DIY „LongRange“ Lithium Ionen Akku bauen

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. 

ANZEIGE:

Wenn man mehr Strom benötigt, sollten die Zellen parallel geschaltet werden. Dies erhöht natürlich das 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 NCR18650G Sony Konion US18650VTC6 3120mAh
 Kapazität 3000 mAh 3500 mAh 3120 mAh
 Nennspannung 3,6-3,7 V
 Ladeschlussspannung 4,2 V
 Entladeschlussspannung 2,5 V 2,5 V 2,0 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
 Ladestrom*² 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 „Fastcharge“ 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, 4S2P sowie einen 4S3P 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! 😉

Normalerweise werden diese Akkus mit einem Punktschweißgerät verbunden, das löten mit Lötzinn ist nicht ideal, funktioniert aber ebenso!

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 die 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.

Nun ist der Akku fertig und kann verwendet werden!

Das Gewicht kann sich sehen lassen, der perfekte LongRange Akku!

4S1P 3000mAh 20-30A Lithium Ionen Akku bauen

Hier nun noch ein paar Fotos meines 4S Akkus, welchen ich als erstes gebaut habe!

   

 

Wenn dir dieser Artikel gefallen hat und du mich unterstützen möchtest, findest du hier drei Möglichkeiten. DANKE!

Auf Patreon findest du auch weitere Infos zu meiner Person und dem Blog

paypal[ät]seidel-philipp.de

33 Antworten

  1. Reto sagt:

    Gibt für DYI ohne zu lüten auch eine schraubbare lösung mit kappen.
    https://eu.nkon.nl/accessories/welding-material/vruzend-diy-battery-kit-2772.html

    das gewicht wird dadurch natürlich etwas mehr was wiedrum dagegenspricht.

  2. Aron sagt:

    Hey, ich habe 2 Liion Zellen und möchte daraus einen 2S 7,4V 1800mAh Akkupack bauen. Könntest du mal bitte anhand einer Schaltskizze (wie oben) oder Erklärung zeigen, wie ich die Beiden Zellen zu verkabeln habe.

  3. Christoph Kastelitz sagt:

    Hallo Phil. Habe gerade für meine Longrangeakkus die 18650er Zellen und stärkere 20700er Zellen bei nkon.nl bestellt. Das tolle dort ist Du kannst dir um so 50 Cent pro Zelle Lötfahnen dran schweissen lassen. Damit entfällt der Stress, direkt an den Zellen löten zu müssen. LG Chris

  4. Thomas sagt:

    Aufmerksam geworden bin ich durch diesen Beitrag und hatte vor mir z.B. einLiion Pack 3S2P für meinen S800 oder AR Wing zu löten.
    Muss man eigentlich beim Aufbau diese Schutzschaltungen/ Schutzelektronik mit verwenden?
    Man liest auch von protection circuit und unprotection Li-Ion. Letztere werden öfters angeboten. Was hat es damit aufsich?

    • Phil sagt:

      Hey Thomas,
      diese geschützten Zellen habe ein PCB verbaut, welches gegen Überspannung und Unterspannung sorgen. Für uns sind diese PCBs aber eher hinderlich. Ich würde auf keinen Fall solche Zellen für einen Flugakku verwenden. Unsere Li-Ion Packs verhalten sich im Grunde wie LiPos. Man muss also selber darauf achten, dass man landet bevor der Akku leer und dass man ihn nicht mit einem falschen Lade-Programm überlädt.

      Gruß,
      Phil

  5. ManniFPV sagt:

    Ich wollte schon lange mal eine Feldbatterie bauen, um mit meinem iSDT Q6 kleine Lipos (4S 800mAh) unterwegs zu laden. Ideal wäre dafür nach meiner Überlegung 6S2P. Bei der doch recht hohen Energie und Wert, den so ein Akkupack darstellt, hätte ich aber gerne eine Schutzelektronik eingebaut, wie sie von Firmen gemacht wird, bei denen man sich beliebig LiIon-Packs zusammenstellen kann. Ich weiß nicht genau, was die für einen Schutz bieten, ich nehme an Überladungsschutz, Tiefentladungsschutz und Kurzschlussschutz, quasi sowas wie das PCB bei protected 18650er-Zellen. Weiß jemand etwas über so eine Schutzelektronik, idealerweise sogar Bezugsquellen?

  6. Jan sagt:

    Wie passend 😀 ich hatte auch gerade das Projekt am laufen. Heute alle teile bekommen dazu und zufällig deinen Beitrag gelesen 😀

    Danke für die tollen Zeichnungen zur Verkabelung 🙂

    Funktioniert einwandfrei. Am Wochenende mal schauen was das bringt für mich im ar Wing 🙂

  7. Tobi sagt:

    Hi bitte sage auch, dass man die Zellen eigentlich nicht lötet sondern mit Elektroschweißen und daher man nur wenn überhaupt ganz kurz nur löten darf, die Zellen sind Temperatur empfindlich. Besser wäre es sich ein alten Brillengestellschweißgerät zu besorgen oder mit einem großen Kondensator ein Punktschweißgerät zu bauen. Ich glaube das nennt man schon schweißen oder so Ich will keine Werbung machen aber dort findet man den Zusammenbau von Fahrradakkus die sind aus den selben Zellen gebaut und bekommen noch ein BMS, das gibts auch für 12 Volt um den Akku für den Fliege zu bauen.

    • Phil sagt:

      Hey Tobi,

      in den roten Disclaimern habe ich bereits etwas zu Temperatur geschrieben. Ich habe nun noch hinzugefügt, dass das Löten nicht der optimalste Weg ist.

      Als nächtes werde ich auch ein Punkt schweißgerät bauen.
      Gruß,
      Phil

  8. Mulder sagt:

    Wie passend, ich warte bereits auf meine Zellen. Hatte mich für die samsung q30 Zellen entschieden. Mein 7zoll endurance copter zieht knapp unter 6A im hover, deswegen reichen wohl 3s1p aus. Ohne Akku 280g also perfekt für ein li-ion Experiment. Toller Artikel.

  9. Albert sagt:

    Bitte noch 4S3P ergänzen 🙂

  10. Tom sagt:

    Moin Phil.
    Bitte Vermerke nochmal groß, dass die Entladerate wirklich gering ist und hier besonderes Augenmerk gilt. Sehe sonst reihenweise Liionen abbrennen.
    Selbst die Zellen oben mit 20 und 30C sind erfahrungsgemäß eher etwas weit her geholt. Und da die meisten eher Stromhungrige Setups aufbauen, kann das schnell zum Misserfolg führen. Etwa 1/3 der maximalen Entladerate kann man nutzen, um auch die volle Kapazität des Liionen zu erreichen.
    Wenn du dann noch einen 10C 20C oder 30c Lipo anstatt 80C zum Gewichtsvergleich antreten lässt, sieht das schonwieder garnicht so interessant aus bei so geringer Kapazität.
    Je mehr Zellen, desto besser. 6s5p z.B.. Da merkt man dann den Unterschied deutlich.

    • Phil sagt:

      Hey Tom,

      das ist alles korrekt und ich werde das auf jeden Fall noch anpassen, damit die Modelle nicht vom Himmel fallen!

      Gruß,
      Phil

      • Tom Leszinski sagt:

        Auch erwähnenswert ist es, beim löten wirklich nur sehr kurz wärme zuzuführen. Die liionen nehmen sonst schnell schaden.
        Kannst ja bei Lust und Laune mal nach Selbstbau Punktschweißer / DIY Spot Welder googlen. Kann man mit einfachen Mitteln selber bauen (autobatterie, powercap usw).
        Gibt auch Open Source DIY regelplatinen usw, wenn es anspruchsvoller werden soll.
        Geht schneller und schonender als löten.
        Grüße
        Tom

        • Phil sagt:

          Hey Tom,
          ja zum löten habe ich bereits etwas geschrieben. 🙂 achja, ein Punktschweißgerät werde ich mir wohl auch bauen, genau wie du es vorschlägst. 🙂

          Gruß,
          Phil

  11. Bernd sagt:

    Geht das mit 2S auch?
    Bzw. kann man auch einen 2S bauen?

  12. Hans-Jürgen Duwe sagt:

    Schöner Bericht und gute Idee
    Bitte aber beim Balanced Abschnitt etwas korrigieren.
    Weiß einer der Plus oder Minus 🤔😉

  1. 1. Februar 2018

    […] Vorheriger Beitrag DIY „LongRange“ Lithium Ionen Akku bauen […]

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Nie wieder etwas verpassen…

…dann abboniere mich auf Facebook oder Youtube!