ميزات ومزايا وعيوب بطاريات الليثيوم لمفك البراغي

إذا تم ربط أداة كهربائية محمولة باليد مدعومة بمصدر طاقة منزلي بمنفذ بسلك ، مما يحد من حركة الشخص الذي يحمل الجهاز في يديه ، فإن نظائر الوحدات التي تعمل بالبطاريات "على المقود" توفر الكثير المزيد من حرية العمل في العمل. يعد وجود البطارية أمرًا مهمًا للغاية عندما يتعلق الأمر باستخدام مفكات البراغي.

اعتمادًا على نوع البطارية المستخدمة ، يمكن تقسيمها بشكل مشروط إلى مجموعتين - مع بطاريات النيكل والليثيوم ، وميزات الأخيرة تجعل أداة الطاقة هذه الأكثر إثارة للاهتمام للمستخدم.

لا يختلف جهاز بطارية الليثيوم القابلة لإعادة الشحن كثيرًا عن تصميم البطاريات بناءً على كيمياء أخرى. لكن الميزة الأساسية هي استخدام المنحل بالكهرباء اللامائي ، والذي يمنع إطلاق الهيدروجين الحر أثناء العملية. كان هذا عيبًا كبيرًا في بطاريات التصميمات السابقة وأدى إلى ارتفاع احتمال نشوب حريق.

يتكون القطب الموجب من فيلم أكسيد الكوبالت المترسب على مجمع الألومنيوم الأساسي الحالي. الكاثود هو المنحل بالكهرباء نفسه ، والذي يحتوي على أملاح الليثيوم في شكل سائل. يشرب المنحل بالكهرباء كتلة مسامية من مادة محايدة كيميائياً موصلة كهربائياً. الجرافيت السائب أو فحم الكوك مناسب له.... يتم جمع التيار من صفيحة نحاسية مطبقة على الجزء الخلفي من الكاثود.

للتشغيل العادي للبطارية ، يجب الضغط على الكاثود المسامي بإحكام بما يكفي على القطب الموجب.... لذلك ، في تصميم بطاريات الليثيوم ، يوجد دائمًا زنبرك يضغط "السندويتش" من الأنود والكاثود ومجمع التيار السالب. يمكن أن يؤدي دخول الهواء المحيط إلى الإخلال بالتوازن الكيميائي المتوازن بعناية. ودخول الرطوبة ولا يهدد بخطر نشوب حريق بل وانفجار. لهذا السبب يجب أن تكون خلية البطارية النهائية محكمة الغلق.

البطارية المسطحة هي أبسط في التصميم. عند تساوي جميع الأشياء الأخرى ، ستكون بطارية الليثيوم المسطحة أخف وزنا وأكثر إحكاما وتوفر تيارًا كبيرًا (أي مزيدًا من الطاقة). لكن من الضروري تصميم جهاز به بطاريات ليثيوم مسطحة الشكل ، مما يعني أن البطارية سيكون لها تطبيق ضيق ومتخصص. هذه البطاريات أغلى من نظيراتها.

لتوسيع سوق المبيعات ، ينتج المصنعون خلايا بطاريات ذات أشكال عالمية وأحجام قياسية.

من بين بطاريات الليثيوم ، فإن النسخة 18650 هي السائدة فعليًا اليوم ، مثل هذه البطاريات لها شكل مشابه لبطاريات الأصابع الأسطوانية المألوفة في الحياة اليومية. لكن يوفر معيار 18650 بشكل خاص أبعادًا أكبر إلى حد ما... هذا يتجنب الارتباك ويمنع استبدال وحدة الإمداد بالطاقة عن طريق الخطأ بدلاً من بطارية مالحة تقليدية. لكن هذا سيكون خطيرًا للغاية ، لأن بطارية الليثيوم بها ضعف ونصف الجهد القياسي (3.6 فولت مقابل 1.5 فولت لبطارية ملح).

بالنسبة لمفك البراغي الكهربائي ، يتم تجميع خلايا الليثيوم بالتتابع في بطارية. يؤدي هذا إلى زيادة الجهد المطبق على المحرك ، مما يوفر الطاقة وعزم الدوران المطلوبين بواسطة الأداة.

تحتوي بطارية التخزين بالضرورة في تصميمها على مستشعرات درجة حرارة وجهاز إلكتروني متخصص - جهاز تحكم.

هذه الدائرة:

• يراقب توحيد شحنة العناصر الفردية ؛
• يتحكم في تيار الشحن ؛
• لا يسمح بالتفريغ المفرط للعناصر ؛
• يمنع ارتفاع درجة حرارة البطارية.

البطاريات من هذا النوع تسمى الأيونية. هناك أيضًا خلايا ليثيوم بوليمر ، وهذا تعديل لخلايا أيون الليثيوم. يختلف تصميمها اختلافًا جوهريًا فقط في مادة وتصميم المنحل بالكهرباء.

• الميزة الرئيسية لبطاريات الليثيوم هي قدرتها الكهربائية العالية. يتيح لك ذلك إنشاء أداة يدوية خفيفة الوزن وصغيرة الحجم. من ناحية أخرى ، إذا كان المستخدم جاهزًا للعمل بجهاز أثقل ، فسيحصل على بطارية قوية جدًا تسمح للمفك بالعمل لفترة طويلة.
• ميزة أخرى هي القدرة على ملء بطاريات الليثيوم بالطاقة بسرعة نسبيًا. يبلغ وقت الشحن الكامل النموذجي حوالي ساعتين ، ويمكن شحن بعض البطاريات في نصف ساعة بشاحن خاص! يمكن أن تكون هذه الميزة سببًا استثنائيًا لتزويد مفك براغي ببطارية ليثيوم.

تحتوي بطاريات الليثيوم أيضًا على بعض العيوب المحددة.

• وأكثر ما يلفت الانتباه هو الانخفاض الكبير في القدرة العملية عند العمل في الطقس البارد. في درجات الحرارة تحت الصفر ، يجب تسخين جهاز مزود ببطاريات الليثيوم من وقت لآخر ، واستعادة السعة الكهربائية بالكامل.
• العيب الثاني الملحوظ ليس فترة خدمة طويلة. على الرغم من تأكيدات الشركات المصنعة ، فإن أفضل العينات ، مع الاستخدام الأكثر دقة ، لا تصمد أكثر من ثلاث إلى خمس سنوات. في غضون عام بعد الشراء ، يمكن أن تفقد بطارية الليثيوم من أي علامة تجارية شائعة الاستخدام الأكثر حرصًا ما يصل إلى ثلث قدرتها. بعد عامين ، بالكاد سيبقى نصف السعة الأصلية. متوسط ​​فترة التشغيل العادي هو من سنتين إلى ثلاث سنوات.
• وهناك عيب آخر ملحوظ: سعر بطاريات الليثيوم أعلى بكثير من تكلفة بطاريات النيكل والكادميوم ، والتي لا تزال تستخدم على نطاق واسع في الأدوات الكهربائية المحمولة.

من الناحية التاريخية ، كانت البطاريات القابلة لإعادة الشحن ذات الإنتاج الضخم للأدوات الكهربائية المحمولة هي بطاريات النيكل والكادميوم. بسعر منخفض ، فهي قادرة تمامًا على تحمل أحمال كبيرة نسبيًا ولديها قدرة كهربائية مرضية بأبعاد ووزن معقول. لا تزال البطاريات من هذا النوع منتشرة اليوم ، لا سيما في قطاع الأجهزة المحمولة غير المكلفة.

الفرق الرئيسي بين بطاريات الليثيوم وبطاريات النيكل والكادميوم هو الوزن المنخفض مع السعة الكهربائية العالية وسعة التحميل الجيدة جدًا..

بالإضافة إلى ذلك ، جدا الفرق المهم بين بطاريات الليثيوم هو وقت الشحن أقصر بكثير... يمكن شحن هذه البطارية في غضون ساعتين. لكن دورة الشحن الكاملة لبطاريات النيكل والكادميوم تستغرق ما لا يقل عن اثنتي عشرة ساعة.

هناك خصوصية أخرى مرتبطة بهذا: بينما تتحمل بطاريات الليثيوم كلاً من التخزين والتشغيل في حالة غير مكتملة الشحن بهدوء تام ، النيكل والكادميوم لهما "تأثير ذاكرة" مزعج للغاية... في الممارسة العملية ، هذا يعني أنه من أجل إطالة عمر الخدمة وأيضًا لمنع الفقد السريع للقدرة ، يفضل استخدام بطاريات النيكل والكادميوم قبل التفريغ الكامل... بعد ذلك ، تأكد من الشحن بكامل طاقته ، الأمر الذي يستغرق وقتًا طويلاً.

بطاريات الليثيوم ليس لديها هذا العيب.

عندما يتعلق الأمر باختيار بطارية لمفك البراغي ، فإن المهمة تكمن في اختيار الجهاز الكهربائي نفسه ، والذي سيشمل بطارية من طراز معين.

يبدو تصنيف مفكات البراغي اللاسلكية الرخيصة هذا الموسم كما يلي:

• ماكيتا HP331DZ، 10.8 فولت ، 1.5 أمبير * ساعة ، الليثيوم ؛
• بوش PSR 1080 LI ، 10.8 فولت ، 1.5 أمبير * ساعة ، الليثيوم ؛
• بورت BAB-12-P، 12 فولت ، 1.3 أمبير * ساعة ، نيكل ؛

• "إنترسكول DA-12ER-01"، 12 فولت 1.3 أمبير * ساعة ، نيكل ؛
• Kolner KCD 12M، 12 فولت ، 1.3 أمبير * ساعة ، نيكل.

أفضل الموديلات الاحترافية هي:

1. ماكيتا DHP481RTE، 18 فولت ، 5 أمبير * ساعة ، الليثيوم ؛
2. هيتاشي DS14DSAL، 14.4 فولت ، 1.5 أمبير * ساعة ، ليثيوم ؛
3. Metabo BS 18 LTX Impuls 201، 18 فولت ، 4 أمبير * ساعة ، الليثيوم ؛
4. بوش GSR 18 V-EC 2016، 18 فولت ، 4 أمبير * ساعة ، الليثيوم ؛
5. ديوالت DCD780M2، 18 فولت 1.5 أمبير * ساعة ليثيوم.

أفضل المفكات اللاسلكية من حيث الموثوقية:

1. بوش GSR 1440، 14.4 فولت ، 1.5 أمبير * ساعة ، ليثيوم ؛
2. هيتاشي DS18DFL، 18 فولت ، 1.5 أمبير * ساعة ، الليثيوم ؛
3. ديوالت DCD790D2، 18 فولت ، 2 أمبير * ساعة ، ليثيوم.

يعتبر هذا الجهد هو المعيار المهني الصناعي لبطاريات الليثيوم. نظرًا لأن الأداة الاحترافية مصممة للعمل النشط طويل الأمد ، وتتضمن أيضًا مستوى إضافيًا من الراحة ، فإن جزءًا كبيرًا من بطاريات مفك البراغي 18 فولت المنتجة متوافقة تمامًا مع بعضها البعض ، وفي بعض الأحيان قابلة للتبديل بين الأدوات من مختلف الشركات المصنعة.

بجانب، معايير 10.8 فولت و 14.4 فولت منتشرة على نطاق واسع... تم العثور على الخيار الأول فقط بين أكثر النماذج تكلفة. والثاني هو تقليديا "الفلاح المتوسط" ويمكن العثور عليه بين النماذج المحترفة لمفكات البراغي ونماذج الطبقة الوسطى (المتوسطة).

لكن لا يمكن رؤية تسميات 220 فولت في خصائص أفضل الموديلات ، لأن هذا يشير إلى أن مفك البراغي متصل بسلك بمنفذ طاقة منزلي.

غالبًا ما يكون لدى السيد بالفعل مفك براغي لاسلكي قديم يناسبه تمامًا. لكن الجهاز مزود ببطاريات قديمة من النيكل والكادميوم. نظرًا لأنه لا يزال يتعين تغيير البطارية ، فهناك رغبة في استبدال البطارية القديمة بشيء أحدث. لن يوفر هذا عملاً أكثر راحة فحسب ، بل سيقضي أيضًا على الحاجة إلى البحث عن بطاريات من طراز قديم في السوق.

أبسط ما يتبادر إلى الذهن هو تجميع مصدر طاقة من محول إلكتروني في علبة بطارية قديمة.... يمكنك الآن استخدام مفك البراغي عن طريق توصيله بمصدر الطاقة المنزلي.

يمكن توصيل موديلات 14.4 فولت ببطاريات السيارة... بعد تجميع محول تمديد مع أطراف أو قابس ولاعة سجائر من جسم بطارية قديمة ، تحصل على جهاز لا غنى عنه للجراج أو العمل "في الميدان".

إذا كنا بصدد تحويل بطارية قديمة إلى ليثيوم ، فيمكننا أن نأخذ في الاعتبار أن 18650 خلية من خلايا الليثيوم منتشرة للغاية في السوق ، وبالتالي ، يمكننا صنع بطاريات مفك البراغي بناءً على الأجزاء المتوفرة بسهولة. علاوة على ذلك ، فإن انتشار معيار 18650 يسمح لك باختيار البطاريات من أي مصنع.

لن يكون من الصعب فتح علبة بطارية قديمة وإزالة الحشوة القديمة منها. من المهم ألا تنسى وضع علامة على جهة الاتصال بالحالة التي تم توصيل "علامة الجمع" الخاصة بمجموعة البطارية القديمة بها مسبقًا..

اعتمادًا على الجهد الذي تم تصميم البطارية القديمة من أجله ، من الضروري تحديد عدد خلايا الليثيوم المتصلة في سلسلة. الجهد القياسي لخلية الليثيوم هو بالضبط ثلاثة أضعاف الجهد لخلية النيكل (3.6 فولت بدلاً من 1.2 فولت). وهكذا ، فإن كل "ليثيوم" تحل محل ثلاثة "نيكل" متصلة في سلسلة.

من خلال توفير تصميم للبطارية ، حيث يتم توصيل ثلاث خلايا ليثيوم واحدة تلو الأخرى ، يمكن الحصول على بطارية بجهد 10.8 فولت. من بين بطاريات النيكل ، تم العثور عليها ، ولكن ليس في كثير من الأحيان. عندما يتم توصيل أربع خلايا من الليثيوم بإكليل ، نحصل بالفعل على 14.4 فولت.سيؤدي هذا إلى استبدال بطارية النيكل بكلا 12 فولت.و 14.4 فولت هي معايير شائعة جدًا لبطاريات النيكل والكادميوم وهيدريد معدن النيكل. كل هذا يتوقف على النموذج المحدد لمفك البراغي.

بعد أن أصبح من الممكن تحديد عدد المراحل المتعاقبة ، من المحتمل أن يتضح أنه لا تزال هناك مساحة خالية في المبنى القديم. سيسمح ذلك بتوصيل خليتين في كل مرحلة بالتوازي ، مما سيضاعف سعة البطارية. يستخدم شريط النيكل لتوصيل بطاريات الليثيوم ببعضها البعض في الإنتاج.... ترتبط أقسام الشريط ببعضها بعناصر الليثيوم عن طريق اللحام بالمقاومة. لكن في الحياة اليومية ، فإن اللحام مقبول تمامًا.

يجب أن يتم لحام خلايا الليثيوم بحذر شديد. يجب تنظيف المفصل جيدًا مسبقًا ويجب استخدام تدفق جيد. يتم التعليب بسرعة كبيرة ، باستخدام مكواة لحام جيدة التسخين ذات طاقة عالية بدرجة كافية.

يتم اللحام نفسه عن طريق تسخين المكان الذي يتصل فيه السلك بخلية الليثيوم بسرعة وثقة. لتجنب ارتفاع درجة حرارة العنصر بشكل خطير ، يجب ألا يتجاوز وقت اللحام ثلاث إلى خمس ثوانٍ.

من الجيد أن هناك الآن وحدات تحكم وموازنة إلكترونية جاهزة للبيع بأسعار منخفضة إلى حد ما. يكفي أن تختار الحل الذي يناسب حالتك الخاصة. بشكل أساسي ، تختلف وحدات التحكم هذه في عدد "الخطوات" المتصلة بالسلسلة ، والتي يخضع الجهد بينها للمعادلة (الموازنة). بالإضافة إلى ذلك ، فهي تختلف في تيار الحمل المسموح به وطريقة التحكم في درجة الحرارة.

على أي حال، لم يعد من الممكن شحن بطارية ليثيوم محلية الصنع بشاحن بطارية نيكل قديم... لديهم خوارزميات شحن مختلفة اختلافًا جذريًا وتحكم في الفولتية. سوف تحتاج إلى شاحن مخصص.

تعتبر بطاريات الليثيوم من الصعب إرضاءه بشأن مواصفات الشاحن. يمكن شحن هذه البطاريات بسرعة كبيرة بتيار كبير ، لكن تيار الشحن المفرط يؤدي إلى تسخين شديد وخطر نشوب حريق.

يجب أيضًا ألا يغيب عن البال أنه عند توصيل الخلايا في سلسلة في بطارية ، تكون مصادر الليثيوم معرضة جدًا للشحن غير المتكافئ للخلايا الفردية. هذا يؤدي إلى حقيقة أنه لا يمكن شحن البطارية بكامل طاقتها ، والعنصر ، الذي يعمل بانتظام في وضع الشحن المنخفض ، يتآكل بشكل أسرع. لذلك ، عادةً ما يتم تصنيع أجهزة الشحن وفقًا لمخطط "موازن الشحن".

لحسن الحظ ، تحتوي جميع بطاريات الليثيوم الحديثة المصنوعة في المصنع (باستثناء المنتجات المقلدة تمامًا) على دوائر حماية وموازنة مدمجة. ومع ذلك ، يجب أن يكون شاحن هذه البطاريات متخصصًا.

ما يميز بطاريات الليثيوم هو أنها لا تتطلب الكثير في ظروف التخزين. يمكن تخزينها إما مشحونة أو تفريغها في أي درجة حرارة معقولة تقريبًا. لو لم يكن الجو باردًا جدًا. درجات الحرارة التي تقل عن 25 درجة تحت الصفر قاتلة بالنسبة لمعظم أنواع بطاريات الليثيوم. حسنًا ، وفوق 65 درجة من الحرارة ، من الأفضل أيضًا عدم ارتفاع درجة الحرارة.

ومع ذلك ، عند تخزين بطاريات الليثيوم ، تأكد من مراعاة المخاطر العالية للغاية لحدوث حريق.

تكون ظروف التخزين الصحيحة عندما تكون البطارية مشحونة بنسبة 50٪ على الأقل وتكون درجة حرارة الغرفة من 0 إلى +40 درجة. في الوقت نفسه ، يُنصح بالحفاظ على البطاريات من الرطوبة ، بما في ذلك في شكل قطرات (ندى).

سوف تكتشف البطارية الأفضل لمفك البراغي في الفيديو التالي.