Шуруповерт на морозі: чому швидко сідає акумулятор і чи можна його заряджати

Влітку одного акумулятора вистачає, щоб зібрати каркас для гіпсокартону. У грудні той самий шуруповерт у неопалюваному гаражі закручує десяток саморізів і зупиняється, хоча індикатор ще показує дві поділки. Ввечері, вдома, блок знову бадьорий, ніби нічого не сталося.

Причина ховається всередині комірок. Електроліт у літій-іонному акумуляторі на морозі густішає, як мед із холодильника, і йони крізь нього пробираються повільно. Розповідаємо, що холод забирає в батареї тимчасово, а що назавжди. Головне застереження одразу — заряджати холодний акумулятор не можна.

Що відбувається з акумулятором шуруповерта на морозі?

Енергію в літій-іонному акумуляторі переносять йони літію. Вони рухаються крізь рідкий електроліт від одного електрода до іншого. Холод уповільнює цей рух і підвищує внутрішній опір комірки.

Сам запас енергії в комірках лишається на місці. Змінюється лише швидкість, з якою батарея здатна її віддати. Шуруповерт бере великий струм саме тоді, коли саморіз заходить у брус. Через підвищений опір напруга в цю мить просідає сильніше, ніж у теплі.

За даними Battery University, батарея, яка при 27 °C дає 100 % ємності, при −18 °C зазвичай віддає лише близько половини. Ця втрата тимчасова. Коли блок нагрівається до кімнатної температури, ємність повертається.

Чому шуруповерт зупиняється, хоча заряд ще є?

Інструмент вимикається через напругу. Кожна літій-іонна комірка має нижню межу, за якою розряджати її далі небезпечно для ресурсу. Електроніка батареї чи інструмента стежить за цією межею й розриває коло, щойно напруга падає нижче.

На морозі напруга під час роботи доходить до цієї межі набагато раніше. Шуруповерт зупиняється на півобороті, а за хвилину без навантаження індикатор знову показує кілька поділок. Без струму напруга піднімається, і індикатор бачить її спокійне значення.

Це захист, і він спрацьовує правильно. Якщо розібрати такий блок, комірки виявляться цілими. Дайте батареї відпочити в теплі, і вона знову працюватиме на повну.

Чи можна заряджати акумулятор на морозі?

Ні, літій-іонний акумулятор нижче 0 °C не заряджають. Довідник Battery University прямо пише, що заряджання нижче нуля для Li-ion заборонене. Швидке заряджання допустиме від 5 °C, а оптимальний діапазон — від 0 до 45 °C.

Причина в тому, як поводяться йони на холоді. Під час заряджання вони мають увійти всередину графітового анода. На морозі вони не встигають і осідають на його поверхні шаром металевого літію. Це явище називають літієвим покриттям анода.

Підступність у тому, що зовні все виглядає нормально, і заряджання йде як звичайно. Проте осілий літій назад у роботу не повертається, тож частина ємності зникає назавжди. Автори довідника зазначають, що такі комірки гірше переносять вібрацію й навантаження і стають менш безпечними.

Що роблять зарядні пристрої для інструменту в холоді?

Більшість сучасних зарядних для інструменту вимірюють температуру батареї через датчик у самому блоці. Якщо блок надто холодний або гарячий, заряджання не починається.

• У посібниках Bosch для професійних акумуляторів рекомендована температура довкілля під час заряджання — від 0 до 35 °C.
• Зарядні DeWalt, за поясненням SlashGear, мають індикацію Hot/Cold Delay. Вона вмикається, коли батарея занадто гаряча чи холодна, а заряджання стартує саме, щойно температура нормалізується.
• Рекомендований діапазон для батарей цієї марки, за тим самим джерелом, — від 40 до 105 °F, тобто приблизно від 4 до 40 °C.

Якщо зарядний пристрій блимає й не заряджає принесений з гаража блок, це не поломка. Він чекає, доки батарея потеплішає. Висмикувати й вставляти блок знову немає сенсу.

Проте датчик є далеко не в кожному дешевому зарядному. Універсальні пристрої іноді його ігнорують. Тому правило просте — спершу тепло, потім заряд.

Як правильно відігріти холодний акумулятор?

Холодний блок відігрівають повільно, при кімнатній температурі. Покладіть його на полицю подалі від батареї опалення й дайте прогрітися до температури повітря на дотик. Для блоку, що всю ніч простояв у мінусовому гаражі, це кілька годин.

Чого не варто ставити замість часу.

• Обігрівач, тепловентилятор чи фен, спрямований на блок.
• Батарею опалення, плиту чи духовку.
• Багаття або вихлоп машини на будмайданчику.

Різкий нагрів гріє корпус і зовнішні комірки, тоді як середина блоку лишається холодною. До того ж пластик корпусу й ізоляція не розраховані на гарячі поверхні.

Є ще конденсат. Холодний блок у теплій кімнаті вкривається вологою, як пляшка з холодильника влітку. Заносьте батарею в закритому пакеті чи кейсі. Тоді волога осідає на пакеті, а контакти лишаються сухими. Вставляти блок у зарядний можна тоді, коли він сухий і теплий.

Як працювати акумуляторним шуруповертом узимку?

Вбереже ємність простий підхід — тримайте батарею в теплі до самої роботи. Запасний блок можна носити у внутрішній кишені куртки чи в утепленій сумці. У холодному гаражі блоки не варто лишати в інструменті. Заносьте їх із собою.

Працюючи, комірки трохи гріються самі, бо через внутрішній опір частина енергії йде в тепло. Тому холодну батарею розумно почати з легкої роботи. Кілька коротких саморізів без великого зусилля, і напруга під навантаженням стає стабільнішою.

Корисно мати два блоки й чергувати їх. Поки один працює, другий гріється в кишені. На морозі це дає більше роботи, ніж один блок великої ємності, що стоїть у мінус весь день.

Окремо про сам інструмент. Мастило в редукторі на морозі густішає, і перші оберти бувають тугішими. Дайте шуруповерту попрацювати кілька секунд без навантаження, перш ніж закручувати довгий саморіз.

Чи можна зберігати акумулятор шуруповерта на морозі?

Зберігати можна, якщо батарея не розряджена й не стоїть повністю зарядженою. Холод сам по собі старіння літій-іонних комірок навіть сповільнює. Небезпека в іншому — у глибокому розряді й заряджанні холодного блоку.

Той самий довідник наводить такі цифри для зберігання протягом року.

• При 0 °C і заряді близько 40 % батарея зберігає 98 % ємності, при 100 % заряду — 94 %.
• При 25 °C ті самі значення — 96 % і 80 %.
• При 40 °C — 85 % і 65 %.

Звідси практичне правило — залишати блок на зиму приблизно наполовину зарядженим. Повністю розряджений акумулятор на морозі ризикує більше, бо розряджені батареї, за тими ж даними, легше замерзають. Допустимий діапазон зберігання для більшості хімій — від −40 до 50 °C.

Літній гараж під сонцем для батареї гірший за зимовий. Тепло пришвидшує старіння, і при 40 °C повний блок за рік втрачає третину ємності.

Чи тримають холод старі нікелеві акумулятори?

Нікель-кадмієві й нікель-метал-гідридні блоки старих шуруповертів розряджаються до −20 °C, як і літій-іонні. Їх, за таблицями довідника, можна заряджати нижче нуля, проте лише малим струмом 0,1C. Це заряджання на 10–14 годин, тоді як звичайний зарядний пристрій дає струм у рази вищий.

Тож і для старих блоків побутове правило те саме — заряджати в теплі. Стійкість до холоду ще не означає, що їх можна швидко заряджати в гаражі.

Чому великий акумулятор на морозі тримається довше?

Блок більшої ємності на холоді працює помітно рівніше. Причина в будові. Типовий блок на 18 В складається з п'яти літій-іонних комірок, з'єднаних послідовно, бо кожна дає близько 3,6 В.

У блоці на 2 А·год стоїть один такий ланцюжок із п'яти комірок. У блоці на 4 чи 5 А·год ланцюжків зазвичай два, з'єднаних паралельно. Струм шуруповерта тоді ділиться навпіл, і кожна комірка віддає вдвічі менше.

Менший струм через комірку означає менше просідання напруги на тому самому внутрішньому опорі. Тож холодний великий блок довше не доходить до порогу захисту. Компактний легший, проте на морозі здається слабшим, хоча обидва справні.

Чи допомагає утеплений чохол для батареї?

Утеплювач сам не гріє, він лише сповільнює обмін теплом. Теплий блок у неопреновому чохлі чи утепленій сумці остигає довше. Холодний блок у тому самому чохлі так само довго лишається холодним.

Тому чохол має сенс лише разом із теплим стартом. Блок заносять у чохол просто з кімнати чи з внутрішньої кишені, і він зберігає робочу температуру ще якийсь час. Ставити в чохол батарею, яка ніч простояла в гаражі, марно.

Не варто підкладати під чохол грілки й хімічні нагрівачі. Вони дають нерівномірне тепло з гарячою плямою, а блок погано переносить локальний перегрів так само, як і мороз.

Коли взимку зручніший мережевий шуруповерт?

Для довгої роботи в неопалюваному приміщенні мережевий шуруповерт від холоду майже не залежить. У нього немає комірок, які втрачають ємність, і немає порогу захисту по напрузі. Поки є розетка, крутний момент той самий, що й улітку.

Обмеження в нього інше — кабель. Ізоляція з ПВХ на морозі дубіє й тріскається на згинах, тому кабель розмотують у теплі й не перегинають під гострим кутом. Подовжувач теж має бути розрахований на холод.

Акумуляторний інструмент виграє там, де розетки немає або треба часто переходити з місця на місце. Для дрібних задач у гаражі взимку обидва варіанти робочі, якщо знати їхні межі.

Як перевірити акумулятор шуруповерта перед покупкою?

Взимку легко сплутати холодну батарею зі зношеною. Тому перевіряти блок варто в теплі, після кількох годин при кімнатній температурі. Ми дивимося на такі ознаки норми й дефекту.

• Блок після повного заряду ледь теплий — норма; гарячий чи з запахом — дефект.
• Корпус рівний, защіпка тримає щільно — норма; корпус розпирає чи шви розійшлися — здуття комірок.
• У теплі шуруповерт закручує серію саморізів у брус без зупинок — норма; зупиняється в теплі, як на морозі, — знос комірок.
• Контакти світлі — норма; потемнілі чи з окисом — сліди вологи або іскріння.

Якщо батарея поводиться погано лише на холоді, а в теплі працює рівно, це фізика холоду, і заміни блок не потребує.

Де купити шуруповерт і акумулятор із перевіркою

У Choicy, інтернет-магазині вживаної техніки, ми, техніки, перевіряємо стан кожного інструмента перед продажем і знімаємо реальні фото конкретного екземпляра. У розділі шуруповерти більшість моделей акумуляторні, а запасний блок чи зарядний пристрій шукайте серед зарядних пристроїв та акумуляторів для інструменту.

Гарантія 40 днів дає час перевірити батарею саме так, як описано вище, — у теплі й під навантаженням. Доставка по Україні, а старий інструмент можна здати в Trade-In. Решту техніки для дому й майстерні зручно переглянути на головній сторінці Choicy.

Головне зимове правило вміщається в одне речення. Поки електроліт густий, як мед із холодильника, батарею гріють у кишені, а заряджають лише в теплі.

Поширені питання

Чому шуруповерт на морозі працює кілька хвилин і вимикається?

Холод підвищує внутрішній опір комірок, і під навантаженням напруга падає до порогу захисту. Електроніка вимикає інструмент, хоча енергія в батареї ще є. У теплі ємність повертається.

Чи можна залишати акумулятор у гаражі на зиму?

Можна, якщо блок заряджений приблизно наполовину й не стоїть розрядженим. Перед заряджанням його заносять у тепло й дають прогрітися до кімнатної температури.

Скільки чекати, перш ніж заряджати батарею з морозу?

Доки блок не стане однаково теплим із повітрям у кімнаті й сухим. Після ночі в мінусовому гаражі це зазвичай кілька годин.

Чому новий акумулятор на морозі теж швидко сідає?

Бо це властивість хімії, а стан блоку тут другорядний. Новий і справний блок на холоді так само втрачає частину ємності, проте в теплі одразу її повертає.

Чи можна брати шуруповерт із машини, яка простояла ніч на морозі?

Салон за ніч вистигає майже до вуличної температури. Тож для батареї в машині діють ті самі правила — працювати можна, заряджати лише після прогріву в приміщенні.

Чи шкодить акумулятору робота на морозі?

Розряджання до −20 °C для літій-іонних комірок допустиме, ємність при цьому падає тимчасово. Шкодять заряджання холодного блоку й глибокий розряд.