mAh 35 A 3.7В (1шт.)
Батарея высокой мощности без защиты. Аккумулятор подходит ко всем видам техники, включая шуруповёрты. После определённого количества подзарядок работоспособность батарейки сохраняется, но возможно уменьшение ёмкости на 20%. Допускается хранение при температуре до 45 градусов. Допустимая температура при эксплуатации — до 80 градусов по Цельсию.
сила тока — до 35 ампер;
напряжение — 3,7 вольта;
количество циклов заряда — 500;
ёмкость — 2,6 А*ч;
вес — 50 г.
Цены в интернет-магазинах
Аккумулятор Li-ion SONY US 18650 VTC6 3000 mAh 30 A 3.7В (1шт.)
Высокотоковая батарея стандарта VTC6. Идеальный вариант для сборки аккумуляторных блоков, предназначенных для последующего автономного питания различных видов техники, включая шуруповёрты.
сила тока — до 30 ампер;
напряжение — 3,7 вольта;
количество циклов заряда — 500;
ёмкость — 3 А*ч;
вес — 45 г.
Цены в интернет-магазинах
Аккумулятор LiitoKala 18650 Li-ion 3.7В 3400mAh незащищенный (NCR18650B) 5 шт.
Комплект универсальных батареек от китайского бренда. Защитные платы не предусмотрены, поэтому детали подходят для сборки аккумуляторов для шуруповёртов. Батарейки выполнены из никеля и кобальта, однако эффект памяти очень низкий. Возможен выход из строя при напряжении 2,5 В.
напряжение — 3,7 вольта;
количество циклов заряда — 1000;
ёмкость — 3,4 А*ч;
вес — 48 г.
Цены в интернет-магазинах
Аккумулятор LiitoKala HG2 18650 Li-ion 3.7В 3000mAh незащищенный 5 шт
Комплект универсальных литий-ионных батареек. Низкий процент саморазряда и отсутствие защитной платы — основные преимущества для выбора данных батарей с целью сборки аккумуляторов для шуруповёртов. При напряжении 2,5 В и ниже батарея выходит из строя.
сила тока — до 30 ампер;
напряжение — 3,7 вольта;
количество циклов заряда — 1000;
ёмкость — 3 А*ч;
вес — 48 г.
Цены в интернет-магазинах
18650 3350мАч Panasonic NCR18650B 3,6В незащищенный Li-Ion аккумулятор
Мощная универсальная батарейка для различных видов техники, включая бытовые и профессиональные шуруповёрты. К площадкам приварены специальные никелевые клипсы для облегчения сборки аккумуляторных блоков. При напряжении 2,5 В возможен вывод из строя.
сила тока — до 30 ампер;
напряжение — 4,78 вольта;
количество циклов заряда — 500;
ёмкость — 3350 мАч;
вес — 50 г.
Цены в интернет-магазинах
На что обратить внимание при покупке аккумуляторного шуруповерта
Чтобы приобрести качественное устройство, рекомендуется учитывать целый ряд важных параметров.
О чем говорит емкость аккумулятора
Этот показатель обозначаются цифрами 1-7 и оценивается в амперах. Поскольку инструменту требуется 1-5 А в час, его можно использовать 2-8 часов.
При покупке нужно учитывать емкость
О чем говорит напряжение аккумулятора
Максимальным параметром для шуруповертов считается напряжение 36 В. Они подходят для воздействия на прочные материалы. Показатели 3-10 В характерны для маломощных устройств. Их допустимо использовать лишь для небольшого крепежа или мягких материалов.
Li-pol (литий-полимерные)
Это последняя разработка на основе литий-ионной технологии. Отличие между ними состоит в том, что на смену жидкому электролиту пришёл гелеобразный полимер. В результате производителю удалось добиться повышения ёмкости аккумулятора и снятия любых ограничений в отношении формы корпуса батареи, включая ультратонкие элементы. Кроме того, их достоинством по отношению к литий-ионным АКБ можно считать меньшую взрывоопасность.
Фото: hackaday.com
Явными недостатками помимо тех, которые имеют место у Li-ion элементов питания, являются
- срок службы – 2 года со дня производства,
- 300-500 циклов,
- высокая требовательность к соблюдению режима эксплуатации.
В качестве АКБ для электроинструмента Li-pol пока используются достаточно редко, но судя по активному внедрению их предшественников, этот процесс сдерживается только их стоимостью. Именно высокая цена не даёт литиевой технологии окончательно побороть Ni-Cd, хотя даже в этом случае для работы с мощным инструментом в сложных условиях технологии Li-ion и Li-pol всё равно их не заменят.
Что общего у Li-Ion и Ni-Cd аккумуляторов
Формы и некоторые параметры данных классов батареек определяются ГОСТ 26692-85. В частности. данный стандарт устанавливает для обоих видов:
- Габаритные размеры.
- Порядок приёмки и испытания.
- Условия безопасного применения.
- Комплектность поставки.
- Маркировку, упаковку и транспортировку потребителям.
- Перечень указаний по безопасной эксплуатации.
- Гарантии производителя.
Важно! Поскольку области применения батарей указанного типа постоянно расширяются, то в последнее время введён и применяется ГОСТ Р МЭК 61426-1-2014, в котором оговариваются общие требования к аккумуляторам, используемым в качестве возобновляемых энергоисточников (например, в фотоэнергетике).
Ni-Cd 1.2v
Общими являются также диапазоны ёмкостей батареек: и те, и другие могут производиться с показателями от 1,2 до 3,6 А·ч и более. Общим свойством можно назвать и эффективность циклов зарядки/разрядки, которая, в зависимости от конкретного производителя, находится в пределах 70…90%.
