Baterías para herramientas eléctricas

Las herramientas eléctricas inalámbricas son cada vez más populares: le da la oportunidad de trabajar sin estar conectado a la fuente de alimentación durante mucho tiempo. Además, con él no hay necesidad de colocar en el piso extensiones de locales y cables de alimentación, que siempre interfieren con el trabajo. Dichos equipos almacenan todo el stock de energía en su batería, en la elección correcta de la cual dependen todas las características técnicas y operativas futuras de los equipos.

Hoy en día, las baterías se utilizan en casi todas partes, desde juguetes para niños hasta baterías de arranque para automóviles. En cuanto a la herramienta eléctrica, se utilizan varios tipos de baterías para su configuración:

• Ni-Cd (níquel-cadmio),
• Ni-MH (hidruro de metal de níquel),
• Li-ion (Li-ion),
• Li-pol (polímero de litio).

Para decidir el tipo de batería, en primer lugar, es necesario comprender sus parámetros de trabajo, ventajas y desventajas.

Ni-Cd (Níquel Cadmio)

Las baterías de este tipo son reales de larga duración, y en todos los sentidos. A pesar del hecho de que se inventaron en 1899, desde el punto de vista de su desempeño, dejan muy atrás todos los últimos desarrollos en esta área. Lo único que no pueden "discutir": mucho peso y tamaño, la presencia de un fuerte efecto de memoria, aunque casi desaparece con los dígitos completos regulares posteriores.

El fenómeno en el que la batería pierde su capacidad de carga disponible debido a que durante el funcionamiento no está completamente descargada se denomina efecto memoria. La física del proceso es similar a llenar un vaso con agua. En un vaso vacío limpio colocar una cierta cantidad de líquido. Este volumen siempre es mayor que el que cabrá en la misma capacidad, pero, por ejemplo, cubierto con guijarros. Entonces, con una batería insuficientemente descargada, la sustancia activa en el proceso de carga cambia su estructura, sus partículas se vuelven más grandes y ya no pueden realizar sus funciones.

Pero el principal problema, que, en general, fue el motivo de la introducción activa por parte de los fabricantes de equipos eléctricos de tecnología de iones de litio, fue la toxicidad del cadmio y la necesidad de su eliminación adecuada, que es bastante costosa para ellos. Pero para todos los demás parámetros, Ni-Cd está fuera de competencia, porque solo puede funcionar de manera efectiva si

• Necesitamos sin pretensiones y fiabilidad.
• Quiero comprar una batería que durará al menos 6-7 años, soportar 1000-1500 ciclos de carga y descarga con una probabilidad de recuperación del 70-80%,
• Es importante que la batería se pueda almacenar durante mucho tiempo.
• El trabajo requiere grandes corrientes de carga,
• se supone que funciona en condiciones difíciles para el funcionamiento de equipos eléctricos,
• es necesario trabajar a temperaturas bajo cero (temperaturas de -40 a +60 ˚С son aceptables),
• importante es la capacidad de mantener un voltaje estable durante todo el ciclo de trabajo,
• El trabajo requiere la velocidad máxima de una carga completa (en promedio 1 hora).

Todo esto hace que el Ni-Cd sea indispensable a la hora de elegir herramientas de mano de alta potencia.

Ni-MH (hidruro de metal de níquel)

Como reemplazo de las celdas de Ni-Cd, el trabajo comenzó en 1975 en la creación de baterías que resolverían todos los problemas anteriores y, al mismo tiempo, mantendrían el alto rendimiento de su predecesor. Fue posible resolver los problemas, pero los méritos resultaron ser pocos.

Si comparamos esta tecnología con Ni-Cd, entonces resulta que Ni-MH tiene

• menor tamaño y peso
• baja toxicidad
• mayor capacidad específica (en un 30%),
• menos efecto memoria
• Mayor resistencia a las caídas.

Por otro lado, se pueden observar deficiencias bastante graves con la misma comparación:

• Todos los días, la batería pierde un 1% de carga,
• incapacidad para trabajar a temperaturas inferiores a -10 C,
• Es posible restaurar la capacidad solo en el 40% de los casos,
• 2-3 veces menos vida útil (hasta 500 ciclos),
• sensibilidad a la descarga profunda (los fabricantes recomiendan descargar un máximo de hasta el 80%, que es casi intuitivo de determinar),
• cuesta mucho más
• se cargan incluso con una carga rápida 5 veces más, y en modo normal el tiempo es de 16 horas o más.

Ni-MH es significativamente inferior a la tecnología de cadmio, por lo que, aunque se utilizan como fuente de energía para herramientas eléctricas, desde el punto de vista del usuario, nunca serán la mejor opción posible.

Li-ion (Li-ion)

Hoy en día, las baterías de iones de litio son promovidas activamente por los fabricantes, su uso se está expandiendo. Por supuesto, tienen sus ventajas, pero no tienen menos defectos.

Este tipo de batería no tiene parangón hoy en día en las siguientes configuraciones:

• capacidad específica (es 2 veces más en comparación con las baterías de níquel-cadmio);
• pequeño peso y dimensiones generales,
• densidad electrica mas alta;
• sin efecto memoria (por lo tanto no requiere descarga completa).

Pero por otro lado Li-ion difieren

• mala tolerancia de las temperaturas negativas (a pesar de las declaraciones de los fabricantes, el electrolito todavía se congela),
• vida útil máxima de solo 2-3 años (a partir de la fecha de fabricación),
• manejo exigente
• explosivo (aunque se proporciona protección electrónica para controlar el rendimiento de la batería),
• incapacidad para recuperarse,
• alto costo
• la necesidad de usar solo un cargador "nativo".

Si hablamos del uso de baterías de iones de litio en herramientas eléctricas, el factor principal por el cual, sin duda, están por delante de otras tecnologías disponibles es una gran capacidad. En este sentido, el alcance óptimo de uso de Li-ion será herramientas tales como sierras circulares, amoladoras angulares ("amoladoras"), martillos rotativos.

Li-pol (polímero de litio)

Este es el último desarrollo basado en la tecnología de iones de litio. La diferencia entre ellos es que un polímero tipo gel ha reemplazado al electrolito líquido. Como resultado, el fabricante pudo lograr una mayor capacidad de la batería y eliminar cualquier restricción en la forma de la caja de la batería, incluidos los elementos ultrafinos. Además, su dignidad con respecto a las baterías de iones de litio puede considerarse menos explosiva.

Las deficiencias aparentes además de las que se producen en las baterías de ion-litio son

• vida útil - 2 años a partir de la fecha de producción,
• 300-500 ciclos
• Altas exigencias en el cumplimiento del modo de funcionamiento.

Li-pol se usa raramente como batería para herramientas eléctricas, pero a juzgar por la introducción activa de sus predecesores, este proceso está limitado solo por su valor. Es el alto precio que no le da a la tecnología de litio para superar por completo a Ni-Cd, aunque incluso en este caso, Li-ion y Li-pol no los reemplazarán para trabajar con una herramienta poderosa en condiciones difíciles.

¿Qué buscar al comprar una herramienta?

Si se trata de elegir el tipo de batería para las herramientas eléctricas, en primer lugar es importante determinar el alcance de su uso futuro. Muy a menudo, tal necesidad surge en la producción, donde la confiabilidad del equipo durante mucho tiempo es importante, la capacidad de trabajar en todas las condiciones climáticas y de temperatura, la falta de pretensiones y la capacidad de cargar rápidamente.

Las baterías de níquel-cadmio son ideales para este propósito. Además, son capaces de trabajar con los equipos más potentes. En principio, para no tener problemas con la autonomía de la herramienta, puede recomendar tener una batería de repuesto. De esta manera, puede permitirse trabajar hasta la descarga completa, lo que es importante para Ni-Cd, y no ser interrumpido durante la carga.

En cuanto a las herramientas eléctricas domésticas, que se utilizan con más frecuencia en ocasiones, hay dos formas. Si desea comprar un dispositivo que dura 5-7 años y no "muere" en el momento más inoportuno, nuevamente, Ni-Cd es su opción. Si no se desea jugar con una descarga completa, el entrenamiento periódico de la batería, incluso cuando no está en uso, la tecnología de iones de litio puede resolver estos problemas. Le brinda la oportunidad de trabajar con herramientas eléctricas domésticas de pequeña y mediana potencia, tiene una gran capacidad, puede recargarse independientemente del grado de descarga de la batería en cualquier momento conveniente. Un factor adicional que proporciona comodidad al trabajar con Li-ion es su pequeño peso y dimensiones.

Uno de los aspectos decisivos de elegir cualquier equipo a menudo se convierte en su costo. Si comparamos el equipo de acuerdo con esta característica, entonces en la ubicación de la batería desde el costo más bajo al más alto, se obtiene la siguiente secuencia: Ni-Cd, Ni-MH (más caro que el cadmio debido a un proceso más complejo), Li-ion y Li-pol.