Wenn du an Elektronikprojekten arbeitest, kommt zweifellos irgendwann der Zeitpunkt, an dem du dein Projekt mobil machen möchtest. Die Wahl der richtigen Batterie für dein Projekt ist ein ganz anderes Thema, denn es gibt viele Variablen zu berücksichtigen. Wie hoch muss die Spannung sein? Wie viele Ampere sollen auf einmal gezogen werden? Gibt es Gewichts- oder Größenbeschränkungen? Wie viel W/cm³ brauche ich?
Ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis bieten Li-Ionen-Akkus mit 18650er Zellen. Und das Beste daran? Du kannst sie selbst herstellen! Du kannst sogar gespülte Zellen in deinem DIY Lithium-Ionen-Akku verwenden, um noch mehr Geld zu sparen!
Je nachdem, wie viele der Zellen du in Reihe und parallel schaltest, kannst du ein Akkupaket bauen, das für die meisten deiner Bedürfnisse geeignet ist.
Benötigte Teile und Werkzeuge
Einige dieser Links sind Affiliate-Links. Ich versuche nur, die Hosting-Kosten wieder hereinzuholen!
STÜCKLISTE
| Item | Amount | Buy |
|---|---|---|
| 18650 Li-Ionen-Zellen | Varies | N/A |
| Batterie-Management-System (BMS) | 1 | Amazon.de Banggood |
| 18650 Akku-Abstandshalter | Anzahl der Zellen * 2 | Amazon.com Banggood |
| Nickel-Streifen (8 mm x 0,1 mm) | Variiert | Amazon.com Banggood |
| Draht | Variiert | Amazon.com Banggood |
| XT60 Verbinder | 1 Paar | Amazon.com Banggood |
Werkzeuge
- Lötstation/Punktschweißgerät
- Drahtabisolierer/-schneider
- Heißluftstation/Heißluftpistole (alternativ: Feuerzeug)
- Multimeter
- Li-Ionen-Ladegerät / Tischnetzteil
Bestimme deine Anforderungen
Spannung
Finde heraus, welche Spannung für dein Projekt erforderlich ist. Übliche Spannungen sind 3,3 V, 5 V, 12 V und 24 V. In der Regel ist es sinnvoll, eine Batteriespannung zu wählen, die gleich oder höher ist als die höchste Spannungsanforderung in deinem Projekt. Für niedrigere Spannungen kannst du einfach ein DC-DC-Abwärtsmodul verwenden.
Du erreichst die gewünschte Spannung mit deinem Akkupack, indem du die 18650er Zellen in Reihe schaltest. Jede Zelle hat ~3,7 V, und die Anzahl der in Reihe geschalteten Batterien ist durch das S im Namen der XSXP-Batterie gekennzeichnet. Multipliziere nun einfach die Spannung pro Zelle, bis du die gewünschte Spannung erreichst. Alternativ dazu kannst du auch diesen Online-Rechner verwenden.
In meinem Beispiel habe ich 3 Zellen in Reihe geschaltet, um eine Spannung von 11 V zu erreichen.
Kapazität
Die Kapazität der Batterie hängt von der Kapazität der einzelnen 18650er Zellen ab und davon, wie viele du parallel schaltest. Eine übliche Zellkapazität beträgt etwa 2600 mAh. Die Gesamtkapazität deines Akkupacks ergibt sich aus der Anzahl der parallel geschalteten Zellen * der Zellkapazität.
Ich habe 3 Zellen parallel geschaltet, so dass ich eine theoretische Maximalkapazität von 5200 mAh haben sollte.
Entladestrom
Der maximale Dauerentladestrom hängt von den Zellen selbst ab und davon, wie viele von ihnen parallel geschaltet sind. Achte darauf, dass dein Projekt den Nennstrom deines BMS oder der Zellen selbst nicht überschreitet. Andernfalls kann es zu einem katastrophalen Ausfall und möglicherweise zu einem Brand kommen.
Wenn du eine Anwendung mit hoher Stromstärke hast, bist du mit Li-Po-Akkupacks vielleicht besser dran.
BMS
Die Wahl des richtigen BMS hängt direkt von deinem Zellenaufbau ab. Du solltest ein BMS wählen, das für deine Anforderungen ausgelegt ist und Funktionen wie Zellenausgleich, Überstromschutz und andere bietet.
Mein Pack ist ein 3S2P-Pack mit dem passenden BMS, das ich bei Banggood bestellt habe.
Kabelquerschnitt
Vergewissere dich, dass du die Drähte richtig dimensionierst, um unnötige Wärmeverluste oder schlimmer noch, Brandgefahr zu vermeiden. Es gibt viele praktische Rechner im Internet, die dir helfen, den richtigen Kabelquerschnitt für deine Bedürfnisse zu finden.
Beschaffung der Batteriezellen
Online kaufen
Im Internet findest du verschiedene Geschäfte, die 18650er Akkuzellen in großen Mengen verkaufen. Du kannst die Zellen auswählen, die deinen Anforderungen entsprechen, und sie online bestellen. Nimm dich jedoch vor Betrügern in Acht, denn es ist nicht ungewöhnlich, dass zwielichtige Verkäufer gefälschte Akkuzellen verkaufen. Diese haben in der Regel eine viel geringere Leistung als angegeben und können katastrophale Ausfälle verursachen, wenn sie über ihre Grenzen hinaus belastet werden.
Scavenging
Es gibt auch die Alternative, 18650er Akkuzellen zu sammeln, die du vielleicht schon herumliegen hast. Die Chancen stehen gut, dass du sie hast! Eine häufige Quelle für diese Zellen sind Laptop-Akkus und Akkus für Elektrowerkzeuge. Es ist wahrscheinlich, dass selbst defekte Akkus noch viele wiederverwendbare Zellen enthalten. Sieh dir meinen Artikel über die Rückgewinnung von Lithium-Ionen-Zellen aus alten Akkus an!
Das gefällt dem Bastler in mir. Außerdem kann ich so Akkuzellen, die noch eine lange Lebensdauer haben und noch nicht reif für den Müll sind, länger nutzen. Allerdings hat das Ganze auch seine Schattenseiten. Das Herausnehmen der Zellen kann schwierig sein und du könntest die Zellen (und dich selbst) beschädigen, wenn du nicht vorsichtig bist.
Montage
Zellen einlegen
Zuerst musst du die Batteriehalterungen so anordnen, dass du den Nickelbandstreifen an den Plus- und Minuspolen anlöten kannst.
In der Galerie habe ich gebrauchte Batterien verwendet, an denen noch Reste von Nickelstreifen befestigt waren.
Löten/Schweißen der Verbindungen
Wichtig! Achte darauf, dass die Zellen eine ähnliche Ladung haben, bevor du sie parallel schaltest. Sonst fließt ein hoher Strom zwischen den Batterien, was zu Schäden oder sogar Bränden führen kann. Idealerweise sollten die Zellen zwischen 3,5-3,7 V liegen.
Wenn du nicht regelmäßig deine eigenen Akkus baust, hast du wahrscheinlich keinen Punktschweißer zur Hand. Ich auch nicht. Es ist verpönt, die Nickelbänder an die Pole zu löten, weil die Zellen dabei großer Hitze ausgesetzt werden, die sie beschädigen kann.
Nun, du musst mit den Werkzeugen arbeiten, die du hast. Das Löten der Nickelstreifen ist zwar nicht schön, aber es erfüllt seinen Zweck. Wenn du Batterien verwendest, an denen bereits Laschen angebracht sind, kannst du versuchen, die Nickelleisten stattdessen an diese zu löten. Dadurch wird die Hitze, der die Zellen ausgesetzt sind, reduziert.
Wenn du die Batteriezellen richtig in die Rahmen eingesetzt hast, sollte jetzt klar sein, wie du sie zusammenlötest. Nimm die Nickelstreifen und löte sie passend zu deiner Zellenanordnung. Achte darauf, dass du auf der Seite, an der du dein BMS anbringen willst, ein paar Zentimeter des Nickelbandes übrig lässt.
Das BMS einbauen
Es ist Zeit, das BMS einzubauen! Wahrscheinlich ist das BMS bereits für den Einsatz in einem Akkupack vorgesehen. Sieh dir den Schaltplan deines BMS an und befestige es an deinem Akkupack. Ich habe etwas Heißkleber verwendet, um es zu befestigen.
Verdrahte das BMS
Bringe die Nickelleisten an und verbinde sie mit den Nickelleisten an den Batteriepolen, wie in deinem BMS-Schaltplan gezeigt. In der Abbildung unten siehst du ein Beispiel, das auf dem BMS für meinen 3S2P-Akkupack basiert.
Befestige die beiden Drähte, die deine Batteriekabel sein werden, an den P+ und P- Klemmen. Achte darauf, dass die Stärke des Kabels für die maximale Stromstärke ausgelegt ist, die deine Batterie voraussichtlich verarbeiten kann. Ich empfehle dir, XT-Klemmen zu verwenden, damit du die Batterie leichter an deine Projekte anschließen kannst. Die Zahl hinter den XT-Buchstaben steht für die maximale Stromstärke, für die sie ausgelegt sind.
Wickle die Batterien ein
Für den letzten Schliff solltest du dein Akkupaket einwickeln. Ich habe Isolierband benutzt, um die Batterien notdürftig zu umwickeln. Im Nachhinein empfehle ich das nicht, weil der Kleber mit der Zeit nachzulassen scheint. Idealerweise würdest du Schrumpfschlauch verwenden, aber ich fand die Produkte in der erforderlichen Größe für meinen Geschmack zu teuer. Es könnte sich lohnen, mit anderen Verpackungstechniken zu experimentieren, um die Zellen und das BMS vor Schäden zu schützen.
Aufladen
Zeit, den Akkupack zu laden! Ich habe mein Tischnetzteil verwendet und es mit den entsprechenden Einstellungen für den maximalen Ladestrom und die maximale Spannung konfiguriert. Diese Werte hängen von den in deinem Akkupack verwendeten Zellen und dem verwendeten BMS ab. Schau in den technischen Datenblättern beider Geräte nach, um sicherzugehen, welche Einstellungen du verwenden musst!
Achtung! Lithium-Ionen-Akkus sollten nur mit einem geeigneten Ladegerät aufgeladen werden. Verwende nur dann ein Tischnetzteil oder andere Mittel, wenn du wirklich weißt, was du tust. Die Verwendung eines falschen Ladegeräts kann zu Schäden und möglicherweise zu Brandgefahr führen!
Du solltest stattdessen in ein geeignetes Li-Ionen-Ladegerät investieren.
Fazit
Wenn alles wie erwartet funktioniert hat, solltest du jetzt einen vollständigen und geladenen Akku haben, der für ein Projekt deiner Wahl bereit ist! Die oben beschriebenen Schritte sollten auch für die meisten anderen Batteriekonfigurationen funktionieren.
Wenn dies mehr als ein einmaliges Projekt für dich ist, lohnt es sich vielleicht, einen Akku-Punktschweißer zu kaufen. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, von 20 € teuren Chinesium-Boards bis hin zu professionellen Geräten für mehrere tausend €. Eine Open-Source-DIY-Alternative ist der kWeld-Punktschweißer von keenlabs.
