Característiques, avantatges i desavantatges de les bateries de liti per tornavís

Si una eina elèctrica de mà alimentada per una font d'alimentació domèstica està lligada a una presa de corrent amb un cable, limitant el moviment d'una persona que té el dispositiu a les mans, aleshores els homòlegs que funcionen amb piles de les unitats "amb una corretja" proporcionen molt. més llibertat d'acció en el treball. La presència d'una bateria és molt important a l'hora d'utilitzar tornavís.

Depenent del tipus de bateria utilitzada, es poden dividir condicionalment en dos grups: amb bateries de níquel i de liti, i les característiques d'aquesta última fan que aquesta eina elèctrica sigui la més interessant per a l'usuari.

El disseny d'una bateria recarregable de liti no és massa diferent del disseny de les bateries basades en altres productes químics. Però una característica fonamental és l'ús d'electròlit anhidre, que impedeix l'alliberament d'hidrogen lliure durant el funcionament. Aquest va ser un desavantatge important de les bateries dels dissenys anteriors i va provocar una alta probabilitat d'incendi.

L'ànode està fet d'una pel·lícula d'òxid de cobalt dipositada sobre un col·lector de corrent base d'alumini. El càtode és el propi electròlit, que conté sals de liti en forma líquida. L'electròlit impregna una massa porosa de material elèctricament conductor químicament neutre. El grafit solt o el coc són adequats per a això.... La recollida de corrent es realitza a partir d'una placa de coure aplicada a la part posterior del càtode.

Per al funcionament normal de la bateria, el càtode porós s'ha de pressionar prou fortament contra l'ànode.... Per tant, en el disseny de bateries de liti, sempre hi ha una molla que comprimeix el "entrepà" de l'ànode, el càtode i el col·lector de corrent negatiu. L'entrada d'aire ambiental pot alterar l'equilibri químic acuradament equilibrat. I l'entrada d'humitat i no amenaça el perill d'incendi i fins i tot d'explosió. Aixo es perqué la cel·la de la bateria acabada s'ha de segellar amb cura.

Una bateria plana té un disseny més senzill. En igualtat de coses, una bateria plana de liti serà més lleugera, molt més compacta i proporcionarà un corrent important (és a dir, més potència). Però cal dissenyar un dispositiu amb bateries de liti de forma plana, la qual cosa significa que la bateria tindrà una aplicació especialitzada i estreta. Aquestes bateries són més cares que les seves contraparts.

Per ampliar el mercat de vendes, els fabricants produeixen cèl·lules de bateries de formes universals i mides estàndard.

Entre les bateries de liti, actualment domina la versió 18650. Aquestes bateries tenen una forma semblant a les bateries de dits cilíndrics que es coneixen a la vida quotidiana. Però l'estàndard 18650 preveu específicament dimensions una mica més grans... Això evita confusió i evita que aquesta font d'alimentació es substitueixi per error en lloc d'una bateria salina convencional. Però això seria molt perillós, ja que la bateria de liti té dues vegades i mitja la tensió estàndard (3,6 volts enfront d'1,5 volts per a una bateria de sal).

Per a un tornavís elèctric, les cèl·lules de liti es recullen seqüencialment en una bateria. Això augmenta la tensió aplicada al motor, que proporciona la potència i el parell requerits per l'eina.

La bateria d'emmagatzematge conté necessàriament en el seu disseny sensors de temperatura i un dispositiu electrònic especialitzat: un controlador.

Aquest circuit:

• controla la uniformitat de la càrrega dels elements individuals;
• controla el corrent de càrrega;
• no permet la descàrrega excessiva d'elements;
• evita el sobreescalfament de la bateria.

Les bateries d'aquest tipus s'anomenen iòniques. També hi ha cèl·lules de polímer de liti, aquesta és una modificació de cèl·lules d'ions de liti. El seu disseny és fonamentalment diferent només pel que fa al material i al disseny de l'electròlit.

• El principal avantatge de les bateries de liti és la seva gran capacitat elèctrica. Això us permet crear una eina manual lleugera i compacta. D'altra banda, si l'usuari està preparat per treballar amb un aparell més pesat, rebrà una bateria molt potent que permet que el tornavís funcioni durant molt de temps.
• Un altre avantatge és la capacitat d'omplir d'energia les bateries de liti amb relativa rapidesa. Un temps normal de càrrega completa és d'aproximadament dues hores, i algunes bateries es poden carregar en mitja hora amb un carregador especial. Aquest avantatge pot ser un motiu excepcional per equipar un tornavís amb una bateria de liti.

Les bateries de liti també tenen alguns desavantatges específics.

• El més notable és la caiguda important de la capacitat pràctica quan es treballa en clima fred. A temperatures baixes de zero, les eines equipades amb bateries de liti s'han d'escalfar de tant en tant i la capacitat elèctrica es restableix completament.
• El segon inconvenient notable no és una vida útil massa llarga. Malgrat les garanties dels fabricants, les millors mostres, amb l'ús més acurat, no suporten més de tres o cinc anys. En el termini d'un any després de la compra, una bateria de liti de qualsevol marca habitual, amb l'ús més acurat, pot perdre fins a un terç de la seva capacitat. Després de dos anys, gairebé no es mantindrà la meitat de la capacitat original. El període mitjà de funcionament normal és de dos a tres anys.
• I un altre inconvenient notable: el preu de les bateries de liti és molt superior al cost de les bateries de níquel-cadmi, que encara s'utilitzen àmpliament en eines elèctriques de mà.

Històricament, les primeres bateries recarregables realment produïdes en massa per a eines elèctriques de mà eren les bateries de níquel-cadmi. A un preu baix, són bastant capaços de càrregues relativament grans i tenen una capacitat elèctrica satisfactòria amb dimensions i pes raonables. Les bateries d'aquest tipus encara estan molt esteses avui dia, sobretot en el sector dels electrodomèstics de mà econòmics.

La principal diferència entre les bateries de liti i les bateries de níquel-cadmi és el baix pes amb una gran capacitat elèctrica i una molt bona capacitat de càrrega..

A més, molt una diferència important entre les bateries de liti és un temps de càrrega significativament més curt... Aquesta bateria es pot carregar en un parell d'hores. Però el cicle de càrrega complet de les bateries de níquel-cadmi triga almenys dotze hores.

Hi ha una altra peculiaritat associada a això: mentre que les bateries de liti toleren tant l'emmagatzematge com el funcionament en estat de càrrega incompleta amb força tranquil·litat, El níquel-cadmi té un "efecte memòria" extremadament desagradable... A la pràctica, això significa que per allargar la vida útil i també per evitar una pèrdua ràpida de capacitat, Les bateries de níquel-cadmi s'han d'utilitzar preferentment fins que estiguin completament descarregades... Després d'això, assegureu-vos de carregar a plena capacitat, cosa que requereix una quantitat de temps important.

Les bateries de liti no tenen aquest inconvenient.

Quan es tracta d'escollir una bateria per a un tornavís, la tasca es redueix a la selecció del propi dispositiu elèctric, que inclourà una bateria d'un model concret.

La qualificació dels tornavís sense fil econòmics d'aquesta temporada és la següent:

• Makita HP331DZ, 10,8 volts, 1,5 A * h, liti;
• Bosch PSR 1080 LI, 10,8 volts, 1,5 A * h, liti;
• Bort BAB-12-P, 12 volts, 1,3 A * h, níquel;

• "Interskol DA-12ER-01", 12 volts 1,3 A * h, níquel;
• Kolner KCD 12M, 12 volts, 1,3 A * h, níquel.

Els millors models professionals són:

1. Makita DHP481RTE, 18 volts, 5 A * h, liti;
2. Hitachi DS14DSAL, 14,4 volts, 1,5 A * h, liti;
3. Metabo BS 18 LTX Impuls 201, 18 volts, 4 A * h, liti;
4. Bosch GSR 18 V-EC 2016, 18 volts, 4 A * h, liti;
5. Dewalt DCD780M2, 18 volts 1,5 A * h, liti.

Els millors tornavisos sense fil en termes de fiabilitat:

1. Bosch GSR 1440, 14,4 volts, 1,5 A * h, liti;
2. Hitachi DS18DFL, 18 volts, 1,5 A * h, liti;
3. Dewalt DCD790D2, 18 volts, 2 A * h, liti.

Aquesta tensió es considera l'estàndard professional de la indústria per a bateries de liti. Com que una eina professional està dissenyada per a un treball actiu a llarg termini i també implica un nivell addicional de comoditat, una part important de les bateries de tornavís de 18 volts produïdes són totalment compatibles entre elles i, de vegades, fins i tot intercanviables entre eines de diferents fabricants.

A més, Els estàndards de 10,8 volts i 14,4 volts estan molt estesos... La primera opció només es troba entre els models més econòmics. El segon és tradicionalment "camperol mitjà" i es pot trobar tant entre models professionals de tornavís com en models de classe mitjana (intermedia).

Però no es poden veure les designacions de 220 volts a les característiques dels millors models, ja que això indica que el tornavís està connectat amb un cable a una presa de corrent domèstica.

Sovint, el mestre ja té un vell tornavís sense fil que li convé completament. Però el dispositiu està equipat amb bateries de níquel-cadmi obsoletes. Com que la bateria encara s'haurà de canviar, hi ha un desig de substituir la bateria antiga per una de més nova. Això no només proporcionarà un treball més còmode, sinó que també eliminarà la necessitat de buscar al mercat bateries d'un model obsolet.

El més senzill que em ve al cap és muntar una font d'alimentació des d'un transformador electrònic en una caixa de bateries antiga.... Ara podeu utilitzar el tornavís connectant-lo a la font d'alimentació domèstica.

Els models de 14,4 volts es poden connectar a les bateries del cotxe... Després d'haver muntat un adaptador d'extensió amb terminals o un endoll de l'encenedor del cos d'una bateria antiga, obteniu un dispositiu indispensable per al garatge o per treballar "al camp".

Si estem convertint una bateria antiga a liti, podem tenir en compte que les cèl·lules de liti 18650 estan molt esteses al mercat, per tant, podem fabricar bateries de tornavís a partir de peces fàcilment disponibles. A més, la prevalença de l'estàndard 18650 us permet triar bateries de qualsevol fabricant.

No serà difícil obrir la caixa d'una bateria antiga i treure'n el farcit antic. És important no oblidar marcar el contacte a la caixa a la qual es va connectar prèviament el "plus" del conjunt de la bateria antiga..

En funció de la tensió per a la qual es va dissenyar la bateria antiga, cal seleccionar el nombre de cèl·lules de liti connectades en sèrie. La tensió estàndard d'una pila de liti és exactament tres vegades la d'una pila de níquel (3,6 V en lloc d'1,2 V). Així, cada liti substitueix tres níquels connectats en sèrie.

En preveure el disseny de la bateria, en la qual es connecten tres cel·les de liti una darrere l'altra, és possible obtenir una bateria amb una tensió de 10,8 volts. Entre les bateries de níquel, aquestes es troben, però no sovint. Quan quatre cel·les de liti estan connectades a una garlanda, ja tenim 14,4 volts.Això substituirà la bateria de níquel per les dues de 12 volts.i 14,4 volts són estàndards molt comuns per a bateries de níquel-cadmi i níquel-hidrur metàl·lic. Tot depèn del model específic del tornavís.

Després que s'hagi pogut determinar el nombre d'etapes successives, probablement resultarà que encara hi ha espai lliure a l'antic edifici. Això permetrà connectar dues cel·les a cada etapa en paral·lel, el que duplicarà la capacitat de la bateria. La cinta de níquel s'utilitza per connectar bateries de liti entre si durant la producció.... Les seccions de la cinta estan connectades entre si i amb elements de liti mitjançant soldadura per resistència. Però a la vida quotidiana, la soldadura és bastant acceptable.

La soldadura de cèl·lules de liti s'ha de fer amb molta cura. La junta s'ha de netejar a fons prèviament i s'ha d'aplicar un bon flux. L'estanyat es fa molt ràpid, amb un soldador ben escalfat i de potència prou alta.

La soldadura en si es realitza escalfant ràpidament i amb confiança el lloc on el cable està connectat a la cèl·lula de liti. Per evitar un perillós sobreescalfament de l'element, el temps de soldadura no ha de superar de tres a cinc segons.

És bo que ara hi hagi a la venda mòduls electrònics de control i equilibri ja fets a preus força baixos. N'hi ha prou amb triar una solució que s'adapti al vostre cas particular. Bàsicament, aquests controladors es diferencien pel nombre de "passos" connectats en sèrie, la tensió entre les quals està subjecta a l'equalització (equilibri). A més, es diferencien pel seu mètode de control de temperatura i corrent de càrrega admissible.

De totes maneres, ja no és possible carregar una bateria de liti casolana amb un carregador de bateries de níquel antic... Tenen algorismes de càrrega i tensions de control fonamentalment diferents. Necessitareu un carregador dedicat.

Les bateries de liti són força exigents amb les especificacions del carregador. Aquestes bateries es poden carregar bastant ràpidament amb un corrent important, però un corrent de càrrega excessiu comporta un risc greu d'escalfament i incendi.

També cal tenir en compte que quan les cèl·lules es connecten en sèrie a una bateria, les fonts de liti són molt propenses a la càrrega desigual de les cèl·lules individuals. Això condueix al fet que no és possible carregar la bateria a tota la seva capacitat i l'element, que funciona habitualment en mode de càrrega insuficient, simplement es desgasta més ràpidament. Per tant, els carregadors solen construir-se segons l'esquema "equilibrador de càrrega".

Afortunadament, totes les bateries de liti modernes de fàbrica (excepte les falsificacions) tenen circuits de protecció i equilibri integrats. Tanmateix, el carregador d'aquestes bateries ha d'estar especialitzat.

El millor de les bateries de liti és que no són massa exigents en condicions d'emmagatzematge. Es poden emmagatzemar, ja siguin carregats o descarregats, a gairebé qualsevol temperatura raonable. Si només no fes massa fred. Les temperatures inferiors als 25 graus sota zero són fatals per a la majoria de tipus de bateries de liti. Bé, i per sobre dels 65 graus de calor, també és millor no sobreescalfar.

Tanmateix, quan emmagatzemeu bateries de liti, assegureu-vos de tenir en compte el risc molt alt d'incendi.

Les condicions d'emmagatzematge correctes són quan la bateria està almenys al 50% carregada i la temperatura ambient és de 0 a +40 graus. Al mateix temps, s'aconsella estalviar les bateries de la humitat, fins i tot en forma de degoteig (rosada).

Al següent vídeo trobareu quina bateria és millor per a un tornavís.