Die 18650 Zelle

18650 Lithium Ionen Zellen finden sich nahezu in jedem Haushalt und sind bestimmt die am meisten verbreiteten Akkus die es gibt. Man findet diese Zellen in E-Bikes, Rasierern, Laptops, Powerbanks und vielen weitere Geräten. Ich beschäftige mich nun seit einiger Zeit mit 18650er Zellen. Zum Beispiel baue ich eine XXL Feldbatterie aus recycelten Zellen oder habe ein DIY 18650 Ladegerät entwickelt.

Es wird in diesem Beitrag mehrere Hinweis/Infos/Disclaimer geben. Sie sind rot gekennzeichnet. Bitte nehmt sie euch zu Herzen.

Diese Akkus reagieren empfindlich auf Überladung und Tiefenentladung. Sie können meistens weniger Strom abgeben als ein LiPo, haben aber eine höhere Energiedichte und eignen sich daher hervorragend für Long Range „Endurance“ Akkus.

Im FPV Bereich sind diese Zellen schon relativ bekannt. So verwenden wir diese Zellen als Akkus für unsere FPV-Brillen oder Fernsteuerungen.

Die Ladeschussspannung beträgt wie bei einem LiPo ca 4,2 V. Zum laden des Akkus können wir also einen normalen LiPo Balance Lader wie die Ladegeräte von iSDT verwenden.

Lithium Ionen Akkus können aber wesentlich weiter entladen werden als LiPos. Mann kann die Lithium Ionen Akkus bis auf ca 2,5 V entladen. Natürlich sollte man immer noch eine Restkapazität einplanen und den Akku nicht komplett leer fliegen.
Durch das geringe Gewicht werden Lithium Ionen Akkus gerne für Long Range FPV Wings eingesetzt.

Ergänzung: Ich möchte nochmal darauf hinweisen, dass diese Akkus nichts für Stromhungrige Setups geeignet sind. Wenn man die 30 A Zellen verwendet, muss immer eine Sicherheit eingeplant werden. Mehr als 20-25 A sollte das Long-Range Setup nicht verbrauchen, was ohnehin schon relativ viel ist.

Wenn man mehr Strom benötigt, sollten die Zellen parallel geschaltet werden. Dies erhöht natürlich dad Gewicht, welches wiederum die Motoren durch mehr Leistung ausgleichen müssen.

Das fliegen mit diesen Zellen ist im Moment noch in der Testphase würde ich behaupten. Testet den Akku immer vorher beim Hovern (wenn ihr einen Copter habt). Beachtet auch dass je nach Stromabgabe die Zellen unterschiedlich schnell einbrechen können.

Nachfolgend findest du eine Tabelle mit verschiedenen Li-Ion Zellen und deren Eigenschaften.

Info: Die ersten beiden Zellen haben laut Hersteller weniger Amper Leistung als die US18650VTC6, welche mit 30 A angegeben ist. Bitte verwende die ersten Zellen nur, wenn du dir sicher bist, dass dein Akku für dein Modell passend ist. Im Zweifelsfall verwenden die US18650VTC6 Zellen, welche wirklich bis zu 30A abgeben können.

	LG DBHG21865	Sanyo/Panasonic NCR18650GA	Sony Konion US18650VTC6 3120mAh
Kapazität	3000 mAh	3500 mAh	3120 mAh
Nennspannung	3,6 V
Ladeschlussspannung	4,2 V
Entladeschlussspannung	2,5 V
max. Entladestrom (konstant)	max 20 A	max 10 A	max 30 A
max. Entladestrom (burst)	max 30 A (Quelle)	max 35 A (Quelle)	max 30 A
*Ladestrom²**	1,5 A	1,6 A	5 A
Einsatzzweck	endurance	endurance	fast discharge / endurance
Gewicht	49 g	48 g	46 g
Shop	akkuteile.de / amazon.de	amazon.de	eu.nkon.nl / amazon.de

*² normaler Ladevorgang. Viele Zellen können per „Fastchare“ deutlich schneller aufgeladen werden. Die Haltbarkeit der Zelle nimmt dadurch allerdings ab.

Verkabelung

Lithium Ionen Akkus werden genau so verkabelt, wie LiPos. Es ist darauf zu achten, dass der Balancer Anschluss korrekt verlötet wird und kein Kurzschluss entsteht.

Hier findest du zwei Zeichnungen für einen 4S1P sowie einen 4S2P Akku.

Was wird benötigt

Nachfolgend findest du eine Liste von Teilen, die ich verwende um solche Akkus zu bauen.

Werkzeug

Material

3S2P 6000mAh 60A Lithium Ionen Akku bauen

Dieser Akku kommt in meinem AR.WING als Long Range Akku zum Einsatz.

Vorab: Bitte baue diesen Akku nur nach, wenn du weißt was du tust. Ich hafte für keinerlei Schäden, die durch diesen Beitrag entstehen, falls du etwas falsch verlötest, einen Kurzschluss machst oder der Akku in Flammen aufgeht!

Wenn du den Plus-Pol lötest, pass besonders auf. Unter dem Pluspol und drumherum befindet sich der Minuspol. Sollte flüssiges Lötzinn dort eine Kurzschluss erzeugen, wird die Zelle höchstwahrscheinlich extrem heiß und kann unter Umständen explodieren, da es sich um einen perfekten Kurzschluss handelt! Also, lieber etwas weniger Lötzinn verwenden und gut aufpassen!

Außerdem solltest du nicht zu lange auf den Zellen löten. Nimm die größte Lötspitze und ca. 450°. Ziel ist es nur sehr kurz dir Kontaktflächen zu erhitzen sodass das Zinn verfließt. Wenn die Zellen handwarm werden, ist es noch im Rahmen. Heißer dürfen sie nicht werden.

Zellen positionieren

Damit die Zellen alle perfekt zusammen gehalten werden, verwende ich Heißkleber sowie Kabelbinder.
Dort wo immer jeweils 4 Zellen aufeinander stoßen, habe ich zusätzlich einen langen Streifen 3M VHB hineingeklebt und die beiden Löcher auf beiden Seiten mit Heißkleber verfüllt.

Zellen verbinden

Zum verbinden der Zellen habe ich ein ca. 17mm Langes Kabel abisoliert und mit Lötzinn vorverzinnt. Die Kontakte der Zellen habe ich mit einem Schraubendreher angekratzt, sodass das Lötzinn besser hält.

Mit diesen Kabeln werden alle seriell geschalteten Zellen miteinander verbunden. Es wird immer Plus mit Minus der nächsten Zelle verbunden.

In der Draufsicht kann man erkennen, wie die Zellen verbunden sind. Oben links befindet sich der Pluspol, unten rechts befindet sich der Minuspol des 3S Packs.

Zellen parallel schalten

Damit wir die Kapazität erhöhen bzw verdoppeln, werden beide 3S1P Pakete zusammen (parallel) gelötet. Dazu werden beide Pluspole verbunden sowie beide Minuspole.
Mithilfe dieses Kabels kann man die Zellen perfekt miteinander verbinden.

Denkt daran, alle Kabel und Flächen vorher immer ordentlich mit Lötzinn vorzubereiten. Das erleichtert das löten am Akku sehr, da die Lötstelle nur noch heiß gemacht werden muss.

Hier siehst du die Parallel-Schaltung auf der Minus Seite des Lithium-Ionen Packs. Achte darauf, dass keine Lötstellen nach außen stehen, damit diese nicht brechen können, falls es zu einem Crash des Modells kommt.

Dein Akku sollte nun wie folgt aussehen. Beide Kabel sollten in eine Richtung zeigen.

Balancer Kabel verlöten

Als nächstes widmen wir uns dem Balancer Anschluss. Dabei ist es sehr wichtig, dass die Balancer Kabel korrekt verlötet werden. Es gibt eine bestimmte Reihenfolge, die eingehalten werden muss.
Ich verwendet dazu alte Balancer Anschlüsse von defekten Akkus. Die korrekte Reihenfolge findest du am Anfang dieses Beitrages!

Das weiße Kabel wird auf der Plus Seite der Zellen verlötet, welche den Haupt-Minus Strom abgeben.

Das gelbe Kabel wird auf der Minus Seite der Zellen verlötet, welche den Haupt-Plus Strom abgeben.
Als letztes müssen nur noch ein weiteres dünnes Kabel am Pluspol sowie Minuspol verlötet werden.

Ich habe alle Kabel in eine Richtung verlegt, wo die Öffnung des Akkus sein soll. Danach habe ich sie alle auf die gleiche Länge gekürzt.
Bitte schneidet nicht alle Kabel auf ein Mal durch, da ihr sonst durch eure Schere einen perfekten Kurzschluss erzeugt!

Das fertig verlötet Balancer-Kabel wird nun mit einem Kabelbinder an dem Minus Strang befestigt. Dies dient als Zugentlastung.

Zellen verpacken

Nun können wir die Zellen verpacken. Dazu kleben wir auf beiden Seiten mehrere Lagen dickes Isolierband über die Lötstellen.

Auf der Oberseite kleben wir ebenfalls einige Lagen Isolierband über die Kontakte.

Nun stecken wir den Akku in einen großen Schrumpfschlauch und erhitzen diesen, sodass er sich perfekt um die Zellen schließt.
Ich empfehle euch einen Heißluftfön zu verwenden.

XT60 Stecker verlöten

Zuletzt wird der XT60 Stecker verlötet. Achtet unbedingt auf die Polarität.
Ich habe mich für den XT60 Stecker von AMASS entschieden, da dieser eine Plastik Schutzkappe hat und man somit keinen Schrumpfschlauch verwenden muss.