Pro

DeWALT Powerstack – Innowacja czy rewolucja?

Marki DeWALT użytkownikom elektronarzędzi przedstawiać nie trzeba ale warto wspomnieć, że ten popularny brand w przyszłym roku będzie obchodził jubileusz 100 lat. Odkąd Raymond DeWalt powołał do życia DeWALT Products Company w Pensylwani (USA), przedsiębiorstwo w 1949 roku kupił American Machine and Foundry a następnie sprzedał w 1960 roku firmie Black & Decker. Obecnie, od 12 marca 2010 roku DeWALT należy do StanleyBlack&Decker, kiedy to The Stanley Works i Black & Decker podpisały porozumienie o fuzji, stając się największą firmą narzędziową na świecie.

Powerstack – Innowacja czy rewolucja?

DeWALT Powerstack to najnowsza linia akumulatorów do elektronarzędzi, wprowadzona na rynek w 2021 roku. W ofercie na razie dostępne są dwa modele DCBP034 1,7Ah i DCBP518 5Ah. Pierwszy z nich, obecny na rynku ponad rok od premiery, został przez wielu użytkowników przetestowany w praktyce. Opinie na forach i w komentarzach są pochlebne i w większości się pokrywają. Powerstack jest reklamowany jako znacząca poprawa w stosunku do baterii w poprzedniej technologii. Marketingowcy z DeWALT na stronach internetowych komunikują, że akumulatory Powerstack mają nowy design, pozwalający przechowywać większą ilości energii w mniejszym opakowaniu, co oznacza dłuższy czas pracy narzędzi i krótszy czas ładowania. Dodatkowo, akumulatory Powerstack są kompatybilne z całym asortymentem elektronarzędzi i ładowarek 18V firmy DeWALT, co czyni je wygodnym i wszechstronnym wyborem dla profesjonalistów i miłośników majsterkowania. Jako nieliczne na rynku podlegają gwarancji, a nawet możliwe jest jej przedłużenie do 3 lat.

Technologia Powerstack kryje w sobie więcej niż powyższe reklamowe hasła. Po pierwsze, konstruktorzy zrezygnowali z tradycyjnych ogniw cylindrycznych na rzecz ogniw typu pouch.

Obecnie na rynku istnieją trzy główne typy ogniw: pryzmatyczne, cylindryczne oraz kieszeniowe lub woreczkowe (w Polsce równolegle dwa określenia występują jako tłumaczenie z ang. Pouch). Określenie woreczkowe może dlatego, że takie ogniwa wyglądem przypominają woreczki z kawą w proszku pakowaną próżniowo. Ja preferuję jednak określenie kieszeniowe i w dalszej części tekstu będę takiego nazewnictwa używał.

Omawianie różnic pomiędzy formatami ogniw to temat na inny tekst, ale przytoczę wyniki badania przeprowadzonego w 2020 roku przez ADDIONICS. Udział w rynku, w sektorze baterii rozkładał się następująco: około 40% format pryzmatyczny, ok. 35% format kieszeniowy i 10% format cylindryczny. Informacje podane zgodnie z danymi produkcyjnymi od głównych światowych producentów.

Jak widać nie ma wyraźnego porozumienia co do formatu technologii ogniw do baterii w przyszłości, więc producenci urządzeń bezprzewodowych stawiają na jeden z powyższych formatów, starając się znaleźć najlepsze rozwiązanie dla swoich wyzwań i potrzeb.

Podobny problem stanął przed konstruktorami DeWALT. Naturalne jest, że zrezygnowali z ogniw cylindrycznych, których udział w światowym rynku to 10% i jako pierwsi wypuścili na rynek produkty w jednym z dwóch pozostałych formatów. Tutaj niewątpliwie akumulatory DeWALT Powerstack stanowią godną uwagi innowację w branży, ponieważ wpisują się w globalny trend a marka DeWALT podążyła tym kierunkiem. Czy Powerstack zasługuje na miano rewolucji, do której producent elektronarzędzi z Baltimore nas przyzwyczaił?

W Powerstack nie mamy do czynienia z niczym szczególnie rewolucyjnym na miarę wcześniejszego FlexVolt. Jest napięcie 18V i są ogniwa litowo-jonowe w jednym z trzech formatów. Czy to wszystko? Postaram się odpowiedzieć na to pytanie.

Powerstack – Jak to jest zbudowane i jak to działa?

Pierwsze ogniwo typu pouch opracowano w latach 70-tych XX wieku w firmie Eveready Battery. DeWALT zatem wykorzystuje w akumulatorach Powerstack znaną i obecną od kilkudziesięciu lat na rynku technologię. Robi to jako pierwsza firma w branży narzędziowej i to jest innowacyjne rozwiązanie, ale już o rewolucji technologicznej mówić nie możemy. Ponieważ ogniwa pouch są wykorzystywane od lat np. w telefonach komórkowych, tabletach, laptopach, dronach, rowerach elektrycznych, samochodach elektrycznych i innych urządzeniach elektronicznych.

Ogniwo kieszeniowe w akumulatorze Powerstack charakteryzuje się cienkim, elastycznym i lekkim laminatem z tworzywa sztucznego, który jest złożony z trzech warstw: dwóch warstw elektrod (anoda i katoda) oddzielonych cienką warstwą separatora. Elektrody i separator są złożone w harmonijkę, a następnie umieszczane w płaskim, elastycznym woreczku. Przewody przyłączeniowe na końcach elektrod każdego ogniwa połączone są ze sobą szeregowo, analogicznie jak we wcześniejszych akumulatorach DeWALT były łączone ogniwa cylindryczne. Z tą różnicą, że nie ma już metalowych konektorów i kabelków tylko elektrody są bezpośrednio połączone z płytką PCB. Sama konstrukcja ogniw i sposób ich połączenia gwarantują mniejszy opór przy dostarczaniu energii do narzędzi, co zapewnia pracę z większą mocą. Ogniwa, ułożone warstwami jedna na drugiej, zamknięte w aluminiowych obudowach, przypominają radiator na urządzeniach chłodzących i też odprowadzanie ciepła z płaskich ogniw jest dużo skuteczniejsze niż z szeregu spiętych folią termokurczliwą ogniw cylindrycznych.

  • Podczas ładowania ogniwa, prąd elektryczny przepływa przez anodę, a jony litu migrują z elektrolitu do katody. Proces ten odbywa się w przeciwnym kierunku podczas rozładowywania ogniwa, gdzie jony litu przepływają z katody do anody, a prąd elektryczny jest wytwarzany.
  • Elektroda dodatnia (katoda), składa się z cienkiej folii metalowej i pokrytej materiałem aktywnym. Dzięki zastosowaniu litu jako materiału katodowego, ogniwa Li-ion stały się lżejsze i wydajniejsze, niż wyparte z rynku ogniwa niklowo-kadmowe (Ni-Cd) i niklowo-metalowo-wodorkowe (Ni-MH).
  • Elektroda ujemna (anoda), wykonana jest również z cienkiej folii metalowej, pokrytej materiałem aktywnym. Grafit lub węgiel w anodzie umożliwia wchłanianie i uwalnianie jonów litu.
  • Separator znajduje się między elektrodami dodatnią i ujemną, oddziela anodę i katodę zapobiegając ich bezpośredniemu kontaktowi i tym samym zapobiegając zwarciom wewnętrznym. Separator wykonany jest z polimerów: polietylen, polipropylen lub ceramika i ma postać cienkiej, perforowanej warstwy folii.
  • Elektrolit, czyli substancja przewodząca, to roztwór soli litu w organicznym rozpuszczalniku, który umożliwia przepływ jonów między elektrodami. W płaskim ogniwie baterii Powerstack, elektrolit jest nałożony na separator w postaci cienkiej warstwy.
  • Hermetyczna obudowa ogniwa wykonana jest z laminatu, a jej zadaniem jest utrzymanie elementów (anoda, katoda, separator) w odpowiedniej konfiguracji i ochronę ogniwa przed uszkodzeniem mechanicznym oraz zapewnienie bezpieczeństwa użytkowania.

Zalety Powerstack vs XR

Nowy akumulator DCBP034 Powerstack ma pojemność tylko 1,7Ah przy napięciu 18V i w testach wypada wyraźnie lepiej niż DCB183 18V z serii XR o pojemności 2Ah. Analogicznie DCBP518 5Ah Powerstack może zastąpić 18V DCB184 XR 5Ah.

Waga i wielkość ogniw kieszeniowych jest mniejsza niż ogniw cylindrycznych, dzięki czemu konstruktorom DeWALT udało się akumulator DCBP034 uczynić średnio 20% bardziej kompaktowym i lżejszym od odpowiednika serii XR. Przy ciągłej pracy pod obciążeniem, zabezpieczenie termiczne dużo wcześniej przerywa pracę w bateriach XR niż w Powerstack.

Baterie Powerstack wyposażone są we wszystkie technologie znane z modeli wykorzystujących cylindryczne ogniwa Li-Ion, w tym ochrona przed samowyładowaniem i całkowitym rozładowaniem. Akumulatory DeWALT DCBP518 i DCBP034 posiadają wskaźnik rozładowania (0-25%, 25-50% oraz 50-100%).

Ogniwa pouch mają wyższą gęstość energii niż ogniwa cylindryczne i zestawiono je w stos, co oznacza, że mogą przechowywać więcej energii w tej samej objętości. Dzięki temu, akumulatory DCBP są bardziej wydajne niż ich odpowiedniki serii XR o tej samej pojemności i zapewniają dłuższy czas pracy. Wytrzymują też więcej cykli ładowania, co zapewnia nawet dwukrotnie dłuższą żywotność.

Ogniwa w Powerstack mają również większą trwałość w porównaniu do ogniw cylindrycznych w akumulatorach serii XR, które są bardziej podatne na deformacje podczas trudnych warunków pracy, a nawet niewielkie uszkodzenie może prowadzić do poważnych awarii. Baterie Powerstack są zatem bardziej odporne na uszkodzenia mechaniczne i wibracje, co jest szczególnie ważne w przypadku akumulatorów do elektronarzędzi, które są narażone na ciągłą pracę i transport.

Ostatecznie, ogniwa kieszeniowe Li-ion są bardziej wydajne, trwałe, bezpieczniejsze i łatwiejsze w produkcji niż ogniwa cylindryczne. Wszystkie największe fabryki ogniw na świecie, dywersyfikują już swoje linie produkcyjne, przestawiając się stopniowo na typ pouch lub pryzmatyczny. Dzięki temu koszty produkcji będą coraz niższe, a to daje nadzieję, że w przyszłości akumulatory wyposażone w ogniwa kieszeniowe będą bardziej przystępne cenowo dla klientów.

Powerstack to idealna propozycja dla tych, którzy oczekują od swoich narzędzi maksymalnej wydajności oraz optymalnego czasu pracy przy narzędziach o większym zapotrzebowaniu na energię. Nowe akumulatory są więc najlepszym kompromisem mocy do wagi i rozmiaru – zapewniając najlepszą wydajność.

Tagi: