Как восстановить литиевый аккумулятор от шуруповёрта DeWalt?
Реанимируем аккумулятор DCB 145
Литиевые аккумуляторы находят всё большее применение в быту. В настоящее время они являются основой сменных аккумуляторных батарей для шуруповёртов и другого электроинструмента. Несмотря на свои достоинства, литиевые аккумуляторы также не лишены недостатков.
Так, после 1,5 года эксплуатации аккумуляторы от шуруповёрта DeWalt стали быстро разряжаться, работать стало невозможно. Аккумуляторы заряжались максимум до 14,4 вольт, хотя для этого использовалось штатное зарядное устройство DCB-107. Кроме этого, зарядка происходила очень быстро. Вместо положенных 60 минут, процесс занимал от силы минут 15.
Прежде чем рассказывать о том, как удалось решить данную проблему, мне бы хотелось познакомить читателя с устройством литиевого аккумулятора от шуруповёрта.
Вот так выглядит штатный аккумулятор DeWalt DCB-145.
Чтобы вскрыть такой аккумулятор, потребуется шестигранная отвёртка типа TORX. Батарея состоит из 4 литиевых (Li-ion) "банок" SAMSUNG SDI INR18650-13B ёмкостью 1300 mA×h каждая. Все четыре "банки" установлены в пластиковый бокс и соединены последовательно при помощи токоведущих пластин. Пластины приварены к контактам литиевых "банок" точечной сваркой. Видно, что это качественная заводская сборка.
Не советую разделять "банки" составной АКБ, перекусывая соединительные токоведущие пластины. Я так сделал и пожалел. Далее я расскажу, почему этого делать не стоит.
Сами аккумуляторы SAMSUNG SDI INR18650-13B не имеют встроенного контроллера заряда/разряда. К сожалению, найти документацию на аккумулятор конкретно этой модели (с индексом 13B) мне не удалось. Но, судя по параметрам данной серии, максимальный непрерывный ток разряда (Max Continuous Discharge Current) может быть от 18 (INR18650-13L) до 23 (INR18650-13M) ампер! Неудивительно, что в них нет встроенного контроллера защиты.
Также в корпусе батареи установлен 5-ти контактный разъём и небольшая печатная плата.
Многоконтактный разъём необходим для того, чтобы при заряде была возможность контролировать заряд каждого из четырёх аккумуляторов INR18650-13B отдельно. Как известно, напряжение более 4,1 ~ 4,2V для литиевых аккумуляторов опасно и может привести к повреждению или даже возгоранию. Поэтому зарядное устройство выравнивает (балансирует) ток через каждую "банку" составной батареи так, чтобы напряжение на каждой из них не превышало 4,1V.
Также на печатной плате установлен датчик температуры, который прилегает к одной из литиевых "банок".
Благодаря датчику штатная зарядка DeWalt DCB-107 измеряет температуру аккумулятора и отключает режим заряда в том случае, если батарея перегрета или имеет температуру ниже +4°C. Кроме термодатчика на плате смонтирована какая-то схема, но она залита герметиком.
Такая аккумуляторная сборка называется "Pack for Power Tool", то есть "Пакет" или сборка для электроинструмента. Вот так она выглядит.
Крупные компании вроде Samsung поставляют такие сборки для производителей силового электроинструмента под заказ. Возможно, поэтому мне и не удалось найти точные характеристики под аккумуляторы INR18650-13B.
С устройством литиевой батареи для электроинструмента мы ознакомились. Вернёмся к нашим "дохлым" аккумуляторам.
Перед тем, как они "сдохли" их очень сильно разрядили. Пользовались шуруповёртом до тех пор, пока АКБ не разрядилась, а затем, сделав передышку, поработали ещё некоторое время. После этого батарея стала плохо заряжаться, и не держала ёмкость.
После замера напряжения на каждой "банке" АКБ выяснилось, что 3 из 4 заряжены не полностью – до 3,5 вольт. Лишь одна зарядилась до необходимых 4,1 вольт (для Li-ion).
Если сложить напряжение всех банок, то получим как раз те самые 14,4V. Напомню, что штатное зарядное устройство очень быстро заряжало батарею и отключалось.
Первое, что пришло на ум, это заменить те литиевые "банки", которые заряжались не полностью. Но, поиск оригинальных INR18650-13B не дал результатов. Возможно из-за того, что такие сборки поставляются только под заказ и в розницу не поступают. Да и стоимость четырёх новых аккумуляторов, например, INR18650-22R практически равнялась цене одной АКБ DeWalt DCB-145. Поэтому от замены аккумуляторов я решил на тот момент отказаться.
И, тут в голову пришла дельная мысль, а она, как всегда, запаздывает. Что, если штатная зарядка не смогла правильно отбалансировать составную литиевую батарею после глубокого разряда? То есть штатная ДеВольт'овская зарядка заряжала одну "банку" до необходимых 4,1V и отключалась. При этом оставшиеся 3 литиевые "банки" заряжались не полностью, а всего лишь до 3,5V.
Было решено проверить штатное зарядное устройство DCB-107 на предмет наличия какой бы то ни было неисправности, но оно оказалось исправно. Да и другие батареи зарядка заряжала прекрасно.
Таким образом, я пришёл к выводу, что штатное зарядное устройство не смогло правильно отбалансировать составную литиевую батарею после глубокой разрядки.
Было решено разрядить/зарядить каждую литиевую банку 18650 отдельно с помощью стороннего зарядного устройства. Для этого использовалось универсальное зарядное устройство «Turnigy Accucell 6» (аналог «IMAX B6»).
Разряжал каждую банку 18650 до 3V током 0,3А. Затем заряжал до 4,1V током 0,5А. Далее снова разряжал с целью определить, сколько же тока заливается в каждую конкретную "банку". Это необходимо для того, чтобы оценить их ёмкость. Как выяснилось, аккумуляторы исправны и в каждую из них было "залито" от 1164 до 1186 mA. Что не так далеко от заявленной ёмкости в 1300 mA×h. Таким образом я убедился, что аккумуляторы исправны, и заменять их не стоит.
После теста (заряда-разряда) каждого аккумулятора меряем напряжение на каждой литиевой "банке". Оно должно быть в пределах 3,1~3,3V. Таким образом составная батарея будет разряжена до 12,4~13,2V.
Затем я собрал все "банки" в бокс, припаял плату с разъёмом и установил в корпус. Поставил полностью разряженную батарею DeWalt DCB-145 уже в штатную ДеВольт'овскую зарядку и засёк время начала процесса заряда. Как я и ожидал, спустя один час (60 минут, как и указано в инструкции) зарядка батареи была завершена.
В качестве "контрольного выстрела" замерил напряжение на клеммах B+ и B-. Оно составило 16,4V, как и положено для полностью заряженной АКБ.
Таким образом удалось восстановить два аккумулятора DeWalt DCB-145 и избежать пустой траты денег на покупку новых аккумуляторов суммарная стоимость которых практически равна стоимости недорогого шуруповёрта.
Теперь расскажу о "граблях", на которые наступил.
Внимание! Сборку надо производить очень аккуратно и не допускать короткого замыкания между выводами "банок" и тех выводов, которые идут на балансировочный разъём. Если замкнёте что-то пассатижами или пинцетом, то хороший фейерверк из искр обеспечен! Я в этом убедился на практике. Токи такие, что провод сечением 0,5 мм. плавятся так, будто это тончайший проводок плавкого предохранителя.
Также категорически не советую разделять литиевые банки, разрезая или перекусывая соединительные токоведущие пластины, которые приварены сваркой.
Во-первых, в этом нет необходимости. Зарядить каждую "банку" можно просто подключаясь выводами зарядного устройства к полюсам нужного аккумулятора. Единственное, что может потребоваться, так это отпаять выводы балансировочного разъёма и временно снять сам разъём со сборки.
Во-вторых, можно повредить изоляцию литиевых аккумуляторов и из-за этого замкнуть их.
В третьих, после того, как литиевые "банки" будут протестированы, встанет вопрос о соединении их вместе. И даже если пластины удастся спаять между собой, то поместить такую сборку обратно в корпус будет весьма трудоёмкой задачей. Корпус батареи очень плотно подогнан под габариты сборки.
Где купить литиевые аккумуляторы для замены неисправных?
Ну, и напоследок, затрону тему замены литиевых аккумуляторов. Если случилось так, что батарея вашего шуруповёрта пришла в негодность и требует замены литиевых аккумуляторов, то на данный момент не составляет труда найти им достойную замену.
Например, на АлиЭкспресс можно найти литиевые аккумуляторы от Samsung, LG, Sanyo, Panasonic, Sony.
Для апгрейда своего шуруповёрта с 12V никель-кадмиевой батареей, я приобрёл литиевые аккумуляторы Samsung INR18650-25RM.
Покупал в хорошо знакомом многим и проверенном магазине «liitokala Official Store». Судя по всему, аккумуляторы оригинальные. Во всяком случае, разницы в весе, ёмкости и качестве изготовления я не заметил.
Продавец прямым текстом пишет, что аккумуляторы оригинальные, но, "светить" бренд «Samsung» они, видимо, не имеют права. Поэтому на всех аккумуляторах маркировка Samsung заклеена фирменной наклейкой магазина.
Сейчас, судя по всему, аккумуляторы Samsung INR18650-25RM в данном магазине не продаются. Он торгует продукцией своего бренда. Но вот в магазине «liitokala Direct Store» аккумуляторы Samsung есть.
Переделка удалась. С платами защиты и заряда я заморачиваться не стал, просто вывел наружу силовые проводники, а также провода под балансировочный разъём. Заряжаю всё напрямую универсальным зарядным устройством «Turnigy Accucell 6». Делал всё на быструю руку, так как лето было на исходе.
Под замену никелевых (NiCd, NiMh) аккумуляторов на литий лучше брать те, что с приваренными "лепестками". Так будет легче спаять составную батарею.
Стоит отметить, что аккумуляторы INR18650-25RM как раз таки и используются в тех самых «Pack for Power Tool» для электроинструмента. Перед покупкой советую погуглить даташит на аккумулятор или его серию (например, так: "samsung inr18650-25rm datasheet"). В нём указано всё, что необходимо знать: типовой ток заряда и разряда, назначение (инструмент, игрушки), графики потери ёмкости после нескольких циклов и много чего ещё.
Главная → Мастерская → Текущая страница
Также Вам будет интересно узнать: