MNKE IMR-26650 3500мАч LiMn2O4 или реанимация дрели - шуруповёрта

Данный обзор скорее не об аккумуляторах, а об их применении. Если Вы любите инструмент и что-либо мастерить — ремонтировать, тогда будет интересно.

Почти все такие аккумуляторы продают кратно двум, а мне для конкретного дела надо было 3 штуки, поэтому пришлось покупать 4 штуки в складчину. Один аккумулятор отдал сразу после получения посылки — он пошёл в фонарь, поэтому на всех фото присутствует только 3 оставшихся аккумулятора, тестировал также только их.
Прислали аккумуляторы как обычно почтой Нидерландов.
Каждый аккумулятор помещён в персональную картонную коробочку без надписей.

Каждая пара этих аккумуляторов в свою очередь запечатана ещё в одну коробочку с предупреждающей надписью о недопустимости перевозки при повреждении коробки.

На каждом аккумуляторе наклеена бирка 26650 3500mAh 3.7v




Все аккумуляторы имели начальное напряжение 3,79-3,80В и были заряжены примерно на 40%.
Проверка ёмкости зарядкой Lii-260 показала реальные 3530-3590мАч на разряд 0,5А
Внутреннее сопротивление аккумуляторов 14-16мОм — весьма достойный результат.
Встроенной защиты естественно нет.
Эти аккумуляторы способны длительно отдавать ток 20А и кратковременно до 60А, чего должно быть достаточно для целевого использования. Максимальный ток заряда 6,5А


Так для чего-же были приобретены эти довольно специфичные аккумуляторы?
По случаю, достался мне древний, потрёпанный шуруповёрт DeWALT DC728KA 2007г, который давно валялся без дела, т.к. АКБ умерла (10 банок из 12 имеют КЗ), зарядка затерялась.



После полной разборки, чистки и смазки редуктора оказалось, что шурик отлично работает от внешнего питания 12В. Он имеет двухскоростной (0-400, 0-1400) полностью металлический редуктор, патрон 1-10мм с фиксацией шпинделя, регулятор числа оборотов, реверс, мгновенный тормоз. Короче, аппарат серьёзный, сделан для профессиональной работы.
Двигатель шуруповёрта в качестве профилактики, был промыт уайт-спиритом.
Тип 397156-02SV (RS-775WC), диаметр 47мм длина по корпусу 67мм, максимальная мощность на валу около 270Вт, потребляемая мощность при этом около 340Вт. Потребляет 4А на холостом ходу, 10-15А при обычной нагрузке и до 30А при полной нагрузке.


Покупать для старого инструмента новую батарею NiCd 14,4В 1,3Ач (типа DE9094) + Зарядку — не имеет ни малейшего смысла, поэтому было решено попытаться переделать его на питание от лития IMR-26650.
Почему были выбраны аккумуляторы именно такого типа и формата?
— Свинцовые (Pb) не подошли потому, что слишком тяжёлые и габаритные. Минимально подходящий 12В 7Ач весит 2,5кг
— Никель-кадмиевые (NiCd) и никель-металл-гидридные (NiMH) интереса не представляли.
— Литий-ионные (LiIon) не подошли потому, что за редким исключением, не обеспечивают требуемого тока отдачи до 30А и требуют обязательного использования балансного заряда.
— Литий-железофосфатные (LiFePO4) хорошее решение — высокая токоотдача, стабильное напряжение, но к сожалению, имеют малую ёмкость и пониженное напряжение, что требует увеличения числа банок аккумуляторов до 4-х
— Литий-полимерные (LiPo) нормальное решение, но они капризны, склонны к раздуванию и требуют обязательного использования балансного заряда. В принципе, зарядка для них есть в наличии (iMax B6 mini), но решил обойтись без использования балансного заряда.
— Литий-марганцевые (LiMn2O4) не имеют всех этих недостатков и прекрасно подходят для питания портативного электроинструмента, т.к. имеют довольно приличный максимальный ток отдачи и хорошую ёмкость. Данные аккумуляторы не могут нормально работать на морозе, но мне это и не требуется.
Большой плюс таких аккумуляторов — нет необходимости обязательной балансировки заряда, т.к. при повышении напряжения свыше 4,2В на банку, аккумуляторы не загораются и не взрываются, а просто греются без серьёзных для них последствий. Необходимые требования для работы в таком режиме:
1. Аккумуляторы должны быть из одной партии и иметь по возможности одинаковую ёмкость.
2. Необходимо ограничить ток заряда, чтобы не было перегрева уже заряженной банки, т.к. при этом мощность заряда идёт на её подогрев. Для 26650 этот ток в конце заряда не должен превышать 1A (рассеиваемая мощность 4,5Вт на элемент). Следовательно, без балансировки очень быстрый заряд большим током — небезопасен. Если очень необходим скоростной заряд — придётся дополнительно подключать балансный разъём, термодатчик и заряжать через iMax менее часа :)
Немного почитать про них можно например тут:
www.candlepowerforums.com/vb/showthread.php?325456-What-exactly-does-quot-IMR-quot-mean

Далее выбирал форм-фактор. В начале, хотел ставить аккумуляторы популярного формата 18650 или 18500, однако они имеют довольно скромную ёмкость — 2000мАч и менее. Поэтому и выбрал увеличенный формат 26650, имеющий ёмкость от 3500мАч и хорошую токоотдачу.

Производителя аккумуляторов выбирал из наиболее доступных, им оказался MNKE — хоть какой-то китайский бренд.

Есть 3 возможных варианта переделки аккумуляторного питания:
1. Использовать внешний аккумулятор и подключить его толстым кабелем к самому инструменту. Вариант очень неудобен из-за наличия мешающего соединительного кабеля.
2. Не использовать аккумуляторный блок вообще, а стационарно прикрутить аккумуляторы к самой подошве шуруповёрта — при этом они естественно оказываются несъёмными.

Недостатки — неустойчивое положение инструмента на поверхности, невозможность работы от родного аккумуляторного блока (если вдруг он подвернётся под руку), отсутствие механической защиты аккумуляторов, сложность последующей разборки механизма для чистки и смазки.
3. Встроить аккумуляторы в штатный аккумуляторный блок.
Именно так и решено было сделать.

Дохлый родной аккумуляторный блок был с трудом разобран (из-за скрытого залитого самореза), старые аккумуляторы (NiCd 12 штук) извлечены, корпус по возможности отмыт от вытекшего электролита и клея.



Основная проблема — уместить аккумуляторы в штатный корпус батарейного блока. Оказалось, что без доработки напильником это сделать невозможно. Когда подбирал аккумуляторы и прикидывал — всё убиралось, но реальность как всегда оказалась суровой…
Пришлось делать вырез для торчащих аккумуляторов и немного расширять конусное гнездо установочного пальца.




Для более точной подгонки гнезда и вырезов под аккумуляторы, из подручных материалов изготовил приспособу из ПВХ трубы 25мм и наждачной шкурки точно по диаметру банки 26мм.

Аккумуляторы аккуратно спаял. Только не надо сразу говорить, что я рисковал жизнью или убил банки :) Как правильно паять литий, ранее уже показывал в этом обзоре:
mysku.club/blog/aliexpress/29476.html





Спаивал аккумуляторы гибким медным проводом сечением 1,5кв мм в термостойкой силиконовой изоляции, для перемычки взял медный провод 2,5кв мм.
Для обеспечения дополнительной безопасности, между аккумуляторами намотал изоленту и подсунул электрокартон
После пайки, осталось установить аккумуляторы на место

Между силовым разъёмом и аккумулятором проложил моток изоленты, чтобы аккумулятор поджимал силовой разъём. Надёжную фиксацию нижних аккумуляторов обеспечил герметиком.

В дальнейшем, для расширения возможностей зарядки, в блок установил стандартное гнездо питания 5,5х2 и два резистора 10W 0,75R


Резисторы приклеил на эпоксидную смолу


Припаялся к силовому разъёму


Во время работы, гнездо прикрыто установочной площадкой и мусор туда не попадает.
Готовая аккумуляторная батарея получилась значительно легче родной (410г против 680г) при ёмкости в 2,5 раза больше




Чем-же можно заряжать эту аккумуляторную батарею при подключении без балансного разъёма?
1) Используя универсальную зарядку iMax B6 mini V1.12 в режиме LiPo Fast Charge 3.0А без баланса подключая её крокодилами через штатный силовой разъём.
Время зарядки 1,5 часа.
2) Используя зарядку для лития 3S на 12,6В 3А
https://aliexpress.com/item/store/product/New-US-UK-EU-AU-12-6V-3A-battery-charger-and-distribution-an-AC-line-12/614366_1725829104.html
Время зарядки 1,5 часа.
3) Используя зарядку для лития 3S на 12,6В 1А
https://aliexpress.com/item/store/product/12-6V1A-Lithium-battery-charger-Li-ion-battery-for-3-series-100-240VAC-European-plug/614366_674208208.html
Время зарядки 4 часа.
4) Используя БП 15-24В (например от ноутбука на 19В) через модуль — преобразователь с настройкой напряжения 12,5-12,6В и токоограничения 1,5А (полные 3A плата не вытягивает)
https://aliexpress.com/item/item/Best-Selling-LM2596S-DC-DC-Constant-Current-and-Voltage-Adjustable-Module-LED-Driver-E1Xc/32246029777.html
Время зарядки 3 часа.
5) Используя маломощный стабилизированный БП 12,5-12,6В 1,5-2A, включённый через два последовательно включенных токоограничивающих проволочных резистора SQP-10 0,75 — 1Ом, при этом они встраиваются прямо в корпус аккумуляторного блока. Выделяемая на них мощность относительно небольшая 4-5Вт.
Время зарядки 7-8 часов.

Я проверял способы 1,4 и 5 — проблем не было, разбаланс напряжений в конце заряда не превышал 0,02В.

В результате, остановился на двух вариантах зарядки — быстрый при помощи iMax через штатный силовой разъём и медленный при помощи БП от зарядки Lii-260 (12,5В 1,5А)



Схему контроля разряда делать не стал — разряд аккумулятора сразу чувствуется по резкому снижению скорости вращения и момента на валу, т.к напряжение проседает до 8,5В и менее. При необходимости контроля заряда-разряда можно добавить например такое устройство:
https://aliexpress.com/item/item/1pcs-7-4V-11-1V-2S-3S-Cell-Lipo-Battery-low-voltage-Alarm-Buzzer-Speaker-LED/32296734866.html
При полном разряде, разбаланс на банках достигает 0,15В, но при последующей заряде напряжение быстро выравнивается.

Всё в сборе



Во время активной работы, аккумуляторы слегка нагреваются.
Мощности инструмента более чем достаточно несмотря на пониженное питающее напряжение (11,1В) за счёт хорошей токоотдачи аккумуляторов.
Общее внутреннее сопротивление новой батареи получилось 3х15мОм = 45мОм — импульсный ток КЗ около 250А!
Общее внутреннее сопротивление NiCd батареи 12х20мОм = 240мОм — импульсный ток КЗ всего около 60А
Следовательно, провал напряжения под нагрузкой у лития будет гораздо меньше.
Времени работы инструмента на одном заряде для непрофессиональной работы хватает с избытком.
Несмотря на кажущуюся простоту переделки, времени ушло очень много…

Для окончательной проверки живучести аккумуляторов и шуруповёрта взял сосновый сучковатый брус побольше (135x135) и коробку длинных саморезов 80х5 PZ2 (такими я пришиваю половые доски к лагам). Вручную простой отвёрткой их завернуть практически невозможно.



Инструмент работал на 2 скорости, заряд АКБ полный
Закрутил и выкрутил все имеющиеся 71 саморез. Этот процесс полностью заснял на видео.


youtu.be/A8ZAHm6p3JY

Далее опять завернул и выкрутил эти-же саморезы в другую грань бруса но уже без съёмки, ибо помощник постоянно норовил залезть в кадр. После второго захода, остаточного заряда хватило ещё на 4 самореза. Всего получилось закрутить и выкрутить 71 + 71 + 4 = 146шт



Очень активная работа продолжалась 40 минут без перерыва
В конце эксперимента шуруповёрт довольно сильно нагрелся, аккумуляторы были тёплыми.

Далее после зарядки успешно проверил силовое заворачивание глухаря 6х120 на 1 скорости в тот-же брусок


Результатом работы остался очень доволен.
После переделки, в течение месяца, инструментом довольно активно пользовались (не только я), успешно заряжал его разными способами более 10 раз.
По сравнению с Интерсколом ДА-10/14,4С2, инструмент значительно выигрывает по мощности и времени работы.

Вывод: Аккумуляторы из обзора действительно способны нормально питать ручной электроинструмент, а показанный метод переделки АКБ имеет право на жизнь и подтвердил свою эффективность.