Восстановление никеле кадмиевого аккумулятора

Как отремонтировать никель-кадмиевый аккумулятор?

Для привода электрических двигателей бытового инструмента используются аккумуляторные батареи, что позволяет работать в помещениях без смонтированной сети переменного тока. Источник тока состоит из нескольких Ni-Cd-элементов, соединенных по параллельной или последовательной методике. По мере эксплуатации элементы теряют емкость, восстановление никель-кадмиевых аккумуляторов позволяет вернуть параметры к исходным значениям.

В чем проблема при эксплуатации Ni-Cd-аккумуляторов

Батареи никель-кадмиевого типа предназначены для установки в оборудовании, характеризующемся повышенными токами разрядки. По мере эксплуатации наблюдается перенос активной массы между электродными пластинами, что приводит к падению прочности и объема положительного электрода. Элемент представляет собой пасту, состоящую из гидроксида никеля и электропроводящего материала, которая нанесена на стальное сетчатое основание.

Деградация происходит из-за перезаряда аккумулятора, вызывающего формирование кристаллов из активной массы на положительном полюсе. На отрицательном электроде происходит образование древовидных игл из кадмия, которые проходят через слой загущенного электролита до отрицательных пластин. Рост кристаллов происходит при длительном хранении заряженных элементов или при постоянной подзарядке аккумуляторов.

Дополнительным недостатком батарей является расход дистиллированной воды, которая впитывается и разлагается химическими веществами, входящими в состав положительного электрода. В составе электролита появляются посторонние примеси, ухудшающие характеристики раствора.

Распространенный метод восстановления никель-кадмиевых аккумуляторов

Для восстановления элементов практикуется методика подачи импульсов тока, превышающего емкость батареи в 20-40 раз. Импульсы подаются на протяжении 5-7 секунд, способ пригоден только для устройств никель-кадмиевого типа.

Допускается восстановление устройств с потекшим электролитом (с небольшой долей вероятности) и для элементов после разряда в ноль. Рекомендуется подключать к цепи питания каждую секцию аккумуляторной банки, что позволяет снизить необходимую мощность источника питания.

Необходимые материалы и оборудование:

• источник питания, позволяющий подавать импульсы электрического тока с повышенными параметрами;
• соединительные провода с зажимами (рекомендуется применять медные жилы с сечением 1,5-2 мм²);
• контрольный прибор для измерения напряжения;
• средства индивидуальной защиты (из-за риска взрыва корпуса аккумулятора).

Последовательность действий при восстановлении никель-кадмиевого аккумулятора:

1. Разобрать аккумуляторную банку шуруповерта или иного инструмента, отсоединить секции от общей цепи, а затем определить расположение отрицательного и положительного полюсов. Дополнительно проводится замер напряжения на полюсах каждой секции.
2. Подключить отрицательную клемму к источнику питания. Для подачи импульсов тока используется свинцово-кислотный аккумулятор от автомобиля или источника бесперебойного питания, имеющий рабочее напряжение 12 В. Если планируется восстановление собранной банки напряжением более 9,6 В, то применяется 2 аккумулятора, соединенных в последовательную цепь (напряжение 24 В).
3. Прикрепить второй кабель к положительному выводу секции батареи.
4. Выполнить кратковременные подключения к плюсовому выходу источника питания (с частотой до 2-3 раз в секунду). Манипуляции проводятся в течение 4-5 секунд, важно не допустить приварки кабеля к поверхности клеммы источника питания. Для снижения вероятности оплавления материалов рекомендуется предварительно смонтировать на выходе блока питания контактную пластину.
5. Провести контрольный замер напряжения секций аккумуляторной банки. Если параметры не увеличились, то выполняется повторный цикл подачи тока. После появления напряжения на клеммах выполняется зарядка элементов.
6. Для восстановления емкости аккумуляторной банки выполняется несколько циклов зарядки и разрядки.

Метод обеспечивает кратковременное восстановление рабочих характеристик аккумулятора, но через несколько десятков циклов разрядки и зарядки происходит снижение емкости и падение напряжения на клеммах.

При подаче повышенного тока идет процесс разрушения кадмиевых нитей, вызывающих короткие замыкания и саморазряд, но не восстанавливается требуемый химический состав электролита. Также необходимо довести уровень рабочей жидкости до заводского значения (касается секций с вытекшим электролитом).

Улучшенный метод восстановления

1. Разобрать банку, а затем провести замеры параметров элементов. Для восстановления отбираются секции, имеющие нулевое напряжение.
2. Проделать отверстие в металлическом кожухе элементов при помощи сверла диаметром 1,5-2 мм. Канал сверлится на боковой части кожуха, инструмент проходит только через металлическую оболочку, затрагивать внутренние полости АКБ запрещено.
3. Залить во внутренние полости дистиллированную воду. Заправка производится медицинским шприцем с обрезанной иглой. В зависимости от состояния электролита и размеров батареи в корпус заливается 0,5-1,0 см³ жидкости.
4. Выдержать элементы при комнатной температуре 4-6 часов. Провести замер напряжения на клеммах, оно должно отличаться от нулевого. Если напряжение не поднялось, то секция подлежит утилизации.
5. Подключить оставшиеся элементы к зарядному устройству, подающему импульсы постоянного тока.
6. Затем производится заряд элементов до полной емкости (при помощи устройства Imax B6 или аналога), не рекомендуется подключать элементы поодиночке к внешнему блоку питания.
7. Выдержать элементы в помещении на протяжении 2-3 суток, а затем проверить напряжение. Если в связке секций имеются аккумуляторы с пониженными параметрами, то производится доливка дистиллированной воды.
8. Процедура повторяется до момента получения равномерного напряжения на всех элементах банки, которое не падает из-за саморазряда в течение 2-3 суток.
9. Заклеить отверстия силиконовым герметиком, установить аккумуляторные секции в пластиковый кожух, а затем закрыть банку штатной крышкой. Протестировать работу электрического инструмента.

Методика восстановления Ni-Cd-аккумуляторов с помощью доливки дистиллированной воды занимает 2-3 недели. Способ не требует от владельца знаний электроники и относится к наиболее щадящим для конструкции батареи. Отверстие в кожухе элемента позволяет выполнять периодическую заправку водой, что дополнительно увеличивает срок службы никель-кадмиевых источников постоянного тока.

Дополнительной методикой восстановления банок является замена вышедших из строя элементов. После снятия крышки источника тока производится замер напряжения каждой секции, затем осуществляется разряд аккумулятора. Повторный замер позволяет выделить элементы с повышенной деградацией (напряжение меньше на 0,5-0,7 В), подобные изделия выпаиваются и утилизируются.

Современные генераторы

Несмотря на высокие рабочие характеристики никель-кадмиевых батарей, происходит постепенное вытеснение устройств аккумуляторами на литиевой основе. Изделия с полимерным электролитом обеспечивают высокий ток разрядки, но большая стоимость и взрывоопасность ограничивают сферу применения источников тока.

Никель-кадмиевые элементы допускают эксплуатацию при температуре от -40°С и обладают высокой пожарной безопасностью, поэтому изделия применяются как аварийные источники питания в авиации и на станциях сотовой связи.

Источник

Как реанимировать аккумулятор шуруповерта в домашних условиях

Проблема с работой оборудования, функционирующего на батареях, заставляет пользователей искать, как восстановить Ni-Cd аккумулятор от шуруповерта в домашних условиях. Применяются различные варианты, итоговый выбор зависит от типа питания и причин возникших при эксплуатации неполадок.

Как восстановить питание шуроповерта

Как устроен аккумулятор шуруповёрта

АКБ или аккумуляторный элемент питания составлен из последовательно соединенных элементов. В каждом находится электролит, электроды. В зависимости от вида используемого при изготовлении сырья, аккумуляторы делятся на несколько разновидностей.

• Никель-металлгидридные (Ni-MH) — менее распространены из-за высокой стоимости. К плюсам устройств относят большую емкость, меньший уровень саморазряда, отсутствие токсических веществ в составе. Длительное хранение в разряженном состоянии приводит к невосстановимой потере части свойств. При нахождении в условиях отрицательных температур у них падает мощность.
• Никель-кадмиевые — характеризуются небольшим нагревом, невозможностью выхода из строя из-за перегрева, сохранением объема емкости при температуре до -40 градусов, долговечным использованием — от 8 до 10 лет. Для увеличения сроков работоспособности нужно работать с элементами до их полной разрядки и в таком виде хранить. К минусам устройств относят токсичность из-за содержащегося кадмия и невысокую удельную емкость.
• Литий-ионные — отличаются отсутствием эффекта памяти, низкими показателями саморазряда, выдерживанием большего количества циклов по зарядке и разрядке. Элементы чувствительны к резким изменениям температуры и скачкам напряжения во время подзарядки. Средний срок службы — 3 года, хранятся не больше 24 месяцев.
• Литий-полимерные — сохраняют работоспособность при серьезных температурных перепадах, характеризуются высокой энергетической плотностью при небольшом объеме и весе. К отрицательным качествам относят риск возгорания из-за перегрева или перезарядки. В условиях хранения держаться не больше 2 лет.

Важно! У современных элементов питания больше преимуществ, но препятствием для широкого использования является высокая стоимость.

Устройства в разобранном виде

Определение неисправности

Поиск источников возникших неполадок подразумевает применение нескольких способов:

• с помощью мультиметра — помогает диагностировать состояние поставленных на зарядку устройств;
• нагрузки — используется двенадцативольтная автомобильная лампочка с мощностью в 35 Вт.

Указанные методы позволяют провести диагностику без вскрытия аккумулятора. Дополнительным методом проверки считают выпуск газа из устройств, с открытием корпуса. Последняя методика восстанавливает функциональность на короткое время.

Причины полной разрядки

Обнуление элементов связано с особенностями хранения:

• в холодном помещении;
• домашних условиях.

Важно! Проблема новых инструментов связана с нарушениями правил хранения продавцом, использующим неотапливаемые склады.

Любую ли аккумуляторную батарею можно починить

Интересуясь, как восстановить АКБ шуруповерта, владельцы оборудования забывают о типе аккумуляторов, в него встроенных. Ионный тип реанимировать бесполезно — в большинстве случаев вопрос связан с разложением лития. Только изредка проблема возникает из-за неисправности схемы управления.

Специалисты восстанавливают оборудование:

• 18 вольт;
• Макита 14.4;
• Метабо, Хитачи, iMax B6 и пр.

Процесс удачен с питанием: Ni-Cd (NiCd), Ni-MH и Li-Ion.

Основные способы восстановления

Несколько методик помогут справиться с вопросом, как можно реанимировать аккумулятор шуруповерта в домашних условиях. Поэтапное выполнение рекомендаций позволит продлить срок службы агрегата.

Пользователи должны помнить, что процесс проходит с предельной осторожностью, а после завершения манипуляций все детали нужно вернуть в первоначальные места.

Использование повышенного тока

Прошивка при помощи напряжения и тока, превышающего номинальные показатели, помогает бороться с эффектом памяти, частично восстанавливать утраченный объем.

Важно! Если в дешевом элементе произошло испарение электролита, то метод применять бесполезно. Недостаток жидкости повышенным током восстановить невозможно.

Замена банок в аккумуляторе

Ремонтные работы требуют новых компонентов, продающихся в специальных магазинах. При покупке «банки» необходимо проверять параметры размеров и объема — они должны подходить к первоначальным элементам.

При процедуре неисправная часть вырезается, на ее место устанавливается рабочая, затем она припаивается. При пайке учитывают несколько факторов:

• процедура проводится максимально быстро — нагрев устройств отражается на их функциональности;
• при присоединении пользуются родными или медными пластинами аналогичных габаритов;
• в процессе отслеживают «плюс» и «минус» — отрицательное значение на предыдущем питании присоединяют к положительному на следующем.

Важно! Завершается ремонт проведением заряда-разрядного цикла. Следом измеряется напряжение — по нормативам оно должно равняться 1,3 В.

Долив дистиллированной воды

Жидкость подходит только для простейших, а не современных устройств. Испарение влаги связано с перегревом во время работы. Для устранения неполадок и восстановления дистиллированную воду нужно долить.

Алгоритм выполнения несложный:

1. Проводят разборку аккумулятора и ищут мини-питание. Их количество зависит от марки оборудования. Поиск неисправностей проходит при помощи мультиметра, в работоспособных элементах напряжение равно 1-1,3 В. При пониженном уровне требуется ремонт неисправной части.
2. Извлекаются проблемные детали с предельной осторожностью руками, без повреждения соединительных пластин. Они необходимы для обратной сборки и закрепления питающих элементов.
3. На боковом участке просверливается полость с диаметром меньше 1 мм. Она должна располагаться ближе к нижней или верхней части. Сверление затрагивает только стенку, но не внутренние участки батарейки.
4. Заполнение жидкостью производится через шприц — емкость должна полностью заполниться. В этом положении элемент оставляют на сутки. Через 24 часа проводят зарядку и оставляют на одну неделю.
5. Дополнительная проверка напряжения и емкости проходит через 7 суток, если оно осталось на первоначальных после ремонта позициях, то отверстие заливается силиконом или запаивается.

Завершается метод сбором аккумулятора с припаиванием соединительных пластинок и последней проверкой работоспособности устройства. При помощи незначительных нагрузок производится полная разрядка. Процедура повторяется трижды (с полным восстановлением и обнулением заряда), с регулярным замером показателей.

Заливка через отверстие

Ремонт и замена элементов аккумуляторов

Методика подходит для всех типов питания шуроповертов. Процесс начинается с разборки аккумулятора, проверки мультиметром исправных и поврежденных деталей с пониженным уровнем напряжения. Вместо неисправных элементов устанавливаются новые мини-батарейки.

После установки их соединяют пластинами, с этой целью пользуются пайкой или точечной сваркой.

Внимание! В процессе отслеживают, чтобы детали не перегревались. Работа выполняется за минимальное время, с применением канифоли, флюса.

Как устранить эффект памяти

Частая недостаточная зарядка и последующая разрядка приводят к возникновению эффекта памяти. Устройство «запоминает» минимальные границы, что вызывает уменьшение емкости. Проблема встречается в Ni-Cd (NiCd), иногда в Ni-MH устройствах. В остальных разновидностях источников питания (литиевых) он отсутствует изначально.

Для решения вопроса с ремонтными работами необходимо провести полную разрядку и зарядку элемента, используя лампочку в 12 В. К ней нужно припаять провода с плюсом и минусом, позже их соединить с контактными клеммами устройства. Чтобы раскачать устройство, необходимо повторить схему не меньше пяти раз.

Реанимация с помощью замораживания

Метод с холодными температурами подходит для кадмиево-никельных элементов питания. Процесс подчиняется алгоритму:

1. После полной разрядки устройства его помещают в полиэтиленовый пакет и отправляют в морозильник.
2. Спустя 10 часов батарейку извлекают и отправляют заряжаться.
3. Затем вторично обнуляют заряд и повторяют процесс трижды.

Владельцы оборудования Бош, Интерскол, Штурм Энергомаш и прочих знаменитых брендов должны помнить, что возможность восстановиться присутствует у отдельных элементов. Реанимация некоторых на дому не поможет оживить аккумулятор, вне зависимости от точности выполнения инструкций.

Источник