Напряжение литий ионного аккумулятора шуруповерта

Выбор li-ion аккумулятора 18650 для шуруповерта

В интернете очень много статей и видео на тему — какие же li-ion аккумуляторы формата 18650 подходят для переделки шуруповерта на li-ion. Информация очень противоречивая, а местами даже не совсем верная. Попробуем разобраться в этой теме, опираясь исключительно на официальные характеристики самых популярных моделей высокотоковых аккумуляторов и данные тестирования аккумуляторов большими токами.

Защищенный или незащищенный аккумулятор

Li-ion аккумуляторы бывают защищенными и незащищенными. В аккумуляторах с защитой строена специальна плата защиты, которая выполняет следующие функции:

• защищает от переразряда ниже 3 Вольт;
• защищает от перезаряда выше 4,2 Вольт;
• защищает от короткого замыкания;

Плата защиты срабатывает при токах 6-10 Ампер. При превышении тока уставки плата защиты отключает аккумулятор. Но в шуруповерте токи аккумуляторов в режиме нагрузки намного больше 10 Ампер и достигают величин 50-60 Ампер и даже более. Если использовать аккумуляторы 18650 с защитой, то плата защиты будет постоянно отключать аккумулятор под высокой нагрузкой, например, при завертывании длинного самореза в толстую доску.

Поэтому, в шуруповерте можно использовать только незащищенные li-ion аккумуляторы, в которых не установлена плата защиты.

Аккумулятор 18650 для шуруповерта должен быть высокотоковым

Все li-ion аккумуляторы 18650 делятся на два типа: высокотоковые и невысокотоковые. Высокотоковый аккумулятор способен выдавать более 10 Ампер без вреда для аккумулятора. Невысокотоковые аккумуляторы просто не предназначены для работы под нагрузкой с током более 10 Ампер. Они могут выдать такой ток, но при работе с такой нагрузкой аккумулятор очень быстро выходит из строя (снижается емкость, возрастает внутреннее сопротивление, начинается чрезмерный нагрев аккумулятора). Также у невысокотоковых аккумуляторов при работе с большими токами нагрузки напряжение просаживается гораздо сильнее, чем у высокотоковых моделей.

Таким образом, в шуруповерте должны применяться только высокотоковые модели аккумуляторов. Причем, чем на больший ток будут рассчитаны аккумуляторы, тем лучше.

На какой ток должен быть рассчитан аккумулятор

Аккумуляторный шуруповерт при работе на холостом ходу потребляет немного, примерно 1-2 Ампера. При работе под нагрузкой ток аккумулятора шуруповерта достигает 10-20 Ампер у шуруповертов небольшой мощности и до 40-50 Ампер у мощных профессиональных моделей. Причем в момент срабатывания «трещотки» у мощных шуруповертов ток может кратковременно достигать значений 60-80 Ампер. Но шуруповерт работает в повторно-кратковременном режиме, т.е. несколько секунд работа под нагрузкой, потом идет пауза (5 секунд закручиваем саморез, потом 5-10 секунд перерыв). Соответственно, аккумулятор шуруповерта работает в таком же режиме. Поэтому аккумуляторы в шуруповерте должны спокойно выдерживать примерно до 60-80 Ампер в кратковременном режиме. Для бытовых шуруповертов небольшой мощности это значение можно уменьшить до 30-40 Ампер.

Некоторый запас по токоотдаче аккумуляторов необходим еще и для того, чтобы аккумуляторы в шуруповерте прожили дольше. Т.к. даже кратковременные нагрузки на пределе допустимых все равно снижают ресурс li-ion аккумуляторов. Некоторые модели li-ion высокотоковых аккумуляторов могут выдавать до 80-100 Ампер кратковременно. В долговременном режиме допустимые токи даже для самых высокотоковых моделей аккумуляторов, конечно, значительно меньше. Но нас в большей степени интересуют допустимая токоотдача именно в кратковременном режиме.

Максимальный ток заряда аккумулятора

Зарядные устройства для шуруповертов производят заряд аккумуляторов как правило током от 1,5 до 3 Ампер. Соответственно, аккумуляторы должны переносить заряд такими токами без последствий. Если заряжать аккумулятор током величиной большей, чем допускается, то аккумулятор будет сильно перегреваться и его характеристики очень быстро ухудшатся.

Внутреннее сопротивление аккумулятора

Внутреннее сопротивление аккумулятора должно быть по-возможности минимальным. Чем больше будет внутреннее сопротивление аккумулятора, тем сильнее будет просаживаться напряжение под нагрузкой. А сильная просадка напряжения ведет к снижению мощности шуруповерта.

Li-ion аккумулятор какого производителя выбрать

Цилиндрические Li-ion аккумуляторы размера 18650 (и других размеров) на сегодняшний день выпускают всего пять производителей:

• LG (LG Chem)
• Samsung (Samsung SDI и Samsung SDIEM)
• Panasonic
• Sanyo
• Murata
• Sony *

Следует отметить, что концерн Sony в 2017 году продал свои несколько заводов по производству li-ion аккумуляторов Японскому концерну Murata. Поэтому в настоящее время новых аккумуляторов под брендом Sony больше нет, они теперь выпускаются под брендом Murata.

Кроме этих производителей li-ion аккумуляторы выпускает еще буквально пара заводов в Китае под своими локальными брендами. Но качество их продукции значительно ниже, а высокотоковых моделей аккумуляторов с приемлемыми параметрами просто не существует. Поэтому этих производителей мы рассматривать не будем.

Все вышеперечисленные производители выпускают li-ion аккумуляторы очень хорошего качества. Параметры аккумуляторов всегда соответствуют заявленным. Поэтому можно выбирать подходящие модели любого бренда — качество будет на высоте.

Теперь подробно рассмотрим характеристики самых популярных моделей высокотоковых аккумуляторов, чтобы понять какие модели подойдут для шуруповерта. Будем рассматривать только модели с емкостью 2500-3000mAh, т.к. при использовании аккумуляторов меньшей емкости уменьшится время автономной работы шуруповерта, а этого нам бы не хотелось.

Samsung INR18650-25R

Модель Samsung INR18650-25R обладает емкостью 2500mAh и длительным допустимым током в 20 Ампер (импульсный ток для данного аккумулятора выше). Внутреннее сопротивление Samsung INR18650-25R обычно составляет 11-14 мОм.

Стандартный ток заряда для этой модели 1,25 Ампер, ток ускоренного заряда — 4 Ампера.

Таким образом, аккумулятор Samsung INR18650-25R подходит для использования в шуруповерте. Стоимость этой модели значительно ниже других моделей высокотоковых аккумуляторов, поэтому эти аккумуляторы наиболее часто используются в переделке шуруповертов на li-ion аккумуляторы.

Но необходимо отметить тот факт, что вследствие сильной популярности этого аккумулятора, эту модель очень часто подделывают. Например, на Алиэкспресс практически невозможно купить оригинальный аккумулятор Samsung INR18650-25R. Что продается под видом этой модели на Алиэкспресс — вы можете почитать в этой статье. Обратите внимание, как ведет себя подделка под большими токами.

Samsung INR18650-25S

Аккумулятор Samsung INR18650-25S относительно новая модель, которая появилась в конце 2019 года (обзор этого аккумулятора). Аккумулятор обладает емкостью 2500mAh и максимально допустимым долговременным током 35 ампер. Внутреннее сопротивление аккумулятора обычно находится в районе 8,6-9,1 мОм. Стандартный ток заряда для этой модели 1,25 Ампер, ток ускоренного заряда — 4 Ампера.

Аккумулятор Samsung INR18650-25S подходит для использования в шуруповерте. Стоимость этой модели выше Samsung INR18650-25R и находится на уровне аккумулятора VTC5A.

Аккумулятор Samsung INR18650-30Q имеет емкость 3000mAh и допустимый ток в длительном режиме 15 Ампер. Внутреннее сопротивление Samsung INR18650-30Q обычно составляет 12-14 мОм. Допустимых значений токоотдачи аккумулятора в кратковременном режиме производитель не приводит, а значит не допускается работа данного аккумулятора при токах, превышающих допустимое значение для длительного режима. Значение в 15 Ампер для шуруповерта очень мало.

Стандартный ток заряда для этой модели 1,5 Ампер, ток ускоренного заряда — 4 Ампера.

Конечно аккумулятор Samsung INR18650-30Q сможет выдать 30 и 40 Ампер и даже, наверное, больше. Но после работы с такой нагрузкой характеристики аккумулятора начнут снижаться. В таком режиме работы аккумулятор долго не проживет.

Аккумулятор Samsung INR18650-3Q не подходит для использования в шуруповерте.

LG HG2

Модель LG HG2 обладает очень хорошей емкостью 3000mAh и допустимым длительным током 20 Ампер. Допустимых значений токоотдачи аккумулятора в кратковременном режиме LG не приводит, а значит не допускается работа данного аккумулятора при токах более 20 Ампер. Внутреннее сопротивление аккумуляторов LG HG2 обычно составляет 13-15 мОм, что немного выше других высокотоковых аккумуляторов.

Стандартный ток заряда для этой модели 1,5 Ампер, ток ускоренного заряда — 4 Ампера.

Аккумулятор LG HG2 не подходит для использования в шуруповерте.

Аккумуляторы Sony/Murata серии VTC (VTC5, VTC5A, VTC6)

Li-ion аккумуляторы Sony всегда стояли несколько особняком от аккумуляторов других производителей. Sony сосредоточилась на разработке и производстве именно высокотоковых моделей, что у нее получилось выше всяких похвал. В середине 2017 года концерн Sony продал производство аккумуляторов японскому концерну Murata. И теперь аккумуляторы широко известной серии VTC (и других серий) производятся под маркой Murata.

Самая популярная серия высокотоковых аккумуляторов VTC представлена моделями VTC4, VTC5, VTC5A и VTC6. Аккумулятор VTC4 мы рассматривать не будем, т.к. он обладает небольшой емкостью, а именно всего 2000mAh.

Аккумулятор VTC5 имеет емкость 2500mAh. В качестве допустимого тока в длительном режиме производитель указывает два значения: 20 Ампер без контроля температуры аккумулятора и 30 Ампер, если температура аккумулятора контролируется (не выше 80 градусов). В кратковременном режиме аккумулятор может работать при следующих токах нагрузки:

• 60 Ампер при цикле не более 15 секунд
• 80 Ампер при цикле не более 11 секунд
• 100 Ампер при цикле не более 4 секунд

Очень хорошие показатели по допустимой токоотдаче.

Стандартный ток заряда VTC5 составляет 4 Ампера.

VTC5A

VTC5A — усовершенствованная модель VTC5. Аккумулятор VTC5A также имеет емкость 2500mAh, но допустимые токи немного повыше. Длительно допустимый ток: 15 Ампер без контроля температуры аккумулятора и 30 Ампер, если температура аккумулятора контролируется (не выше 80 градусов). В кратковременном режиме аккумулятор может работать при следующих токах нагрузки:

• 60 Ампер при цикле не более 26 секунд
• 80 Ампер при цикле не более 14 секунд
• 100 Ампер при цикле не более 6,7 секунд

Продолжительность работы аккумулятора VTC5A в кратковременном режиме при высоких токах больше, чем у модели VTC5.

Стандартный ток заряда VTC5A составляет 6 Ампер. Очень хороший показатель. Это значит, что зарядку высокими токами этот аккумулятор переносит очень хорошо.

VTC6 по сравнению с VTC5/VTC5A обладает большей емкостью, но немного меньшими показателями по допустимой токоотдаче. Аккумулятор VTC6 имеет емкость 3000mAh. Длительно допустимый ток: 30 Ампер без контроля температуры аккумулятора и 35 Ампер, если температура аккумулятора контролируется (не выше 80 градусов). В кратковременном режиме аккумулятор может работать при следующих токах нагрузки:

• 40 Ампер при цикле не более 40 секунд
• 55 Ампер при цикле не более 19 секунд
• 80 Ампер при цикле не более 6 секунд

Чтобы обеспечить емкость в 3000mAh производителю пришлось немного пожертвовать величиной допустимой токоотдачи. Но все равно показатели по допустимому току находятся на высоком уровне.

Стандартный ток заряда VTC6 составляет 6 Ампер. Очень хороший показатель, как и у модели VTC5A.

Таким образом аккумуляторы Sony/Murata VTC5, VTC5A и VTC6 подходят для использования в шуруповертах.

Результаты тестирования аккумуляторов VTC5, VTC5A, VTC6 и Samsung INR18650-25R

Чтобы сравнить между собой эти четыре модели аккумуляторов, мы провели их сравнительное тестирование при разряде токами 10, 20 и 30 Ампер. Полученные данные позволяют сравнить между собой эти модели по просадке напряжения под нагрузкой, а также сравнить фактическую емкость аккумуляторов. На основании этих данных вы сможете выбрать для себя оптимальный аккумулятор для шуруповерта в соответствии с вашими задачами. Кому-то важно мощность, а кому-то продолжительность автономной работы.

Разряд током 10 Ампер

Режим работы с током нагрузки 10 Ампер, это режим небольшой нагрузки для шуруповерта. При такой относительно небольшой нагрузке разница в просадке напряжения между всеми моделями невелика.

Разряд током 20 Ампер

Ток нагрузки 20 Ампер — это уже режим работы шуруповерта со средней нагрузкой. У VTC5 просадка напряжения ожидаемо немного побольше, чем у VTC5A, но фактическая емкость при такой нагрузке у VTC5 больше VTC5A на 146mAh. Аккумулятор VTC6 в начале теста немного проигрывает VTC5A и Samsung INR18650-25S по просадке напряжения, но уже после 1200mAh напряжение на VTC6 остается выше, чем у VTC5A и Samsung INR18650-25S — это следствие высокой емкости аккумулятора VTC6. Аккумулятор VTC6 также показывает меньшую просадку напряжения, чем VTC5 на протяжении всего цикла разряда (за исключением самого начала теста).

Также следует обратить внимание, что аккумуляторы Samsung INR18650-25R, Murata VTC5 и VTC6 в конце разряда нагрелись до 82-87 градусов, в то время как VTC5A и Samsung INR18650-25S всего до 71 градуса.

Разряд током 30 Ампер

Разряд током 30 Ампер — это уже условия работы аккумуляторов в профессиональных шуруповертах высокой мощности.

В разряде током 30 Ампер полноценное участие приняли только две модели — Murata VTC5A и Samsung INR18650-2S. Аккумуляторы VTC5, VTC6 и Samsung INR18650-25R нагрелись до предельных 85-90 градусов уже примерно на середине теста. Но это и предсказуемо — все же эти модели рассчитаны на немного меньший ток, а значит и меньшую мощность. Графики разрядом и просадка напряжения у Samsing INR18650-25S и VTC5A отличаются незначительно. Но следует отметить, что VTC5A в конце разряда нагрелся до 89 градусов, а Samsung INR18650-25S всего до 80. Разница в 9 градусов на таком большом токе — это существенно.

Почему не рекомендуется использовать другие модели аккумуляторов

Многие, кто не совсем внимательно прочитал статью, спросят — почему же нельзя применять некоторые другие модели высокотоковых аккумуляторов, ведь часто люди ставят в шуруповерты, например, Samsung INR18650-30Q или LG HG2?

Данные аккумуляторы не рассчитаны на кратковременную нагрузку токами, превышающими 15 и 20 Ампер, соответственно. С этими аккумуляторами шуруповерт будет работать и даже первое время с довольно неплохой мощностью, но аккумуляторы выйдут из строя значительно быстрее, чем «правильные» модели. Недаром в штатных аккумуляторах именитых производителей шуруповертов (откровенный «Китай» во внимание не берем) вы никогда не найдете ни Samsung INR18650-30Q ни LG HG2. Производители ставят как раз те аккумуляторы, которые мы советуем использовать. В старых шуруповертах можно обнаружить еще такие аккумуляторы, как Samsung INR18650-15Q, Sony VTC3 или Sony VTC4.

Где покупать li-ion аккумуляторы для шуруповерта?

Советуем покупать li-ion аккумуляторы только в проверенных магазинах, которые дорожат репутацией. Очень многие заказывают аккумуляторы на Али Экспресс, но шанс купить там оригинальный аккумулятор, характеристики которого будут соответствовать заявленным, стремится к нулю. Периодически мы покупаем аккумуляторы на Али, чтобы быть в курсе подделок. Некоторые наши обзоры вы можете увидеть по ссылкам ниже:

Выводы

Если у вас бытовой шуруповерт небольшой мощности и вы им пользуетесь всего пару раз в год, чтобы вкрутить десяток-другой саморезов и при этом высоких нагрузок не предполагается, то оптимальным выбором будет аккумулятор Samsung INR18650-25R. Это самая бюджетная модель аккумулятора. В указанных условиях работы этот аккумулятор обеспечит приемлемую производительность и мощность при невысокой цене.

Если у вас профессиональная модель шуруповерта средней или высокой мощности и пользуетесь вы шуруповертом часто, причем периодически нагружаете инструмент по полной, то ваш выбор Murata VTC5A или Samsung INR18650-25S. Если вы хотите немного сэкономить потеряв в мощности совсем немного, то выбирайте аккумулятор Murata VTC5.

Если для вас шуруповерт — это самый необходимый инструмент в вашей ежедневной работе и он постоянно работает на максимальной мощности, то лучшим выбором будет аккумулятор Samsung INR18650-25S. За счет немного меньшего внутреннего сопротивления и меньшего нагрева по сравнению с VTC5A — он проживет в вашей батарее дольше всего и обеспечит самую высокую мощность.

Аккумулятор Murata VTC6 имеет самую высокую стоимость и самую большую емкость. Но все же для шуруповертов высокой мощности мы его не рекомендуем, т.к. он имеет не самое низкое внутреннее сопротивление и довольно сильно греется на высоких нагрузках.

Стоимость этих аккумуляторов в порядке убывания цены следующая: Murata VTC6, VTC5A, Samsung INR18650-25S, VTC5, Samsung INR18650-25R.

Источник