Características, ventajas y desventajas de las baterías de litio para destornillador.

Si una herramienta eléctrica de mano alimentada por una fuente de alimentación doméstica está atada a un tomacorriente con un cable, lo que limita el movimiento de una persona que sostiene el dispositivo en sus manos, las contrapartes de las unidades que funcionan con baterías "con correa" proporcionan mucho más libertad de acción en el trabajo. La presencia de una batería es muy importante a la hora de utilizar destornilladores.

Dependiendo del tipo de batería utilizada, se pueden dividir condicionalmente en dos grupos: con baterías de níquel y litio, y las características de estas últimas hacen que esta herramienta eléctrica sea la más interesante para el usuario.

El dispositivo de una batería recargable de litio no es muy diferente del diseño de las baterías basado en otra química. Pero la característica fundamental es el uso de electrolito anhidro, que evita la liberación de hidrógeno libre durante el funcionamiento. Esta fue una desventaja significativa de las baterías de los diseños anteriores y dio lugar a una alta probabilidad de incendio.

El ánodo está hecho de una película de óxido de cobalto depositada sobre un colector de corriente base de aluminio. El cátodo es el propio electrolito, que contiene sales de litio en forma líquida. El electrolito impregna una masa porosa de material químicamente neutro eléctricamente conductor. El grafito suelto o el coque son adecuados para ello.... La recolección de corriente se realiza a partir de una placa de cobre aplicada a la parte posterior del cátodo.

Para el funcionamiento normal de la batería, el cátodo poroso debe presionarse lo suficientemente fuerte contra el ánodo.... Por lo tanto, en el diseño de baterías de litio, siempre hay un resorte que comprime el "sándwich" del ánodo, cátodo y colector de corriente negativa. La entrada de aire ambiente puede alterar el equilibrio químico cuidadosamente equilibrado. Y la entrada de humedad amenaza el peligro de incendio e incluso explosión. Es por eso la celda de la batería terminada debe sellarse cuidadosamente.

Una batería descargada tiene un diseño más simple. En igualdad de condiciones, una batería de litio plana será más liviana, mucho más compacta y proporcionará una corriente significativa (es decir, más potencia). Pero es necesario diseñar un dispositivo con baterías de litio de forma plana, lo que significa que la batería tendrá una aplicación limitada y especializada. Tales baterías son más caras que sus contrapartes.

Para ampliar el mercado de ventas, los fabricantes producen celdas de batería de formas universales y tamaños estándar.

Entre las baterías de litio, actualmente domina la versión 18650. Tales baterías tienen una forma similar a las baterías cilíndricas de dedo que son familiares en la vida cotidiana. Pero el estándar 18650 proporciona específicamente dimensiones algo más grandes... Esto evita confusiones y evita que dicha unidad de suministro de energía sea reemplazada por error en lugar de una batería de solución salina convencional. Pero esto sería muy peligroso, ya que la batería de litio tiene dos veces y media el voltaje estándar (3.6 voltios versus 1.5 voltios para una batería de sal).

Para un destornillador eléctrico, las celdas de litio se recolectan secuencialmente en una batería. Esto aumenta la tensión aplicada al motor, que proporciona la potencia y el par que requiere la herramienta.

La batería de almacenamiento contiene necesariamente en su diseño sensores de temperatura y un dispositivo electrónico especializado: un controlador.

Este circuito:

• monitorea la uniformidad de la carga de elementos individuales;
• controla la corriente de carga;
• no permite la descarga excesiva de elementos;
• evita el sobrecalentamiento de la batería.

Las baterías de este tipo se denominan iónicas. También hay celdas de polímero de litio, esta es una modificación de las celdas de iones de litio. Su diseño es fundamentalmente diferente solo en el material y diseño del electrolito.

• La principal ventaja de las baterías de litio es su alta capacidad eléctrica. Esto le permite crear una herramienta manual liviana y compacta. Por otro lado, si el usuario está listo para trabajar con un dispositivo más pesado, recibirá una batería muy potente que permite que el destornillador funcione durante mucho tiempo.
• Otra ventaja es la capacidad de llenar las baterías de litio con energía con relativa rapidez. Un tiempo de carga completo típico es de aproximadamente dos horas, y algunas baterías se pueden cargar en media hora con un cargador especial. Esta ventaja puede ser una razón excepcional para equipar un destornillador con una batería de litio.

Las baterías de litio también tienen algunas desventajas específicas.

• El más notable es la caída significativa en la capacidad práctica cuando se opera en clima frío. A temperaturas bajo cero, un instrumento equipado con baterías de litio debe calentarse de vez en cuando y la capacidad eléctrica se restablece por completo.
• El segundo inconveniente notable es que no tiene una vida útil demasiado larga. A pesar de las garantías de los fabricantes, las mejores muestras, con el uso más cuidadoso, no aguantan más de tres a cinco años. Dentro de un año después de la compra, una batería de litio de cualquier marca común, con el uso más cuidadoso, puede perder hasta un tercio de su capacidad. Después de dos años, apenas quedará la mitad de la capacidad original. El período medio de funcionamiento normal es de dos a tres años.
• Y otro inconveniente notable: el precio de las baterías de litio es mucho más alto que el costo de las baterías de níquel-cadmio, que todavía se utilizan ampliamente en herramientas eléctricas de mano.

Históricamente, las primeras baterías recargables verdaderamente producidas en serie para herramientas eléctricas portátiles fueron las baterías de níquel-cadmio. A bajo precio, son bastante capaces de soportar cargas relativamente grandes y tienen una capacidad eléctrica satisfactoria con dimensiones y peso razonables. Las baterías de este tipo todavía están muy extendidas en la actualidad, especialmente en el sector económico de los aparatos de mano.

La principal diferencia entre las baterías de litio y las de níquel-cadmio es su bajo peso con alta capacidad eléctrica y muy buena capacidad de carga..

Además, muy una diferencia importante entre las baterías de litio es un tiempo de carga significativamente más corto... Esta batería se puede cargar en un par de horas. Pero el ciclo de carga completo de las baterías de níquel-cadmio dura al menos doce horas.

Hay otra peculiaridad asociada con esto: mientras que las baterías de litio toleran el almacenamiento y el funcionamiento en un estado de carga incompleta con bastante calma, níquel-cadmio tienen un "efecto memoria" extremadamente desagradable... En la práctica, esto significa que para prolongar la vida útil y también para evitar una rápida pérdida de capacidad, Las baterías de níquel-cadmio deben usarse preferiblemente antes de la descarga completa.... Después de eso, asegúrese de cargar a plena capacidad, lo que lleva una cantidad significativa de tiempo.

Las baterías de litio no tienen esta desventaja.

A la hora de elegir una batería para un destornillador, la tarea se reduce a la selección del propio dispositivo eléctrico, que incluirá una batería de un modelo específico.

La calificación de destornilladores inalámbricos económicos esta temporada se ve así:

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

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

Los mejores modelos profesionales son:

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

Los mejores destornilladores inalámbricos en términos de fiabilidad:

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

Este voltaje se considera el estándar profesional de la industria para baterías de litio. Dado que una herramienta profesional está diseñada para un trabajo activo a largo plazo y también implica un nivel adicional de comodidad, una parte importante de las baterías de destornillador de 18 voltios producidas son totalmente compatibles entre sí y, a veces, incluso intercambiables entre herramientas de diferentes fabricantes.

Además, Los estándares de 10,8 voltios y 14,4 voltios están muy extendidos... La primera opción se encuentra solo entre los modelos más económicos. El segundo es tradicionalmente "campesino medio" y se puede encontrar tanto entre los modelos profesionales de destornilladores como en los modelos de clase media (intermedia).

Pero las designaciones de 220 voltios en las características de los mejores modelos no se pueden ver, ya que esto indica que el destornillador está conectado con un cable a una toma de corriente doméstica.

A menudo, el maestro ya tiene un destornillador inalámbrico viejo que le conviene por completo. Pero el dispositivo está equipado con baterías de níquel-cadmio obsoletas. Dado que la batería aún tendrá que cambiarse, existe el deseo de reemplazar la batería vieja por una más nueva. Esto no solo proporcionará un trabajo más cómodo, sino que también eliminará la necesidad de buscar baterías de un modelo obsoleto en el mercado.

Lo más simple que me viene a la mente es montar una fuente de alimentación de un transformador electrónico en una caja de batería vieja.... Ahora puede utilizar el destornillador conectándolo a la fuente de alimentación doméstica.

Los modelos de 14,4 voltios se pueden conectar a baterías de automóvil... Habiendo ensamblado un adaptador de extensión con terminales o un enchufe para encendedor de cigarrillos del cuerpo de una batería vieja, obtiene un dispositivo indispensable para el garaje o el trabajo "en el campo".

Si estamos convirtiendo una batería vieja en litio, podemos tener en cuenta que las baterías de litio 18650 están muy extendidas en el mercado, por lo que podemos fabricar baterías para destornilladores a partir de piezas fácilmente disponibles. Además, la prevalencia del estándar 18650 le permite elegir baterías de cualquier fabricante.

No será difícil abrir la caja de una batería vieja y quitarle el relleno viejo. Es importante no olvidar marcar el contacto en la carcasa a la que previamente se conectó el "más" del conjunto de la batería vieja..

Dependiendo del voltaje para el que se diseñó la batería vieja, es necesario seleccionar el número de celdas de litio conectadas en serie. El voltaje estándar de una celda de litio es exactamente tres veces mayor que el de una celda de níquel (3.6 V en lugar de 1.2 V). Por tanto, cada "litio" sustituye a tres "monedas de cinco centavos" conectados en serie.

Al prever el diseño de la batería, en el que se conectan tres celdas de litio una tras otra, es posible obtener una batería con un voltaje de 10,8 voltios. Entre las baterías de níquel, se encuentran, pero no a menudo. Cuando cuatro celdas de litio están conectadas a una guirnalda, ya obtenemos 14,4 voltios.Esto reemplazará la batería de níquel con ambas de 12 voltios.y 14,4 voltios son estándares muy comunes para baterías de níquel-cadmio e hidruro metálico de níquel. Todo depende del modelo específico del destornillador.

Una vez que fue posible determinar el número de etapas sucesivas, probablemente resultará que todavía hay espacio libre en el edificio antiguo. Esto permitirá conectar dos celdas en cada etapa en paralelo, lo que duplicará la capacidad de la batería. La cinta de níquel se utiliza para conectar baterías de litio entre sí durante la producción.... Las secciones de la cinta están conectadas entre sí y a los elementos de litio mediante soldadura por resistencia. Pero en la vida cotidiana, la soldadura es bastante aceptable.

La soldadura de las celdas de litio debe realizarse con mucho cuidado. La junta debe limpiarse a fondo de antemano y debe aplicarse un buen fundente. El estañado se realiza muy rápidamente, con un soldador bien calentado de potencia suficientemente alta.

La soldadura en sí se realiza calentando de forma rápida y segura el lugar donde el cable está conectado a la celda de litio. Para evitar un sobrecalentamiento peligroso del elemento, el tiempo de soldadura no debe exceder de tres a cinco segundos.

Es bueno que ahora haya módulos de balanceo y control electrónicos listos para usar a la venta a precios bastante bajos. Basta con elegir una solución que se adapte a tu caso particular. Básicamente, dichos controladores difieren en el número de "pasos" conectados en serie, el voltaje entre los cuales está sujeto a ecualización (equilibrio). Además, difieren en su método de control de temperatura y corriente de carga permisible.

De todas formas, ya no es posible cargar una batería de litio casera con un cargador de batería de níquel viejo... Tienen algoritmos de carga y voltajes de control fundamentalmente diferentes. Necesitará un cargador específico.

Las baterías de litio son bastante exigentes con las especificaciones del cargador. Estas baterías se pueden cargar con bastante rapidez con una corriente significativa, pero una corriente de carga excesiva provoca un calentamiento severo y peligro de incendio.

También debe tenerse en cuenta que cuando las celdas están conectadas en serie en una batería, las fuentes de litio son muy propensas a una carga desigual de las celdas individuales. Esto lleva al hecho de que no es posible cargar la batería a su capacidad total, y el elemento, que funciona regularmente en modo de carga baja, simplemente se desgasta más rápido. Por lo tanto, los cargadores generalmente se construyen de acuerdo con el esquema de "balanceador de carga".

Afortunadamente, todas las baterías de litio modernas fabricadas en fábrica (excepto las falsificaciones) tienen circuitos integrados de protección y equilibrio. Sin embargo, el cargador de estas baterías debe ser especializado.

Lo bueno de las baterías de litio es que no exigen demasiado las condiciones de almacenamiento. Pueden almacenarse, cargados o descargados, a casi cualquier temperatura razonable. Si tan solo no hiciera demasiado frío. Las temperaturas por debajo de los 25 grados bajo cero son fatales para la mayoría de los tipos de baterías de litio. Bueno, y por encima de los 65 grados de calor, también es mejor no sobrecalentarse.

Sin embargo, al almacenar baterías de litio, asegúrese de tener en cuenta el alto riesgo de incendio.

Las condiciones de almacenamiento correctas son cuando la batería está cargada al menos al 50% y la temperatura ambiente es de 0 a +40 grados. Al mismo tiempo, es aconsejable proteger las baterías de la humedad, incluso en forma de gotas (rocío).

Descubrirás qué batería es mejor para un destornillador en el siguiente video.