باتری های لیتیوم برای پیچ گوشتی: تبدیل پیچ گوشتی به باتری های لیتیوم-یون. انتخاب بهترین مدلهای 18 و 220 ولت. قوانین شارژ و ذخیره سازی

2024 نویسنده: Beatrice Philips | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-18 12:10

اگر یک وسیله برقی دستی که از منبع تغذیه خانگی تغذیه می کند ، با سیم به پریز متصل شده و حرکت شخصی را که دستگاه را در دست دارد محدود می کند ، همتایان واحد "با بند" با باتری کار می کنند. آزادی عمل بیشتر در کار. هنگام استفاده از پیچ گوشتی وجود باتری بسیار مهم است.

بسته به نوع باتری مورد استفاده ، آنها را می توان به طور مشروط به دو گروه تقسیم کرد - با باتری های نیکل و لیتیوم ، و ویژگی های مورد دوم این ابزار قدرتمند را برای کاربر جالب ترین می کند.

ویژگی ها

طراحی باتری لیتیوم قابل شارژ تفاوت چندانی با طراحی باتری ها بر اساس سایر مواد شیمیایی ندارد. اما ویژگی اساسی استفاده از الکترولیت بدون آب است که مانع از آزاد شدن هیدروژن آزاد در حین کار می شود. این یک نقص مهم در باتری های طرح های قبلی بود و منجر به احتمال زیاد آتش سوزی شد.

آند از یک فیلم اکسید کبالت ساخته شده است که روی یک جمع کننده جریان پایه آلومینیومی قرار داده شده است. کاتد خود الکترولیت است که حاوی نمک های لیتیوم به صورت مایع است. الکترولیت توده متخلخل از مواد خنثی شیمیایی رسانای الکتریکی را آغشته می کند. گرافیت یا کک شل برای آن مناسب است .… جمع آوری فعلی از یک صفحه مسی اعمال شده در پشت کاتد انجام می شود.

برای عملکرد عادی باتری ، کاتد متخلخل باید به اندازه کافی محکم به آند فشار داده شود .… بنابراین ، در طراحی باتری های لیتیوم ، همیشه یک فنر وجود دارد که "ساندویچ" را از آند ، کاتد و جمع کننده جریان منفی فشرده می کند. ورود هوای محیط می تواند تعادل شیمیایی متعادل را به هم بزند. و ورود رطوبت و خطر آتش سوزی و حتی انفجار را تهدید می کند. از این رو سلول باتری تمام شده باید با دقت آب بندی شود.

طراحی باتری تخت ساده تر است. باتری های لیتیوم مسطح سبک تر ، بسیار فشرده تر و جریان قابل توجهی (یعنی قدرت بیشتر) را ارائه می دهند. اما لازم است دستگاهی با باتری های لیتیوم شکل مسطح طراحی شود ، به این معنی که باتری کاربرد باریک و تخصصی خواهد داشت. چنین باتری هایی گران تر از نمونه های مشابه خود هستند.

برای گسترش بازار فروش ، تولیدکنندگان سلول های باتری با اشکال جهانی و اندازه های استاندارد تولید می کنند.

در بین باتری های لیتیوم ، نسخه 18650 امروزه غالب است. چنین باتری هایی شبیه به باتری های استوانه ای شکل انگشتی هستند که در زندگی روزمره شناخته شده است. ولی استاندارد 18650 به طور خاص ابعاد کمی بزرگتر را ارائه می دهد … این امر از سردرگمی جلوگیری می کند و از جایگزینی اشتباه یک منبع تغذیه به جای باتری شور معمولی جلوگیری می کند. اما این بسیار خطرناک است ، زیرا باتری لیتیوم دو و نیم برابر ولتاژ استاندارد (3.6 ولت در مقابل 1.5 ولت برای باتری نمکی) دارد.

برای یک پیچ گوشتی برقی ، سلولهای لیتیوم به ترتیب در یک باتری جمع آوری می شوند. این امر ولتاژ اعمال شده به موتور را افزایش می دهد ، که قدرت و گشتاور مورد نیاز ابزار را تأمین می کند.

باتری ذخیره لزوماً در طراحی خود دارای سنسورهای دما و یک دستگاه الکترونیکی تخصصی - کنترل کننده است.

این مدار:

• یکنواختی بار عناصر فردی را کنترل می کند.
• جریان شارژ را کنترل می کند ؛
• اجازه تخلیه بیش از حد عناصر را نمی دهد ؛
• از گرم شدن بیش از حد باتری جلوگیری می کند.

باتری های نوع توصیف شده یونی نامیده می شوند. سلولهای لیتیوم پلیمر نیز وجود دارد ، این یک اصلاح یون لیتیوم است. طراحی آنها فقط در جنس و طراحی الکترولیت تفاوت اساسی دارد.

مزایا و معایب

• مزیت اصلی باتری های لیتیوم ظرفیت بالای الکتریکی آنها است. این به شما امکان می دهد یک ابزار دستی سبک و جمع و جور بسازید. از طرف دیگر ، اگر کاربر آماده کار با دستگاه سنگین تر باشد ، یک باتری بسیار قدرتمند دریافت می کند که به پیچ گوشتی اجازه می دهد تا مدت طولانی کار کند.
• مزیت دیگر توانایی پر کردن نسبتاً سریع باتری های لیتیوم است. یک زمان شارژ معمولی تقریباً دو ساعت است و برخی از باتری ها را می توان در نیم ساعت با یک شارژر مخصوص شارژ کرد! این مزیت می تواند دلیل استثنایی برای تجهیز پیچ گوشتی به باتری لیتیوم باشد.

باتری های لیتیوم دارای معایب خاصی نیز هستند

• قابل توجه ترین آن کاهش قابل توجه ظرفیت عملی هنگام کار در هوای سرد است. در دمای زیر صفر ، دستگاه مجهز به باتری های لیتیوم باید هر از گاهی گرم شود ، در حالی که ظرفیت الکتریکی به طور کامل بازگردانده می شود.
• دومین اشکال قابل توجه ، عمر طولانی زیاد نیست. با وجود اطمینان تولیدکنندگان ، بهترین نمونه ها ، با دقیق ترین عملکرد ، بیش از سه تا پنج سال مقاومت نمی کنند. ظرف یک سال پس از خرید ، باتری لیتیوم هر مارک معمولی ، با دقیق ترین استفاده ، می تواند تا یک سوم ظرفیت خود را از دست بدهد. پس از دو سال ، تقریبا نیمی از ظرفیت اولیه باقی می ماند. به طور متوسط دوره عملکرد معمولی دو تا سه سال است.
• و یک اشکال قابل توجه دیگر: قیمت باتری های لیتیوم بسیار بیشتر از هزینه باتری های نیکل-کادمیوم است که هنوز در ابزارهای برقی دستی به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند.

تفاوت باتری های نیکل کادمیوم

از نظر تاریخی ، اولین باتری های قابل شارژ واقعاً انبوه برای ابزارهای برقی دستی ، باتری های نیکل-کادمیوم بودند. با قیمت پایین ، آنها کاملاً قادر به بارهای نسبتاً بزرگ هستند و دارای ظرفیت الکتریکی رضایت بخش با ابعاد و وزن مناسب هستند. باتری های این نوع امروزه هنوز رواج دارند ، به ویژه در بخش لوازم خانگی ارزان قیمت.

تفاوت اصلی بین باتری های لیتیوم و باتری های نیکل-کادمیوم وزن کم با ظرفیت الکتریکی بالا و ظرفیت بار بسیار خوب است

علاوه بر این ، بسیار تفاوت مهم بین باتری های لیتیوم ، زمان شارژ کوتاه تر آنهاست … این باتری را می توان در عرض چند ساعت شارژ کرد. اما چرخه کامل شارژ باتری های نیکل-کادمیوم حداقل دوازده ساعت طول می کشد.

یک ویژگی دیگر نیز در ارتباط با این موضوع وجود دارد: در حالی که باتری های لیتیوم هم ذخیره و هم کارکردن در حالت شارژ نشده را کاملاً آرام تحمل می کنند ، نیکل-کادمیوم دارای "حافظه" بسیار ناخوشایند است … در عمل ، این بدان معناست که به منظور افزایش طول عمر و همچنین جلوگیری از از دست دادن سریع ظرفیت ، باتری های نیکل-کادمیوم ترجیحاً باید قبل از تخلیه کامل استفاده شوند … پس از آن ، مطمئن شوید که با ظرفیت کامل شارژ می کنید ، که زمان قابل توجهی طول می کشد.

باتری های لیتیوم این عیب را ندارند.

چگونه انتخاب کنیم؟

وقتی نوبت به انتخاب باتری برای پیچ گوشتی می رسد ، کار به انتخاب خود دستگاه الکتریکی برمی گردد که شامل باتری یک مدل خاص می شود.

رتبه پیچ گوشتی های بی سیم ارزان این فصل به شرح زیر است:

• ماکیتا HP331DZ ، 10.8 ولت ، 1.5 A * ساعت ، لیتیوم ؛
• بوش PSR 1080 LI ، 10.8 ولت ، 1.5 A * ساعت ، لیتیوم ؛
• بورت BAB-12-P ، 12 ولت ، 1.3 A * ساعت ، نیکل ؛

• " Interskol DA-12ER-01 " ، 12 ولت 1.3 A * ساعت ، نیکل ؛
• Kolner KCD 12M ، 12 ولت ، 1.3 A * ساعت ، نیکل.

بهترین مدلهای حرفه ای عبارتند از:

1. ماکیتا DHP481RTE ، 18 ولت ، 5 A * ساعت ، لیتیوم ؛
2. هیتاچی DS14DSAL ، 14.4 ولت ، 1.5 A * ساعت ، لیتیوم ؛
3. متابو BS 18 LTX Impuls 201 ، 18 ولت ، 4 A * ساعت ، لیتیوم ؛
4. بوش GSR 18 V-EC 2016 ، 18 ولت ، 4 A * ساعت ، لیتیوم ؛
5. دیوالت DCD780M2 ، 18 ولت 1.5 A * h ، لیتیوم.

بهترین پیچ گوشتی های شارژی از نظر قابلیت اطمینان:

1. بوش GSR 1440 ، 14.4 ولت ، 1.5 A * ساعت ، لیتیوم ؛
2. هیتاچی DS18DFL ، 18 ولت ، 1.5 A * ساعت ، لیتیوم ؛
3. دیوالت DCD790D2 ، 18 ولت ، 2 A * h ، لیتیوم.

می بینید که بهترین پیچ گوشتی ها در قسمت های نیمه حرفه ای و حرفه ای دارای باتری های قابل شارژ 18 ولتی هستند.

این ولتاژ استاندارد حرفه ای صنعت برای باتری های لیتیوم در نظر گرفته می شود. از آنجایی که یک ابزار حرفه ای برای کارهای فعال طولانی مدت طراحی شده است و همچنین سطح راحتی بیشتری را نیز در بر می گیرد ، بخش قابل توجهی از باتری های پیچ گوشتی 18 ولتی تولید شده کاملاً با یکدیگر سازگار هستند و حتی گاهی اوقات بین ابزارهای سازندگان مختلف قابل تعویض هستند.

بعلاوه، استانداردهای 10.8 ولت و 14.4 ولت رایج هستند … اولین گزینه تنها در میان ارزان ترین مدل ها یافت می شود. دومی به طور سنتی یک "دهقان میانی" است و می توان آن را در بین مدلهای حرفه ای پیچ گوشتی و در مدلهای طبقه متوسط (متوسط) یافت.

اما نام 220 ولت در ویژگی های بهترین مدل ها قابل مشاهده نیست ، زیرا این نشان می دهد که پیچ گوشتی با سیم به پریز برق خانگی متصل شده است.

چگونه می توان بازسازی و مونتاژ کرد؟

اغلب ، استاد قبلاً یک پیچ گوشتی بی سیم قدیمی دارد که کاملاً برای او مناسب است. اما این دستگاه مجهز به باتری های نیکل-کادمیوم قدیمی است. از آنجا که باتری هنوز باید تغییر کند ، تمایل به تعویض باتری قدیمی با چیزی جدیدتر وجود دارد. این نه تنها کار راحت تری را ارائه می دهد ، بلکه نیاز به جستجوی باتری های یک مدل قدیمی در بازار را نیز از بین می برد.

ساده ترین چیزی که به ذهن می رسد این است که یک منبع تغذیه از ترانسفورماتور الکترونیکی را در یک باتری قدیمی جمع آوری کنید .… اکنون می توانید از پیچ گوشتی با اتصال آن به منبع تغذیه خانگی استفاده کنید.

مدل های 14.4 ولت را می توان به باتری خودرو متصل کرد … پس از مونتاژ یک آداپتور فرعی با پایانه ها یا دوشاخه فندک از بدنه یک باتری قدیمی ، یک وسیله ضروری برای گاراژ یا کار "در مزرعه" دریافت می کنید.

متأسفانه ، هنگام تبدیل یک بسته باتری قدیمی به یک آداپتور سیمی ، مزیت اصلی پیچ گوشتی بی سیم از بین می رود - تحرک.

اگر ما یک باتری قدیمی را به لیتیوم تبدیل می کنیم ، می توانیم در نظر بگیریم که 18650 سلول لیتیوم در بازار بسیار گسترده است. بنابراین ، ما می توانیم باتری های پیچ گوشتی را بر اساس قطعاتی که به راحتی در دسترس هستند ، بسازیم. علاوه بر این ، رواج استاندارد 18650 به شما امکان می دهد باتری های هر سازنده را انتخاب کنید.

باز کردن قاب یک باتری قدیمی و حذف پر کردن قدیمی از آن دشوار نخواهد بود. مهم است که علامت گذاری مخاطب را در موردی که "plus" مجموعه قدیمی باتری قبلاً به آن متصل شده بود ، فراموش نکنید ..

بسته به ولتاژ که باتری قدیمی برای آن طراحی شده است ، لازم است تعداد سلولهای لیتیوم متصل به صورت سری را انتخاب کنید. ولتاژ استاندارد سلول لیتیوم دقیقاً سه برابر سلول نیکل است (3.6 ولت به جای 1.2 ولت). بنابراین ، هر لیتیوم جایگزین سه نیکل متصل به هم می شود.

با ارائه طراحی باتری ، که در آن سه سلول لیتیوم یکی پس از دیگری به هم متصل شده اند ، می توان یک باتری با ولتاژ 10.8 ولت به دست آورد. در بین باتری های نیکل ، این باتری ها یافت می شوند ، اما نه اغلب. هنگامی که چهار سلول لیتیوم به یک گلدان متصل می شوند ، ما قبلاً 14.4 ولت دریافت می کنیم. این جایگزین باتری نیکل با هر دو 12 ولت می شود .و 14.4 ولت استانداردهای بسیار متداول برای باتری های نیکل-کادمیوم و نیکل-فلز هیدرید هستند. همه چیز بستگی به مدل خاص پیچ گوشتی دارد.

پس از تعیین تعداد مراحل پی در پی ، احتمالاً معلوم می شود که هنوز فضای آزاد در ساختمان قدیمی وجود دارد. این اجازه می دهد تا دو سلول به طور موازی در هر مرحله به هم متصل شوند ، که باعث افزایش دو برابر ظرفیت باتری می شود. نوار نیکل برای اتصال باتری های لیتیوم به یکدیگر در تولید استفاده می شود .… بخشهای نوار با جوشکاری مقاومتی به یکدیگر و عناصر لیتیوم متصل می شوند. اما در زندگی روزمره ، لحیم کاری کاملاً قابل قبول است.

لحیم کاری سلول های لیتیوم باید با دقت زیادی انجام شود. محل اتصال باید از قبل تمیز شود و یک جریان خوب اعمال شود. قلعکاری به سرعت انجام می شود ، با یک لحیم کاری خوب گرم شده با قدرت کافی بالا.

لحیم کاری با گرم کردن سریع و مطمئن محل اتصال سیم به سلول لیتیوم انجام می شود. برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد عنصر ، زمان لحیم کاری نباید بیش از سه تا پنج ثانیه باشد.

هنگام طراحی باتری لیتیوم خانگی ، باید توجه داشت که شارژ آن به روش خاصی انجام می شود. ارائه مدار الکترونیکی برای نظارت و متعادل سازی شارژ در طراحی باتری ذخیره سازی ضروری است. علاوه بر این ، چنین مداری باید از گرم شدن احتمالی باتری و تخلیه زیاد جلوگیری کند. بدون چنین دستگاهی ، باتری لیتیوم به سادگی قابل انفجار است.

خوب است که در حال حاضر ماژول های کنترل و تعادل الکترونیکی آماده با قیمت های نسبتاً پایین در فروش وجود دارد. کافی است راه حلی را انتخاب کنید که مناسب مورد خاص شما باشد. اساساً ، این کنترل کننده ها در تعداد "مراحل" متصل به سری متفاوت هستند ، ولتاژ بین آنها منوط به یکسان سازی (متعادل سازی) است. علاوه بر این ، آنها در روش کنترل جریان مجاز بار و دما متفاوت هستند.

به هر حال، دیگر امکان شارژ باتری لیتیوم خانگی با شارژر باتری نیکل قدیمی وجود ندارد … آنها دارای الگوریتم های شارژ و کنترل ولتاژهای اساسی هستند. شما به یک شارژر اختصاصی نیاز دارید.

چگونه به درستی شارژ کنیم؟

باتری های لیتیوم در مورد مشخصات شارژر بسیار مشکل هستند. چنین باتری هایی می توانند به سرعت با جریان قابل توجهی شارژ شوند ، اما جریان زیاد شارژ منجر به گرمایش شدید و خطر آتش سوزی می شود.

برای شارژ باتری لیتیوم ، استفاده از شارژر مخصوص با کنترل الکترونیکی جریان شارژ و کنترل دما ضروری است.

همچنین باید در نظر داشت که وقتی سلول ها به صورت سری در یک باتری متصل می شوند ، منابع لیتیوم بسیار مستعد شارژ ناهموار تک تک سلول ها هستند. این امر به این واقعیت منجر می شود که امکان شارژ کامل باتری وجود ندارد و عنصری که به طور منظم در حالت کم شارژ کار می کند ، سریعتر فرسوده می شود. بنابراین ، شارژرها معمولاً مطابق طرح "متعادل کننده بار" ساخته می شوند.

خوشبختانه ، تمام باتری های لیتیوم ساخته شده در کارخانه (به جز تقلبی های کامل) دارای مدارهای محافظ و متعادل کننده داخلی هستند. با این حال ، شارژر این باتری ها باید تخصصی باشد.

چگونه ذخیره کنیم؟

نکته جالب در مورد باتری های لیتیوم این است که آنها در شرایط ذخیره سازی بیش از حد مطالبه نمی کنند. آنها را می توان ذخیره یا شارژ یا تخلیه ، تقریباً در هر دمای مناسب ذخیره کرد. فقط اگر هوا خیلی سرد نبود. دمای زیر 25 درجه زیر صفر برای بیشتر انواع باتری های لیتیوم کشنده است. خوب ، و بالاتر از 65 درجه حرارت ، همچنین بهتر است بیش از حد گرم نشود.

با این حال ، هنگام ذخیره باتری های لیتیوم ، حتماً خطر بسیار زیاد آتش سوزی را در نظر بگیرید.

با ترکیبی از حالت شارژ کم و دمای پایین در انبار ، فرآیندهای داخلی در باتری می تواند منجر به تشکیل دندریت های به اصطلاح شود و خود گرم شدن خود به خود را ایجاد کند. این نوع پدیده در صورتی امکان پذیر است که باتری های بسیار تخلیه شده در دمای بالا ذخیره شوند.

شرایط مناسب برای ذخیره سازی زمانی است که باتری حداقل 50 درصد شارژ شده و دمای اتاق از 0 تا +40 درجه باشد.در عین حال ، توصیه می شود باتری ها را از رطوبت ، از جمله به شکل قطرات (شبنم) ذخیره کنید.