有没有想过手机和笔记本电脑是如何变得越来越小巧、越来越轻的?部分答案来自突破性的锂离子电池技术。这些紧凑的可充电电池提供最大功率和更长的运行时间，而不增加额外的重量。
这不是锂离子电池第一次改变消费者对电子产品的看法。现在，经过制造商多年的研究和数百万美元的开发，锂离子电池开始给一个全新的类别带来革命——无绳电动工具。
从专业承包商到认真的diy者，锂离子电池技术被证明是近20年来最大的创新之一。这可以说是迄今为止该行业经历的最大创新。随着用户和整个行业试图掌握这项技术的重要性，了解锂离子的基本好处和挑战，并从混乱中解脱出来，将对每个人都有帮助，无论电压大小如何。
最大功率，更多的运行时间和无重量损失
多年来，专业人士一直依赖18伏镍镉电池作为无线工具的主要电源。对于无绳钻头/驱动器，旋转锤，往复锯，圆锯，夹具锯，人字锯等，18伏NiCad是性能，重量和价格之间的最佳平衡。但就像任何技术一样，用户不断需要更强大、更高效、更舒适的工具。
利用锂基化学的固有优势，以前在NiCad中不可能实现的大大小小的工具，现在已经成为现实。就像24v NiCad工具平台的开发一样，制造商可以在不增加工具重量的情况下满足更大的功率和运行时间的需求。对于超紧凑型工具的独特创新也可以在一个非常小的包中实现令人难以置信的功能。
例如，在基础化学水平上，单个镍镉电池可以保持1.2伏电压，而单个锂离子电池可以保持和使用高达3.6伏电压，而且重量仍然小于镍镉电池。简单地说，锂离子电池可以在相同尺寸的电池包中储存更多的电量，也可以在较小的电池包中储存相同的电量。例如，对于高效的高安培绘图工具，36伏锂离子电池的电压容量是18伏镍镉电池的两倍，但重量几乎相同。在相同电压下，10.8伏的锂离子电池的功率与NiCad相当，但体积只有9.6伏的NiCad的一半。重量更轻，体积更小，功率更大，使得锂离子工具更容易操作，效率更高，这对任何使用电动工具的人来说都是一个主要优势。
当涉及到更多的运行时间时，事实是任何电池化学物质的电压增加都会增加运行时间。因此，通过将锂离子电池提高到更高的电压，例如36伏，用户自然会受益于运行时间的增加。不过，就像NiCad一样，运行时也会根据特定应用程序是否比其他应用程序消耗更多的电量而变化。但是，总的来说，电压越大，用户可以期望的运行时间就越多。展望未来，36伏电池可能是市场上电动工具的最高电压。
锂离子电池的其他显著优势包括从放电周期的开始到结束始终如一的性能水平，以及在不引起记忆效应的情况下随时为电池充电的能力。使用锂离子电池，用户不会体验到镍镉电池在接近完全放电时性能的急剧下降。该技术还消除了记忆效应，即电池在多次部分充电和放电后无法再充满电。因此，无论是20%的电量还是99%的电量，用户都可以随时将电池充满，而不会造成电池损坏。
锂离子电池还为用户提供了延长的电池保质期，这可以防止电池在长时间不使用时急剧放电。因为承包商通常每天都在使用他们的工具，所以自己动手的人可能会看到最大的好处。他们可以将电池储存数月而不会出现电量丢失的情况。所以下次他们拿起工具时，它仍然可以使用。
可定制和特定于任务的工具
在新技术的创新中，锂离子使制造商能够开发出更高安培的绘图工具，但也更紧凑，功能更强大。在电压谱的低端，锂离子电池使制造商能够在尽可能小的封装中提供令人印象深刻的功率提升。在两端，用户现在都有机会为特定的应用程序选择特定于任务的工具，而不是为大小任务只选择一种工具。
当今大多数钻头/驱动器的扭矩远远超过了用户日常任务所需的扭矩水平，如驱动紧固件，钻孔先导孔等。但是，如果没有一个真正的超紧凑和强大的解决方案，大多数人就不得不随身携带更重、功能强大的工具。现在，使用锂离子电池，超紧凑型钻头/驱动器，几乎只有一般手的大小，可以完成大部分时间的工作。它们甚至可以放入工具袋中存储，或者可以采用独特的配置来适合通常难以到达的区域。
对于需要重型工具的情况，现在可以使用1英寸旋转锤、带锯、往复锯等工具。无绳设计中不断扩展的工具种类和最大的功率将改变专业人士和DIY者完成工作的方式，无论他们身在何处。
的电池循环寿命的挑战
虽然锂离子具有革命性的优势，但任何将该技术应用于其产品的制造商都可以获得上面讨论的许多好处。但与手机和笔记本电脑持续的低安培消耗不同，电动工具制造商面临着更大负荷应用的不同挑战。频繁的高安培拉伸应用的副产品，如锯切或钻切致密材料，会产生热量，从而损坏电池单元。因此，电池的循环寿命，即电池需要更换之前的充放电次数，大大缩短了。只有通过设计电池及其电池芯来抵抗这种情况，制造商才能将具有可接受循环寿命的锂离子电池推向专业市场，而不会花费最终用户大量的钱来不断更换电池。三个设计步骤将保护并显著延长锂离子电池的循环寿命，特别是在重载应用中:更高的电压平台、电子电池保护和特殊设计的电池组。
第一种方法需要制造更高电压的电池，比如36伏，以减少单个锂离子电池的整体压力，使其使用寿命更长。我们可以用汽车发动机作一个简单的比较。一个更大、更强大的发动机不需要像上陡坡那样努力工作，因为它可以产生足够多的动力来完成它的任务。但是，体积减半的发动机需要加倍努力才能完成同样的任务，很可能会把自己推向极端并造成内部损坏。电池也是如此。在同样的重载应用中，36伏电池根本不需要像18伏电池那样努力工作。因此，更高电压的锂离子电池不仅提供了完成重载应用所需的额外功率，而且延长了电池的寿命。
许多制造商在他们的锂离子工具和/或电池中包含一个特殊的电子组件，不仅可以测量温度，还可以监测扣动扳机或电池使用的次数。温度测量很重要，但这并不是全部。一些电子封装还提供电子电池保护(ECP)，能够管理电池的功率输出，以消除潜在的损害条件，如过热，并延长电池的循环寿命。此外，一些制造商在实际的电池组中设计电子产品，而不是在工具中。不幸的是，这会在电池内部产生额外的热量，从而无法实现最小化电池内部和周围热量的目标。薄ECP和智能设计有助于确保延长锂离子电池的循环寿命。
最后，制造商应该设计他们的电池，使其在所有电压水平下都保持凉爽，特别是在使用更重型、大功率工具时。电池外壳应该将热量从电池和电池芯传导出去。充电器应该包括风扇，通过电池通风口输送空气，在充电前、充电中和充电后冷却单个电池。对于更高电压的电池，外壳内的散热片或其他散热设计也有助于散热。通过结合这些类型的设计特征，制造商可以延长电池的循环寿命，减少所需的更换次数，使锂离子电池成为真正有价值的投资。
编者按:埃德温·本德是LITHEON无线电动工具的产品经理，薄电动工具及配件。
