Tính năng, ưu và nhược điểm của pin lithium cho tuốc nơ vít

Nếu dụng cụ điện cầm tay được cung cấp bởi nguồn điện gia dụng được buộc vào ổ cắm bằng dây, hạn chế chuyển động của người cầm thiết bị trên tay, thì các thiết bị chạy bằng pin của các thiết bị "trên dây" cung cấp nhiều tự do hành động hơn trong công việc. Sự hiện diện của pin là rất quan trọng khi nói đến việc sử dụng tua vít.

Tùy thuộc vào loại pin được sử dụng, chúng có thể được chia theo điều kiện thành hai nhóm - với pin niken và pin lithium, và các tính năng của loại pin sau làm cho công cụ điện này trở nên thú vị nhất đối với người dùng.

Thiết bị của pin sạc lithium không quá khác biệt so với thiết kế của các loại pin dựa trên hóa học khác. Nhưng một đặc điểm cơ bản là sử dụng chất điện phân khan, ngăn cản việc giải phóng hydro tự do trong quá trình vận hành. Đây là một nhược điểm đáng kể của pin của các thiết kế trước đó và dẫn đến khả năng cháy nổ cao.

Cực dương được làm từ một màng oxit coban lắng đọng trên một bộ thu dòng điện cơ bản bằng nhôm. Bản thân catot là bình điện phân chứa các muối liti ở dạng lỏng. Chất điện phân tẩm một khối xốp của vật liệu trung hòa về điện, dẫn điện. Than chì lỏng hoặc than cốc phù hợp với nó.... Thu dòng điện được thực hiện từ một tấm đồng được áp dụng cho mặt sau của catốt.

Để pin hoạt động bình thường, cực âm xốp phải được ép đủ chặt vào cực dương.... Do đó, trong thiết kế của pin lithium luôn có một lò xo nén "bánh sandwich" từ cực dương, cực âm và bộ thu dòng điện âm. Sự xâm nhập của không khí xung quanh có thể làm đảo lộn sự cân bằng hóa học được cân bằng cẩn thận. Và sự xâm nhập của hơi ẩm và đe dọa nguy cơ cháy và thậm chí nổ. Đó là lý do tại sao pin đã hoàn thành phải được niêm phong cẩn thận.

Pin phẳng có thiết kế đơn giản hơn. Tất cả những thứ khác đều như nhau, pin lithium phẳng sẽ nhẹ hơn, nhỏ gọn hơn nhiều và cung cấp dòng điện đáng kể (tức là nhiều năng lượng hơn). Nhưng cần thiết kế một thiết bị có pin lithium hình phẳng, nghĩa là pin sẽ có ứng dụng chuyên biệt hẹp. Loại pin này đắt hơn so với các loại pin khác.

Để làm cho thị trường bán hàng rộng hơn, các nhà sản xuất sản xuất các tế bào pin với hình dạng phổ biến và kích thước tiêu chuẩn.

Trong số các loại pin lithium, phiên bản 18650 thực sự chiếm ưu thế hiện nay, loại pin như vậy có hình thức gần giống với pin hình trụ ngón tay quen thuộc trong cuộc sống hàng ngày. Nhưng tiêu chuẩn 18650 đặc biệt cung cấp cho các kích thước lớn hơn một chút... Điều này tránh nhầm lẫn và ngăn không cho một bộ cấp nguồn như vậy bị thay thế nhầm vào vị trí của pin muối thông thường. Nhưng điều này sẽ rất nguy hiểm, vì pin lithium có điện áp gấp hai lần rưỡi điện áp tiêu chuẩn (3,6 volt so với 1,5 volt đối với pin muối).

Đối với tuốc nơ vít điện, các tế bào lithium tuần tự được thu thập vào pin. Điều này cho phép tăng điện áp vào động cơ, cung cấp công suất và mô-men xoắn theo yêu cầu của dụng cụ.

Pin lưu trữ nhất thiết phải chứa các cảm biến nhiệt độ theo thiết kế của nó và một thiết bị điện tử chuyên dụng - bộ điều khiển.

Mạch này:

• giám sát tính đồng nhất của điện tích của các phần tử riêng lẻ;
• kiểm soát dòng phí;
• không cho phép phóng điện quá mức của các phần tử;
• ngăn chặn quá nhiệt của pin.

Pin của loại được mô tả được gọi là pin. Ngoài ra còn có các tế bào lithium-polymer, đây là sự biến đổi của các tế bào lithium-ion. Thiết kế của chúng về cơ bản chỉ khác nhau về chất liệu và thiết kế của bình điện phân.

• Ưu điểm chính của pin lithium là dung lượng điện cao. Điều này cho phép bạn tạo ra một công cụ cầm tay nhẹ và nhỏ gọn. Mặt khác, nếu người dùng sẵn sàng làm việc với một thiết bị nặng hơn, họ sẽ nhận được một viên pin rất mạnh cho phép tuốc nơ vít hoạt động trong thời gian dài.
• Một ưu điểm khác là khả năng nạp đầy năng lượng cho pin lithium tương đối nhanh chóng. Thời gian sạc đầy điển hình là khoảng hai giờ và một số pin có thể được sạc trong nửa giờ bằng bộ sạc đặc biệt! Lợi thế này có thể là một lý do đặc biệt để trang bị một tuốc nơ vít với pin lithium.

Pin Lithium cũng có một số nhược điểm cụ thể.

• Đáng chú ý nhất là công suất thực tế giảm đáng kể khi hoạt động trong thời tiết lạnh giá. Ở nhiệt độ hạ nhiệt độ, các dụng cụ được trang bị pin lithium phải được làm ấm theo thời gian và khả năng điện được khôi phục hoàn toàn.
• Nhược điểm dễ nhận thấy thứ hai là tuổi thọ sử dụng không quá lâu. Bất chấp sự đảm bảo của các nhà sản xuất, các mẫu tốt nhất, được vận hành cẩn thận nhất, có thể chịu được không quá ba đến năm năm. Trong vòng một năm sau khi mua, pin lithium của bất kỳ nhãn hiệu thông thường nào, nếu sử dụng cẩn thận nhất, có thể mất tới một phần ba dung lượng. Sau hai năm, hầu như không còn một nửa công suất ban đầu. Thời gian hoạt động bình thường trung bình là hai đến ba năm.
• Và một nhược điểm đáng chú ý khác: giá của pin lithium cao hơn nhiều so với giá thành của pin niken-cadmium vẫn được sử dụng rộng rãi trong các công cụ điện cầm tay.

Trong lịch sử, loại pin sạc được sản xuất hàng loạt thực sự đầu tiên dành cho dụng cụ điện cầm tay là pin niken-cadmium. Với giá thành rẻ, chúng có khả năng chịu tải tương đối lớn và công suất điện đạt yêu cầu với kích thước và trọng lượng hợp lý. Ngày nay, loại pin này vẫn còn phổ biến, đặc biệt là trong lĩnh vực thiết bị cầm tay rẻ tiền.

Sự khác biệt chính giữa pin lithium và pin nickel-cadmium là trọng lượng thấp với công suất điện cao và khả năng chịu tải rất tốt..

Ngoài ra, rất một sự khác biệt quan trọng giữa pin lithium là thời gian sạc ngắn hơn đáng kể... Pin này có thể được sạc trong vài giờ. Nhưng chu kỳ sạc đầy của pin niken-cadmium mất ít nhất mười hai giờ.

Có một điểm đặc biệt khác liên quan đến điều này: trong khi pin lithium chịu được cả việc lưu trữ và hoạt động ở trạng thái sạc chưa đầy một cách khá bình tĩnh, niken-cadmium có "hiệu ứng trí nhớ" cực kỳ khó chịu... Trong thực tế, điều này có nghĩa là để kéo dài tuổi thọ sử dụng và cũng để ngăn ngừa mất công suất nhanh chóng, Tốt nhất nên sử dụng pin niken-cadimi trước khi xả hết... Sau đó, hãy nhớ sạc đầy dung lượng, mất một khoảng thời gian đáng kể.

Pin Lithium không có nhược điểm này.

Khi nói đến việc chọn pin cho tuốc nơ vít, nhiệm vụ phụ thuộc vào việc lựa chọn chính thiết bị điện, sẽ bao gồm pin của một kiểu máy cụ thể.

Xếp hạng của tua vít không dây rẻ tiền trong mùa giải này trông như thế này:

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

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

Các mô hình chuyên nghiệp tốt nhất là:

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

Tua vít không dây tốt nhất về độ tin cậy:

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

Điện áp này được coi là tiêu chuẩn chuyên nghiệp của ngành đối với pin lithium. Vì một công cụ chuyên nghiệp được thiết kế cho công việc hoạt động lâu dài và cũng ngụ ý một mức độ thoải mái bổ sung, một phần đáng kể của pin tuốc nơ vít 18 volt được sản xuất hoàn toàn tương thích với nhau và đôi khi có thể thay thế cho nhau giữa các công cụ từ các nhà sản xuất khác nhau.

Ngoài ra, Các tiêu chuẩn 10,8 volt và 14,4 volt được phổ biến rộng rãi... Tùy chọn đầu tiên chỉ được tìm thấy trong số các mô hình rẻ tiền nhất. Loại thứ hai theo truyền thống là "nông dân trung lưu" và có thể được tìm thấy cả ở các mẫu tua vít chuyên nghiệp và ở các mẫu thuộc tầng lớp trung lưu (trung cấp).

Nhưng không thể nhìn thấy ký hiệu 220 volt trong các đặc điểm của các mẫu máy tốt nhất, vì điều này cho thấy rằng tuốc nơ vít được kết nối với dây với ổ cắm điện gia đình.

Thông thường, chủ nhân đã có sẵn một chiếc tuốc nơ vít không dây cũ hoàn toàn phù hợp với anh ta. Nhưng thiết bị được trang bị pin niken-cadmium đã lỗi thời. Vì pin vẫn sẽ phải thay đổi, nên bạn có mong muốn thay thế pin cũ bằng pin mới hơn. Điều này sẽ không chỉ mang lại cho công việc thoải mái hơn mà còn loại bỏ nhu cầu tìm kiếm pin của một mẫu đã lỗi thời trên thị trường.

Điều đơn giản nhất mà bạn nghĩ đến là lắp ráp nguồn điện từ một máy biến áp điện tử trong một hộp pin cũ.... Bây giờ bạn có thể sử dụng tuốc nơ vít bằng cách kết nối nó với nguồn điện gia đình.

Mô hình 14,4 volt có thể được kết nối với pin xe hơi... Sau khi lắp ráp bộ chuyển đổi mở rộng với các thiết bị đầu cuối hoặc phích cắm bật lửa từ thân của một cục pin cũ, bạn sẽ có được một thiết bị không thể thiếu cho ga ra hoặc nơi làm việc "tại hiện trường".

Nếu chúng ta đang chuyển đổi một loại pin cũ sang lithium, chúng ta có thể tính đến việc pin lithium 18650 đang rất phổ biến trên thị trường. Do đó, chúng ta có thể sản xuất pin tuốc nơ vít dựa trên các bộ phận sẵn có. Hơn nữa, sự phổ biến của tiêu chuẩn 18650 cho phép bạn chọn pin từ bất kỳ nhà sản xuất nào.

Sẽ không khó để mở hộp pin cũ và lấy miếng trám cũ ra khỏi nó. Điều quan trọng là đừng quên đánh dấu điểm tiếp xúc trên vỏ mà "dấu cộng" của cụm pin cũ đã được kết nối trước đó..

Tùy thuộc vào điện áp mà pin cũ được thiết kế, cần phải chọn số lượng tế bào lithium mắc nối tiếp. Điện áp tiêu chuẩn của pin lithium chính xác gấp ba lần điện áp của pin niken (3,6 V thay vì 1,2 V). Do đó, mỗi liti thay thế ba niken mắc nối tiếp.

Bằng cách cung cấp thiết kế của pin, trong đó ba tế bào lithium được kết nối với nhau, có thể thu được pin có điện áp 10,8 vôn. Trong số các loại pin niken, chúng được tìm thấy, nhưng không thường xuyên. Khi bốn tế bào lithium được kết nối với một vòng hoa, chúng ta đã nhận được 14,4 vôn.Điều này sẽ thay thế pin niken với cả 12 volt.và 14,4 vôn là tiêu chuẩn rất phổ biến cho pin niken-cadmium và niken-kim loại hyđrua. Tất cả phụ thuộc vào mô hình cụ thể của tuốc nơ vít.

Sau khi có thể xác định số lượng các giai đoạn kế tiếp, có thể sẽ thấy rằng vẫn còn không gian trống trong tòa nhà cũ. Điều này sẽ cho phép hai tế bào được kết nối song song trong mỗi giai đoạn, điều này sẽ tăng gấp đôi dung lượng pin. Băng niken được sử dụng để kết nối các pin lithium với nhau trong sản xuất.... Các phần của băng được kết nối với nhau và với các phần tử lithium bằng hàn điện trở. Nhưng trong cuộc sống hàng ngày, hàn khá được chấp nhận.

Việc hàn các tế bào liti cần được thực hiện hết sức cẩn thận. Mối nối phải được làm sạch kỹ lưỡng trước đó và phải sơn một loại keo tốt. Việc luyện thiếc được thực hiện rất nhanh chóng, với một mỏ hàn được nung nóng tốt có công suất đủ cao.

Bản thân quá trình hàn được thực hiện bằng cách làm nóng nơi nối dây với pin lithium một cách nhanh chóng và tự tin. Để tránh quá nhiệt nguy hiểm của phần tử, thời gian hàn không được vượt quá ba đến năm giây.

Thật tốt là hiện nay đã có các mô-đun điều khiển và cân bằng điện tử làm sẵn được bán với giá khá rẻ. Chỉ cần chọn một giải pháp phù hợp với trường hợp cụ thể của bạn là đủ. Về cơ bản, các bộ điều khiển như vậy khác nhau về số "bước" được kết nối nối tiếp, điện áp giữa chúng có thể cân bằng (cân bằng). Ngoài ra, chúng khác nhau về dòng tải cho phép và phương pháp điều khiển nhiệt độ.

Dẫu sao thì, không thể sạc pin lithium tự chế bằng bộ sạc pin niken cũ được nữa... Chúng có các thuật toán sạc và điện áp điều khiển khác nhau về cơ bản. Bạn sẽ cần một bộ sạc chuyên dụng.

Pin Lithium khá kén chọn thông số kỹ thuật của bộ sạc. Những loại pin như vậy có thể được sạc khá nhanh với một dòng điện đáng kể, nhưng dòng điện sạc quá cao sẽ dẫn đến nguy cơ cháy và nóng nghiêm trọng.

Cũng cần lưu ý rằng khi các ô được kết nối nối tiếp trong pin, các nguồn lithium rất dễ bị sạc không đồng đều cho các ô riêng lẻ. Điều này dẫn đến thực tế là không thể sạc pin hết công suất của nó và phần tử thường xuyên hoạt động ở chế độ sạc đầy, chỉ đơn giản là hao mòn nhanh hơn. Do đó, các bộ sạc thường được chế tạo theo sơ đồ "cân bằng điện tích".

May mắn thay, tất cả các loại pin lithium hiện đại do nhà máy sản xuất (ngoại trừ hàng giả hoàn toàn) đều có mạch bảo vệ và cân bằng tích hợp. Tuy nhiên, bộ sạc cho các loại pin này phải là loại chuyên dụng.

Điều tuyệt vời về pin lithium là chúng không đòi hỏi quá cao về điều kiện lưu trữ. Chúng có thể được bảo quản, cho dù sạc hay xả, ở hầu hết mọi nhiệt độ hợp lý. Giá như nó không quá lạnh. Nhiệt độ dưới 25 độ C có thể hủy hoại hầu hết các loại pin lithium. Tốt, và trên 65 độ nhiệt, tốt hơn là không nên để quá nóng.

Tuy nhiên, khi bảo quản pin lithium, hãy chắc chắn tính đến nguy cơ cháy nổ rất cao.

Điều kiện bảo quản chính xác là khi pin được sạc ít nhất 50% và nhiệt độ phòng từ 0 đến +40 độ. Đồng thời, nên tránh để pin bị ẩm, kể cả ở dạng giọt (sương).

Bạn sẽ tìm ra loại pin nào tốt hơn cho máy vặn vít trong video tiếp theo.