Motivul acestui articol a fost apariția a două baterii pentru șurubelnița Bosch NiMH 14.4V, 2.6Ah. Aceste baterii au fost înlocuite cu altele noi, din cauza refuzului lor de a funcționa după doi sau trei ani de inactivitate. Depozitarea bateriilor a avut loc într-o cutie, în condiții de cameră, cu o încărcare completă pe memoria „autohtonă”, după o utilizare rară. La următoarea scoatere din carcasă pentru lucrări urgente, bateria șurubelniței a dat toată puterea în 5-7 minute. După același timp de încărcare, încărcătorul a raportat că taxa este completă. Și la fel într-un cerc, pentru toată perioada de muncă. A doua baterie de rezervă s-a comportat similar. După o înlocuire naturală, au venit la mine.
O baterie de șurubelniță fără fir cu hidrură de nichel-metal cu o tensiune de funcționare de 14,4 volți este asamblată din 12 elemente separate cu o tensiune tipică de 1,2 volți conectate în serie. Dar diferite elemente din producție primesc o anumită gamă de caracteristici. Unii au mai multă capacitate, în timp ce alții au mai puține. Ca urmare a încărcării constante într-un pachet, elementele cu o capacitate mai mică sunt reîncărcate constant. Din această cauză, acestea se degradează rapid. De asemenea, bateriile cu o capacitate mai mică se vor degrada în timpul descărcării. Acestea sunt evacuate mai devreme decât alte elemente, iar descărcarea ulterioară duce la descărcarea lor profundă. Din această cauză, în cazul unei defecțiuni a bateriei NiMH pentru șurubelniță, una sau mai multe celule ale bateriei vor defecta, iar altele vor urma. Prin urmare, sarcina principală la repararea bateriei unei șurubelnițe este identificarea elementelor defectate. Și în viitor, este posibil să restaurați bateria unei șurubelnițe cu un set simplu de elemente care pot fi funcționate din bateriile principale și de rezervă sau cu încercarea de a restabili unele elemente pentru a completa bateria.
Opiniile sunt adesea exprimate pe internet, adesea controversate, despre modul de restaurare a acestor baterii. Mulți consideră acest lucru pur și simplu nepromisător, datorită vieții scurte de după restaurare. Dar, deoarece bateriile de mai sus aveau un număr mic de cicluri de descărcare a încărcării, au funcționat efectiv sub sarcină doar pentru o perioadă scurtă de timp, am decis să încerc posibilitatea analizei element cu element și, dacă este posibil, recuperarea. Este posibil să puteți colecta o baterie de rezervă pentru o șurubelniță sau să folosiți elementele „supraviețuitoare” în altele produse de casănecesitând descărcarea curenților de descărcare mare într-un timp scurt.
Pentru a identifica celulele bateriei nesigure:
1. Demontați carcasa bateriei unei șurubelnițe (4 șuruburi) și îndepărtați din ea un bloc de cutii conectate în serie (12 bucăți) de baterii NiMH.
2. După ce a îndepărtat garniturile izolatoare superioare și inferioare, el a eliberat plăcile care leagă polii elementelor pentru contact.
3. Inspecția celulelor bateriei nu a evidențiat defecte externe (coborâre, umflare, manevre, coroziune) care ar putea afecta funcționarea bateriei.
4. Pentru funcționarea corectă a bateriilor NiMH, se recomandă menținerea tensiunii de funcționare pe celule în limita a 1,2-1,4 volți, este permisă o reducere de 0,9 -1,0 volți. El a măsurat tensiunea pe fiecare element al bateriei cu un multimetru. Tensiunea răspândită pe toate celulele bateriei s-a situat la 1,01 ... 1,24 volți (adică în intervalul normal pentru o baterie descărcată), dar bateria din șurubelniță practic nu funcționează.
5. Repetați alineatele 1 - 4 pe a doua baterie pentru șurubelniță. Rezultatul este similar.
6. Pentru a identifica problema, am efectuat măsurători comparative ale curentului dat de fiecare element pe rezistența internă a șuntului multimetrului. Măsurătorile pe termen scurt au arătat că 4 din 24 de elemente pot oferi un curent mai mare de 1 amperiu, iar restul - mai puțin de 0,2 amperi. Cu alte cuvinte, doar 4 dintre toate elementele au avut o anumită capacitate și, pentru o perioadă scurtă de timp, au susținut munca unei șurubelnițe.
7. Pentru lucrul la încercarea de a restabili celulele cu capacitate redusă și încărcarea lucrătorilor, am dezasamblat bateriile NiMH. Pentru a face acest lucru, am tăiat jumperii conectând elementele cu foarfece obișnuite. Dacă este posibil în viitor, conectarea elementelor prin lipirea reziduurilor de jumper nu va fi o problemă.
8. Patru elemente selectate cu o anumită capacitate sunt marcate și gata pentru experimentare.
9. Pentru a restabili sau respinge elementele individuale, este necesar să încărcați elementul cu un curent de 0,5 ... 1,0C (încărcare rapidă) la capacitatea nominală, limitând sarcina în funcție de timpul estimat. Dar pentru a calcula timpul, trebuie să cunoașteți capacitatea și încărcarea inițială a bateriei. Prin urmare, pentru a exclude încărcarea inițială necunoscută în calcule, este necesar să descărcați mai întâi bateria restaurată.
Verificarea capacității unui element încărcat poate fi, de asemenea, verificată prin descărcarea sa, controlând curentul și timpul de descărcare.
În legătură cu cele de mai sus, primul pas pentru a determina caracteristicile bateriei va fi descărcarea celulei la o încărcare constantă, cu un control asupra tensiunii reziduale minime de 0,9 ... 1,0 volți, pentru a exclude o descărcare profundă. Totul este simplu cu curentul - cu cât este mai mic curentul de descărcare, cu atât descărcarea este mai completă și mai eficientă, dar timpul de încărcare va crește. Bateriile cu hidrură de nichel-metal pot oferi foarte mult curent, dar nu este recomandat să setați valori mai mari de 0,5C în timpul descărcării. Aceasta duce la reducerea numărului de cicluri de descărcare-încărcare și la o scădere a duratei de funcționare. Drept urmare, luăm un curent de descărcare de 100 mA.
10. Pentru descărcarea celulelor bateriei, montăm un circuit simplu care vă permite să controlați procesul de descărcare prin strălucirea LED-ului.
Pentru a asigura aprinderea LED-ului, instalăm două elemente conectate în serie în același timp. Fiecare dintre ele este descărcat în propriul său lanț de rezistență (care determină curentul de descărcare) și diode (care determină tensiunea minimă pe celula de baterie în limita a 0,9 ... 1,0 volți). Această tensiune minimă pe element este obținută automat. Sfârșitul ciclului de descărcare când LED-ul este stins.
11. Selectăm piesele în conformitate cu schema și o asamblăm pe o bucată de PCB tăiată de pe o placă de circuit universal.
12. Conectăm două elemente în serie, în conformitate cu polaritatea, nu uitați să conectați punctul mijlociu (fir alb) și să observați strălucirea LED-ului. Până la durata descărcării este posibil să navigați cu privire la capacitatea celulei bateriei.
13. Capacitatea celulei poate fi măsurată descărcând o baterie complet încărcată. Pentru a face acest lucru, trebuie să detectați timpul de descărcare și să îl multiplicați cu curentul de descărcare. Aceasta va fi capacitatea care trebuie comparată cu cea nominală. Unele dispozitive, cum ar fi iMAX-B6, iau măsurători automat. Vom acționa într-un mod mai economic. Întrucât pentru a evalua posibilitatea utilizării celulelor bateriei, nu avem nevoie decât de valori aproximative de capacitate, vom efectua măsurători periodice pe două celule cu caracteristici extreme.
14. Când se măsoară periodic curentul în procesul de control al unei descărcări pe un dispozitiv dat, o baterie preîncărcată și complet încărcată (paragrafele 9 ... 12), este posibil să se observe diferența dintre celule, care este reflectată în grafic.
Graficul 1 (linia roșie) reflectă procesul de descărcare a elementelor selectate prin măsurători (punctul 8), care inițial au o anumită capacitate. Conform măsurătorilor și calculelor, capacitatea acestei baterii este de aproximativ 95 de ore, ceea ce reprezintă 44% din capacitatea nominală. Datorită instabilității curentului de descărcare, calculul a fost efectuat prin însumarea capacităților componente pe perioade scurte de timp de descărcare (10-15 min), una după alta. Curentul de descărcare a fost luat ca medie, între începutul și sfârșitul fiecăreia dintre perioade.
Graficul 2 (linia verde) arată procesul de descărcare a unui element cu o capacitate inițială minimă. Măsurătorile și calculele sunt efectuate în mod similar. Capacitatea acestui element este de aproximativ 50 de ore (23%). Natura scăderii curentului de descărcare diferă brusc de cea anterioară și indică o capacitate scăzută a elementului.
Graficele arată că capacitatea potențială a celulei bateriei, în scopul respingerii, poate fi determinată în primele 20-30 de minute ale descărcării de control prin mărimea scăderii curentului de descărcare. Și, de asemenea, în ciuda unui ciclu complet de descărcare și încărcare calculată a unei celule vechi cu baterie, fără măsuri suplimentare de recuperare, capacitatea sa nu este practic restabilită.
Motivul scăderii semnificative a capacității elementelor de hidrură de nichel metal poate fi efectul de memorie. Se manifestă în cicluri de descărcare incompletă și încărcare ulterioară. Ca urmare a unei astfel de operații, bateria „își amintește” de limita inferioară tot mai mică a descărcării, ceea ce scade capacitatea. O parte din masa activă a bateriei nu se încadrează în proces.
Pentru a elimina acest efect, se recomandă restabilirea sau antrenarea regulată a bateriilor. Pentru a face acest lucru, conform diagramei de mai sus, descărcarea este efectuată și apoi procesul complet de încărcare. Este recomandat să faceți mai multe astfel de cicluri.
Un alt mod de a restabili bateriile NiMH este să treci curent prin ele în impulsuri scurte. Curentul trebuie să fie de zece ori mai mare decât valoarea capacitanței elementului. În același timp, dendritele sunt distruse și bateria este „actualizată”. În plus, formarea sa se realizează sub forma mai multor cicluri de descărcare de sarcină.