Прості пристрої - Заміна акумуляторів шуруповерта Metabo
Всі елементи в батареї з'єднані послідовно, отже, достатньо всього одного поганого елемента, щоб він зіпсував всю кашу, і не дав нам закрутити той самий саморіз. Дуже давно я хочу зібрати невеликий пристрій на МК, який при під'єднанні до акумулятора/батарейки вимірював би її внутрішній опір, але поки що ніяк не можу це здолати. Можна, звичайно, зробити це вручну, скориставшись мультиметром і резистором, але зараз нам не так важливо зробити абсолютну оцінку цього параметра для кожногоNiCd елемента, досить просто виявити та видалити (на сміття не викидаємо, аджеNiCd елементи мають токсичний кадмій, а несемо в пункт цього збору для утилізації).
Отже, беремо мультиметр, ставимо режим вимірювання постійного струму, межу 2 вольти і просто заміряємо ЕРС кожного елемента. У більш-менш живого він буде близько 1,2. 1,4 вольти. Більш-менш живі елементи відкладаємо набік, щоб зібрати з них другу змінну батарею.
Не поспішайте нести на утилізацію елементи, що показали 0. 0,2 ст. Однією з приємних особливостейNiCd акумулятора є його живучість.NiCd акумулятор можна розрядити практично до нуля, і потім після зарядки його ємність повернеться. З іншими типами хімічних систем акумуляторів такий фокус не пройде, свинцево-кислотний, наприклад, при розряді нижче 1 вольта почне псуватися (водно-аміачний розчин трилону-Б не розглядаємо в домашньому застосуванні), у ньому розпочнеться процес сульфації, який необоротний.
У батареї у нас послідовно з'єднані між собою десятьNiCd елементів, і в процесі експлуатації може статися так, що ЕРС деяких не просто впаде до нуля, але стане навіть негативною. І навіть за такого розкладуNiCd акумулятор все ще може бути живим. Тому далі робимо таке: виставляємо на лабораторному блоці живлення обмеження струму 2. 3 ампера, виставляємо напругу приблизно 1,4. 1,5в і по черзі підключаємо ЛШП до кожного нібито померлого елементу. Дивимося на показання струму та напруги. У остаточно померлого елемента ви побачите, що струм практично максимальний, а напруга в районі 0,1. 0,3 вольт. В принципі, після такої перевірки можете сміливо відкладати цейNiCd елемент у купку «померлих», але. не поспішайте це робити!
Підключивши ЛШП до елемента, зачекайте хвилин десять, і ви побачите що деякі елементи чудесним чином почали оживати, і показання струму на ЛШП зменшуються, а показання напруги збільшуються. Якщо це так, то чекаємо, поки струм не впаде до 30. 100мА і відкладаємо такий елемент у стопку «живих». Зручно записати всі результати вимірів на листочку, щоб потім було зручно розфасувати результати.
У мене одна змінна батарея опинилася в наступному стані: 7 елементів живі, 2 мертві і один спочатку здався мертвим, але під струмом ЛШП ожив (струм впав з 2 ампер до 30мА буквально за 15 хвилин).
Отже, ви розібрали два змінні акумулятори, відокремили мух від котлет, і начебто залишилося вибрати десяток найкращих котлет і зібрати з них другий змінний акумулятор шуруповерта, але чому б незарядити/розрядити/зарядити в даний момент кожен акумулятор нормального зарядного пристрою? Адже ми тепер маємо доступ до кожного акумулятора, і нас не сковує те, що вони з'єднані в батарею послідовно.
У процесі такого заряду ми заодно ще й зможемо оцінити ємність, що залишилася в елементах, щоб зібрати батарею з максимально кращих.
Елементи, які спочатку здавалися як би зіпсованими, а після тесту ЛШП не зовсім зіпсованими, просто так підключити до зарядки швидше за все не вийде, тому що напруга на їх клемах швидко падає до нуля, і їх просто не виявляє. Надаємо в цьому випадку просто: перед зарядкою подаємо на такі акумулятори від ЛШП напругу 1,4 вольта і чекаємо на десяток хвилин. Але найімовірніше ці елементи покажуть найнижчу ємність.
Відповідно, я не став відламувати перемички від елементів,що показали при вимірі ЕРС понад 1 вольт.
Перший вимірювання мультиметром показав, що 8 з 10 елементів мають ЕРС 0 вольт, і два 1,25 і 1,23в. Що, звичайно, не може не засмутити, адже цілком можливо, що з 20 старих елементів не набереться навіть десяти живих. На малюнку верхня цифра – це виміряна ЕРС відразу, нижня – це ЕРС після зарядки всього блоку в штатній зарядці шуруповерта.
Встромляємо змінний акумулятор у штатну зарядку на пару годин, після чого знову заміряємо ЕРС на кожному елементі. До речі, перший змінний акумулятор (в якому всі елементи ми змінювали в минулій статті) взагалі відмовлявся заряджатися, про що зарядний пристрій заявляв червоним миготливим сигналом (штатний зарядний пристрійMetabo L60 ).
Загальний підсумок: З 20 елементів 8 штук одразу убік, вони безнадійні. Залишається всього 12, з яких нам потрібно 10. Дивимося, які два показали меншу ємність, і проганяємо їх із нашої пісочниці.
Хочете дізнатися як виглядає всередині циліндричний акумулятор, з чого він зроблений і як працює? Це оффтоп, але це буде доповненням до теми.
Отже, будь-який акумулятор - це, звичайно, пара пластин, занурених у розчин електроліту.
У нашому випадку ці дві пластини згорнуті в рулон, що звичайно оптимально для циліндричного елемента. Катод покритий порошком гідрату закису нікелю, анод покритий порошком гідрату закису кадмію, між ними пориста прокладка, просочена гідроксидом калію. Пластини, для збільшення площі поверхні та поліпшення рекомбінації кисню та водню, покриті отворами. Загалом основні причини для погіршення характеристик акумулятора всього дві: освіта на електродах кристалів, які зменшують площу поверхні електродів, особливо на кадмієвому електроді (мінусовий висновок),і псування електроліту через зміну його хімічного складу, розсмоктування електроліту з пористого сепаратора на електроди.
Перша причина є наслідком заряду не до кінця розрядженого акумулятора, друга з'являється з часом, по суті є старінням акумулятора. Симптом першої причини – зменшення ємності акумулятора, симптом другої – підвищення внутрішнього опору, хоча виникнення кристалів також збільшує внутрішній опір.
Акумулятор працює так. При заряді на позитивному електроді протікає реакція:
Ni (OH )2 +OH - →NiOOH +H 2O +e -
На негативному електроді при заряді протікає реакція:
Cd (OH )2 + 2e - →Cd + 2OH -
При розряді на позитивному електроді:
NiOOH +H 2O +e - →Ni (OH )2 +OH -
На негативному електроді:
Cd + 2OH - →Cd (OH )2 + 2e -