Как восстановить аккумулятор шуруповёрта самостоятельно

Немного о бренде «Макита».

В нашей статье речь пойдет о шуруповерте«Макита». Вы узнаете: Как сделать ремонт шуруповерта своими руками , так же мы рассмотрим самые распространенные поломки.Но прежде, чем мы перейдём к самому инструменту я расскажу немного вам об истории создания компании. Она основана в 1915 году в японском городе Нагоя. Ее основателем был Масабуро Макита, и несколько молодых людей единомышленников, основали компанию Makita Electric Works. Занималась компания продажей и ремонтом осветительного оборудования, так же производили ремонт трансформаторов и электромоторов. Вся компания изначальна размещалась в гараже. С годами компания «Макита» значительно расширяла свои производственные площади и ассортимент электроинструмента. С годами имя стало для всех нарицательным и люди по всему миру знают, и доверяют японскому качеству.

Конструкция и разновидности аккумуляторов для шуруповёртов

Практически все производители во всех странах мира выпускают одинаковые по конструкции и принципу действия аккумуляторы для шуруповёртов. Многие производители выпускают аккумуляторы сразу для нескольких производителей шуруповёртов. Аккумуляторная батарея выполняется съёмным и выглядит следующим образом.

Аккумулятор от шуруповёрта Bosch PSR 14,4 В

В нашем случае это аккумулятор для шуруповёрта Bosch PSR 14,4 В. В нём изначально один саморез закрыт пластиком. В случае вскрытия теряется гарантия.

Аккумулятор в сборе

«Гирлянда»

Один элемент Поскольку батарейки соединены последовательно, общее напряжение аккумуляторной батареи складывается из суммы их напряжений. На каждом таком элементе нанесены значения номинального напряжения и ёмкости, а также тип аккумулятора. Чаще всего используются Ni─Cd аккумуляторы для шуруповёрта, но есть и другие разновидности. Ниже представлены типы элементов, используемых в аккумуляторах для шуруповёртов:

Ni─Cd. Никель–кадмиевые аккумуляторы. Номинальное напряжение одного элемента 1,2 вольта;
Ni─MH. Никель-металлогидридный. Номинальное напряжение одного элемента 1,2 вольта;
Li─Ion. Литий-ионный. Номинальное напряжение 3,6 вольта.

Разновидности элементов для аккумулятора шуруповёрта

Ni─Cd

Никель-кадмиевые аккумуляторы для шуруповёртов являются наиболее распространёнными на сегодняшний день. Они имеют доступную цену, сохраняют работоспособность при отрицательных температурах, могут храниться в разряженном состоянии, не теряя свои характеристики. При этом у кадмиевых аккумуляторов для шуруповёрта есть и свои недостатки. Это токсичность кадмия (вредное производство и сложная утилизация), «эффект памяти», достаточно высокий саморазряд и небольшая ёмкость, малое количество рабочих циклов заряд-разряд. Утилизация аккумуляторов для автомобиля проводится значительно проще, чем кадмиевых.

Ni─MH

Никель─металлогидридные аккумуляторы распространены меньше, чем никель кадмиевые аккумуляторы для шуруповёртов. К их преимуществам стоит отнести отсутствие токсичных компонентов, экологически чистое производство, незначительный «эффект памяти» и меньший саморазряд, чем у никель-кадмиевых батарей. Кроме того, если сравнивать с Ni─Cd аккумуляторными батареями, никель─металлогидридные имеют большую ёмкость и выдерживают большее число циклов заряд-разряд. Дополнительно советуем прочитать о том, как заряжать Ni─MH аккумуляторы. К недостаткам следует отнести высокую стоимость, чувствительность к отрицательным температурам. Кроме того, Ni─MH батареи при хранении в разряженном состоянии утрачивают часть своих характеристик.

Li─Ion

Литий─ионные аккумуляторы в шуруповёртах встречаются реже. Среди плюсов стоит отметить отсутствие «эффекта памяти» и саморазряда. Ёмкость литий─ионных аккумуляторов выше и в разы больше число циклов заряд-разряд, чем у оксидно─никелевых. К тому же у элемента большее номинальное напряжение. Поэтому требуется меньшее число элементов, а значит, такие аккумуляторы имеют меньший вес и размеры. Среди недостатков следует отметить большую стоимость. Если сравнивать с Ni─Cd аккумуляторами для шуруповёрта, то цена Li─Ion практически в три раза больше. Стоит отметить, что за 2─3 года интенсивного использования Li─Ion аккумулятор существенно теряет ёмкость из-за разложения лития.

Конструкция аккумулятора для шуруповёрта

Ничего сложного в конструкции аккумулятора нет. Его разбор был показан выше. Стоит только добавить информацию о контактах на корпусе. У аккумулятора для шуруповёрта их четыре (рассматривается модель Bosch PSR 14,4 В).

Контакты аккумулятора шуруповёрта На изображении отмечены следующие контакты:

1 – плюс;
2 – минус;
3 ─ контакт термистора (датчик температуры). Термистор нужен для ограничения или отключения тока заряда. Он срабатывает при увеличении температуры аккумуляторных элементов до определённого значения. При ускоренной зарядке через элемент идёт большой ток, и он нагревается, а термистор предотвращает его выход из строя;
4 ─ этот контакт подключается через сопротивление и называется сервисным. Его используют сложные зарядные устройства, предназначенные для выравнивания заряда на аккумуляторных элементах.

Выявление неисправных элементов и их замена

Для этого потребуются следующие инструменты:

отвертка крестовая и плоская;
мультиметр;
паяльник;
олово;
флюс;
соляная кислота для пайки.

Порядок ремонта батареи:

Зарядка банок до полного заряда.
Разборка корпуса.
Замер напряжения мультиметром на элементах, поочередно.
Выявление элементов с напряжением ниже номинального (номинальное напряжение Ni — Cd элемента 1,2−1,4 вольт, напряжение литиевого элемента 3,6−3,8 вольта).
Маркировка выявленных элементов.
Сборка корпуса.
Работа шуруповертом под нагрузкой до понижения мощности.
Разборка корпуса.
Замер напряжением на маркированных элементах (напряжение будет ниже чем у других), например, у исправных элементов напряжение станет равным 1,1 В, а у неисправных — 0,8 В и ниже.

Этим способом выявляются неисправные элементы аккумуляторных батарей 12—18 В, которые подлежат замене либо восстановлению.

В Li — Ion батареях, неисправные элементы определяются двумя способами:

Заменой схемы управления от другой, подходящей по параметрам батареи, если неисправность выявлена, производится замена.
С помощью зарядного устройства с возможностью регулировки напряжения и тока. Напряжение выставляется равным 4 V, ток равным 200 mA. Подключается элемент питания. Если напряжение поднимается до 3,6 V — элемент батареи исправен. Затем проверяются остальные элементы.

Новые дорого стоят и их всё меньше

Никель-кадмиевые аккумуляторы стремятся запрещать к продаже из-за токсичности и экологических норм. Технология устарела, но ещё применяется в военной, промышленной и транспортной отраслях.

Из-за давления властей вся отрасль Ni-Cd за 30 лет потускнела, цены поднялись, выбор сократился. Что делать?

Кто-то переделывает АКБ шуруповёрта на NiMH — никель-металлогидридные. Они дешевле, разрешены и более распространены.
Кто-то заменяет NiCd-элементы на Li-ion. Сейчас наиболее современный вариант, хотя и сложный в переделке. Зато без эффекта памяти и прочих старых технологий.

Но прежде попробуйте восстановить родные никель-кадмиевые аккумуляторы — обычно они сохраняют более 70% ёмкости.

Виды аккумуляторных элементов

За последние 20 — 30 лет разработано множество технологий портативных аккумуляторных батарей: Ni-Cd, Ni-Mh, Li-ion, Li-Pol, Al-Ion, Li-S, Mg-S, Li-O2, LiFePO4 и даже литий-нанофосфатные. Рассмотрим самые популярные из них.

Никель-кадмиевые аккумуляторы

Это самые популярный тип аккумуляторных секций для .

Достоинства: они дешево стоят и могут хорошо работать при отрицательных температурах. Также они не боятся разряда и хранения в таком положении.

Недостатки: кадмий токсичен и такие аккумуляторы нужно утилизировать специальным образом. Присутствует саморазряд и эффект памяти, низкая удельная объемная емкость.

Никель-металлгидридные аккумуляторы

Никель-металлгидридные стоят чуть подороже, но в целом по уровню они примерно такие же, может чуть лучше никель-кадмиевых.

Достоинства: не токсичны, меньший эффект памяти и саморазряд, большее число циклов заряда/разряда.

Недостатки: более чувствительны к отрицательным температурам, боятся хранения в разряженном состоянии — теряют емкость.

Литий-ионные аккумуляторы

Литий-ионные батареи все чаще применяются в шуруповертах даже бюджетного класса.

Достоинства: нет эффекта памяти — можно заряжать и разряжать в любой момент, большая емкость при меньших габаритах, малый саморазряд, большое число зарядов/разрядов.

Недостатки: высокая цена, опасность чрезмерного нагрева при интенсивном заряде и разряде.

Литий-полимерные аккумуляторы

Пока что литий-полимерные аккумуляторы мало применяются в шуруповертах, но с развитием технологий скорее всего их начнут туда ставить массово.

Достоинства: бОльшая емкость при меньших габаритах, чем у Li-ion, может принимать любую форму, напряжение при разряде держит лучше, низкий саморазряд.

Недостатки: высокая стоимость, нагрев при эксплуатации и опасность возгорания.

Как правильно хранить АКБ

Как хранить аккумулятор от шуруповерта должен знать каждый владелец электроинструментом. Правила несложные, и они актуальны для источников питания всех типов:

Разрядная характеристика АКБ при разных температурах.

если планируется долгосрочное хранение, шуруповерт надо разрядить и зарядить несколько раз (достаточно 3 – 4);
окружающая температура должна быть на уровне +10°. Мороз кадмиевые батареи не любят;
просто положить инструмент в ящик и забыть на годы – неправильный подход. Чтобы аккумулятор прослужил дольше, раз в полгода его надо заряжать;
не рекомендуется хранить вместе с шуруповертом, поэтому отключают. Если на корпусе грязь – чистят, окислы на контактах – удаляют специальным чистящим средством или спиртовым раствором;
кадмиевые батареи отправляют на хранение слегка разряженными. Дело в том, что у них сравнительно высокий уровень саморазряда (в месяц теряют 8 – 10%);
на корпус АКБ не должны попадать ультрафиолетовые лучи и влага. Нельзя держать батарею рядом с отопительными приборами. Если корпус расплавится, могут упасть характеристики. Влага же испортит внутренние компоненты, и зачастую выход для такого аккумулятора – утилизация.

Проблемные аккумуляторы можно «разогнать». Их разбирают, выявляют неисправности, затем заряжают по новой. Причем сначала большим током, а потом, когда он разрядится, малым. Если в батарее еще есть электролит (который со временем высыхает), ее можно восстановить, что называют «реанимацией».

Диагностика элементов питания, или Поиск слабого звена

Знаете ли вы, что ремонт аккумуляторов для шуруповертов в СПб обходится клиенту в копеечку? Если вы живете не в городе на Неве (или все-таки в Питере, но хотите сэкономить), читайте дальше очень внимательно. Кстати, если говорить серьезно, то в уважаемом всеми Санкт-Петербурге действительно ну очень-очень дорогой ремонт… даже утюга. Так-то!

Итак, емкостная сборка АКБ состоит из последовательно соединенных питающих элементов. В зависимости от мощности вашего агрегата и типа установленных на нем аккумуляторных батарей, количество питающих компонентов может быть разным, но не в этом суть… Главное — это точно определить «виновника» утечки, чем мы с вами и займемся прямо сейчас.

Чем можно заменить “родной” аккумулятор в шуруповерте

Если в вашем шуруповерте аккумуляторы выработали свой ресурс, то их можно легко заменить. Существует такое понятие, как взаимозаменяемость аккумуляторов. Например, под брендом PowerPlant выпускаются АКБ, имеющие совместимость с большинством популярных марок электроинструмента. Стоят они намного дешевле “родных” батарей и вполне работоспособны.

Но если такой вариант вас не устраивает, то сами элементы питания в блоке можно заменить на новые. Для этого придется разобрать аккумуляторный блок и извлечь входящие в его состав элементы.

Замена элементов питания на аналогичные

На некоторых блоках можно увидеть крепежные винты, которые нужно выкрутить. Но на большинстве аккумуляторных блоков саморезов нет, поскольку корпус склеен. Чтобы открыть такой блок, потребуется аккуратно вставить отвертку в место склейки (на фото показано стрелкой) и слегка нажать, чтобы стенки корпуса отсоединились. Такие же действия нужно проделать по всему периметру.

После открытия блока вы увидите находящиеся в нем элементы питания.

Паять нужно быстро, не допуская, чтобы аккумуляторная батарея нагревалась, так как она может прийти в негодность.
Для соединений нужно использовать “родные” пластины, отпаяв их от старых элементов питания (они имеют нужное сечение и сопротивление).
Важно правильно соединить плюс с минусом батареи. Соединять элементы нужно последовательно: минус предыдущей батарейки должен быть соединен с плюсом новой, а минус новой батареи – с плюсовым контактом следующего аккумулятора.. После соединения всех элементов нужно выровнять потенциалы на всех батареях, поскольку они отличаются

Проведите один цикл зарядки-разрядки: подключите зарядник к АКБ на ночь, после чего дайте ей остыть в течение суток и измерьте выходное напряжение по очереди на всех элементах. Если все прошло хорошо, то на всех батарейках показатель будет одинаковым — в пределах 1,3 В

После соединения всех элементов нужно выровнять потенциалы на всех батареях, поскольку они отличаются. Проведите один цикл зарядки-разрядки: подключите зарядник к АКБ на ночь, после чего дайте ей остыть в течение суток и измерьте выходное напряжение по очереди на всех элементах. Если все прошло хорошо, то на всех батарейках показатель будет одинаковым — в пределах 1,3 В.

Теперь АКБ нужно разрядить, вставив ее в шуруповерт и нагружая последний по максимуму. Главное, не перегреть двигатель инструмента. Давайте ему небольшой отдых. Доведите аккумулятор до полной разрядки. Следует повторить эту процедуру еще 2 раза (полный заряд и полный разряд).

Замена на литиевые аккумуляторы

Заменить NiCd элементы на Li-Ion также не составит особого труда. Из школьного курса известно, что если батареи соединить последовательно, то их номиналы напряжения будут суммироваться. К примеру, ваш шуруповерт работает от АКБ с напряжением 14,4 В, значит, его можно заменить четырьмя пальчиковыми аккумуляторами по 3,3 В. Этого напряжения будет достаточно, потому что литиевые АКБ не слишком “проседают” при запуске аппарата.

Рекомендуется покупать аккумуляторы известных производителей, например, Sistem A123. Батарея LiFePO4 данной фирмы имеет емкость 2400 мАч, достаточную для нормального функционирования шуруповерта. Если покупать элементы питания через интернет, то они обойдутся вам дешевле — в районе 900 рублей за 3 штуки.

Также потребуется приобрести вместо спиртового флюса паяльную кислоту. В таком случае перегрев элементов питания будет сведен к минимуму. Паяльник должен иметь мощность в пределах 65 Вт.

Узнать подробнее, как происходит замена аккумуляторов на литиевые элементы питания, можно, посмотрев это видео.

Технические характеристики и какие бывают Ni-Cd АКБ

Ni-Cd батареи имеют следующие технические характеристики:

напряжение разряда одного элемента – около 0,9-1 вольт;
номинальное напряжение элемента – 1,2 v, для получения напряжений 12v и 24v применяют последовательное соединение нескольких элементов;
напряжение полного заряда – 1,5-1,8 вольт;
рабочая температура: от -50 до +40 градусов;
количество циклов заряда-разряда: от 100 до 1000 (в самых современных батареях – до 2000), в зависимости от используемой технологии;
уровень саморазряда: от 8 до 30% в первый месяц после полного заряда;
удельная энергоемкость – до 65 Вт*час/килограмм;
срок эксплуатации – около 10 лет.

Ni-Cd АКБ выпускают в различных корпусах стандартных типоразмеров и в нестандартном исполнении, в том числе в дисковом, герметическом виде.

Как найти поломку в зарядном блоке шуруповерта

Что нужно для того, чтобы найти поломку в зарядном блоке шуруповерта, знают немногие, поэтому подробно рассмотрим этот процесс. Начинать следует с разборки корпуса зарядного, но делается это исключительно на отключенном от сети устройстве. Убедитесь в том, что вилка прибора не подключена к розетке, и только после этого начинайте разбирать конструкцию корпуса.

Чтобы добраться до внутренности зарядки шуруповерта, ремонт которой выполняется, необходимо изначально выкрутить 3-4 или 6 винтов, фиксирующих крышку. Количество винтов зависит от модели шуруповерта и самого блока питания. Как только будет разобран корпус, перед глазами появится картина следующего вида, как показано на фото ниже.

Что со всем этим делать? Начинать ремонт зарядки шуруповёрта нужно с выявления неисправного элемента или узла. Для начала выполняются следующие действия:

Проводится осмотр. Если имеются следы нагара, то поломка найдена, и можно приступать к ее устранению, однако не стоит торопиться. Ведь наличие нагара на одном элементе могло послужить выходом из строя других деталей. Чтобы их отыскать, нужно проделать следующие действия, поэтому читаем дальше
Вооружаемся тестером, и, установив переключатель в режим прозвонки, прикасаемся щупами к выводам предохранителя. Как он выглядит, показано выше на фото. Если тестер пищит, значит, предохранитель исправен, и поломка в другом. Вспоминаем нашу первоначальную проверку устройства на исправность — если показания тестера были положительными (а не нулевыми), значит, предохранитель можно не проверять, и причина в другом. Если показания тестера нулевые, то предохранитель проверяется в первую очередь
Следующим на очереди надо проверить конденсатор. Его неисправность можно выявить по форме — если он вздулся, то ремонт зарядки шуруповерта можно закончить, заменив сгоревший элемент. Перед тем как выпаивать, рекомендуется убедиться в том, что элемент действительно неисправен. В помощь снова берем мультиметр, только теперь переключатель устанавливаем в режим измерения сопротивления, и щупами прикасаемся к выводам устройства. Показывает «0», значит нужно заменить конденсатор и «дело в шляпе»
Часто выход из строя конденсатора влечет за собой перегорание диодного моста. Из строя могут выйти все диоды или некоторые, но в любом случае, их стоит проверить. Ниже на фото показано, как выглядит конденсатор и диоды. Проверить исправность диодов можно путем постановки мультиметра в режим измерения постоянного напряжения. Для этого поочередно прикасаемся щупами к выводам диодов. В одном направлении диоды должны пропускать напряжение, и показывать соответствующее значение на приборе. После этого нужно поменять полярность, и снова прозвонить выводы. Если они пропускают в обратном направлении, значит следует заменить соответствующие элементы. Если ни один не пропускает, значит, они целые и не требуют замены
Проверка дросселя или резистора также проверяется при помощи прозвонки или измерения сопротивления. Если прозвонка не пищит, значит, резистор неисправен, и требуется его замена. Все остальные элементы из строя выходят редко (если только это не удар молнии в электросети, после которого выгорает вся плата напрочь), поэтому обычно на этом мероприятия по поиску неисправных элементов завершаются

Найденные неисправные элементы нужно заменить, но как проводится ремонт зарядного устройства шуруповерта, в деталях описано ниже.

Пошаговая инструкция ремонта аккумулятора шуруповерта

Нам понадобится:

Два аккумулятора
Зарядное устройство
Любая отвертка (тонкая плоская)
Скальпель
Кусочек наждачной бумаги, зерно 500
Два провода
Нагрузочное сопротивление 0,5 Ом (чем меньше, тем лучше)
Мультиметр, которым можно померить напряжение, в данном случае до 20 вольт
Простой карандаш для заметок

Шаг первый

Начать нужно с того чтобы зарядить два аккумулятора, но перед этим проведем одну манипуляцию. Возьмите свое зарядное устройство, наждачку и обязательно прочистите внутренние контакты.

Любое переходное сопротивление может дать вам неправильную зарядку. Внутри аккумулятора есть несколько элементов, их количество зависит от напряжения аккумулятора, соединены они между собой последовательно.

Также есть термодатчик, который выведен на контактные пластины. Если сигнал от термодатчика на зарядное устройство придёт некорректный, аккумулятор будет либо недозаряжен, либо перезаряжен.

Расположение термодатчика

Это отрицательно скажется на его работоспособности поэтому, прежде всего, чистим контакты.

Шаг второй

Ставим на зарядку и засекаем время. В норме заряжаться аккумулятор должен около 1 часа, если зарядка проходит за считанные минуты это плохо. Значит, он не берет зарядку, заряжается очень быстро, соответственно также быстро будет разряжаться.

Сопротивление нужно для того, чтобы измерить напряжение под нагрузкой. В данном случае у нас будет просадка напряжения, и по этой просадки напряжения мы будем судить о том, насколько хороша банка аккумулятора.

Теперь нам нужно нагрузочное сопротивление присоединить к прибору чтобы оно было постоянно включено параллельно. Выставим порог измеряемого напряжения на постоянные 20 В, этого нам вполне хватит, чтобы измерить всю сборку в целом и каждый элемент в отдельности.
Дальше предстоит разобрать корпус аккумулятора. Он состоит из двух половинок склеенных по контуру на разных уровнях. Аккуратно орудуя отверткой, раскрываем корпус. Если он треснет, не беда, все можно склеить дихлорэтаном.
После вскрытия корпуса, обеспечиваем доступ ко всем контактам батареи и проводим замер напряжения каждого элемента. Во время измерения не убирайте сразу щупы тестера, задержитесь секунд на 5 не более, чтобы оценить, падает напряжение или нет. В норме, оно не должно падать.
Замерив, элемент, записываем на нем его значение. Смотрим на записанные значения, выявляем самый слабый элемент.
Оставляем все на 10-15 минут, измеряем повторно. Выявленный ранее элемент должен показать значение еще ниже, чем было 15 минут назад. Это явление называется саморазряд. Что подтверждает его неисправность.
Аккуратно скальпелем отклеиваем контакты и отделаем элемент из ячейки. На свободное место устанавливаем новую банку. Паяем элементы между собой.

Шаг третий. Пайка

Что нужно знать, прежде чем приступить к пайке?

Нельзя паять непосредственно к элементам, любой нагрев вызывает испарение электролита и его высыхание. Повышенная температура для этих аккумуляторов вредна.

Соединить банки между собой, можно спаяв пластины, которые отходят от каждого элемента. Пайку проводим с помощью кислоты или аспирина.

Размельчаем таблетку, насыпаем на контакты, плавим паяльником аспирин и каплю припоя. Припой можно взять пос-60 . Это мягкий, легкоплавкий, очень текучий припой.
Работу проводите в хорошо проветриваемом помещении, поскольку пары кислоты или аспирина вредны для здоровья.
Проверяем пайку на прочность, если все хорошо, остатки аспирина удаляем. Лишняя кислота нам не к чему.

На этом все. Упаковываем комплект банок в корпус, заклеиваем соединение, ставим на зарядку.

Особенности и применение Ni-cd батарей

По сравнению с металлогидридными батареями, Ni-cd имеют два главных недостатка. Это меньшая ёмкость и эффект памяти. Эффектом памяти называют “запоминание” батареей нижнего предела разряда. Той есть, если такую батарею разрядить не полностью, длительность работы в следующем цикле будет меньше на эту самую величину от полного разряда до того предела, который “запомнил” аккумулятор. Чтобы “сбросить” память , нужно два-три раза полностью зарядить-разрядить такую батарею.

Казалось бы, при таких свойствах, этот тип батарей должен уйти в небытие. Но этого не происходит. Благодаря двум другим свойствам этого типа батарей – высокая токоотдача и способность хорошо работать при отрицательных температурах.

Приблизительно 90% Ni-cd на сегодняшний день, это аккумуляторные сборки для электроинструмента, детских игрушек, электробритв, автономных пылесосов, медицинского оборудования и т.д. Применение в бытовом сегменте (вместо обычных первичных батареек) практически сведено к нулю.

Некоторые страны законодательно ограничивают использование Ni-cd элементов в связи с токсичностью кадмия. В новых устройствах их место занимают литий-ионные аккумуляторы с большой токоотдачей.